無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)及Simulink仿真研究摘要傳統(tǒng)電能傳輸方式以有線(xiàn)電纜為主，雖然這種輸電方式簡(jiǎn)單并損耗小，但是弊端較大，比如占用很大比例的空間資源，又比如電器在插拔過(guò)程中產(chǎn)生的電火花引起重大安全事故。無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)避開(kāi)了以上缺點(diǎn)，因此在電氣工程領(lǐng)域成為研究熱點(diǎn)。本文首先對(duì)比分析了目前現(xiàn)有的三種熱門(mén)無(wú)線(xiàn)電能傳輸方式的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出每種無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)的適用范圍。后分析S-S型、S-P型、P-P型、P-S型四種諧振拓?fù)涞妮敵龉β室约皞鬏斝实挠?jì)算公式，并找到最佳諧振拓?fù)?。然后，運(yùn)用ANSYSMaxwell軟件探究導(dǎo)體的材料、半徑、截面形狀等因素對(duì)導(dǎo)體交流電阻的影響。研究線(xiàn)圈的垂直偏移和水平偏移對(duì)線(xiàn)圈自感和互感的影響，并對(duì)線(xiàn)圈建立了三維模型，仿真得到線(xiàn)圈不同距離下的耦合系數(shù)。最后，通過(guò)Simulink搭建無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。系統(tǒng)的組成成分為：直流電源、整流濾波電路、高頻逆變電路、線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)和直流調(diào)壓電路和負(fù)載。仿真結(jié)果得到無(wú)垂直偏移和水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為85.4%，有垂直偏移無(wú)水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為81.5%，無(wú)垂直偏移有水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為83.08%。通過(guò)三次實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果可以得出，垂直偏移和水平偏移都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的傳輸效率造成不同程度的影響，但是影響不大。關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)充電，傳輸效率，耦合系數(shù)，仿真目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論 [41]。若原定電壓為100V，原邊等效電阻為0.3Ω，副邊等效電阻為0.3Ω，原邊電感為，副邊電感為，互感為，原邊諧振電容為，副邊諧振電容為。通過(guò)上述公式，按照控制變量法，在Matlab中可得四種拓?fù)涞妮敵鲂是€(xiàn)。圖2-8四種拓?fù)湫是€(xiàn)從圖2-8可以看出，SS和PS型拓?fù)湓谪?fù)載電阻較小時(shí)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于SP和PP型，本文的設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線(xiàn)充電，設(shè)計(jì)的等效負(fù)載在25Ω左右，SS和PS型的效率明顯高于PS和PP型，所以本文將在SS和PS拓?fù)渲羞x擇。為了進(jìn)一步分析SS和PS型拓?fù)涞妮敵龉β侍匦裕疚耐茖?dǎo)出當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率等于諧振頻率時(shí)兩種拓?fù)涞妮敵龉β时磉_(dá)式，如式（2-23）、（2-24）所示。 （2-23） （2-24）式（2-9）中: （2-24） （2-25）將表2-3中的數(shù)據(jù)帶入到（2-8）和（2-9）式中，通過(guò)軟件繪制曲線(xiàn)可得：圖2-9SS和PS拓?fù)漭敵龉β是€(xiàn)由圖2-9可以看出，在參數(shù)相同的條件下，SS拓?fù)涞妮敵龉β蔬h(yuǎn)遠(yuǎn)大于PS型拓?fù)?，所以本文最終選擇SS型諧振拓?fù)洹?.4串串式諧振系統(tǒng)理論分析選定系統(tǒng)的諧振拓?fù)浜?，本文結(jié)合電路理論和漏感模型對(duì)串串式的傳輸系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析研究。圖2-10串串式拓?fù)湓韴D及其漏感模型互感模型通?？梢杂脠D2-10表示，盡管其可以分析輸入和輸出阻抗以及傳輸效率，但是圖2-6所示的變壓器模型能夠更有效地解釋輸入輸出的傳輸函數(shù)?；ジ心Ｐ秃妥儔浩髂Ｐ兔枋龅妮斎爰拜敵龅碾妷汉碗娏麝P(guān)系如下所示： （2-26） （2-27）式中：——原邊線(xiàn)圈漏感——副邊線(xiàn)圈漏感——激磁電感——原邊線(xiàn)圈匝數(shù)——副邊線(xiàn)圈匝數(shù)從式（2-10）和式（2-11）對(duì)比可知兩個(gè)模型的關(guān)系如下： （2-28） （2-29） （2-30） （2-31） （2-32）式中：——耦合系數(shù)，被定義為。圖2-11兩線(xiàn)圈電路等效模型圖2-11表示了S-S式兩線(xiàn)圈WPT系統(tǒng)的等效電路。圖中：——輸入電壓有效值——輸入阻抗——副邊反射阻抗——副邊阻抗S-S式WPT系統(tǒng)的效率可以表示為： （2-33）式中：——發(fā)射線(xiàn)圈的效率——接收線(xiàn)圈的效率為了研究不同耦合系數(shù)對(duì)傳輸系統(tǒng)的效率影響，本文將實(shí)際的兩線(xiàn)圈參數(shù)帶入進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算所用實(shí)際參數(shù)如表2-4所示。在不同的耦合系數(shù)時(shí)，系統(tǒng)的傳輸效率隨頻率的變化曲線(xiàn)如圖2-12所示。表2-4兩線(xiàn)圈實(shí)際參數(shù)參數(shù)數(shù)值原邊電感150uH副邊電感150uH原邊電容16.89nF副邊電容16.89nF耦合系數(shù)0.2原邊線(xiàn)圈等效電阻0.3Ω副邊線(xiàn)圈等效電阻0.3Ω負(fù)載25Ω圖2-12兩線(xiàn)圈系統(tǒng)效率與頻率關(guān)系曲線(xiàn)由圖2-12可以看出，在任一頻率時(shí)，耦合系數(shù)越大，系統(tǒng)的傳輸效率越高。且當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率等于系統(tǒng)固有諧振頻率時(shí)，傳輸效率最大。2.5本章小節(jié)本章分析了目前已有的三種熱門(mén)無(wú)線(xiàn)電能傳輸方式，比較并分析了這三種熱門(mén)無(wú)線(xiàn)電能傳輸方式的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出每種無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)的適用范圍。后分析了S-S型、S-P型、P-P型、P-S型四種諧振拓?fù)涞妮敵龉β室约皞鬏斝实挠?jì)算公式，運(yùn)用MATLAB軟件繪制不同諧振拓?fù)涞膫鬏斝是€(xiàn)，得出串串型（S-S型）的諧振拓?fù)錇楸鞠到y(tǒng)的最佳諧振拓?fù)?。最后分析串串型諧振拓?fù)洳煌詈舷禂?shù)、不同負(fù)載大小和系統(tǒng)的不同頻率對(duì)系統(tǒng)傳輸效率的影響，并繪制效率曲線(xiàn)，得出最佳耦合系數(shù)、負(fù)載和最佳工作頻率。

耦合線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)3.1電磁學(xué)理論分析3.1.1麥克斯韋方程組（1）高斯定理高斯定理的定義是穿過(guò)一封閉曲面的電通量等于封閉曲面具有的電荷總量。用公式表示即： （3-1）以上是高斯定理的積分形式，它的微分表示矢量穿過(guò)閉合曲面的磁通量等于體積V里面的散度積分，具體形式為： （3-2）（2）磁通連續(xù)性定理磁通連續(xù)性定理指出通過(guò)任何封閉曲線(xiàn)出來(lái)的凈磁通為零。它的積分形式為： （3-3）同時(shí)通過(guò)散度定理可得其微分形式： （3-4）（3）法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律指的是當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化時(shí)，能夠感應(yīng)出感應(yīng)電壓，若該導(dǎo)體是個(gè)回路，則會(huì)有感應(yīng)電流。用公式可以表示為： （3-5）根據(jù)斯托克斯旋度定理可得法拉第電磁感應(yīng)定律的微分形式： （3-6）（4）安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律指出了封閉曲線(xiàn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系，即磁感應(yīng)強(qiáng)度沿著某一封閉曲線(xiàn)的線(xiàn)積分與封閉路徑圍繞的各電流數(shù)相等，用公式可以表示為： （3-7）同樣的，通過(guò)斯托克斯定律，可以推導(dǎo)出安培環(huán)路定律的微分形式： （3-8）總結(jié)高斯定律、磁通連續(xù)性定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培環(huán)路定律，可以得出麥克斯韋方程組的所有積分形式和微分形式。3.1.2集膚效應(yīng)電流在導(dǎo)體內(nèi)部和外部都會(huì)產(chǎn)生同心磁場(chǎng)，在導(dǎo)體內(nèi)部的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生干擾的同心渦流，影響電流流向?qū)w外表面區(qū)域。頻率越高，其影響越大。該效應(yīng)使得電流的趨膚深度δ減小。趨膚效應(yīng)的示意圖如圖3-1所示。圖3-1趨膚效應(yīng)示意圖趨膚深度：其中：——趨膚深度（m）——磁導(dǎo)率（H/m）——導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率(S/m)——角頻率（，rad/s）由集膚效應(yīng)公式可知，當(dāng)導(dǎo)體通入交流電時(shí)，交流電對(duì)集膚效應(yīng)會(huì)有影響。通過(guò)ANSYSMaxwell軟件對(duì)不同頻率的交流電發(fā)生的集膚效應(yīng)進(jìn)行仿真，頻率為50kHz-150kHz，材料為銅，導(dǎo)體的半徑為1mm，可以得到如圖3-2的結(jié)果。圖3-2交流電不同頻率導(dǎo)體內(nèi)電流分布仿真仿真的結(jié)果與公式理論判斷一致，交流電頻率越高，集膚效應(yīng)越顯著，導(dǎo)體的電阻也會(huì)越大。本系統(tǒng)的交流電頻率設(shè)計(jì)為100kHz。3.1.3鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)是指：當(dāng)有多個(gè)鄰近的導(dǎo)體時(shí)，相鄰導(dǎo)體或其他電氣元件中交變磁場(chǎng)會(huì)相互影響引起電流偏移。圖2-2表示了相鄰的兩根圓形截面的銅導(dǎo)線(xiàn)鄰近效應(yīng)的示意圖，圖中“”表示導(dǎo)體中電流垂直紙面向里，“”表示導(dǎo)體中電流垂直紙面向外，顏色越深表示電流密度越大，由圖中可以看出，當(dāng)兩根導(dǎo)線(xiàn)中電流方向相反時(shí)，相鄰導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)電流密度增大，且兩根導(dǎo)線(xiàn)間為排斥力；當(dāng)兩根導(dǎo)線(xiàn)中電流方向相同時(shí)，相鄰導(dǎo)體的外側(cè)電流密度增大，且兩根導(dǎo)線(xiàn)之間為吸引力。圖3-3鄰近效應(yīng)示意圖3.2線(xiàn)圈的參數(shù)設(shè)計(jì)3.2.1ANSYSMaxwell仿真軟件介紹ANSYSMaxwell軟件是一種用于低頻的三維電磁場(chǎng)求解器，其采用最先進(jìn)的建模技術(shù)，仿真電磁設(shè)備的三維和二維電磁特性，采用有限元分析方法，求解電氣領(lǐng)域的靜態(tài)、頻域與時(shí)變電磁場(chǎng)。有限元方法（FiniteElementMethod，F(xiàn)EM）是一種非常高效能的數(shù)值計(jì)算方法。在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，經(jīng)常需要求解各種微分方程，但是很多微分方程很難得到其解析解，使用有限元法將微分方程離散化，便可以使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助求解。3.2.2線(xiàn)圈材料的選擇不同金屬的屬性不同，因此電阻率和電導(dǎo)率也都不同，所以金屬的材料也會(huì)影響導(dǎo)體的電流分布。根據(jù)集膚效應(yīng)的公式可以得出，金屬的電導(dǎo)率對(duì)集膚效應(yīng)的影響最大。表3-1為不同金屬的電導(dǎo)率和電阻率的數(shù)值。

表3-1不同材料的電導(dǎo)率和電阻率名稱(chēng)符號(hào)電阻率（）電導(dǎo)率（s/m）鋁Al銅Cu銀Ag在ANSYSMaxwell中對(duì)不同材料導(dǎo)體電流分布進(jìn)行仿真，交流電頻率設(shè)定為100kHz，導(dǎo)體半徑均設(shè)定為0.6mm，可以得到如圖3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9。電流密度分布的仿真結(jié)果用顏色表示，其中藍(lán)色和綠色代表電流密度較低，而紅色代表電流密度較高。圖3-4鋁的電流分布圖圖3-5鋁的電流分布半徑曲線(xiàn)圖圖3-6銅的電流分布圖圖3-7銅的電流分布半徑曲線(xiàn)圖圖3-8銀的電流分布圖圖3-9銀的電流分布半徑曲線(xiàn)圖通過(guò)對(duì)比不同材料導(dǎo)體在不同頻率下集膚效應(yīng)深度變化，從仿真結(jié)果可以得出，銀和銅的集膚效應(yīng)比鋁更顯著，因此銀和銅的交流電阻較小，而金屬材料鋁的交流電阻較高。因此綜合考慮經(jīng)濟(jì)型，本系統(tǒng)的導(dǎo)線(xiàn)材料選用銅。3.2.3線(xiàn)圈半徑的選擇導(dǎo)體的半徑影響導(dǎo)體的直流電阻，同時(shí)也影響導(dǎo)體的交流電阻，對(duì)交流電阻的影響主要體現(xiàn)在對(duì)集膚效應(yīng)的影響。用ANSYSMaxwell分別對(duì)材料為銅的導(dǎo)體的不同半徑進(jìn)行電流分布的仿真。選取的半徑分別為0.4mm，0.6mm，0.8mm，1.0mm。圖3-10導(dǎo)體半徑為0.4mm時(shí)電流密度分布半徑曲線(xiàn)圖3-11導(dǎo)體半徑為0.4mm時(shí)電流密度分布圖圖3-12導(dǎo)體半徑為0.6mm時(shí)電流密度分布半徑曲線(xiàn)圖3-13導(dǎo)體半徑為0.6mm時(shí)電流密度分布圖

圖3-14導(dǎo)體半徑為0.8mm時(shí)電流密度分布半徑曲線(xiàn)圖3-15導(dǎo)體半徑為0.8mm時(shí)電流密度分布圖圖3-16導(dǎo)體半徑為1.0mm時(shí)電流密度分布半徑曲線(xiàn)圖3-17導(dǎo)體半徑為1.0mm時(shí)電流密度分布圖圖3-18導(dǎo)體半徑為0.4mm-1mm電流密度分布半徑曲線(xiàn)3.2.4線(xiàn)圈匝距與鄰近效應(yīng)鄰近效應(yīng)會(huì)使相鄰的導(dǎo)體之間的磁場(chǎng)相互影響，從而改變?cè)葘?dǎo)體的磁場(chǎng)和電流分布。鄰近效應(yīng)對(duì)導(dǎo)體的影響具體和線(xiàn)圈的匝間距有關(guān)，線(xiàn)圈匝間距越大，鄰近效應(yīng)影響程度越小；相反，當(dāng)線(xiàn)圈匝間距越小，鄰近效應(yīng)對(duì)導(dǎo)體的影響程度會(huì)越大。下面用ANSYSMaxwell軟件進(jìn)行仿真，交流電頻率設(shè)計(jì)為100kHz，導(dǎo)體半徑設(shè)定為0.6mm，導(dǎo)體材料設(shè)定為銅。導(dǎo)線(xiàn)匝間距選擇0.2mm，0.6mm，0.8mm三個(gè)參數(shù)，分別仿真導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布和電流密度分布。圖3-19、3-20、3-21、3-22、3-23、3-24為仿真結(jié)果。圖3-19導(dǎo)線(xiàn)間距0.2mm時(shí)導(dǎo)體的電流密度分布圖3-20導(dǎo)線(xiàn)間距0.2mm時(shí)導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布圖3-21導(dǎo)線(xiàn)間距0.6mm時(shí)導(dǎo)體的電流密度分布圖3-22導(dǎo)線(xiàn)間距0.6mm時(shí)導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布圖3-23導(dǎo)線(xiàn)間距0.8mm時(shí)導(dǎo)體的電流密度分布圖3-24導(dǎo)線(xiàn)間距0.8mm時(shí)導(dǎo)體的磁場(chǎng)分布通過(guò)仿真可以驗(yàn)證理論上得出的結(jié)論，導(dǎo)線(xiàn)的匝間距越大，鄰近效應(yīng)就越?。幌喾?，導(dǎo)線(xiàn)匝間距越小，鄰近效應(yīng)就越大。但是導(dǎo)線(xiàn)匝間距到了一定數(shù)值時(shí)，對(duì)鄰近效應(yīng)影響不再有很大的變化。所以本系統(tǒng)將導(dǎo)線(xiàn)的匝間距設(shè)定為0.6mm。3.3空間位置對(duì)線(xiàn)圈的耦合系數(shù)的影響3.3.1線(xiàn)圈自感的理論計(jì)算當(dāng)導(dǎo)體中通過(guò)電流并且產(chǎn)生了磁場(chǎng)，那么該導(dǎo)體所在面積的磁通與通過(guò)該導(dǎo)體的電流成正比關(guān)系，用公式可以表示為，其中代表的是電感磁鏈，L表示自感系數(shù)。自感系數(shù)是線(xiàn)圈的自身屬性，只與線(xiàn)圈的形狀、大小、材料等因素有關(guān)，和回路中的電路大小無(wú)關(guān)。圖3-25平面螺旋線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)圖理論上可以計(jì)算出平面螺旋線(xiàn)圈的自感數(shù)值，計(jì)算公式為： （3-9）——平面螺旋線(xiàn)圈匝數(shù)——線(xiàn)圈的外直徑——線(xiàn)圈的內(nèi)直徑——線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)直徑——線(xiàn)圈匝間距——線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)的半徑——真空磁導(dǎo)率（一）當(dāng)線(xiàn)圈外直徑為0.8m，線(xiàn)圈匝間距為5mm，線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)的直徑為1.2mm，用Matlab軟件計(jì)算不同匝數(shù)對(duì)線(xiàn)圈自感的影響，并做出相應(yīng)曲線(xiàn)圖。圖3-26線(xiàn)圈匝數(shù)N與線(xiàn)圈自感L的理論關(guān)系從理論計(jì)算得出的圖線(xiàn)中可以看出，線(xiàn)圈匝數(shù)越大，線(xiàn)圈的自感也會(huì)越大，綜合考慮，選擇線(xiàn)圈匝數(shù)為20匝。當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)為20，線(xiàn)圈匝間距為5mm，線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)的直徑為1.2mm，用Matlab軟件計(jì)算不同的線(xiàn)圈外半徑對(duì)線(xiàn)圈自感的影響，并做出相應(yīng)曲線(xiàn)圖。圖3-27線(xiàn)圈外半徑D0和線(xiàn)圈自感之間L的理論關(guān)系從理論計(jì)算得出的圖線(xiàn)中可以看出，線(xiàn)圈外半徑越大，線(xiàn)圈的自感也會(huì)越大，綜合考慮，選擇線(xiàn)圈外半徑為0.4m。當(dāng)線(xiàn)圈外直徑為0.8m，線(xiàn)圈匝數(shù)為20，線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)的直徑為1.2mm，用Matlab軟件計(jì)算不同線(xiàn)圈匝距對(duì)線(xiàn)圈自感的影響，并做出相應(yīng)曲線(xiàn)圖。圖3-28線(xiàn)圈內(nèi)直徑d與匝間距p之和與線(xiàn)圈自感的理論關(guān)系從理論計(jì)算得出的圖線(xiàn)中可以看出，線(xiàn)圈內(nèi)直徑d與匝間距p之和越大，線(xiàn)圈的自感也會(huì)越小，綜合考慮，選擇線(xiàn)圈匝間距為5mm。3.3.2互感理論分析兩線(xiàn)圈的耦合系數(shù)決定了兩線(xiàn)圈之間能量傳輸?shù)钠焚|(zhì)，耦合系數(shù),其中M是兩線(xiàn)圈的互感值，為一次側(cè)線(xiàn)圈的自感，為二次側(cè)線(xiàn)圈的自感。如圖3-26所示，當(dāng)有交流電通入線(xiàn)圈，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，變化的電流附近會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)又會(huì)在導(dǎo)體上產(chǎn)生變化的電流。因此在附近的線(xiàn)圈上會(huì)產(chǎn)生電流。線(xiàn)圈上的某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度由決定，線(xiàn)圈的磁通量也由決定。所以上的某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度和線(xiàn)圈的磁通量有以下關(guān)系：，其中M為兩線(xiàn)圈之間的互感系數(shù)。圖3-29兩線(xiàn)圈之間的互感參數(shù)圖中線(xiàn)圈中的電流在線(xiàn)圈中產(chǎn)生了磁失位，具體如下： （3-10）式中d為兩線(xiàn)圈距離，那么穿過(guò)線(xiàn)圈的磁鏈為： （3-11）又因?yàn)椋? （3-12）所以互感的計(jì)算公式可以推算出來(lái)為： （3-13）由公式可知，線(xiàn)圈的間距d會(huì)影響兩線(xiàn)圈的互感值，因此當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)停車(chē)位置發(fā)生改變時(shí)，互感系數(shù)的變化很大程度上會(huì)影響線(xiàn)圈的傳輸效率，因此研究線(xiàn)圈的水平偏移和垂直偏移在電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線(xiàn)充電研究領(lǐng)域是很重要的一部分。3.3.3線(xiàn)圈垂直偏移對(duì)耦合系數(shù)的影響當(dāng)兩線(xiàn)圈只在垂直間距上發(fā)生變化時(shí)，它們屬于同軸狀態(tài)。若以線(xiàn)圈的圓心為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系，兩線(xiàn)圈的垂直偏移量為h，線(xiàn)圈的半徑為r。圖3-30兩同軸線(xiàn)圈建模線(xiàn)圈上的點(diǎn)可以用坐標(biāo)表示為： （3-14）線(xiàn)圈上的點(diǎn)可以用坐標(biāo)表示為： （3-15）聯(lián)立上述式子可得： （3-16）通過(guò)空間中兩點(diǎn)之間的距離公式可得，線(xiàn)圈上的點(diǎn)和線(xiàn)圈上的點(diǎn)之間的距離為： （3-17）因此兩線(xiàn)圈之間的互感可以表示成： （3-18）基于以上線(xiàn)圈垂直偏移對(duì)互感影響的理論計(jì)算公式，用ANSYSMaxwell軟件對(duì)線(xiàn)圈的互感進(jìn)行有限元分析，可以得到線(xiàn)圈自感與互感的理論值。選擇Maxwell3D仿真，進(jìn)行三維建模，繪制出兩個(gè)線(xiàn)圈的三維模型，主要的具體參數(shù)如下：線(xiàn)圈匝數(shù)N為20，導(dǎo)線(xiàn)的內(nèi)徑r為2.5mm，線(xiàn)圈內(nèi)半徑為40cm，線(xiàn)圈材料為銅，仿真環(huán)境為真空環(huán)境。發(fā)射線(xiàn)圈與接收線(xiàn)圈的所有參數(shù)保持一致。繪制出的雙線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)三維模型圖如圖3-31所示。圖3-31雙線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)三維模型圖雙線(xiàn)圈的參數(shù)設(shè)置如圖3-32所示。圖3-32雙線(xiàn)圈基本參數(shù)建立基本的三維模型之后，設(shè)置激勵(lì)源，本系統(tǒng)設(shè)置的激勵(lì)源為5A的直流電源。本次仿真的目的是通過(guò)改變線(xiàn)圈之間的垂直距離，仿真得到不同垂直距離下的線(xiàn)圈自感、互感、耦合系數(shù)三個(gè)參數(shù)，從而分析線(xiàn)圈的、垂直距離不同對(duì)系統(tǒng)傳輸效率和輸出功率的影響。兩線(xiàn)圈的垂直距離可以從線(xiàn)圈的主視圖清楚的看到，如圖3-33所示。圖3-33線(xiàn)圈垂直偏移的主視圖仿真可以看到線(xiàn)圈和附近區(qū)域的磁場(chǎng)分布密度云圖，如圖3-34所示。圖3-34線(xiàn)圈磁場(chǎng)密度分布從仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)同軸的兩線(xiàn)圈距離為5厘米時(shí)，耦合系數(shù)為0.20，兩線(xiàn)圈自感和基本一致，為150.02uH，兩線(xiàn)圈的互感值為29.98uH。耦合系數(shù)符合實(shí)際應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)傳輸效率和輸出功率的要求。分別改變兩線(xiàn)圈的垂直距離為10cm和15cm，再次仿真，得到的的仿真結(jié)果分別如下圖所示。圖3-35兩同軸線(xiàn)圈垂直偏移示意圖從仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)同軸的兩線(xiàn)圈距離為10厘米時(shí)，耦合系數(shù)為0.18，兩線(xiàn)圈自感和基本一致，為150.02uH，兩線(xiàn)圈的互感值為27uH。耦合系數(shù)符合實(shí)際應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)傳輸效率和輸出功率的要求。分析兩次仿真得到的結(jié)果，線(xiàn)圈垂直間距的增加會(huì)降低兩個(gè)線(xiàn)圈之間的互感值，使線(xiàn)圈的耦合系數(shù)降低，但是變化率不大。3.3.4線(xiàn)圈水平偏移對(duì)耦合系數(shù)的影響電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電裝置的實(shí)際應(yīng)用中，若汽車(chē)停車(chē)的位置沒(méi)有和充電線(xiàn)圈完全對(duì)齊的話(huà)，發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈之間會(huì)有水平偏移距離，兩線(xiàn)圈的位置示意圖如圖3-28所示。假定兩線(xiàn)圈的垂直間距仍為h，線(xiàn)圈和線(xiàn)圈的半徑均為r。圖3-36水平偏移兩線(xiàn)圈位置示意圖那么線(xiàn)圈上的點(diǎn)用坐標(biāo)可以表示為： （3-19）線(xiàn)圈上的點(diǎn)的坐標(biāo)可以表示為： （3-20）聯(lián)立以上表達(dá)式可以得出： （3-21）根據(jù)空間中兩點(diǎn)之間的距離公式，線(xiàn)圈上的點(diǎn)和線(xiàn)圈上的點(diǎn)的距離可以表示為： （3-22）將上述表達(dá)式帶入諾依曼公式可得兩線(xiàn)圈之間的互感表達(dá)式： （3-23）基于上面的理論分析，改變線(xiàn)圈的水平距離，用ANSYSMaxwell軟件進(jìn)行對(duì)線(xiàn)圈的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行仿真。線(xiàn)圈水平距離的改變建模如圖所示。有三維圖可以看到，兩線(xiàn)圈并不是共軸的，而是有一定的水平偏移。圖3-37雙線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)水平偏移三維模型圖現(xiàn)在將垂直偏移量設(shè)定為5cm，水平偏移量設(shè)定為5cm，示意圖如圖所示其他的線(xiàn)圈參數(shù)與上述仿真保持一致。圖3-38兩同軸線(xiàn)圈水平偏移示意圖可以得到的仿真結(jié)果，線(xiàn)圈自感不變，互感值降為28uH，分析可得，水平偏移也會(huì)降低兩個(gè)線(xiàn)圈之間的互感值，從而降低線(xiàn)圈之間的耦合系數(shù)，但是還是滿(mǎn)足系統(tǒng)的輸出功率和傳輸效率。3.4本章小節(jié)本章講述了趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)對(duì)導(dǎo)體的電阻的影響，通過(guò)用ANSYSMaxwell軟件仿真，在高頻100kHz的情況下，改變導(dǎo)體的材料、半徑、截面形狀，得到這些因素對(duì)導(dǎo)體趨膚效應(yīng)的影響，從而確定導(dǎo)體的最佳材料、半徑、截面形狀。改變導(dǎo)體的間距，通過(guò)軟件進(jìn)行仿真可以得到不同的導(dǎo)體間距產(chǎn)生不同程度的鄰近效應(yīng)，探究導(dǎo)體間距對(duì)導(dǎo)體電阻的影響，從而確定合適的導(dǎo)體間距。為探究線(xiàn)圈的垂直偏移和水平偏移對(duì)線(xiàn)圈自感和互感的影響，對(duì)線(xiàn)圈建立了三維模型，用5A的直流電源作為激勵(lì)源，仿真得到線(xiàn)圈不同距離下的耦合系數(shù)。耦合系數(shù)對(duì)下一章的系統(tǒng)整體的輸出功率和傳輸效率有重大的影響。

第四章無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1引言上一章主要講了耦合線(xiàn)圈的參數(shù)設(shè)計(jì)，以減小線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)的能量損耗，無(wú)線(xiàn)電能的傳輸結(jié)構(gòu)主要是整流濾波電路、高頻逆變電路、線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)和直流調(diào)壓電路，這些是能量接受機(jī)構(gòu)的組成部分，本章主要講能量接受機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要目的也是增大系統(tǒng)的傳輸效率，減小能量損耗。4.2系統(tǒng)電路拓?fù)?.2.1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案本文的磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)的組成部分主要包括：100V直流電源，高頻逆變器、線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)、全橋整流。系統(tǒng)的主要工作原理為：直流電輸入到系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)高頻逆變器成為100kHz的交流電，高頻交流電通過(guò)線(xiàn)圈從一次側(cè)傳輸?shù)蕉蝹?cè)，再經(jīng)過(guò)整流和直流變換器輸送給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電能的傳輸。圖4-1WPT系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案4.2.2整流濾波電路一般來(lái)說(shuō)，負(fù)載端接受的為直流電，但是耦合線(xiàn)圈傳輸?shù)氖歉哳l交流電。因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)整流濾波電路。整流濾波電路在能量接收端，其作用為將傳送到次級(jí)線(xiàn)圈的高頻交流電轉(zhuǎn)化為直流電。主流的整流電路拓?fù)溆腥N：半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。但是半波整流電路會(huì)損耗一半的電流，不提倡使用。橋式整流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳輸效率高，適用于本系統(tǒng)的整流濾波電路拓?fù)?。圖4-2為橋式整流電路拓?fù)鋱D。圖4-2橋式整流電路拓?fù)鋱D考慮到整流之后的電路得到的電壓仍舊有波動(dòng)成分，會(huì)導(dǎo)致諧波含量增高，電路損耗較大，因此需要加上一個(gè)濾波的電路。主流常用電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波這三種濾波方式。電容濾波通常將電容并聯(lián)在輸出端，電容的特性為對(duì)直流電的抗性極大，但是對(duì)交流電的阻抗較小，可以通高頻阻低頻，因此將電容并聯(lián)在輸出端時(shí)，可以將高頻的諧波信號(hào)進(jìn)行濾波。但是電容濾波的電容壽命較小，并且性能常受溫度的影響。電感濾波的原理和電容濾波相反，電感的特性是對(duì)直流電的阻抗很小，但是對(duì)交流電的阻抗很大。因此當(dāng)電路中加入電感之后，電壓的波動(dòng)會(huì)減小。復(fù)式濾波既有電容也有電阻，常見(jiàn)的包括LC濾波、π型濾波。考慮以上三種類(lèi)型的濾波電路的性能以及損耗，本系統(tǒng)采用電容濾波的形式，將電容并聯(lián)在輸出端的兩端。加上電容濾波后的全橋整流拓?fù)淙鐖D4-3所示。圖4-3全橋整流濾波電路全橋整流電路的原理是：二極管和是一組，二極管和是一組。當(dāng)電壓正半周期通過(guò)時(shí)，和依次導(dǎo)通，而二極管和斷開(kāi)；當(dāng)電壓負(fù)半周期通過(guò)時(shí)，和依次導(dǎo)通，而二極管和斷開(kāi)。兩組二極管在一個(gè)周期內(nèi)按次序交替工作，使得輸出電壓的方向保持不變，實(shí)現(xiàn)直流輸出給負(fù)載。系統(tǒng)傳輸線(xiàn)圈得到的輸出電壓為方波，而輸出電流為正弦波。在Simulink中搭建整流濾波電路部分如圖4-4，輸入電壓的峰值為100V，頻率為100kHz，可以得出整流濾波的波形如圖4-5所示。圖4-4Simulink整流電路模型搭建圖圖4-5整流電路輸出電壓電流圖4.2.3逆變電路磁耦合諧振無(wú)線(xiàn)電能傳輸需要線(xiàn)圈的電壓在高頻下進(jìn)行傳輸，我國(guó)家庭電源50Hz無(wú)法滿(mǎn)足高頻傳輸?shù)囊?，因此需要先?0Hz交流電進(jìn)行整流，再將所獲得的直流電高頻逆變得到高頻交流電。工程中全橋逆變是比較成熟的逆變方式，本系統(tǒng)采用全橋逆變拓?fù)?，拓?fù)鋱D如圖4-6所示。圖4-6全橋逆變拓?fù)湓赟imulink中對(duì)系統(tǒng)的逆變電路部分進(jìn)行仿真，直接輸入100V的直流電壓，開(kāi)關(guān)頻率設(shè)置為100kHz的高頻，搭建的電路圖如圖4-7所示，仿真結(jié)果如圖4-8所示。圖4-7Simulink高頻逆變電路模型搭建圖圖4-8逆變電路仿真結(jié)果4.2.4DCDC變換電路高頻交流電經(jīng)過(guò)整流電路之后可以得到直流電路，但是得到的直流電路的電壓大小不受控制，直接提供給負(fù)載的話(huà)容易引起電池?fù)p壞，因此在整流電路和負(fù)載之間需要增加DCDC變換電路。常見(jiàn)的DCDC變換電路根據(jù)功能不同可以分為升壓斬波電路（BuckChopper）、降壓斬波電路（BoostChopper）、升降壓斬波電路（Buck-BoostChopper）以及Cuk斬波電路。本系統(tǒng)需要一個(gè)能降低電壓的直流變換器，因此選用Buck降壓電路，電路拓?fù)淙鐖D4-9所示。圖4-9Buck電路拓?fù)?.3系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)4.3.1系統(tǒng)整體模型搭建本系統(tǒng)對(duì)實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，從100V直流電開(kāi)始，依次通過(guò)高頻逆變電路、線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)、全橋整流電路、降壓斬波電路實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的供電。圖4-10無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)的Simulink模型搭建本系統(tǒng)的工作原理如下：經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化，電網(wǎng)的50Hz交流電整流為100V直流電開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一個(gè)高頻的全橋逆變電路，變成100kHz的高頻交流電。當(dāng)計(jì)算好線(xiàn)圈參數(shù)電容和電感與交流電頻率的情況下，在線(xiàn)圈傳輸時(shí)發(fā)生電磁諧振，使電能從一次側(cè)線(xiàn)圈傳輸?shù)蕉蝹?cè)線(xiàn)圈。二次側(cè)先接入帶濾波電容的全橋整流電路，使高頻交流電成為紋波較小的直流電。直流電經(jīng)過(guò)降壓斬波電路控制直流電的大小，并穩(wěn)定直流電，最后提供給負(fù)載。4.4無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)的仿真4.4.1無(wú)偏移線(xiàn)圈仿真結(jié)果根據(jù)第三章對(duì)線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)的分析，得到了耦合系數(shù)較高的線(xiàn)圈參數(shù)，通過(guò)諧振頻率計(jì)算公式可得諧振電容的參數(shù)。表4-1系統(tǒng)仿真參數(shù)參數(shù)數(shù)值原邊電感150.0uH副邊電感150.0uH互感M30.0uH原邊電容16.23nF副邊電容16.23nF耦合系數(shù)0.2原邊線(xiàn)圈等效電阻0.3Ω副邊線(xiàn)圈等效電阻0.3Ω負(fù)載25Ω副邊Buck電路電感副邊Buck電路電容31nF輸入直流電壓100V系統(tǒng)工作頻率100kHz系統(tǒng)的輸入電流和輸入電壓的波形圖如圖4-11所示，輸入電壓為直流電壓恒定值100V，輸入電流的平均值為4.5001A，因此輸入功率大小為450.1w。圖4-11無(wú)偏移時(shí)輸入電流和輸入電壓波形本系統(tǒng)實(shí)際輸出的電壓電流曲線(xiàn)如圖4-12所示，輸出電壓的平均值為87.69V，輸出電流的平均值為4.384A，因此輸出功率大小為384.5w。通過(guò)系統(tǒng)傳輸效率的計(jì)算公式可得，本系統(tǒng)在線(xiàn)圈的水平偏移為0，垂直偏移為5cm時(shí)，系統(tǒng)的傳輸效率為85.42%。圖4-12無(wú)偏移時(shí)輸出電流和輸出電壓波形4.4.2有垂直偏移無(wú)水平偏移線(xiàn)圈仿真結(jié)果根據(jù)第三章的仿真結(jié)果，當(dāng)垂直偏移為10厘米，沒(méi)有水平偏移時(shí)，系統(tǒng)仿真的參數(shù)僅需將線(xiàn)圈互感調(diào)整為27uH，其他參數(shù)不改變，再次進(jìn)行仿真。系統(tǒng)的輸入電流和輸入電壓的波形圖如圖4-13所示，輸入電壓為直流電壓恒定值100V，輸入電流的平均值為5.395A，因此輸入功率大小為539.5w。

圖4-13有垂直偏移無(wú)水平偏移時(shí)輸入電流和輸入電壓波形本系統(tǒng)實(shí)際輸出的電壓電流曲線(xiàn)如圖4-14所示，輸出電壓的平均值為93.84V，輸出電流的平均值為4.692A，因此輸出功率大小為440.3w。圖4-14有垂直偏移無(wú)水平偏移時(shí)輸出電流和輸出電壓波形通過(guò)系統(tǒng)傳輸效率的計(jì)算公式可得，本系統(tǒng)在線(xiàn)圈的水平偏移為0，垂直偏移為10cm時(shí)，系統(tǒng)的傳輸效率為81.61%。4.4.3無(wú)垂直偏移有水平偏移線(xiàn)圈仿真結(jié)果根據(jù)第三章的仿真結(jié)果，當(dāng)垂直偏移為5厘米，水平偏移為5厘米時(shí)，系統(tǒng)仿真的參數(shù)僅需將線(xiàn)圈互感調(diào)整為28uH，其他參數(shù)不改變，再次進(jìn)行仿真。系統(tǒng)的輸入電流和輸入電壓的波形圖如圖4-15所示，輸入電壓為直流電壓恒定值100V，輸入電流的平均值為5.135A，因此輸入功率大小為513.5w。圖4-15無(wú)垂直偏移有水平偏移時(shí)輸入電流和輸入電壓波形本系統(tǒng)實(shí)際輸出的電壓電流曲線(xiàn)如圖4-16所示，輸出電壓的平均值為92.37V，輸出電流的平均值為4.618A，因此輸出功率大小為4426.6w。圖4-16無(wú)垂直偏移有水平偏移時(shí)輸出電流和輸出電壓波形通過(guò)系統(tǒng)傳輸效率的計(jì)算公式可得，本系統(tǒng)在線(xiàn)圈的水平偏移為5cm，垂直偏移為5cm時(shí)，系統(tǒng)的傳輸效率為83.08%。4.5本章小節(jié)本章將無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過(guò)Simulink搭建出模型。系統(tǒng)的組成成分為：直流電源、整流濾波電路、高頻逆變電路、線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)和直流調(diào)壓電路和負(fù)載。系統(tǒng)模型搭建時(shí)，先分別對(duì)各個(gè)組成部分電路依次進(jìn)行搭建和調(diào)試。最后，結(jié)合第三章線(xiàn)圈仿真得到的三組線(xiàn)圈的參數(shù)，帶入本系統(tǒng)的Simulink仿真，分別得到無(wú)垂直偏移和水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為85.4%，有垂直偏移無(wú)水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為81.5%，無(wú)垂直偏移有水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為83.08%。通過(guò)三次實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果可以得出，垂直偏移和水平偏移都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的傳輸效率造成不同程度的影響，但是影響不大。

第五章總結(jié)與展望5.1全文工作總結(jié)1、第一章首先通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)的輸電方式和電能的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，凸顯出無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)分析出目前對(duì)無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)研究的技術(shù)難關(guān)，主要是提高系統(tǒng)的輸出功率和傳輸效率；對(duì)無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概括；最后介紹了本文的主要構(gòu)成和相關(guān)工作。2、第二章分析了目前已有的三種熱門(mén)無(wú)線(xiàn)電能傳輸方式，比較并分析了這三種熱門(mén)無(wú)線(xiàn)電能傳輸方式的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出每種無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)的適用范圍。后分析了S-S型、S-P型、P-P型、P-S型四種諧振拓?fù)涞妮敵龉β室约皞鬏斝实挠?jì)算公式，運(yùn)用MATLAB軟件繪制不同諧振拓?fù)涞膫鬏斝是€(xiàn)，得出串串型（S-S型）的諧振拓?fù)錇楸鞠到y(tǒng)的最佳諧振拓?fù)?。最后分析串串型諧振拓?fù)洳煌詈舷禂?shù)、不同負(fù)載大小和系統(tǒng)的不同頻率對(duì)系統(tǒng)傳輸效率的影響，并繪制效率曲線(xiàn)，得出最佳耦合系數(shù)、負(fù)載和最佳工作頻率。3、第三章講述了趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)對(duì)導(dǎo)體的電阻的影響，通過(guò)用ANSYSMaxwell軟件仿真，在高頻100kHz的情況下，改變導(dǎo)體的材料、半徑、截面形狀，得到這些因素對(duì)導(dǎo)體趨膚效應(yīng)的影響，從而確定導(dǎo)體的最佳材料、半徑、截面形狀。改變導(dǎo)體的間距，通過(guò)軟件進(jìn)行仿真可以得到不同的導(dǎo)體間距產(chǎn)生不同程度的鄰近效應(yīng)，探究導(dǎo)體間距對(duì)導(dǎo)體電阻的影響，從而確定合適的導(dǎo)體間距。為探究線(xiàn)圈的垂直偏移和水平偏移對(duì)線(xiàn)圈自感和互感的影響，對(duì)線(xiàn)圈建立了三維模型，用5A的直流電源作為激勵(lì)源，仿真得到線(xiàn)圈不同距離下的耦合系數(shù)。耦合系數(shù)對(duì)下一章的系統(tǒng)整體的輸出功率和傳輸效率有重大的影響。4、第四章將無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過(guò)Simulink搭建出模型。系統(tǒng)的組成成分為：直流電源、整流濾波電路、高頻逆變電路、線(xiàn)圈耦合機(jī)構(gòu)和直流調(diào)壓電路和負(fù)載。系統(tǒng)模型搭建時(shí)，先分別對(duì)各個(gè)組成部分電路依次進(jìn)行搭建和調(diào)試。最后，結(jié)合第三章線(xiàn)圈仿真得到的三組線(xiàn)圈的參數(shù)，帶入本系統(tǒng)的Simulink仿真，分別得到無(wú)垂直偏移和水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為85.4%，有垂直偏移無(wú)水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為81.5%，無(wú)垂直偏移有水平偏移的系統(tǒng)的傳輸效率為83.08%。通過(guò)三次實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果可以得出，垂直偏移和水平偏移都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的傳輸效率造成不同程度的影響，但是影響不大。5.2展望1、本文目前使用的是純阻性負(fù)載，而實(shí)際電動(dòng)汽車(chē)主要用的鋰電池并非純阻性，因此未來(lái)要驗(yàn)證WPT的實(shí)際可用性，還需要研究適合無(wú)線(xiàn)充電的電池管理系統(tǒng)，同時(shí)使用動(dòng)力鋰電池進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。2、本文的輸出功率只能達(dá)到500w左右，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中車(chē)載電池會(huì)達(dá)到20kwh以上，充電時(shí)間高達(dá)40小時(shí)。因此未來(lái)需要提高系統(tǒng)的輸出功率，使充電時(shí)間大大減少，增加用戶(hù)體驗(yàn)度。3、本文采用開(kāi)環(huán)，諧振頻率可能會(huì)在不同時(shí)間有差異，因此需要提高系統(tǒng)的傳輸效率，需要進(jìn)一步做閉環(huán)頻率跟蹤的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)格式不對(duì)，用自動(dòng)編號(hào)ChenL,NagendraGR,BoysJT,etal.Double-CoupledSystemsforIPTRoadwayApplications[J].Emerging&SelectedTopicsinPowerElectronicsIEEEJournalof,2015,3(1):37-49.BudhiaM,BoysJT,CovicG/,etal.DevelopmentofaSingle-SidedFluxMagneticCouplerforElectricVehicleIPTChargingSystems[J].IEEETransactionsonindustrialElectronics,2013,60(1):318-328.ZaheerA,KacprzakD,CovicGA.AbipolarreceiverpadinalumpedIPTsystemforelectricvehiclechargingapplications[C]//EnergyConversionCongressandExposition.IEEETransactionsonEnergyConversionCongressandExposition,2012:283-290.高大威,王碩,楊福源.電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的研究進(jìn)展[J].汽車(chē)安全與節(jié)能學(xué)報(bào),2015(4):314-327.ChigiraM,NagatsukaY,KanekoY,etal.Small-sizelight-weighttransformerwithnewcorestructureforcontactlesselectricvehiclepowertransfersystem[C]//IEEETransactionsonEnergyConversionCongressandExposition,2011:260-266.WuHH,GilchristA,SealyKD,etal.AHighEfficiency5kWInductiveChargerforEVsUsingDualSideControl[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2012,8(3):585-595.DengJ,LiW,NguyenTD,etal.CompactandEfficientBipolarCouplerforWirelessPowerChargers:DesignandAnalysis[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2015,30(11):6130-6140.LuF,ZhangH,HofmannH,etal.Ahighefficiency3.3kWloosely-coupledwirelesspowertransfersystemwithoutmagneticmaterial[C]//EnergyConversionCongressandExposition.IEEE,2015:2282-2286.MoonSC,KimBC,ChoSY,etal.AnalysisandDesignofaWirelessPowerTransferSystemWithanIntermediateCoilforHighEfficiency[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2014,61(11):5861-5870.MoonSC,MoonGW.WirelessPowerTransferSystemWithanAsymmetricFour-CoilResonatorforElectricVehicleBatteryChargers[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2016,31(10):6844-6854.WiTricity.TheWiT-3300DevelopmentKitisawireless“park-and-charge”systemthatprovidesanefficientwirelessenergytransfersolutionthatcompletelyavoidstheneedforthedrivertoplugintheirbattery-poweredelectricvehicle(EV)orhybridelectricvehicle(HEV)[EB/OL].[2013-04-01]./products/wit-3300/EvatranGroupIncorporation.Plugless[EB/OL].[2014-11-27]./plugless-l2/張偉.體內(nèi)植入器件無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2011.周挺,林彥,葉震濤.無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用前景展望[J].電動(dòng)自行車(chē),2017,4(4):48-50.李陽(yáng),楊慶新,閆卓,等.磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸方向性分析與驗(yàn)證[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2014,29(2):197-203.李陽(yáng),張雅希,楊慶新,等.磁耦合諧振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)最大功率效率點(diǎn)分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2016,31(2):18-24.徐桂芝,李晨曦,趙軍,張獻(xiàn).電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電電磁環(huán)境安全性研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2017,32(22):152-157.戴欣,孫躍,蘇玉剛,王智慧,唐春森.感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)與恒流控制[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2011,34(06):98-104.孫躍,李云濤,葉兆虹,等.三線(xiàn)圈ICPT系統(tǒng)中繼線(xiàn)圈的位置優(yōu)化