磁共振式无线能量传输实验验证与有限元仿真研究

在本篇关于"有限元仿真中所用的C语言嵌入式系统编程"的专业学位论文中，作者宋波探讨了高效率磁共振式无线电能传输系统的设计与实验研究。第五章作为核心部分，详细描述了实验平台的搭建，其目的是通过实验验证前面的理论分析和有限元仿真结果。实验对象是一个四线圈系统，研究了其频率特性、距离特性、匹配特性和带中继线圈系统的性能。 图5-13展示了当传输距离达到80cm时，能够点亮一个100W灯泡的场景，这表明无线能量传输的有效性。实验结果与理论预测相吻合，证实了所用理论模型的准确性。值得注意的是，尽管实验所使用的线圈参数与有限元仿真的线圈相同，但实际效果较差，表现为21S值较低。这可能是由于裸铜管易受氧化影响，使得等效电阻增大，加上高频下铜的趋肤深度较浅，非导电层对线圈性能影响显著。此外，铜管内可能存在的杂质、手工制作精度不高导致的两螺旋线圈谐振频率不一致以及连接线损耗等因素都可能导致性能差距。 论文深入分析了这些影响因素，并指出改进措施的方向，如改进材料选择和加工工艺以减少氧化和杂质问题，以及优化设计以提升线圈的谐振频率一致性。通过这样的实验研究，论文不仅验证了电磁理论在实际应用中的有效性，也为未来无线能量传输技术的发展提供了实践经验和技术参考。 这篇论文结合了理论计算、有限元仿真和实际实验，展示了C语言嵌入式系统编程在磁共振式无线电能传输系统中的应用，强调了实验验证在科研过程中的重要性，以及如何通过细致的实验分析来解决技术问题，提升系统性能。