磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出特性分析及其优化

摘要

自从19世纪以来，人类对高效的电能供应方式的研究从未停止。然而随着现代科技的高速发展，电子设备已经无处不在，在一些特殊的环境下，传统的有线电能供应方式由于安全性、便捷性的缺陷而无法适用。因而人们将目光转向无线电能传输技术，填补了电能传输方式的空白。
　　磁耦合谐振式无线电能传输系统作为一种有效的中距离能源传输方法，自2007年麻省理工大学实验成功之后一直是全世界研究机构的研究热点。但是其输出功率和传输效率一直是其难以突破的瓶颈。为分析与优化磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出功率，论文对磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性进行了分析、建模与试验，并提出了一种简化的系统模型，以方便设计者分析或确定磁共振式无线电能传输系统的参数。另外为解决原始系统输出功率随线圈相对位置而急剧变化最终导致系统的输出功率低且不稳定的缺点，论文根据磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性提出了一种可行的最大功率点追踪(MPPT)方法以稳定系统的输出功率。使得负载能够在宽距离范围内实现功率最大化。这种方法的目的在于尽可能提高并稳定现有磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出功率。此外论文基于该方法设计了一个功率较大的磁耦合谐振式无线电能传输系统，进行了80瓦的能量传输试验。并且对该系统进行了合理的分析与实验，结果表明该系统具有输出功率大且输出相对稳定的优点。
　　最后将这种改进的传输系统应用到了电磁轨道式移动供电系统上。并且进行了分析与试验，结果表明该种移动供电系统能够为移动中的物体提供较为稳定的电能供应因，该种电磁轨道式移动供电系统具有广阔的研究前景和极大的研究价值。

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第一章 绪论

1.1 论文研究背景和意义

1.2 当前研究现状

1.3 论文主要内容介绍

第二章 磁耦合谐振无线电能传输的理论基础

2.1 耦合模理论

2.2 电路理论

2.3 系统的耦合程度

2.4 本章小结

第三章 磁耦合谐振系统功率输出特性分析

3.1 系统分析与模型建立

3.2 输出特性分析

3.3实验验证

3.4 本章小结

第四章 磁耦合谐振系统功率优化实验

4.1 实验系统设计

4.2 实验方法

4.3 实验数据及其分析

4.4 本章小结

第五章 电磁轨道式移动供电系统的设计

5.1 系统设计

5.2 移动供电实验

5.3 实验数据

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录（攻读硕士学位期间发表论文和参加的科研项目）