水下无线电能传输系统建模与分析

为了研究磁耦合谐振无线电能传输技术在海水中的传输损耗问题,在此提出一种海水等效电路模型,并对此模型推导得出系统的传输特性。通过对模型中线圈在海水和空气中等效辐射电阻分析对比,得出随着工作频率的提高,在空气中辐射电阻几乎忽略不计,而在海水传输过程中线圈的辐射电阻呈指数递增,传输频率的增加会导致系统的辐射电阻增加,系统的传输损耗增大。海水传输距离越大,等效电感越大,传输效率逐渐降低。仿真得出在海水中传输的最佳频率为50~250 kHz。在最佳频率范围内系统在海水传输过程中相比于空气、淡水中传输效率略微降低。最后通过试验搭建水下MCR-WPT系统与仿真对比验证此海水等效电路模型的正确性并且在传输距离35 mm下系统传输效率可达72.6%。

基于磁谐振测量海水电导率的模型分析

针对咸潮在线监测问题,提出了一种基于磁耦合谐振技术的海水电导率测量模型,从不同角度分析了海水涡流对磁耦合谐振系统的影响,并且推导出适用于海水电导率测量的回路补偿公式。该模型通过搭建水下磁耦合电导率测量系统进行实验研究,从频率、负载、补偿方式3个角度比较了海水电导率变化对系统的影响及电导率测量效果。实验结果表明,采用磁耦合谐振技术进行海水低电导率测量是可行的。针对实验结果,提出了进一步提高测量的精确度、稳定性的优化方向和系统参数选择原则。