13、无线电能传输及备件计算相关技术研究

无线电能传输及备件计算相关技术研究

1. 无线电能传输调谐策略

在无线电能传输（WPT）系统中，负载轴向移动会导致失谐现象。以四线圈磁耦合谐振式无线电能传输（MCR - WPT）系统为研究对象，对其进行了深入研究。
- 频率跟踪策略 ：频率跟踪调谐方法可跟踪系统谐振频率，通过改变电源频率使系统在新的谐振点重新产生能量。其建模过程和仿真模型与电容补偿策略类似，无需增加电容电路，但需根据不同传输距离改变电源频率。
- 电容补偿策略及仿真结果对比分析 ：有四种电容补偿方法，分别是双端并联电容补偿、发射端并联电容补偿、发射端串联电容补偿和双端串联电容补偿。当传输距离在50 mm - 280 mm时，与无补偿系统相比，这四种电容补偿方法的曲线趋势和无补偿方法类似，都是先上升后下降。
- 双端并联电容补偿方法效果最佳，效率提升最明显，但曲线最陡。
- 发射端并联电容补偿方法次之，近距离效率虽不高，但曲线较平缓，效率也有一定提升。
- 发射端串联电容补偿方法表现较为普通。
- 双端串联电容补偿方法在50 - 130 mm范围内基本无改善，性能最差。不过，在200 mm之后，这四种电容补偿方法差异不明显。

频率跟踪补偿方法的曲线效率变化比电容补偿模式小，接收功率能在较长时间内基本保持稳定范围，且在较远距离（大于160 mm）时效率更高。在280 mm距离时，频率跟踪补偿模式效率仍能维持在12%以上，而电容补偿模式效率仅约4%。这表明频率跟踪补偿模式负载可移动范围更长，对轴向距离适应性更强。但总体而言，当线圈间距较长时，即使系统处于谐振状态，效率仍不理想，因为线圈间耦合会随距离增加而