磁耦和谐振式无线电能传输的功率分配研究

摘要

磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）技术自诞生以来，受到越来越多国内外研究学者的关注与青睐。近年来，随着这项技术的不断发展，实际应用中对单发射器-多接收器MCR-WPT系统的需求也日益增加。因此，在单发射器-多接收器MCR-WPT系统中，对于多个接收器之间的功率进行定量的分配且保证电能高效传输是一个值得关注的问题。
　　本文根据MCR-WPT的基本原理，对考虑交叉耦合前后的两接收器、三接收器MCR-WPT系统建立电路模型，推导出其功率和效率表达式，并推广到任意数量接收器的系统。在多接收器MCR-WPT系统中，首先给出多个接收器之间功率分配的表达式，分析了影响负载上功率分配的因素，并利用设计对称的接收器的方式来简化阻抗匹配方法，从而实现多接收器MCR-WPT系统的功率分配。利用LTspice软件模拟验证了功率分配方法的正确性，并且分析了交叉耦合对多接收器系统的影响。通过对两接收器、三接收器MCR-WPT几种系统模型的对比，分析了当接收器放置在发射器同侧与两侧时，两种系统模型的传输效率与传输距离的关系。
　　搭建多接收器MCR-WPT系统实验平台，实现了两接收器和三接收器MCR-WPT系统功率1：1和1：2以及1：1：1和1：2：3的分配，并通过两种系统模型的对比实验，验证了接收器放置在发射器的两侧，在相对较远距离具有更好的电能传输特性，而接收器放置在发射线器同侧时，更适合于较近距离无线电能传输。

目录

声明

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 研究背景及意义

1.4 本文研究内容

2.1 引言

2.2 磁耦合式无线电能传输理论背景

2.3 交叉耦合的概念

2.4 两接收器MCR-WPT系统电路模型

2.5 三接收器MCR-WPT系统电路模型

2.6 多接收器MCR-WPT系统电路模型

2.7 本章小结

3.1 引言

3.2 两接收器MCR-WPT系统

3.2 三接收器MCR-WPT系统

3.3 多接收器MCR-WPT系统的功率分配

3.4本章小结

4.1两接收器系统参数设计与仿真

4.2 三接收器系统参数设计与仿真

4.3 本章小结

5.1 概述

5.2 耦合线圈的设计

5.3 实验参数设计

5.4两接收器系统功率分配验证

5.5 三接收器系统功率分配验证

5.6 本章小结

6 全文总结与展望

致谢

参考文献