金屬障礙物對無線電能傳輸系統(tǒng)擾動機理研究.pdf

1、無線電能傳輸技術在解決不宜、不易使用導線供電場合的供電問題、發(fā)揮重要技術優(yōu)勢的同時，正逐步往大功率、高效率能量傳輸?shù)哪繕送七M。然而，現(xiàn)有關于無線電能傳輸?shù)睦碚摲治觥⑾到y(tǒng)設計均基于系統(tǒng)中無金屬障礙物的理想假設。實際工況中，發(fā)射線圈與接收線圈間一旦存在金屬障礙物，系統(tǒng)電磁參數(shù)將發(fā)生擾動。這將對無線電能傳輸系統(tǒng)，尤其是對工作頻率要求嚴格的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)工作特性造成影響，并引起金屬障礙物發(fā)熱，甚至引發(fā)危險。針對金屬障礙物對無線電能傳輸系

2、統(tǒng)的擾動影響研究，本文的主要工作包括以下幾個方面:
　　(1)本文基于電磁場理論，從原理上分析了金屬障礙物對無線電能傳輸系統(tǒng)空間磁場分布的影響，研究了金屬障礙物對線圈等效電感、品質因數(shù)、諧振頻率、傳輸效率和金屬障礙物渦流損耗的影響規(guī)律和機理。
　　(2)以金屬障礙物對諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)影響為例，通過有限元方法對鐵板、鋁板和銅板所在系統(tǒng)建模。并對金屬障礙物在不同位置下對系統(tǒng)參數(shù)造成得影響進行分析，從而得到金屬材料間的磁導率

3、差異對金屬在無線電能傳輸系統(tǒng)中的影響規(guī)律。
　　(3)在對典型金屬障礙物分析的基礎上，改變材料磁導率設置參數(shù)，通過計算磁導率變化對系統(tǒng)品質因數(shù)、系統(tǒng)諧振頻率、空間磁場分布、系統(tǒng)傳輸效率以及金屬渦流損耗造成的影響差異，驗證了前文的相關分析。
　　(4)在理論分析求解的基礎上，搭建與仿真模型一致的諧振式無線電能傳輸實驗平臺，分析并對比了鐵板、鋁板和銅板三種金屬在系統(tǒng)中不同位置對系統(tǒng)波形、諧振頻率、傳輸效率和渦流溫升造成的影響與有