JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

磁场耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑结构效率特性分析

吴振军 冯凯 窦智峰 高鹏飞 金楠 武洁

吴振军, 冯凯, 窦智峰, 等. 磁场耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑结构效率特性分析[J]. 轻工学报, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011
引用本文: 吴振军, 冯凯, 窦智峰, 等. 磁场耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑结构效率特性分析[J]. 轻工学报, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011
WU Zhenjun, FENG Kai, DOU Zhifeng, et al. Analysis of efficiency characteristics of compensation topology structure in magnetic coupled resonance wireless power transfer[J]. Journal of Light Industry, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011
Citation: WU Zhenjun, FENG Kai, DOU Zhifeng, et al. Analysis of efficiency characteristics of compensation topology structure in magnetic coupled resonance wireless power transfer[J]. Journal of Light Industry, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011

磁场耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑结构效率特性分析

    作者简介: 吴振军(1971-),男,河南省偃师市人,郑州轻工业大学副教授,博士,主要研究方向为电气工程.;
  • 基金项目: 河南省科技攻关项目(202102210090,202102210304)

  • 中图分类号: TM15

Analysis of efficiency characteristics of compensation topology structure in magnetic coupled resonance wireless power transfer

  • Received Date: 2021-02-15

    CLC number: TM15

  • 摘要: 构建磁场耦合谐振式无线电能传输系统4种谐振补偿拓扑结构(原边串联副边串联型、原边串联副边并联型、原边并联副边串联型和原边并联副边并联型)的等效电路模型,分析磁场耦合谐振式无线电能传输系统的效率特性,研究耦合系数和品质因数对系统效率的影响.仿真结果表明,副边谐振补偿拓扑结构对系统效率影响较大,系统效率对耦合系数和品质因数的变化较为敏感,与副边采用串联补偿拓扑结构方式相比,副边采用并联补偿拓扑结构时,系统有更宽的高传输效率范围.实验结果验证了仿真结果的正确性.
    1. [1]

      范兴明,莫小勇,张鑫.无线电能传输技术的研究现状与应用[J].中国电机工程学报,2015,35(10):2584.

    2. [2]

      苏玉刚,吴学颖,赵鱼名,等.互补对称式LCC谐振网络的电场耦合式无线电能传输系统参数优化[J].电工技术学报,2019,34(14):2874.

    3. [3]

      杨庆新,章鹏程,祝丽花,等.无线电能传输技术的关键基础与技术瓶颈问题[J].电工技术学报,2015,30(5):1.

    4. [4]

      黄学良,王维,谭林林.磁耦合谐振式无线电能传输技术研究动态与应用展望[J].电力系统自动化,2017,41(2):2.

    5. [5]

      GONG C,LIU D,MIAO Z,et al.A magnetic-balanced inductive link for the simultaneous uplink data and power telemetry[J].Sensors,2017,17(8):1768.

    6. [6]

      JI L,WANG L,LIAO C,et al.Simultaneous wireless power and bidirectional information transmission with a single-coil,dual-resonant structure[J].IEEE Trans on Industrial Electronics,2019,66(5):4013.

    7. [7]

      PENG K,TANG X,MAI S,et al.A simultaneous power and downlink data transfer system with pulse phase modulation[J].IEEE Trans on Circuits and Systems Ⅱ:Express Briefs,2019,66(5):808.

    8. [8]

      张望,伍小杰,夏晨阳,等.补偿参数对串串补偿型无线电能传输系统特性的影响分析[J].电力系统自动化,2019,43(7):166.

    9. [9]

      刘方,陈凯楠,蒋烨,等.双向无线电能传输系统效率优化控制策略研究[J].电工技术学报,2019,34(5):891.

    10. [10]

      YI X,CHEN X,ZHOU L,et al.A microwave power transmission experiment based on the near-field focused transmitter[J].IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2019,18(6):1105.

    11. [11]

      ABRAMOV E,PERETZ M M.Multi-loop control for power transfer regulation in capacitive wireless systems by means of variable matching networks[J].IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics,2020,8(3):2095.

    12. [12]

      苏玉刚,侯信宇,戴欣.磁耦合WPT系统异物检测技术综述[J/OL].中国电机工程学报:1-13[2021-02-05
      ].https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.200807.

    13. [13]

      ABRAMOV E,ZELTSER I,PERETZ M M.A network-based approach for modeling resonant capacitive wireless power transfer systems[J].CPSS Trans Power Electronics and Applications,2019,4(1):19.

    14. [14]

      KURS A,KARALIS A,MOFFATT R,et al.Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances[J].Science,2007,317(5834):83.

    15. [15]

      NAM Y H,LEE J H.Efficient near-field beamforming using two-layer planar loop array for magnetic resonance wireless power transfer[J].IEEE Microwave and Wireless Components Letters,2020,30(8):818.

    16. [16]

      SUN H,LIN H,ZHU F,et al.Magnetic resonant beamforming for secured wireless power transfer[J].IEEE Signal Processing Letters,2017,24(8):1173.

    17. [17]

      麦瑞坤,刘野然,陈阳.基于最优等效负载控制的感应电能传输系统效率优化方法研究[J].中国电机工程学报,2016,36(23):6468.

    18. [18]

      KHAN N,MATSUMOTO H,TRESCASES O.Wireless electric vehicle charger with electromagnetic coil-based position correction using impedance and resonant frequency detection[J].IEEE Trans on Power Electronics,2020,35(8):7873.

    19. [19]

      唐治德,杨帆,徐阳阳,等.磁耦合谐振式无线电能传输系统功效同步研究[J].电工技术学报,2017,32(21):161.

    20. [20]

      ZHONG W X,HUI S Y R.Maximum energy efficiency tracking for wireless power transfer systems[J].IEEE Trans on Power Electronics,2015(7):4025.

    21. [21]

      薛明,杨庆新,章鹏程,等.无线电能传输技术应用研究现状与关键问题[J/OL].电工技术学报:1-22[2021-02-02
      ].https://doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200059.

    22. [22]

      李中启,黄守道,袁小芳.线圈非同轴时磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率优化[J].电工技术学报,2017,32(8):151.

    23. [23]

      张献,杨庆新,陈海燕,等.电磁耦合谐振式传能系统的频率分裂特性研究[J].中国电机工程学报,2012,32(9):167.

    24. [24]

      刘闯,郭赢,葛树坤,等.基于双LCL谐振补偿的电动汽车无线充电系统特性分析与实验验证[J].电工技术学报,2015,30(15):127.

    25. [25]

      夏晨阳,陈国平,任思源,等.采用新型负载恒流供电复合谐振网络的无线电能传输系统[J].电力系统自动化,2017,41(2):46.

    26. [26]

      刘闯,郭赢,葛树坤,等.基于双LCL谐振补偿的电动汽车无线充电系统特性分析与实验验证[J].电工技术学报,2015,30(15):127.

    1. [1]

      卢晓波徐海朱俊召张宇谭健高冠男胡军华林龙 . 基于机器视觉的加热卷烟烟支端部质量检测系统设计. 轻工学报, 2024, 0(0): -.

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  • 收稿日期:  2021-02-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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吴振军, 冯凯, 窦智峰, 等. 磁场耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑结构效率特性分析[J]. 轻工学报, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011
引用本文: 吴振军, 冯凯, 窦智峰, 等. 磁场耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑结构效率特性分析[J]. 轻工学报, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011
WU Zhenjun, FENG Kai, DOU Zhifeng, et al. Analysis of efficiency characteristics of compensation topology structure in magnetic coupled resonance wireless power transfer[J]. Journal of Light Industry, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011
Citation: WU Zhenjun, FENG Kai, DOU Zhifeng, et al. Analysis of efficiency characteristics of compensation topology structure in magnetic coupled resonance wireless power transfer[J]. Journal of Light Industry, 2021, 36(2): 83-91. doi: 10.12187/2021.02.011

磁场耦合谐振式无线电能传输补偿拓扑结构效率特性分析

    作者简介:吴振军(1971-),男,河南省偃师市人,郑州轻工业大学副教授,博士,主要研究方向为电气工程.
  • 郑州轻工业大学 电气信息工程学院, 河南 郑州 450002
基金项目:  河南省科技攻关项目(202102210090,202102210304)

摘要: 构建磁场耦合谐振式无线电能传输系统4种谐振补偿拓扑结构(原边串联副边串联型、原边串联副边并联型、原边并联副边串联型和原边并联副边并联型)的等效电路模型,分析磁场耦合谐振式无线电能传输系统的效率特性,研究耦合系数和品质因数对系统效率的影响.仿真结果表明,副边谐振补偿拓扑结构对系统效率影响较大,系统效率对耦合系数和品质因数的变化较为敏感,与副边采用串联补偿拓扑结构方式相比,副边采用并联补偿拓扑结构时,系统有更宽的高传输效率范围.实验结果验证了仿真结果的正确性.

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