三线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统频率特性分析

李新恒¹，龚立娇^1,2，冯力³，孙翔宇¹，李阳¹，李辉^1,2

1. 石河子大学机械电气工程学院2. 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室3. 国网辽宁省电力有限公司营口供电公司

摘 要：建立了三线圈磁耦合谐振式无线电能传输系统的等效电路模型,推导出系统传输功率和传输效率公式,得出了系统在临界耦合状态下获得最大传输功率时的耦合因数关系,给出了耦合因数与频率分裂点之间的关系表达式,分析了系统频率特性。理论分析结果表明:在过耦合状态下,系统发生频率分裂现象,会出现3个频率分裂点;在临界耦合状态和欠耦合状态下,系统只在固有谐振频率处发生谐振;无论有没有发生频率分裂现象,系统均在固有谐振频率处发生谐振,此时系统传输功率达到最大。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：无线电能传输;磁耦合谐振;三线圈;频率特性;频率分裂;谐振频率;