基于失谐的无线电能传输系统抗偏移性研究

针对无线电能传输系统磁耦合机构两侧偏移引起输出功率大幅度波动的问题,文中提出了一种基于失谐的补偿网络参数和结构的优化方法,以提高输出功率的抗偏移性.文章根据极值点的导数为零且函数取最大值的数学思想,使两侧线圈正对的额定工作点对应输出功率的极值点.在此基础上,分析发现了 SS补偿拓扑的补偿参数与输出功率抗偏移性之间的规律;针对欠补偿的串联补偿方式,设计了 PS/S的补偿结构,减少了无功功率的输入,可实现输入阻抗零相角或软开关;采用圆形线圈结构,搭建了传输距离为100 mm,额定输出功率为1 000 W的实验样机,验证了所提出优化方法的有效性和补偿参数与抗偏移性之间规律的正确性.磁耦合机构发生横向偏移100 mm,对应互感从80.2 μH减小为62.7 μH.实验结果表明,使用所提优化方法,在一定的偏移范围内,有效地提高了输出功率的抗偏移性和整体运行性能.