频率调控优化MCR-WPT:谐波影响与高效传输

3 下载量 85 浏览量 更新于2024-09-02 收藏 349KB PDF 举报
频率对磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)系统具有显著影响,它是决定电能质量和传输效率的关键因素。本研究从一个新的视角探讨了频率对这个过程的影响,主要集中在高频逆变电路产生的各次谐波对系统性能的影响上。 首先,研究者通过深入分析高频逆变电路的工作原理,注意到传统的电路理论和耦合模理论在分析过程中往往忽视了谐波效应。这些谐波会在逆变过程中产生,并在原副边电流中产生响应,进而影响系统的电能质量和传输效率。为了更准确地评估这种影响,作者构建了系统的等效电路模型,其中包括原边线圈、副边线圈、互感以及高频逆变电路的组件,如全桥逆变电路。 全桥逆变电路的设计决定了系统的开关频率,这直接影响到谐波的产生和传播。通过对逆变器输出电压的傅里叶级数展开,研究人员能够计算出不同次谐波的电流成分。通过基尔霍夫电压定律,他们建立了系统的数学模型,这有助于揭示频率与电流畸变率、传输效率之间的关系。 实验结果显示,当系统的频率接近谐振频率时,由于谐波的干扰减小,原副边电流的畸变率会显著降低,从而提高了电能的质量。此外,更高的频率意味着更高的通信效率,因为谐波的影响被最小化,能量损失也随之减少。这一发现证实了通过考虑谐波效应来进行系统频率优化的必要性和有效性。 这项研究不仅深化了我们对MCR-WPT系统频率影响的理解,还提供了实际应用中的设计指导,对于提高无线能量传输系统的性能,尤其是在高频环境下,具有重要的理论和实践价值。通过实验验证,这种方法不仅提高了电能传输的稳定性,而且优化了能源传输的经济性,推动了无线电能传输技术的发展和应用。