磁耦合谐振式无线电能传输方向性分析及验证.pdfVIP

20 14 年 2 月 电 工 技 术 学 报 Vol.29 No. 2 第29 卷第2 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb . 2014 磁耦合谐振式无线电能传输方向性分析与验证 1,2 1,2 3 4 2 1 李阳 ,杨庆新 , 闫卓 ,张超 ,陈海燕 ,张献 （1. 天津工业大学天津市电工电能新技术重点实验室 天津 300387; 2. 河北工业大学电磁场与电器可 靠性省部共建重点实验室 天津 300130; 3. 中国电工技术学会 北京 100823; 4. 中国科学院电工研究 所 北京 100190） 摘要 针对在磁耦合谐振式无线电能传输系统中角度偏转是否会对接收电能产生影响的问 题，首先利用空间两空心线圈的互感耦合理论和等效电路分析无线电能传输系统的频率特性，得 到归一化电压的频率响应曲线和电能无线传输的必要条件。然后根据空间任意放置的空心线圈的 耦合系数与方向的关系分析方向改变对耦合因数的影响，提出系统在过耦合、临界耦合和欠耦合 三种状态下的方向特性。最后，设计了实验电路并进行了相关的实验研究，实验结果与理论分析 具有较好的一致性，验证了无线电能传输系统中方向性的问题。本文关于方向性的分析为移动设 备的无线电能传输系统设计和参数优化提供有益的参考。 关键词：无线电能传输 磁耦合谐振 耦合因数 方向性 中图分类号：TM72 Analysis and Validation on Characteristic of Orientation in Wireless Power Transfer System via Coupled Magnetic Resonances 1,2 1,2 3 4 2 1 Li Yang , Yang Qingxin , Yan Zhuo , Zhang Chao , Chen Haiyan , Zhang Xian （1. Tianjin Key Laboratory of Advanced Electrical Engineering and Energy Technology Tianjin Polytechnic University Tianjin 300387 China ; 2. Province-Ministry Joint Key Laboratory of Electromagnetic Field and Electrical Apparatus Reliability Hebei University of Technology Tianjin 300130 China ; 3. China Electrotechnical Society Beijing 100823 China; 4. Institute of Electrical Engineering of Chinese Academy of Science Beijing 100190 China ） Abstract In order to confirm whether the angle deflection will influence the power of receiver coils in wireless power transfer system, the characteristic of orientati