【正文】 （A）輸出電壓（V）輸出電流（A）傳輸效率（%）101515152015線圈3傳輸距離（cm）輸入電壓（V）輸入電流（A）輸出電壓（V）輸出電流（A）傳輸效率（%）101515152015由實驗數(shù)據(jù)可以看出，在保持一定諧振頻率的情況下，增大線圈線徑可減少線圈的電阻損耗，提高電能傳輸效率。 本章小結(jié)本章通過對比實驗的方法，研究了發(fā)射及接收線圈參數(shù)相同時，傳輸距離與線圈匝數(shù)、線圈直徑、線圈線徑徑、電容大小之間的關(guān)系，以及傳輸效率與以上參數(shù)的關(guān)系。并詳細記錄了實驗數(shù)據(jù)，做出圖表逐一進行具體分析。從以上對比實驗進行分析，可以得到以下結(jié)論： 1）在諧振電容及其他線圈參數(shù)相同時，匝數(shù)越多，傳輸距離越遠。但增大線圈匝數(shù)會使線圈損耗變大，使傳輸效率變低。2）在保持一定諧振頻率的情況下，大直徑線圈能傳輸較遠的距離，能傳輸較大的能量。且增大線圈直徑可增強兩線圈的耦合，可大大提高電能傳輸效率。3）在保持一定諧振頻率的情況下，大線徑線圈能傳輸較遠的距離，且能傳輸較大的能量。增大線圈線徑可減少線圈的電阻損耗，提高電能傳輸效率。4）增大電容可以增加系統(tǒng)的諧振能量，從而增加電能的傳輸距離，也可以使傳輸效率變高。通過以上結(jié)論可以得到提高傳輸距離和傳輸效率的一些方法。 1）在設(shè)計線圈時應(yīng)該盡量選用線徑大的粗導(dǎo)線，可提高傳輸效率和傳輸距離； 2）在保持一定的諧振頻率的條件下適當減少匝數(shù)，可提高傳輸效率，同時傳輸距離也不會受到太大影響； 3）采用電導(dǎo)率大的鍍銀銅線以降低線圈的損耗，從而提高效率； 4）在保持一定的諧振頻率的條件下增大線圈半徑，可以提高傳輸距離，也能大大提高傳輸效率； 5）增大電容也能提高傳輸效率和傳輸距離。第5章 結(jié)論與展望 結(jié)論目前無線電能傳輸技術(shù)還處在研究階段，主要用于電動汽車、充電軌道、礦井、水下探測、醫(yī)療器械和便攜式電子產(chǎn)品。其應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓展，照明、太陽能電站以及航空航天系統(tǒng)等都將成為無線電能傳輸?shù)男骂I(lǐng)域[21]。不同的無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展必定會推動無線電能傳輸系統(tǒng)在工程上的應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，從而提高人們的生活質(zhì)量，且為節(jié)約能源以及電能的有效利用開辟出一條新途徑。本文主要以磁耦合無線電能傳輸系統(tǒng)為主要研究對象，對磁耦合無線電能傳輸?shù)脑磉M行了理論分析，并對此系統(tǒng)的硬件設(shè)計，通過對比實驗的方法，此系統(tǒng)的傳輸距離特性和傳輸效率特性。最后，提出一些可以優(yōu)化改進此傳輸裝置的方法。主要研究結(jié)論與成果如下所示： 1）首先概述了無線電能傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀以及發(fā)展前景。 2）通過對磁耦合無線電能傳輸?shù)睦碚摲治?，對無線電能傳輸裝置進行了硬件設(shè)計，驅(qū)動電路、整流接收電路、輔助電源電路、單片機控制電路等，并附上原理圖及實物圖。 3）通過對比實驗的方法，研究了發(fā)射及接收線圈參數(shù)相同時，傳輸距離與線圈匝數(shù)、線圈直徑、線圈線徑徑、電容大小之間的關(guān)系，以及傳輸效率與以上參數(shù)的關(guān)系。并詳細記錄了實驗數(shù)據(jù)，做出圖表逐一進行具體分析。 4）通過對實驗數(shù)據(jù)、圖表的分析，提出一些優(yōu)化此裝置的方法。如在設(shè)計線圈時應(yīng)該盡量選用線徑大的粗導(dǎo)線；在保持一定的諧振頻率的條件下適當減少匝數(shù)，增大線圈半徑；采用電導(dǎo)率大的鍍銀銅線以降低線圈的損耗，增大線圈半徑；增大電容。 展望本文在無線電能傳輸裝置方面做了一些相關(guān)的研究，但是由于課題研究時間緊迫，本文在此研究領(lǐng)域只是做了初步的探索，仍然還存在著一些問題有待進一步研究，具體如下所述：1）本文在討論線圈設(shè)計與傳輸裝置的距離特性和效率特性時，只是以多股導(dǎo)線并聯(lián)的單匝線圈為例，沒有分析其他如蚊香形、螺旋形等形狀，日后可加以深究。2）本文只是以磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置的一種硬件設(shè)計進行研究，即半橋發(fā)射電路、全波整流。因此，日后可嘗試其他方式的硬件設(shè)計，如全橋發(fā)射電路等。3）對于傳輸裝置的優(yōu)化改進，本文提出了一些方法，但達到的窗戶是效率和傳輸距離仍不是很理想，需要進一步探究，找出更有效的優(yōu)化改進方法，如增加中繼線圈等。4）本文在做對比試驗時，負載不可調(diào)，然而實際上根據(jù)理論分析，負載的大小會較大影響傳輸效率。日后需進一步研究負載與傳輸效率的關(guān)系。5）本研究采用的是15V不變的穩(wěn)壓直流電源供電，而實際上傳輸距離及傳輸效率與電源電壓大小有密切關(guān)系，有待進一步研究。參 考 文 獻[1] , Lu,Y. Development of a Contactless Power Converter, IEEE International Conference on Industrial Technology, 2002 (2): 786791.[2] , , ,“Critical Q analysis of a currentfed resonant converter for ICPT applications,” in Proc. Electronics Letters, 2000:14401441.[3], ,“Pickup transformer for ICPT applications,”in Proc. Electronics Letters, 2002:12761278.[4]戴衛(wèi)力,費峻濤,肖建康,范新南. 無線電能傳輸技術(shù)綜述及應(yīng)用前景[J]. 電氣技術(shù),2010,07:16.[5]Syed Khalid Rahman1, Omar Ahmed2, Md. Saiful Islam1, A. H. M. Rafiul Awal1,Md. Shariful Islam“Design and construction of wireless power transfer system using magnetic resonant coupling”，online May 10, 2014:1225[6][D].湖南大學(xué),2012:38.[7] 龔麗嬌,[J]. 電工技術(shù)學(xué)報,2015,S1:215220.[8]楊雪霞,周華偉,周永金,梅歡. 微波無線輸能技術(shù)研究進展與系統(tǒng)設(shè)計[J]. 上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,05:541549.[9] 白明俠,[J].湘南學(xué)院學(xué)報,2010,05:5153.[10]黃吉金,[J].微波學(xué)報,2012,S2:485490.[11] 范興明,莫小勇,張鑫. 磁耦合諧振無線電能傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 電工技術(shù)學(xué)報,2013,12:7582+99.[12]黃學(xué)良,譚林林,陳中,強浩,周亞龍,王維,曹偉杰. 無線電能傳輸技術(shù)研究與應(yīng)用綜述[J]. 電工技術(shù)學(xué)報,2013,10:111.[13] [D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2011:8994.[14] 張小壯. 磁耦合諧振式無線能量傳輸距離特性及其實驗裝置研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2009.[15] 翟淵,孫躍,戴欣,蘇玉剛,王智慧. 磁共振模式無線電能傳輸系統(tǒng)建模與分析[J]. 中國電機工程學(xué)報,2012,12:155160.[16] 吳嘉迅,吳俊勇,張寧,黃威博,楊玉青,徐倪睿. 基于磁耦合諧振的無線能量傳輸?shù)膶嶒炑芯縖J]. 現(xiàn)代電力,2012,01:2428.[17] 嚴萍. 單相橋式整流電路的教學(xué)設(shè)計[J]. 時代教育,2012,12:18.[18] 秦志浩,. 2008, 4(1): 244246 [19] 劉修泉,曾昭瑞,黃平. 空心線圈電感的計算與實驗分析[J]. 工程設(shè)計學(xué)報,2008,02:149153.[20]傅文珍,張波,丘東元,王偉. 自諧振線圈耦合式電能無線傳輸?shù)淖畲笮史治雠c設(shè)計[J]. 中國電機工程學(xué)報,2009,18:2126.[21] KEISUKE KUSAKA and JUNICHI ITOH，“Fundamental Evaluation of Power Supply and Rectifiers for Wireless Power Transfer Using Magnetic Resonant Coupling”，Electrical Engineering in Japan, Vol. 190, No. 3, 2015:121126.35