基于可調耦合方法的磁耦合共振無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統
摘要:針對無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統的效率隨著(zhù)充電距離的增大而快速降低的情況,提出了一個(gè)四線(xiàn)圈結構的磁耦合共振無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統的優(yōu)化設計方案。通過(guò)二端口網(wǎng)絡(luò )分析方法,建立了四線(xiàn)圈結構的磁耦合共振無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統的等效電路模型,分析并推導出了無(wú)線(xiàn)能量傳輸效率表達式及傳輸效率提升的阻抗匹配條件。仿真并設計制作了收發(fā)線(xiàn)圈內徑為70 mm的四線(xiàn)圈結構磁耦合共振無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統。當激勵線(xiàn)圈與發(fā)射線(xiàn)圈間的距離和負載線(xiàn)圈與接收線(xiàn)圈間的距離固定為5 mm時(shí),仿真實(shí)測收發(fā)線(xiàn)圈距離在90 mm內傳輸效率達80%以上,在120 mm處傳輸效率可達60%,測試結果和仿真結果相吻合。在此基礎上,通過(guò)同時(shí)調節激勵線(xiàn)圈與發(fā)射線(xiàn)圈之間的距離和負載線(xiàn)圈與接收線(xiàn)圈之間的距離,實(shí)現在130~180 mm的傳輸距離內,無(wú)線(xiàn)能量傳輸系統的傳輸效率提升10%以上,并且當發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈相距150 mm時(shí),系統傳輸效率最大可提高21%。
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