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多用户无接触电能传输系统的分析计算

作　者: 褚红博
导　师: 陈海燕
学　校: 河北工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 无线电能传输磁耦合谐振传输效率
分类号: TM724
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 120次
引　用: 2次
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内容摘要

自从电能广泛使用以来,很多人都梦想摆脱累赘的输电线路,而无线电能传输却一直只是一个梦想。无线电能传输或无接触电能传输是指电能从能量源通过无线传输到负载的一个过程,不同于日常的利用电线传输。首先,本文分析了提高无线电能传输效率的两个重要条件,即发射线圈和接收线圈谐振和两个线圈之间耦合系数与线圈自身损耗参数的比远大于1时,即两个线圈强耦合。其次,计算了谐振频率、耦合系数和线圈损耗等参数,并对影响这些参数的因素进行了分析,如谐振线圈的半径、匝数和线圈之间距离等。为了在较远距离处进一步提高传输效率使系统中电能更合理地利用,本文在分析两个线圈电能传输的理论基础上,推导了多用户磁耦合系统中的耦合模幅度,并计算分析了传输过程中各个线圈的能量变化。本课题研究的基于磁耦合谐振的无线电能传输可以有效地提高中距离电能传输效率,对于将来的日常生活具有深远的意义和广阔的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1-1 课题的背景和研究意义  8-9
  1-2 无接触电能传输的形式  9-13
    1-2-1 远距离微波\激光无线输电  9-10
    1-2-2 中距离电磁波无线输电  10-11
    1-2-3 短距离电磁耦合无线输电  11
    1-2-4 磁耦合谐振无线输电  11-13
  1-3 国内外发展现状  13-14
  1-4 发展趋势  14
  1-5 本文主要内容  14-16
第二章无接触电能传输的物理模型  16-27
  2-1 耦合模理论  16-19
  2-2 磁耦合谐振电能传输的总体结构  19-21
  2-3 磁耦合谐振电能传输的数学模型  21-25
  2-4 本章小结  25-27
第三章系统传输电能状态分析  27-34
  3-1 两个谐振线圈耦合模幅度的计算  27-29
  3-2 固有频率不同时电能传输状态  29-30
  3-3 固有频率相同时电能传输  30-33
  3-4 本章小结  33-34
第四章多用户电能传输耦合模幅度的推导  34-42
  4-1 三个线圈模型的数学方程式  34-35
  4-2 三个相互平行的线圈  35-38
  4-3 呈三角形摆放的三个线圈  38-40
  4-4 多个线圈电能传输的数学模型  40-41
  4-5 本章小结  41-42
第五章磁耦合谐振电能传输系统传输效率研究  42-52
  5-1 磁耦合谐振系统谐振线圈参数分析  42-45
    5-1-1 谐振线圈固有频率计算  42-43
    5-1-2 谐振线圈品质因数计算  43-44
    5-1-3 耦合系数计算  44-45
  5-2 磁耦合谐振系统电能传输效率分析  45-51
    5-2-1 两个线圈电能传输效率计算  45-47
    5-2-2 三个平行线圈电能传输效率分析研究  47-49
    5-2-3 呈三角形摆放的三个线圈电能传输效率计算  49-50
    5-2-4 接有负载时传输效率的分析  50-51
  5-3 本章小结  51-52
第六章工作总结与展望  52-53
参考文献  53-55
致谢  55

多用户无接触电能传输系统的分析计算

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