磁耦合谐振式无线电能传输系统传输特性研究-论文

针对磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响，利用两线圈结构的MCRWPT等效电路模型，推导了系统输出功率和效率表达式，分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系，以及线圈线径、匝数与互感的关系；借助COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立线圈三维模型，并搭建多组两线圈MCR-WPT实验系统对理论分析结果进行了验证。研究结果表明：通过增大收发线圈线径和匝数，可以提高系统输出功率和传输效率，但与线圈线径相比，线圈匝数对传输效率的影响更为明显，而且随着匝数的增加,系统会在更远的传输距离处取得输出功率最大值；随着负载电阻不断增大，系统输出功率和传输效率都呈现先增加后减小的趋势，证明了系统的输出功率和传输效率均存在最大值，但系统输出功率和传输效率达到最大值时的最佳负载不同，即不存在可使输出功率和传输效率同时取最大值的最优负载电阻。