磁共振耦合无线能量传输技术国内外研究现状(2)
时间:2018-04-25 20:10 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2.2 国内研究现状 1.2.2.1哈尔滨工业大学研究成果 自2008年至今，哈尔滨工业大学的朱春波教授和他的同事学生们，对磁共振耦合无线能量传输技术进行了诸多研究。文[26]基于电路原理和电磁场原理分析了中频谐振能量传输系统，制定了拓扑电路结构，计算出了接收线圈电流最大时的条件。实验中系统采用集中参数元件构成的谐振体，在收发线圈相距0.7m时成功实现传输23W的能量，并且负载两端电压最大时系统距离达到55cm，其最高传输效率接近50%。其实验结构如5。文[27]是关于一个简单的无线能量传输系统的研究，分析了接收线圈反电动势在不同共振频率和不同传输距离时的特点，并对其进行了软件仿真和实验研究。该系统可传递1m以上距离，最大功率50W， 5 哈工大无线电能传输 效率高达60%。文[28]在研究驱动电路时遇到了输出功率和频率问题，基于集中参数方法解决了谐振电容和谐振电感的选取和匹配，并以此改进了发射电路和接收电路，研究了负载特性、接收装置位置不定性、空载损耗特性和透过障碍特性，增加中继线圈可以提高传输距离，成功制作了一个小型无线输电系统。最后以系统的功率特性为中心进行了分析。首先应用电路原理简化数学模型，接着进行特性分析。从大的方面分析能量传输的过程，通过几种途径提高了系统无线能量传输功率，例如提高驱动端电压可不断提高传输功率。通过分析收发端耦合系数研究了传输距离对系统特性的影响。通过考虑趋肤效应分析了导线线径和电感线圈直径对传输特性的影响。设计了半桥式开关电路，增加其工作时间，可进一步提高功率。文[29]分析了磁共振耦合无线能量传输原理，进行了系统传输对比实验。在收发端线圈参数相同时，线径大者传输距离远、线圈直径增大也能提高传输距离，同时电感电容也会有影响。当收发线圈结构参数不同时，接收线圈直径大则系统性能优越。通过对研究结果进行分析，得出在电感相同时，可以通过增加电容的大小提高传输距离；在电容相同时，减小线圈电感能提高传输距离；增大线圈固有频率可以提高传输距离；大的线圈直径、线径可以提高传输距离。给出了三种方法用来提高传输距离：提高供电电压、加入中继增强线圈、采用多股导线并联单匝线圈，重点研究了中继线圈对传输距离的影响。文[30]分析了磁共振耦合无线能量传输系统的工作原理、构成以及传输能量时的特性，实验验证了相关研究。分析了不同的障碍物对系统的影响。得出了相关结论：对于负载类无源金属障碍，金属障碍与传输线圈的距离越近干扰越强；距离相同而位置不同时对传输系统的干扰没有太大差别；具有相同谐振频率但大小不同时，负载类干扰体的大小越接近传输线圈的大小，对传输系统的干扰越大。对于有源干扰，第一种情况，已知干扰场源的实体结构，将干扰场源等效为与传输线圈相同的结构，当干扰场源的频率与传输系统的频率相等时对传输系统的干扰最强；第二种情况，已知干扰场源发射的磁场但是不知道其实体结构，分析不同频率的磁场在接收线圈处形成的干扰，干扰磁场的频率越接近传输系统的频率，接收线圈接收到的能量越少。文[31]在电路原理基础上，建立了一个四谐振体系统数学模型，研究了当系统的负载发生变化时的传输特性、频率响应特性、接收端位置改变时传输特性（包括轴向距离、径向偏移及角度传输特性），并且研究了多接收端同时工作的相关理论，得出了接收端之间不发生共振耦合的基本条件。实验证明，相对于单接收系统，多接收端系统能传输更大的功率，更高的效率，因此多接收端系统的研究更具价值。 (责任编辑：qin) |