多負載磁耦合諧振式無線電能傳輸特性分析與仿真

陳海燕　李延強　石浩磊　李亮　李彩蓮

摘要：針對磁耦合諧振式無線電能傳輸中多負載的情況，在傳統的四線圈單負載磁諧振耦合式無線電能傳輸系統結構上，研究了多負載情況下的負載傳輸特性。運用電路模型分析出傳輸系統線圈耦合系數和負載對輸出電壓、傳輸效率的影響。最后通過有限元軟件建立3D模型對系統進行聯合仿真，仿真結果驗證了理論的正確性，結果證明了在多負載情況下，負載合理的選擇對系統的輸出電壓、傳輸效率有很大的影響，且總有一個最佳負載使系統的傳輸效率最大。

關鍵詞：無線電能傳輸；磁耦合諧振；多負載；傳輸特性

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.2.018

引言

傳統的電能傳輸都是通過導線傳輸配送的，存在著諸如摩擦、電火花等一些問題，而無線電能傳輸具有潔凈、安全性高、可靠性強、便于安裝與維護等優點。無線電能傳輸技術根據其電能傳輸原理大致上可以分為三類：感應耦合無線電能傳輸、微波無線電能傳輸和磁諧振耦合無線電能傳輸。磁諧振耦合無線電能傳輸理論基于“耦合模理論”，由高頻電源輸出的交流電通過諧振線圈產生高頻的交變磁場，當交變磁場遇到相同諧振頻率的諧振線圈時，它們之間發生諧振，使得電能從發射諧振線圈傳到接收諧振線圈，從而為負載供電，具有傳輸距離遠的特點。

目前對磁耦合諧振無線電能傳輸系統研究多在單個負載的情況下，然而現實情況下，單個負載已經不能滿足現實需求，對多負載的研就越發重要。……