4。1 仿真电路及公式分析 13

4。2 线圈半径为100mm的仿真验证 15

4。3 线圈半径为150mm的仿真验证 20

4。4 线圈半径为200mm的仿真验证 27

4。5 不同半径下功率传输特性的分析 33

总结与展望 34

致 谢 35

参考文献 36

1  绪论   

1。1 课题研究背景及研究目的     

自从电被发明，它就使用电缆来进行传送，这是毋庸置疑的。随着科技的发展，人类社会逐渐进入电气时代，电能成为了社会生活中不可或缺的能源，随处可见各式各样的电气设备，电子技术的发展推动了人类文明的进步。但是，电能传输主要使用金属导线，随着电子产品的发展，这种有线传输的方式的缺点也日益明显。由于金属导线的老化会大大影响电子设备的使用安全及使用寿命，同时其导线分布的复杂程度也会增加设备相应的施工与维护成本，对于移动设备的供电，传统的有线传输方式显露出了许多的缺陷。在传输能量的基础上，科学家及研究人员渐渐把目光移向无线能量传输技术(WPT)。From+优 尔-论+文W网www.youerw.com 加QQ752018`766

无线电力传输（WPT）的概念是一项非常重大的突破，它由尼古拉·特斯拉首次提出，是一种在任何地方引用电源都无需使用任何物理媒介的设想。从那以后，这一领域出现了许多相关的研究以及技术的进步。在2007年，麻省理工学院（MIT）进行了一个新的实验，即在高效非辐射功率传递强耦合体系中使用自谐振线圈（用~40％的效率足以在超过2米的距离下使一个60瓦特的灯泡发光），这成为了加快这一领域进一步工作的一个关键因素。在现代科技时代，WPT在克服常规电缆方法缺点来进行能量转移上是十分有价值的。有线电力传输方式通常具有易出现接触火花、设备安装环境不佳、设备难以移动等问题[1]，使用WPT的方法来进行电能传输则可以克服以上缺陷，十分适用于移动设备，易燃易爆环境以及油田井下、水下相关设备的安全供电。WPT技术还能穿越一些障碍物体（如墙壁，玻璃等）[2]，在一定的距离里传输较大的功率。

在能量转移的基础上，无线电力传输WPT有两种类型：第一种是非辐射（基于近场的概念），它发生在靠近天线且距离小于一个波长处，同时衰减非常快（~1/r3）。第二种是辐射（基于远场概念），它的衰减比近场（~1/r）慢得多。第一类包括广泛使用的感应耦合变压器，第二类包括使用高度定向天线进行的射频传输。

现今无线能量传输（WPT)主要有三种传输方式[3]：微波辐射式，感应耦合式，磁耦合谐振式，这三种传输方式各自适用于不同的应用领域。 

（1）微波辐射式     微波辐射式利用天线来接收发送电磁波能量。这种方式是基于远场的概念进行能量传输的，收发装置的大小远远小于能量传输距离[4]，通过这种方式完成了远程的无线能量传输。传输过程中的对外辐射现象十分明显，同时传输效率低下，对于收发装置方向性的要求较为严格。 

（2）感应耦合式（ICPT)     感应耦合式是通过把变压器的一次二次线圈分离来实现能量传输的。它是三种WPT方式中最成熟的传输方式，传输的功率相对较大且为近距离传输。在解决移动的电气设备关于设备安全、接入灵活性等问题方面，感应耦合式（ICPT)已经颇具成效，这种方式大范围应用在小家电、轨道交通[5]、大角度旋转机构等方面。