磁共振式无线电力传输技术研究与实验验证

"这篇硕士论文主要探讨了高效率磁共振式无线电能传输技术，通过理论分析、仿真和实验验证，深入研究了系统的工作原理、优化方法及其应用。" 本文是电子科技大学一位名为宋波的硕士研究生的研究成果，指导教师为田忠研究员。论文主要集中在磁共振式无线电能传输系统的分析、建模、仿真和实验验证，特别是在提高系统效率和传输距离方面。无线电能传输是一种无接触的能量传递方式，尤其适用于无线充电和远程供电系统。 在全文总结中，作者首先介绍了耦合模理论，它是磁共振无线电能传输的基础。通过振动理论分析，确定了系统高效传输的两个关键条件：发射和接收线圈的谐振频率需相同，且系统的损耗要小。接着，基于互感耦合理论，建立了四线圈系统的双回路模型，研究了耦合因子、频率特性以及不同耦合状态（过耦合、临界耦合、欠耦合）下系统的工作表现，提出临界耦合状态下能实现最大功率传输。 作者利用HFSS（High Frequency Structure Simulator）软件进行了电磁仿真，验证了理论分析的准确性。仿真结果包括单个线圈的谐振频率、品质因数，以及耦合线圈的本征频率和振动模式，还分析了线圈参数如何影响传输特性。 此外，论文还研究了中继线圈对系统性能的提升作用，表明中继线圈可以增加传输距离，改善欠耦合区域的性能，并降低过耦合区域的频率分裂影响。通过有限元仿真，进一步确认了这一结论。 最后，作者构建了实验平台，对理论分析和仿真结果进行了实验验证，包括距离特性、频率特性和匹配特性的测试，证明了理论与实践的一致性，并对带有中继线圈的系统进行了测试，进一步证明了中继线圈的优化效果。 这篇论文对磁共振式无线电能传输系统的理解有显著的贡献，不仅提供了理论分析，还结合实际操作和实验数据，为优化此类系统的设计和提高传输效率提供了依据。