磁耦合谐振式无线能量传输系统的软件设计和实验验证

摘要

随着工业的发展和科技的进步，人们对电能的无线传输有了更多的需求。电能无线传输技术即用电设备以非接触的方式从电网上得到电能，与传统的有线供电方式相比，具有更安全与更便捷的特点。
　　磁耦合谐振式无线能量传输是近年来新型的电能输电技术，与电磁波传输方式相比，具有可以穿越障碍物的优点；与电磁感应式传输方式相比，有传输距离更远的优势。
　　本论文首先对磁耦合谐振式无线电能传输系统的基本原理进行了分析，分析得出系统的传输范围主要在近区磁场。系统的两个线圈在同一个频率下自谐振，通过时变磁场不断的进行能量交换，实现了电能的无线传输。
　　对磁耦合谐振式无线能量传输系统进行研究，分析了工作原理、系统的构成、以及该过程中应遵循的准则；分别基于耦合模理论和电路理论建立磁耦合谐振式无线能量传输系统的数学模型，在此基础上分析了系统的影响因素，提出了优化系统传输特性的关键条件。
　　在对系统性能研究的基础上，针对指定传输距离和传输功率，以具体的负载阻抗为前提，提出了磁耦合谐振式无线能量传输系统的软件设计方案；基于Matlab和Labview软件编写程序并执行设计方案，输入负载功率、传输距离、负载阻值，输出传输系统参数：电源电压、线圈尺寸、谐振频率等；并举例进行了实验验证。通过对实验结果的数据分析，对软件不断优化，最终设计出系统负载功率和传输效率都比较高的软件，为在此领域中的进一步研究提供理论依据。

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第1章 绪论

1.1 课题选题背景及其意义

1.2 无线能量传输的三种方式简介

1.3 MCR-WPT技术国内外发展现状

1.4 本文研究的主要内容

第2章 MCR-WPT系统的工作原理分析

2.1 MCR-WPT系统的工作原理

2.2 MCR-WPT系统结构

2.3 本章小结

第3章 MCR-WPT系统的传输机理

3.1 耦合模理论

3.2 电路模型理论

3.3 本章小结

第4章 MCR-WPT系统的软件设计和实验验证

4.1 一般MCR-WPT系统的软件设计及实验验证

4.2 负载功率最大MCR-WPT系统的软件设计及实验验证

4.3 功效积优化MCR-WPT系统的软件设计及实验验证

4.4 实验结果对比

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果

致谢