多負載磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸特性分析與仿真

　　圖6為所選取的一組數據，發(fā)射、接收諧振線(xiàn)圈間距為5cm，負載輸出電壓達到1.58V。

　　為了更加直觀(guān)地看到能量在線(xiàn)圈之間的傳遞，選取了兩個(gè)時(shí)刻的磁場(chǎng)密度分布情況，如圖7所示。圖7是在t=7.82e-006s時(shí)刻的磁場(chǎng)云圖分布，此時(shí)在圖上可以看出能量已經(jīng)由電源線(xiàn)圈經(jīng)諧振發(fā)射、接收線(xiàn)圈傳遞到兩個(gè)負載線(xiàn)圈。圖8是t=3.78e-006s 時(shí)刻的磁場(chǎng)云圖分布，此時(shí)能量已經(jīng)傳遞到負載線(xiàn)圈。

　　3.2 仿真結果分析

　　為了驗證上面理論的正確性，固定其他線(xiàn)圈間距不變，研究發(fā)射、接收諧振線(xiàn)圈之間距離對系統輸出電壓、效率的影響。圖9、圖10是在兩負載相同的情況下，當兩負載各取50Ω、100Ω、150Ω的仿真結果。

　　由圖9和圖10可以看出當負載電阻值相同的情況下，較大的負載獲得的負載電壓大，傳輸效率高，諧振發(fā)射、接收線(xiàn)圈在4~5cm之間，系統傳輸效率達到最大值，即磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統有一個(gè)最佳傳輸距離，距離比較近的情況下系統傳輸效率、輸出電壓并不是最大值，因為在諧振線(xiàn)圈在距離近的情況下會(huì )出現頻率分裂現象^[10]，影響系統的傳輸效率。

　　當兩負載不同時(shí)的仿真結果如圖11，兩負載分別為50 、150 。

　　圖11可以看出在負載不同的情況下，負載大的可以獲得較高的輸出電壓;由圖10、圖11比較可以看出負載總值相同時(shí)，兩負載同為100Ω時(shí)要比兩負載分別為50Ω、150Ω的總效率要高。

4 結論

　　由于多負載無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統應用越來(lái)越廣，尤其是應用在電動(dòng)汽車(chē)電池組充電的情況，本文就在磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸的情況下，結合電路模型分析了兩負載情況下的系統傳輸效率、電壓比和負載電阻、耦合系數的關(guān)系，并建立了3D線(xiàn)圈仿真模型，最后對傳輸系統進(jìn)行聯(lián)合仿真實(shí)驗，仿真實(shí)驗結果驗證了理論的正確性，所設計的仿真系統在兩負載同為150Ω時(shí)最高效率達到了27.70%，這對兩個(gè)及兩個(gè)以上的多負載研究有一定的借鑒意義。

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　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第2期第62頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。