无线电能传输效率优化

杨民生， 李妮， 肖杰， 李藏

无线电能传输效率优化

杨民生， 李妮， 肖杰， 李藏

（湖南文理学院 电气与信息工程学院， 湖南 常德， 415000）

基于无线电能传输系统模型， 通过系统一次侧和二次侧的电压回路方程及引入的系统一次侧和二次侧频率漂移因子， 给出了电源输入侧的系统阻抗表达式及系统总电能传输效率表达式。针对系统频率漂移影响电能传输效率的问题， 设计了一种系统电能传输效率的优化方案。在系统负载范围内， 计算出了系统的最优谐振频率及不同负载水平下的最佳电能传输效率。系统频率漂移时， 通过调节相关参数使系统工作在最优电能传输效率状态。系统仿真结果表明， 系统频率漂移时， 根据本文提出的方法能够有效提升电能传输效率。

无线电能传输； 频率漂移； 电能传输效率

本文针对系统工作频率漂移时效率降低的问题， 提出了一种提高电能传输效率的方法。保证在系统谐振频率漂移时， 磁耦合谐振式无线电能传输系统重新工作在谐振状态， 有效提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率。

1　无线电能传输系统模型

典型的磁耦合谐振式无线电能传输系统框图如图1所示。图1中： CTx为一次能量发射侧的谐振电容， 其可为能量发射线圈的附加电容， 也可为线圈的外接谐振电容； Rx为电能接收线圈； CRx为接收侧的谐振电容； D为系统中能量发射线圈与能量接收线圈之间的距离。经过变换后的高频交流电源向能量发射线圈Tx注入高频交变电流， 通过电磁耦合将电能传输到接收侧的接收线圈， 从而实现电能的无线传输。……