磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的研究

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1、密級：公開ＳＨＩＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪ工學(xué)碩±學(xué)位論文磁稱合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的研究ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆ－ｎａｎＭａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙｃｏｕｐｌｅｄＲｅｓｏｔＷｉｒｅｌｅｓｓＰｏｗｅｒＴｒａ打ｓｆｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ培養(yǎng)單位：機(jī)械工程學(xué)曉ｉ專業(yè)：機(jī)械電子工程了研究生：段冰塞ｉ指導(dǎo)教師：吳文狂教授１二〇－五年六月Ｉ－ｉ獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究王作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加Ｗ標(biāo)

2、注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得石家莊鐵道大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。￣＞盡簽名；咬藏期；嚇廣日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解石家莊鐵道大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部口送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱，同意學(xué)校將論文加入《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》。本人授權(quán)石家莊鐵道大學(xué)，可Ｗ采用影印、縮

3、印或其他復(fù)制手段保存論文，可公布論文的全部或部分內(nèi)容。（保密的論文在解后應(yīng)遵守此規(guī)定）＾作者簽名：期吃，＾日導(dǎo)師簽名；／＾＾＾＾＿日期：＞ｒ＾密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的研究TheResearchofMagnetically-coupledResonantWirelessPowerTransferTechnology培養(yǎng)單位：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械電子工程研究生：段冰鑫指導(dǎo)教師：吳文江教授二○一五年六月摘要摘要基于無線電能傳輸技術(shù)的裝置是指在電能的發(fā)射端和接收端不需要金屬導(dǎo)線相連而進(jìn)行電能傳輸?shù)难b置。它把電源和相應(yīng)

4、的負(fù)載分離開來，不但使用方便，而且消除了在電能傳輸過程中開關(guān)接觸和閉合時可能產(chǎn)生的電火花，在嚴(yán)禁煙火場合無線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用就顯得更加安全、可靠。磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)作為無線電能傳輸技術(shù)的一個重要分支，有傳輸距離更遠(yuǎn)、效率更高、穿透性良好等優(yōu)點，因此對這項技術(shù)的研究很快成為各國學(xué)者研究的熱點。對這項技術(shù)的研究雖然取得了較大的進(jìn)展，但在傳輸理論、源電壓信號逆變、諧振頻率的跟蹤、耦合線圈、電磁輻射等方面還有待進(jìn)一步研究。本論文針對磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)開展研究，主要內(nèi)容有：(1)詳細(xì)分析了磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)臋C(jī)理，并根據(jù)互感耦合理論建立了系

5、統(tǒng)電路模型，分析推理出影響無線電能傳輸性能的主要因素。(2)分析了整個電能傳輸系統(tǒng)電路，對線圈在高頻信號下的自感作用、趨膚效應(yīng)和繞法特性進(jìn)行了理論分析，找到了能使電能傳輸?shù)淖罴丫€圈結(jié)構(gòu)；研究了諧振電容與耦合線圈等效電感電容的不同組合方式，提出了電能轉(zhuǎn)換效率最高的電路結(jié)構(gòu)。(3)通過對諧振電容在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中四種不同組合方式的研究，得到了耦合因數(shù)和電能發(fā)射端接收端電能品質(zhì)因數(shù)對電壓增益的影響規(guī)律，以及不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的最佳應(yīng)用場合。利用PSpice軟件進(jìn)行仿真，證明了理論研究結(jié)果的正確性，為磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置的設(shè)計打下了基礎(chǔ)。(4)詳細(xì)分析了各類功率放大器的

6、原理電路和工作點波形圖，為功率放大器方案的選擇和設(shè)計提供依據(jù)。(5)根據(jù)理論研究成果進(jìn)行磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)脑O(shè)計，提出了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計方法以及相關(guān)電路各個元件和芯片的選擇依據(jù)，最終制作了輸出參數(shù)為6V/3W的試驗樣機(jī)。關(guān)鍵詞：磁耦合諧振式；耦合線圈；功率放大器；諧振頻率；拓?fù)銩bstractAbstractBasedonthewirelessdevicecapableoftransmittingtechnologyreferstothepowertransmitterandthereceiverdoesnotneedtometalwiresfore

7、lectricalpowertransmissiondevice.Itisthesourceandthecorrespondingloadseparation,notonlyconvenienttouse,andeliminatetheswitchcontactintheprocessofpowertransmissionandelectricsparkthatmayproducewhenclosed.Itisstrictlyprohibitedtofireworkscanradiotransmissiontechnologyapplicationismor

8、esafeandreliable.Magneticc