磁谐振无线电能传输系统空间磁场的时空特性 被引量：6

1

作者 汪泉弟 康健炜 +2 位作者 王赢聪 李万路 张婵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第19期4486-4495,共10页

基于无线电能传输系统基本结构及磁谐振电能传输状态,对空间磁场的时空特性进行了较深入的研究。在毕奥萨伐尔定律建立的单线圈磁场的基础上,获得收、发线圈在空间产生的合成磁场解析表达式,由此推导出磁场强度矢量的极化公式。讨论了... 基于无线电能传输系统基本结构及磁谐振电能传输状态,对空间磁场的时空特性进行了较深入的研究。在毕奥萨伐尔定律建立的单线圈磁场的基础上,获得收、发线圈在空间产生的合成磁场解析表达式,由此推导出磁场强度矢量的极化公式。讨论了三种极化形式的形成原因与条件,提出了线极化是系统的固有极化,揭示了磁场极化具有空间分布的特殊性质。将分量幅值比、分量相位差、椭圆轴比作为分析空间磁场的极化参数,通过编程求解得到螺线管线圈系统的椭圆轴比的子午面分布图,发现磁谐振传输系统磁场存在一个线极化的碟形曲面。在此基础上,研究了平面螺旋线圈系统的磁场轴比分布特性。最后通过仿真和实验验证了磁谐振传输系统磁场时空特性解析分析过程与结论的正确性。 展开更多

关键词 磁谐振式无线电能传输 磁耦合 时空特性 极化

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磁谐振无线电能传输负载自适应阻抗匹配研究 被引量：3

2

作者 白敬彩 范峥 +1 位作者 王国柱 杜志勇 《工矿自动化》 北大核心 2020年第3期74-78,共5页

针对磁谐振无线电能传输(MR-WPT)系统的负载改变时,现有阻抗匹配方法不能自动调节负载阻抗,导致系统电能传输效率降低的问题,提出了一种MR-WPT系统负载自适应阻抗匹配方法。为利用高频化提高MR-WPT系统的电能传输效率,选用E类功率放大... 针对磁谐振无线电能传输(MR-WPT)系统的负载改变时,现有阻抗匹配方法不能自动调节负载阻抗,导致系统电能传输效率降低的问题,提出了一种MR-WPT系统负载自适应阻抗匹配方法。为利用高频化提高MR-WPT系统的电能传输效率,选用E类功率放大器作为高频逆变电路。在磁谐振装置和负载之间加入DC/DC变换器,当负载阻抗变化时,通过调节DC/DC变换器的占空比将负载电阻变换到最大效率传输电阻,从而确保MR-WPT系统始终以最大效率工作。仿真和实验结果表明:所提出的阻抗匹配方法切实可行,能够优化MR-WPT系统的传输效率,输出功率为3.5 W时,传输效率达35%。 展开更多

关键词 磁谐振无线电能传输 阻抗匹配 谐振网络 传输效率 E类功率放大器

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一次侧失谐参数对三线圈磁谐振无线电能传输系统的影响

3

作者 钱培聪 陆益民 《工矿自动化》 北大核心 2020年第12期70-75,共6页

三线圈磁谐振无线电能传输(MR-WPT)系统因存在交叉耦合,使得一次侧处于失谐状态,导致系统的传输功率有所下降。而现有研究MR-WPT系统失谐参数与传输功率关系的方法存在所考虑的失谐参数变量较多、参数之间的关系复杂、控制算法计算量大... 三线圈磁谐振无线电能传输(MR-WPT)系统因存在交叉耦合,使得一次侧处于失谐状态,导致系统的传输功率有所下降。而现有研究MR-WPT系统失谐参数与传输功率关系的方法存在所考虑的失谐参数变量较多、参数之间的关系复杂、控制算法计算量大等问题。针对上述问题,以三线圈串联型磁谐振式失谐拓扑结构为研究对象,提出了一种三线圈串联型MR-WPT系统一次侧失谐参数设计方法,通过引入虚拟耦合因数简化参数计算过程,无需复杂的算法和设计额外的硬件电路。研究了一次侧失谐参数对三线圈MR-WPT系统的影响,分析了MR-WPT系统3个线圈回路之间的不同虚拟耦合因数、失谐因子与系统传输功率的关系:①发射线圈与中继线圈回路内阻比的大小可表征系统是否存在频率分裂现象。②发射线圈与中继线圈、中继线圈与接收线圈的虚拟耦合因数取值相等时,系统对应的输出功率要大于取值不相等时的输出功率,发射线圈与接收线圈的虚拟耦合因数等于1时系统的输出功率最大。③失谐因子可衡量一次侧的失谐程度,其取值越大,一次侧失谐程度越大,其取值越小,一次侧失谐程度越小。④当失谐因子为定值时,品质因数越大,工作频率与谐振频率差值越小,此时失谐程度越小;当失谐因子为定值时,品质因数越小,工作频率与谐振频率差值越大,此时失谐程度越大,在设计一次侧失谐参数时,宜适当选取较大的品质因数,以降低失谐频率的波动。实验结果验证了参数设计与分析结果的正确性。 展开更多

关键词 三线圈磁谐振无线电能传输系统 传输功率 一次侧失谐 虚拟耦合因数 失谐因子

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用于磁耦合谐振式无线电能传输系统的新型恒流补偿网络 被引量：41

4

作者 董纪清 杨上苹 +1 位作者 黄天祥 陈为 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第17期4468-4476,共9页

对于磁耦合谐振式无线电能传输(magnetically coupled resonant wireless power transfer,MCR-WPT)系统,其谐振补偿网络是系统的重要组成部分。该文提出并设计了一种用于恒压输入、恒流输出磁耦合系统的新型补偿网络,该补偿网络不仅可... 对于磁耦合谐振式无线电能传输(magnetically coupled resonant wireless power transfer,MCR-WPT)系统,其谐振补偿网络是系统的重要组成部分。该文提出并设计了一种用于恒压输入、恒流输出磁耦合系统的新型补偿网络,该补偿网络不仅可实现电流增益的负载无关性,还具有单位功率因数输入的特性。理论推导出系统传输效率及输出功率的数学模型,并分析其与耦合系数、工作频率、负载电阻之间的相应特性曲线。数值仿真和实验结果表明,新型补偿网络应用于MCR-WPT系统时,可实现系统电流增益的负载无关性,并获得较高整机效率。 展开更多

关键词 无线电能传输 谐振式无线电能传输 补偿网络 电流增益

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基于FPGA的磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制 被引量：37

5

作者 刘帼巾 李义鑫 +2 位作者 崔玉龙 黄凯 边鑫磊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第14期3185-3193,共9页

磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的研究热点,保持系统工作在谐振频率是磁耦合谐振式无线电能传输的关键技术之一。为了解决磁耦合谐振式无线电能传输系统在工作过程中的谐振失谐问题,本文从理论上分析系统的失谐机理,提出... 磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的研究热点,保持系统工作在谐振频率是磁耦合谐振式无线电能传输的关键技术之一。为了解决磁耦合谐振式无线电能传输系统在工作过程中的谐振失谐问题,本文从理论上分析系统的失谐机理,提出基于自适应PI控制的可变模全数字锁相环的频率跟踪控制方法;建立基于PI控制的全数字锁相环的数学模型,分析PI控制参数对系统性能的影响;设计出一种对全数字锁相环的PI控制参数进行自适应调节且兼顾跟踪控制的速度和精度的自适应控制器;利用FPGA实现所提出的全数字锁相环;仿真结果表明,该全数字锁相环能够较好地实现相位和频率的跟踪功能;最后,在实验样机上进行验证,结果表明该方法可以在谐振频率变化时完成对频率的快速跟踪,使系统工作在谐振状态。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 谐振失谐 频率跟踪 全数字锁相环 自适应PI 控制

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基于电磁谐振耦合的无线电能传输系统传输能力估算与验证（英文） 被引量：8

6

作者 张献 苑朝阳 +2 位作者 章鹏程 杨庆新 李阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期47-54,共8页

首先研究了磁偶极子近场功率分布,并求得其中无功功率所占比例,以此为基础估算无线电能传输系统的最佳工作区域;其次,利用耦合模理论分析了典型谐振式无线传能系统,获得了以品质因数、耦合系数和角频率为变量的关于传输功率的函数;最后... 首先研究了磁偶极子近场功率分布,并求得其中无功功率所占比例,以此为基础估算无线电能传输系统的最佳工作区域;其次,利用耦合模理论分析了典型谐振式无线传能系统,获得了以品质因数、耦合系数和角频率为变量的关于传输功率的函数;最后搭建了一套平板线圈谐振耦合无线传能样机,实验结果显示谐振频率为10 MHz时系统的最大工作距离为5 m,验证了所提出理论的正确性。 展开更多

关键词 谐振耦合无线电能传输 传输能力 近场估算 耦合模 盘型谐振器

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基于三级式可扩展多模块并联架构的低压大电流高距径比无线电能传输系统 被引量：1

7

作者 沈豪杰 刘福鑫 +1 位作者 陈旭玲 金科 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1144-1152,I0024,共10页

在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并... 在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并联系统建模并分析其传输特性。为提升系统效率,对比3种输出级结构及其控制策略并遴选出一种最优拓扑。进一步地,提出线圈级具体参数设计方法以减小电压电流应力并实现输入级软开关。最后搭建一台距径比为1(30 cm/30 cm)的1 kW原理样机验证理论分析,对比3种不同输出级拓扑的性能。实验结果表明,系统最高效率可达75.2%。 展开更多

关键词 磁谐振式无线电能传输 多模块并联 高距径比 低压 大电流

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磁耦合谐振式无线电能传输系统效率优化研究 被引量：11

8

作者 赵越 沈艳霞 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第4期29-32,共4页

提高谐振频率可以有效提高磁耦合谐振式无线电能传输(MCRWPT)系统的效率,但容易受线圈位置变化的影响。研究了在固定中频谐振频率下的MCRWPT的传输效率的影响因素。建立了四线圈MCRWPT系统的电路模型,推导了传输效率与传输距离、负载、... 提高谐振频率可以有效提高磁耦合谐振式无线电能传输(MCRWPT)系统的效率,但容易受线圈位置变化的影响。研究了在固定中频谐振频率下的MCRWPT的传输效率的影响因素。建立了四线圈MCRWPT系统的电路模型,推导了传输效率与传输距离、负载、能量发射、接收线圈匝数之间的关系式。引入遗传算法对传输效率进行优化求解,详细分析了传输距离、负载及发射、接收线圈匝数对效率的影响,进而给出了实际应用中提高中频谐振MCRWPT系统的传输效率的思路,并进行了仿真验证。 展开更多

关键词 磁耦合谐振无线电能传输 遗传算法 优化 传输效率

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应用于磁耦合谐振式无线电能传输系统的高效率E类逆变电源设计方法 被引量：8

9

作者 李应智 魏业文 +2 位作者 王琦婷 黄悦华 程江洲 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期219-225,共7页

ZVS型E类逆变器被认为是工作效率最高的功率放大器,被广泛用作磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统的驱动电源,此系统的效率不仅仅在于电能依托线圈载体无线传输的效率,还在于逆变电源的工作效率。本文通过对ZVS型E类逆变器建模分析... ZVS型E类逆变器被认为是工作效率最高的功率放大器,被广泛用作磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统的驱动电源,此系统的效率不仅仅在于电能依托线圈载体无线传输的效率,还在于逆变电源的工作效率。本文通过对ZVS型E类逆变器建模分析,得出其额定最佳工作状态下的输出功率与设计参数、负载间的关系;采用电路互感理论构建E类逆变器驱动的四线圈结构MCR-WPT系统的等效模型,并以驱动电源的额定最佳工作状态为优化目标进行负载匹配,给出电源适应于负载的高效率MCR-WPT系统设计方法。最后通过实验证明了这种方法能够实现发射端逆变电源与接收端负载的高度匹配,系统的输出功率得以显著提升。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 E类逆变器 额定最佳工作状态 负载匹配

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磁耦合谐振式无线电能传输系统的阻抗匹配方法研究 被引量：8

10

作者 元士强 崔玉龙 +2 位作者 王景芹 范好亮 樊亚超 《工矿自动化》 北大核心 2019年第1期81-86,共6页

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中传输距离或负载的改变会导致输入阻抗与射频内阻不匹配,引起输出功率下降的问题,以L型匹配网络为例,提出了一种基于Smith圆图理论的阻抗匹配方法。该方法根据等效电路理论和Smith圆图理论推导出了关... 针对磁耦合谐振式无线电能传输系统中传输距离或负载的改变会导致输入阻抗与射频内阻不匹配,引起输出功率下降的问题,以L型匹配网络为例,提出了一种基于Smith圆图理论的阻抗匹配方法。该方法根据等效电路理论和Smith圆图理论推导出了关于匹配电感和匹配电容的参数表达式,在阻抗失配的情况下通过调节归一化电阻变量即可控制匹配网络参数,从而实现系统的阻抗匹配。仿真和实验结果表明,该匹配方法网络结构简单,避免了复杂的计算过程;相同条件下,匹配后的系统输出功率相较匹配前得到了明显提高,且可有效抑制系统的频率分裂。 展开更多

关键词 矿井 磁耦合谐振式无线电能传输 阻抗匹配网络 匹配电感 匹配电容 SMITH圆图 归一化电阻

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磁耦合谐振式无线电能传输系统传输特性研究 被引量：5

11

作者 孙翔宇 龚立娇 +1 位作者 李宏伟 靳郑伟 《工矿自动化》 北大核心 2020年第4期54-59,共6页

针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响,利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统输出功率和效率表达式,分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系,以及... 针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响,利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统输出功率和效率表达式,分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系,以及线圈线径、匝数与互感的关系;借助COMSOL有限元仿真软件建立线圈三维模型,并搭建多组两线圈MCR-WPT实验系统对理论分析结果进行了验证.研究结果表明:通过增大收发线圈线径和匝数,可以提高系统输出功率和传输效率,但与线圈线径相比,线圈匝数对传输效率的影响更为明显,而且随着匝数的增加,系统会在更远的传输距离处取得输出功率最大值;随着负载电阻不断增大,系统输出功率和传输效率都呈现先增加后减小的趋势,证明了系统的输出功率和传输效率均存在最大值,但系统输出功率和传输效率达到最大值时的最佳负载不同,即不存在可使输出功率和传输效率同时取最大值的最优负载电阻. 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 输出功率 传输效率 线圈线径 线圈匝数 负载电阻

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谐振式无线电能传输系统中高频逆变器的特性分析和参数设计 被引量：19

12

作者 韩冲 张波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期5036-5050,共15页

磁耦合谐振式无线电能传输技术具有传输距离远、效率高、功率大的优点,近年来得到学者的广泛关注和研究。然而谐振无线电能传输技术要求20 kHz～20 MHz高频交流供电,给高频逆变器的选择和设计提出挑战。为此,该文结合谐振无线电能传输... 磁耦合谐振式无线电能传输技术具有传输距离远、效率高、功率大的优点,近年来得到学者的广泛关注和研究。然而谐振无线电能传输技术要求20 kHz～20 MHz高频交流供电,给高频逆变器的选择和设计提出挑战。为此,该文结合谐振无线电能传输系统的特点,指出了高频逆变器的设计难点,对应用于MCR-WPT系统的高频逆变器类型进行了系统的梳理和归纳,分析了它们的工作特性,论述了它们的控制技术,并提出了高频逆变器参数设计和元件选型方法,为谐振无线电能传输技术的发展提供技术依据。 展开更多

关键词 谐振式无线电能传输 高频逆变器 工作特性 控制技术 参数设计

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基于磁耦合谐振式海下无线电能与信息共享耦合线圈分时传输方法 被引量：2

13

作者 张杰 赵航 +3 位作者 许知博 周磊 杨磊 张元启 《电源学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期74-83,共10页

磁耦合谐振式无线电能传输和电场感应式无线电能传输是当前研究热点。能量传输往往伴随着信息传输,所以海下无线信息的传输也逐渐受到重视并发展。为此提出一种具有共享通道的无线电能与信息传输系统,使功率和信息可以在同一信道进行传... 磁耦合谐振式无线电能传输和电场感应式无线电能传输是当前研究热点。能量传输往往伴随着信息传输,所以海下无线信息的传输也逐渐受到重视并发展。为此提出一种具有共享通道的无线电能与信息传输系统,使功率和信息可以在同一信道进行传输。在一个开关周期中,电能在前半个开关周期传输,数据在后半个开关周期传送。数据通过频移键控FSK(frequency-shift keying)调制方法进行调制,功率传输的频率设置为285.02 kHz。采用二进制频移键控2FSK(binary frequency-shift keying)调制方法,2个信号载波的频率分别设置为1 MHz和2 MHz。水槽实验平台采用35%盐水模拟海水环境。仿真和实验结果很好地验证了理论分析和计算,证实了电能和信息共享通道进行无线传输的系统对海下电气设备进行供电和数据传输的可行性。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 频移键控 共享通道 分时传输

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磁耦合谐振式无线电能传输系统四线圈结构研究 被引量：3

14

作者 冯柳 赫佳峦 《工矿自动化》 北大核心 2019年第5期73-78,共6页

针对传统的四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统的四线圈位置相对固定、不得随意改变,从而导致使用局限性的问题,提出了一种新型的四线圈结构:电源线圈、负载线圈分别与集总电容相连接,形成电源谐振回路和负载谐振回路,电源线圈可与发... 针对传统的四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统的四线圈位置相对固定、不得随意改变,从而导致使用局限性的问题,提出了一种新型的四线圈结构:电源线圈、负载线圈分别与集总电容相连接,形成电源谐振回路和负载谐振回路,电源线圈可与发射线圈产生磁谐振,负载线圈可与接收线圈产生磁谐振,同时可以改变4个线圈的相对位置,适当调整4个线圈之间距离。该结构不仅可增加无线电能的传输距离,还可改善频率分裂,使系统输出功率和传输效率最大。仿真与实验分析了4个线圈之间的不同耦合系数组合对系统传输效率和输出功率的影响,结果表明,电源线圈与发射线圈之间的耦合系数越大,系统的传输效率越高,随着耦合系数的增大,传输效率先增大后减小;输出功率和传输效率随着负载线圈和接收线圈之间的传输距离的增加而明显减小,针对不同的传输距离,调整负载线圈和接收线圈之间的距离,可使系统获得同一负载下的最大传输效率及输出功率。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 四线圈结构 耦合系数 频率分裂 传输效率 输出功率

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线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响 被引量：2

15

作者 乔振朋 王赛丽 +3 位作者 郭果 杨征 刘涛 余开伟 《工矿自动化》 北大核心 2020年第4期60-65,共6页

针对线圈间距是衡量无线电能传输距离的关键指标,研究了线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响.建立了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统模型和PCB平面螺旋线圈模型,通过Matlab仿真分析源线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈之... 针对线圈间距是衡量无线电能传输距离的关键指标,研究了线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响.建立了四线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统模型和PCB平面螺旋线圈模型,通过Matlab仿真分析源线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈之间的距离对系统传输效率和输出电压的影响,并搭建实验平台对仿真结果进行了验证.结果表明,线圈间距对系统传输效率有显著影响,系统输出的负载电压随着发射线圈和接收线圈间距d23、源线圈和发射线圈间距d12的增大呈现先增大后减小的规律,选择合适的d23和d12可使系统输出电压达到最大值,而源线圈和发射线圈间距d34的增加则使得输出电压逐渐减小.因此,在系统设计中应尽可能使接收线圈和负载线圈靠近. 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 线圈间距 平面螺旋线圈 传输效率 输出电压

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基于改进人工蜂群算法的无线电能传输系统输出控制 被引量：3

16

作者 杨晶菁 陈为 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期173-182,共10页

磁耦合谐振式无线电能传输系统中,当耦合系数较大时系统将发生频率分裂现象导致输出功率降低。采用软件调频的输出控制可以稳定输出性能。然而输出功率是一个极值个数和半径都可变的多峰函数,因此需要改进标准人工蜂群算法以搜索所有极... 磁耦合谐振式无线电能传输系统中,当耦合系数较大时系统将发生频率分裂现象导致输出功率降低。采用软件调频的输出控制可以稳定输出性能。然而输出功率是一个极值个数和半径都可变的多峰函数,因此需要改进标准人工蜂群算法以搜索所有极值。首先通过系统模型的分析,说明频率分裂现象的影响和多峰搜索的必要性,提出一种原边控制方法,得到输出性能的函数。然后提出3种策略对标准人工蜂群算法进行改进,包括采用正交生成法改进了食物源的分布;采用比较父代与子代之间的欧式距离选择食物源,避免漏峰;通过对适应度排序确定个体增量动态地缩小小生境的范围。最后搭建了一个两线圈无线电能传输系统,通过计算和实验证明,改进的人工蜂群算法收敛速度快、优化精度高,在保证传输效率的前提下,能够提高并稳定系统在过耦合状态时的输出功率。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 输出控制 人工蜂群算法 频率分裂 小生境

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线圈偏移角度对无线电能传输特性的影响 被引量：3

17

作者 康会峰 《工矿自动化》 北大核心 2018年第6期31-35,共5页

根据两线圈磁耦合谐振式无线电能传输模型,推导了磁耦合谐振式无线电能传输效率与线圈偏移角度、传输距离之间的关系公式,研究了传输距离和偏移角度对传输效率的影响,得出了如下结论:随着传输距离的增大,偏移角度对无线电能传输效率的... 根据两线圈磁耦合谐振式无线电能传输模型,推导了磁耦合谐振式无线电能传输效率与线圈偏移角度、传输距离之间的关系公式,研究了传输距离和偏移角度对传输效率的影响,得出了如下结论:随着传输距离的增大,偏移角度对无线电能传输效率的影响越来越小;偏移角度较小时,其对传输效率的影响不大;偏移角度大于75°时,随着偏移角度的增大,传输效率急剧下降;随着传输距离的增大,无线电能传输效率下降趋势越来越平缓。Matlab仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 偏移角度 传输距离 传输效率

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应用于无线电能传输系统的金属异物三级定位检测系统设计 被引量：3

18

作者 王跃跃 夏能弘 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2022年第2期205-212,共8页

磁谐振式无线电能传输基于高频交变磁场耦合,当有金属异物侵入时,异物产生的涡流效应会给系统带来不可忽视的安全隐患。目前无线电能传输系统金属异物的检测主要基于异物造成的功率损耗和热效应,存在延时性高、参数提取复杂等缺陷。在... 磁谐振式无线电能传输基于高频交变磁场耦合,当有金属异物侵入时,异物产生的涡流效应会给系统带来不可忽视的安全隐患。目前无线电能传输系统金属异物的检测主要基于异物造成的功率损耗和热效应,存在延时性高、参数提取复杂等缺陷。在此背景下,提出一种基于三级线圈的新型金属异物定位检测系统,第1、2级线圈均由2个并列矩形单元检测线圈构成,两级线圈布置方向相互垂直,实现金属异物在充电范围四分之一区域内的简单定位;第3级线圈由刚好覆盖发射线圈的4个等腰三角形单元检测线圈构成,实现金属异物在充电范围八分之一区域内的定位检测。以发射线圈面积为340 mm×280 mm的无线电能传输系统为载体进行验证,实验结果表明:当检测阈值电压低至1.4 V时,该异物检测系统能够有效检测到边长仅为20 mm的正方体铁块。 展开更多

关键词 磁谐振式无线电能传输 金属异物 三级检测线圈 单元检测线圈

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基于双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统研究 被引量：26

19

作者 刘帼巾 白佳航 +2 位作者 崔玉龙 李志刚 岳承浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1569-1579,共11页

为了简化磁耦合谐振式无线充电系统电路设计和控制的复杂性,提出一种双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统,只需对部分补偿元件进行投切操作,即可实现恒流和恒压充电。首先利用二端口网络对系统原边、副边建模得到双LCL数学模型,... 为了简化磁耦合谐振式无线充电系统电路设计和控制的复杂性,提出一种双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统,只需对部分补偿元件进行投切操作,即可实现恒流和恒压充电。首先利用二端口网络对系统原边、副边建模得到双LCL数学模型,分析实现恒流或恒压输出的参数配置条件;然后根据恒流和恒压参数配置特点,设计变补偿参数的电路结构;再根据仿真方法得出的关键参数与系统传输特性之间的关系,合理设计参数配置,使得磁耦合谐振式无线充电系统无复杂电路环节而且控制简单,还可实现原边电流和频率恒定;最后搭建实验平台,验证设计的系统输出的电压或电流波动较小,可以满足恒压和恒流充电的要求。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 恒压 恒流 双LCL 变补偿参数

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基于LCL-LCL/S混合自切换谐振式无线充电系统 被引量：11

20

作者 郭星 刘利强 +2 位作者 齐咏生 高学金 李永亭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期2422-2434,共13页

为了减少混合谐振式无线充电系统的开关器件和无源元件数量,提高系统输出功率,同时简化原、副边的控制策略,提出一种基于LCL-LCL/S混合自切换谐振式无线充电系统,无需原、副边通信和增加任何无源元件,仅通过LCL结构的自投切操作更改拓... 为了减少混合谐振式无线充电系统的开关器件和无源元件数量,提高系统输出功率,同时简化原、副边的控制策略,提出一种基于LCL-LCL/S混合自切换谐振式无线充电系统,无需原、副边通信和增加任何无源元件,仅通过LCL结构的自投切操作更改拓扑网络来实现无线充电系统恒流恒压的切换。首先,依靠T型网络分析恒流或恒压输出与输入阻抗呈纯阻性的关系;然后,引入混合型补偿网络数学模型,分析实现系统输入电流和电压之间零相角(ZPA)与恒流或恒压输出特性的参数配置条件;接着,依据蓄电池充电曲线特征、谐振电流阈值、电压跳变阈值和耦合系数变化约束,进一步提出一种适用于混合谐振式拓扑网络参数优化的设计方法,在避免谐振网络参数经验选值的局限性导致参数不确定性问题的同时,也为参数选取提供了理论依据;最后,搭建实验平台验证该方案的可行性与有效性。实验结果表明,优化谐振网络参数的无线充电系统具有较好的恒流恒压输出特性,系统最大传输效率为81%,完全满足恒流恒压无线充电需求。 展开更多

关键词 磁耦合谐振式无线电能传输 LCL-LCL/S拓扑 参数优化设计 恒流恒压充电

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