电场耦合式水下无线电能传输系统的耦合机构

基于电场耦合原理对水下无线电能传输系统进行建模分析,并简述其基本工作原理。对水下无线电能传输系统的关键部分耦合机构进行重点研究,包括水下耦合机构等效电容值的计算、电场分布情况、传输距离对其影响及功率损耗分析,并与空气中耦合机构进行对比。得出结论如下:(a)水下耦合机构的等效电容值比在空气环境中大,并且不受传输距离的影响;(b)增大工作频率和接收端负载,可以减小耦合机构的损耗。设计水下电场耦合无线电能传输实验系统,验证了上述结论。

ECPT系统传输功率及效率分析与实验验证

针对电场耦合式无线电能传输系统(electric-field coupled power transfer,ECPT)中归一化频率的变化是否会对系统的最大输出功率和系统电能传输效率产生影响的问题,利用阻抗变换理论对CLC-S谐振型电能传输系统进行建模分析,给出系统传输功率和效率的计算方法,并得出两个结论:1)随着归一化频率的变化,负载接收的最大功率点和系统最大传输效率点存在不一致性;2)负载接收的最大功率在归一化频率略小于1处取得。基于电路仿真的结果验证了以上理论分析结论。最后,根据仿真模型设计了电场耦合式无线电能传输实验系统,通过实验结果进一步证明了理论分析的正确性。