磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率特性

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1、第16卷第7期电机与控制学报Vol.16No.72012年7月ELECTRICMACHINESANDCONTROLJuly2012磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率特性1，21，222111李阳，杨庆新，闫卓，陈海燕，张献，金亮，薛明(1．天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室，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)摘要:针对磁耦合谐振式无线电能传输技术的传输效率随着发射设备与接收设备距离的变化而波动的问题，采用频率特性的新方法分析无线电能传输系统得到了对实际系统设计具有关键指导作用的结果，其中包括频率分裂特性和最大传输距离。利用

2、频率分裂规律对不同距离的效率进行频率跟踪补偿可以提高系统传能效率。通过设计的相关的实验电路验证了频率分裂特性与系统最大传输距离(临界耦合点)理论分析的正确性，为提高无线电能传输功率和距离提供有效的参考。关键词:无线电能传输;磁耦合谐振;频率特性;频率跟踪;最大传输距离中图分类号:TM72文献标志码:A文章编号:1007－449X(2012)07－0007－05Characteristicoffrequencyinwirelesspowertransfersystemviamagneticresonancecoupling1，21，222LIYang，YANGQing-xin，YANZh

3、uo，CHENHai-yan，111ZHANGXian，JINLiang，XUEMing(1．KeyLaboratoryofAdvancedElectricalEngineeringandEnergyTechnology，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China;2．Province-MinistryJointKeyLaboratoryofElectromagneticFieldandElectricalApparatusReliability，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，C

4、hina)Abstract:Aimingattheefficiencyofwirelesspowertransferviamagneticresonancecouplingvariesac-cordingtotheairgapbetweenthetransferdeviceandreceiverdevice，anewanalysisoncharacteristicoffrequencywaspresented，whichyieldedcriticalinsightintothedesignofpracticalsystems，includingtheintroductionoffreq

5、uencysplittingthatcouldbeusedtocompensatetheefficiencywithdifferentdistanceandthemaximumoperationdistancethatcouldbeusedtoimprovepowertransferdistance．Equivalentcircuitmodelwasdesignedandtheexperimentresultsverifythecorrectnessofkeytheoreticalanalysisonfrequencysplittingandthemaximumoperationdis

6、tance(criticalcouplingpoint);thusitprovidesanef-fectivereferenceforimprovingthepowertransferefficiencyandoperationdistance．Keywords:wirelesspowertransfer;magneticresonancecoupling;characteristicoffrequency;frequencytacking;maximumoperationdistance收稿日期:2012－02－29基金项目:国家自然科学基金(50977062);天津市高等学校科技发

7、展基金计划项目(20110411)作者简介:李阳(1979—)，男，博士研究生，讲师，研究方向为无线电能传输理论与应用;杨庆新(1961—)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为工程电磁场数值计算与磁技术;闫卓(1981—)，男，博士，工程师，研究方向为无线电能传输理论与应用;陈海燕(1973—)，女，博士，教授，硕士生导师，研究方向为工程电磁场数值计算与磁技术;张献(1983—)，男，博士，讲师，研究方向为无线电能传输理论与应用;金亮(19