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    磁共振耦合无线电能传输技术作为一种新型的电能接入模式,实现了在小尺度范围内实现了电能的非接触传输,有非常大的应用前景,也是自从电被发现以来人们一直想实现的技术之一。近年来该技术逐步发展并得到了一些实际应用,比如电动车非接触式充电、医学上用于体内医疗器械供电等,其最大传输效率可以达到80%以上,传输功率最大可达到惊人的 距离了[4],这是制约该技术应用的最主要原因。直到2007 年,由美国麻省理工学院提出的强 个60W的灯泡点亮,传输效率为15%[8],和之前相比可谓质的飞跃。2009年长野日本无线电 受电方的距离范围为0.1~1米(传输距离为0.4米时,传输效率高达95%),所开发的系统由供电线圈、受电线圈及供电电力控制装置等组成[9]。虽然磁共振耦合式电能传输技术近年来一直在发展,但是传输距离和传输效率仍然难以同时保证,在一方增加时另一方往往会迅速下降,难以同时达到较大值。26691
    目前,国内外对磁共振耦合电能传输的研究主要处在建模、数学分析的研究阶段。当前 了非常多减少损耗、提高负载接收效率的方案。然而目前仅有较少文献对于松耦合条件下的磁共振式系统整体的损耗进行了一定的研究,总体来说目前针对此方向的文献还较少[15]。而功率驱动源作为损耗的重要组成部分之一,此部分的损耗占总损耗中的比重不小。文献[14]中,作者采用了自共振线圈的设计,使其线圈间的传输效率达到了50%左右;但是由于其使 低,难以满足使用需求。论文网
    目前国内外在实验室中利用磁共振耦合式无线电能传输技术达到大功率高效率传输的有:在1 m距离下以3.56 MHz 的频率和超过70%的效率传输70 W 的功率;在0.15 m 距离下以13.56 MHz 的频率和75.2%的效率传输100 W 的功率;在1 m距离下以0.5 MHz 的频率 等[10-11]。这些传输都采用了一些优化方法,使得最大功率和最大效率的工作点都在某个频率附近,从而达到传输时效率高、功率大的目标。
    由于磁共振耦合系统的特有性质,在实际使用中传输性能会发生下降的问题。在文[5]-[7]中,基于系统互感耦合电路模型,对线圈尺寸、负载阻值等系统传输参数进行了优化解算,提出了具体的优化方法。但是这种优化方法由于有一定的延时,仅适用于收发端处于准静态的情况下,并且需要占用一定的额外空间来添加调整设备,在一些本身空间较小比如引信和收发端不停移动比如体内医疗器械的情况下并不适用。
    在国内外对磁共振耦合无线电能传输系统的一系列优化研究中,也发现各参数对总体影响的一些规律:比如在较近传输距离内(小于10 cm) ,影响传输效率的主要因素是线圈匝数;而随着传输距离的不断增加,线圈匝数对效率的影响逐渐变弱,当传输距离增加到一定程度(大于10 cm) 的时候,线圈半径将成为影响传输效率的主导因素[12]。对于其它影响因素,比如线圈相对角度、金属丝半径等在其它各类论文中也有研究。
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