基于调频控制的三线圈结构无线电能传输系统效率优化研究

摘要

三线圈结构无线电能传输（WPT）系统相比于传统两线圈结构WPT系统,具有更远的能量传输距离和更高的系统传输效率。理论分析表明,虽然三线圈结构WPT系统可以增加远距离系统传输效率,但近距离系统传输效率降低。本文针对这一问题,提出一种基于调频控制的三线圈结构WPT系统效率优化方法,即在不同的传输距离下使用该距离对应的最优工作频率,从而提升近距离系统传输效率。首先推导三线圈结构WPT系统效率公式,证明可以通过调整工作频率的方法改变系统传输效率。在此基础上进行仿真分析,证明在不同传输距离下确实具有非谐振频率的最优工作频率。最后,通过实验验证基于调频控制的三线圈结构WPT系统效率优化方法的可行性,解决了近距离能量传输效率降低的问题,且最大效率提升幅度达到15%。