用于家用電器的雙負(fù)載無線電能傳輸系統(tǒng)的研究.pdf

1、無線電能傳輸技術(shù)（Wireless Power Transfer，簡稱WPT）與傳統(tǒng)的供電方式相比，具有安全性、便捷性、兼容性等優(yōu)點(diǎn)，因此具有較大的研究價(jià)值與廣闊的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，無線電能傳輸?shù)姆绞讲粩嘭S富，包括電磁感應(yīng)式（IPT）、電磁共振式（MR-WPT）、電磁輻射式（MPT）等多種無線電能傳輸方式得到了發(fā)展與應(yīng)用。近年來，無線電能傳輸技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、電動(dòng)汽車、家用電器等眾多領(lǐng)域均有不俗的貢獻(xiàn)。
　　本文集中于電磁

2、感應(yīng)式無線電能傳輸技術(shù)在中等功率家用電器上的應(yīng)用，重點(diǎn)針對(duì)雙負(fù)載無線電能傳輸（DIPT）系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其傳輸特性進(jìn)行研究。
　　本文首先利用互感模型建立等效電路，通過理論推導(dǎo)，得出了不同諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)下反應(yīng)DIPT系統(tǒng)傳輸特性的相關(guān)指標(biāo)，具體包括反映阻抗、功率傳輸能力、傳輸效率、頻率分叉臨界條件。利用OrCAD與MATLAB軟件，對(duì)各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)傳輸特性的影響規(guī)律進(jìn)行了探討，具體包括耦合系數(shù)、雙負(fù)載阻值、工作頻率等，同時(shí)分析了IPT系統(tǒng)從

3、單負(fù)載模式切換到雙負(fù)載模式的穩(wěn)態(tài)變化情況。
　　其次，完成了DIPT系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，具體包括硬件電路設(shè)計(jì)（逆變電路、吸收回路等）；磁耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：通過仿真分析選擇了合適的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，利用Ansoft Maxwell對(duì)線圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終得到了工作頻率在60kHz附近，雙負(fù)載輸出功率均為700W左右，效率最高可達(dá)92％的實(shí)驗(yàn)裝置。
　　結(jié)合仿真結(jié)果，通過一系列特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了DIPT系統(tǒng)的傳輸特性，具體包括變負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)、側(cè)

4、移特性實(shí)驗(yàn)、單雙負(fù)載對(duì)比實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果所呈現(xiàn)的傳輸功率和效率隨負(fù)載、耦合系數(shù)等參數(shù)的變化規(guī)律基本一致。此外，本文利用MATLAB仿真與實(shí)驗(yàn)方法研究了IPT系統(tǒng)電機(jī)負(fù)載特性，對(duì)無線電能傳輸技術(shù)在家用電器上的應(yīng)用進(jìn)行了擴(kuò)展。
　　最后，對(duì)DIPT系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制方式進(jìn)行了探討，通過OrCAD仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式對(duì)變載、變頻、電容調(diào)節(jié)三種方式進(jìn)行了可行性分析。結(jié)果顯示了電容調(diào)節(jié)方式在理論上對(duì)雙負(fù)載功率協(xié)調(diào)有一定的調(diào)節(jié)功