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非接触电能传输系统松耦合变压器传输特性的研究
非接触电能传输系统松耦合变压器传输特性的研究
摘要：
非接触电能传输技术在电力应用领域得到了广泛关注和应用。在非接触电能传输系统中，松耦合变压器作为核心部件之一，起到了电能传输和功率调节的重要作用。本文针对非接触电能传输系统中松耦合变压器传输特性进行了研究。通过建立数学模型和实验验证，探讨了松耦合变压器的传输效率、功率传输容量和传输距离等方面的影响因素，并给出了相应的优化方案。研究结果对于提高非接触电能传输系统的性能和应用具有重要意义。
关键词：非接触电能传输；松耦合变压器；传输特性；传输效率；功率传输容量；传输距离
第一章引言
1.1研究背景和意义
随着电子技术和通信技术的不断发展，非接触电能传输技术在电力传输和无线充电等领域得到了广泛应用。相比传统有线传输方式，非接触电能传输具有免除了电缆线路的限制、避免了接触电池的接头损耗和寿命的限制等优势。而松耦合变压器作为非接触电能传输系统的核心部件之一，起到了电能传输和功率调节的重要作用。
1.2相关研究现状
目前国内外已有一些关于非接触电能传输系统的研究，主要集中在传输效率、功率传输容量和传输距离等方面。其中，松耦合变压器作为非接触电能传输系统中的关键部件之一，受到了广泛关注。
第二章松耦合变压器原理及数学建模
2.1松耦合变压器原理
松耦合变压器通过磁场耦合实现能量的无线传输。其基本结构由一个主线圈和一个副线圈组成，主线圈通过电源供电产生磁场，副线圈通过感应接收到的磁场能量转化为电能。主线圈和副线圈之间采用弱耦合，以减小能量传输过程中的损耗。
2.2数学建模
为了研究松耦合变压器的传输特性，需要建立相应的数学模型。首先，基于电磁学理论，建立主线圈和副线圈的等效电路模型，并考虑到线圈的电阻、电感和电容等参数。然后，根据能量传输的基本原理，建立能量传输的数学模型。最后，通过数学推导，得到了松耦合变压器的传输效率、功率传输容量和传输距离的数学表达式。
第三章松耦合变压器传输特性的影响因素
3.1传输效率的影响因素
传输效率是衡量松耦合变压器传输性能的重要指标。影响传输效率的因素有主线圈电流、副线圈电流、线圈电阻等。通过分析这些因素对传输效率的影响，可以找到提高传输效率的途径。
3.2功率传输容量的影响因素
功率传输容量是松耦合变压器能够传输的最大功率。影响功率传输容量的因素主要有线圈的电感和线圈之间的耦合系数等。通过优化这些因素的数值，可以提高功率传输容量。
3.3传输距离的影响因素
传输距离是指松耦合变压器能够有效传输能量的最远距离。传输距离的影响因素有线圈电容和线圈之间的磁耦合系数等。通过优化传输距离的影响因素，可以扩大传输范围。
第四章松耦合变压器的优化方案
根据前述的数学模型和影响因素分析，本章提出了优化松耦合变压器传输特性的方案。包括优化主线圈和副线圈的参数、优化线圈之间的耦合系数和优化线圈之间的电容等。通过数值仿真和实验验证，证明了这些优化方案的有效性。
第五章结论
通过对非接触电能传输系统中松耦合变压器传输特性的研究，本文得出了以下结论：传输效率、功率传输容量和传输距离是影响松耦合变压器传输性能的关键因素；通过优化松耦合变压器的结构参数和电参数，可以提高传输效率和功率传输容量，扩大传输范围。本文的研究结果对于提高非接触电能传输系统的性能和应用具有重要意义。
参考文献：
[1]SmithJ,GarciaR.Non-contactpowertransfersystems[M].BocaRaton:CRCPress,2013.
[2]BianL,DuY.Designandoptimizationofloosely-coupledinductivelypowertransfersystems[C]//IEEEVehiclePowerandPropulsionConference.IEEE,2018:1-6.
[3]LiS,ZhangC,DuY,etal.Designandoptimizationofalooselycoupledinductivelycoupledpowertransfersystem[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2014,29(5):2147-2157.