二端口网络模型及其在s/p补偿WPT系统中的应用

摘要

无线电能传输(WPT)系统常用的等效模型有耦合模模型,互感模型和二/多端口网络模型.基于这些模型,学者对WPT系统的工作特性,如传输效率,传输功率,最优负载等进行了研究.本文研究了无线电能传输系统的二端口网络模型的T参数,包括利用T参数模型对系统工作特性进行分析,以及T参数的获取.在利用模型进行特性分析部分,给出了系统达到最大传输功率和最大传输效率时的负载满足的条件,即最优负载与T参数之间的关系.在T参数模型的获取部分,将WPT系统的发射线圈和接受线圈以及相应的补偿网络,抽象成一个二端口网络.然后在两个端口分别接不同负载情况下,对二端口网络的电压增益的波特图进行测量.根据测量结果,计算系统的二端口网络的T参数,然后分别对达到最大传输功率、最大传输效率的负载阻值进行计算.研究发现,在阻性负载条件下,当负载满足二端口网络的输出阻抗和本文所提到的效率最优负载时,可以分别达到传输功率和传输效率的最大值.须指出,本文对WPT的T参数模型的测算方法,无关无线电能的传输方式,无关补偿单元和整流网络,只要WPT系统能抽象成线性二端口网络,因而具有一定范围的适用性.