水下磁谐振式无线电能传输系统的分析与设计

摘要

针对水下供电技术中传统接触式密封插头容易在使用中发生磨损导致漏电的问题,基于磁谐振式无线电能传输原理建立了磁谐振式三线圈互感耦合模型.该模型由发射线圈、接收线圈和负载线圈3部分组成,独立的接收线圈具有较高的品质因数,负载线圈单匝绕制有效降低内阻损耗,克服了传统两线圈模型传输性能差和四线圈模型耦合次数多的缺点,提高了传输功率和效率.对海水中高频电磁波的传播特性进行了分析,进一步探究了海水中模型传输功率和效率与三线圈之间传输距离的关系.设计了一个三线圈磁谐振式无线电能传输样机,实验结果表明,在海水中传输距离为12 cm时,传输效率可达60％,验证了所提方法的有效性.研究可为今后水下谐振式能量传输技术的应用和优化提供理论支持.