磁耦合無(wú)線電能傳輸中諧振式與感應(yīng)式兩種傳輸方式的對(duì)比分析

)其中Q為線圈品質(zhì)因數(shù)，ω為諧振角頻率。在MIT的諧振系統(tǒng)中，諧振頻率為9.9MHz，線圈品質(zhì)因數(shù)為950±50，耦合系數(shù)在該文獻(xiàn)的圖2中給出，由此可以計(jì)算出TQ和理論上最大的傳輸效率，如圖8所示。對(duì)比圖8和MIT給出的傳輸效率（原文獻(xiàn)的圖4），可知二者效率曲線近似一致。圖8因?yàn)橛?jì)算的是最大傳輸效率，比原文獻(xiàn)的傳輸效率要高。因此，用電路理論可以很好地解釋MIT研究的諧振式系統(tǒng)。5對(duì)比分析綜上所述，可以使用電路理論描述諧振式，同時(shí)描述諧振式的耦合模理論等效于電路理論，原理上諧振式相比于感應(yīng)式并沒(méi)有其獨(dú)特之處；諧振式仍需滿足發(fā)射端與接收端磁鏈鉸鏈的原則，當(dāng)完全沒(méi)有磁鏈鉸鏈時(shí)，其傳輸效率為0。因此，我們認(rèn)為諧振式和感應(yīng)式均利用電磁感應(yīng)原理，是一種技術(shù)的兩種不同表現(xiàn)形式。二者的區(qū)別如表2所示。表2感應(yīng)式和諧振式的區(qū)別Tab.2DifferencebetweeninductiveandresonantWPT分類感應(yīng)式諧振式耦合程度松耦合緊耦合工作頻段較低（一般小于100kHz）較高（幾百kHz到幾十MHz）補(bǔ)償方式不使用電容或使用集中電容進(jìn)行補(bǔ)償一般使用雜散電容進(jìn)行補(bǔ)償磁材料使用鐵芯等磁材料一般不使用磁材料敏感度對(duì)距離和錯(cuò)位較為敏感對(duì)距離和錯(cuò)位不敏感雖然感應(yīng)式和諧振式的工作機(jī)理相同，但由于其外在表現(xiàn)形式不一樣，諧振式仍能區(qū)別與感應(yīng)式而有其特殊的應(yīng)用場(chǎng)合。我們相信，隨著高頻技術(shù)的發(fā)展，高頻變換器的效率能進(jìn)一步提高，以及高頻低損耗磁芯的發(fā)展，利用磁芯的高頻諧振式無(wú)線電能傳輸能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展。6結(jié)論根據(jù)功率等級(jí)和傳輸機(jī)理的不同，對(duì)無(wú)線電能傳輸技術(shù)進(jìn)行分類。針對(duì)磁耦合無(wú)線電能傳輸技術(shù)中感應(yīng)式和諧振式兩種技術(shù)，分析其工作原理，解釋了進(jìn)行發(fā)射端和接收端電容補(bǔ)償?shù)脑?。利用電路理論研究了兩種基本結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)效率和傳輸效率，得到理論上的最大傳輸效率。利用MIT的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，表明感應(yīng)式和諧振式均能利用同一套理論進(jìn)行解釋。闡述了感應(yīng)式和諧振式的區(qū)別，說(shuō)明了產(chǎn)生這些區(qū)別的原因。得到的結(jié)論是：感應(yīng)式和諧振式是同一種技術(shù)的兩種不同表現(xiàn)形式。參考文獻(xiàn)[1] HuiS.Y.R.,ZhongW.,LeeC.K.Acriticalreviewofrecentprogressinmid-rangewirelesspowertransfer[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2014,29(9):4500-4511.[2] 趙爭(zhēng)鳴,張藝明,陳凱楠.磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)新進(jìn)展[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013,33(3):1-13.

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