磁耦合谐振式无线能量传输系统传输特性研究

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1、AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMaster1^'．■●●KesearchonmagneticcoupllnK'一●'一resonantwirelesspowertransmissionsystemtransmissioncharacteristicsByDahuaRenSupervisor：Prof．JinyuanShenandAssociateProf．RunjieLiuSignalandinformationprocessingScho

2、olofInformationEngineeringMay2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文使用授权声明伽☆砰I本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版

3、，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。仍彘噜l摘要摘要近年来，越来越多的电子产品的涌现使得如何充电日益受到关注，太多的充电设备已经成为负担，无线能量传输技术成为研究热点。其中的磁耦合谐振式无线能量传输技术具有优异的传输效率和能较远的传输，是目前国际上主流的研究无线充电设施的技术。关于磁

4、耦合谐振式无线电能传输，其传输距离对无线电能传输来说是一个很大的挑战，因此，本文对磁耦合谐振式无线能量传输技术的发射和接收线圈的结构参数进行了基础性理论研究。根据磁耦合谐振式无线电能传输技术的理论分析研究，本文采用Hilbert分形线圈代替环形的发射线圈和接收线圈。分析了系统的传输机理，能量传输以及应该遵守的准则，以往研究中都是耦合模公式建立数字模型，具有一定的缺点。针对这一问题，首先，利用互感耦合建立的数字模型，然后用电路理论分析建立等效的电路模型，能够将耦合模公式建立数字模型简化，很好的分析影响能量传输的关键因素。在无

5、线电能传输系统中，本文利用Hilbert分形天线代替传统的环形线圈，在很大程度上减小了接收端尺寸。在此基础上，分析影响能量传输的关键因素，得到系统传输的最大传输效率。利用上述方法对磁耦合无线电能传输进行仿真实验，通过计算传输距离，传输效率等几个参数对系统性能进行评估。结果及其分析表明在相同的发射和接收面积下，Hilbert分形天线代替环形天线，能够较好的传输能量，有效地减小了接收端尺寸。对比于其他的磁耦合谐振式无线电能传输，该方法对接收端尺寸明显减小，保证了传输距离和传输效率同时也满足了无线电能传输的要求。关键词：磁耦合；

6、谐振；Hilbert分形；传输效率；传输距离Abs仃actInrecentyears，moreandmoreelectronicproductstoemergeSOthathowtochargeagrowingconceITlthattoomanychargingequipmenthasbecomeaburden，theradioCantransmitasamoreeffe：ctivewaytobecomearesearchhotspot．Magneticallycoupledresonantwirelesspowertr

7、ansmissionhasexcellenttransmissionefficiencyandenergydistanttransmission，istheinternationalmainstreamtechnologyinwirelesschargingfacilities．Formagneticallycoupledresonantwirelesspowertransmission，thetransmissiondistanceofthewirelesspowertransmissionisabigchallenge

8、，themfore，thispaperbasedonmagneticallycoupledresonanttransmissiondeviceradiotransmissiontechnologyCanbeconductedin-depthresearch．Forthecharacteristicsof