目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 無線電能傳輸技術(shù)的起源 1
1.2 無線電能傳輸技術(shù)的形式 3
1.3 無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展歷程 4
1.3.1 感應(yīng)無線電能傳輸技術(shù) 4
1.3.2 諧振無線電能傳輸技術(shù) 6
1.3.3 微波無線電能傳輸技術(shù) 8
1.4 感應(yīng)與諧振無線電能傳輸技術(shù)的比較 10
1.4.1 原理不同 10
1.4.2 系統(tǒng)構(gòu)成的異同 10
1.4.3 分析方法的異同 12
1.4.4 運行條件的差異 12
1.5 無線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用前景 13
1.5.1 可移動機電設(shè)備的無線供電 13
1.5.2 電動汽車的無線充電 13
1.5.3 機器人的無線供電 14
1.5.4 水下設(shè)備的無線供電 14
1.5.5 植入式醫(yī)療設(shè)備的無線供電 14
1.5.6 無線充電器 14
1.5.7 家用電器的無線供電 15
1.6 本書的章節(jié)安排 15
參考文獻 15
第2章 感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)的原理及模型 22
2.1 感應(yīng)無線電能傳輸?shù)幕�本概�?22
2.1.1 基本結(jié)構(gòu) 22
2.1.2 工作原理 23
2.2 松耦合變壓器模型 24
2.2.1 理想模型 24
2.2.2 磁導(dǎo)率模型 25
2.2.3 漏感模型 26
2.2.4 互感模型 28
2.3 感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)建模 29
2.3.1 SS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)模型 30
2.3.2 SP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)模型 32
2.3.3 PP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)模型 34
2.3.4 PS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)模型 36
2.4 本章小結(jié) 40
參考文獻 40
第3章 感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)的特性分析 42
3.1 無功補償 42
3.1.1 系統(tǒng)無功全補償 42
3.1.2 發(fā)射線圈和接收線圈單獨無功補償 49
3.2 輸出功率和傳輸效率 55
3.2.1 SS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 55
3.2.2 SP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 57
3.2.3 PP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 59
3.2.4 PS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 61
3.3 互感對最大輸出功率和傳輸效率的影響 63
3.3.1 SS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 63
3.3.2 SP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 64
3.3.3 PP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 64
3.3.4 PS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 65
3.4 負載對最大輸出功率的影響 68
3.4.1 SS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 68
3.4.2 SP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 68
3.5 頻率分岔現(xiàn)象 70
3.5.1 SS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 70
3.5.2 SP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 73
3.5.3 PP型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 73
3.5.4 PS型感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng) 74
3.6 輸出特性 75
3.7 本章小結(jié) 76
參考文獻 76
第4章 感應(yīng)無線電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計 78
4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 78
4.2 工作頻率的選擇 79
4.3 逆變器的選擇 79
4.4 發(fā)射線圈、接收線圈和補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 81
4.4.1 發(fā)射線圈和接收線圈 81
4.4.2 無功補償網(wǎng)絡(luò) 82
4.5 系統(tǒng)控制設(shè)計 82
4.6 系統(tǒng)設(shè)計實例及特性驗證 82
4.6.1 不同無功補償方式的影響 83
4.6.2 互感對最大輸出功率的影響 85
4.6.3 頻率分岔現(xiàn)象 86
4.7 本章小結(jié) 88
參考文獻 89
第5章 諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的原理及模型 90
5.1 諧振無線電能傳輸?shù)脑�理及系統(tǒng)構(gòu)成 90
5.1.1 機械共振與諧振原理 90
5.1.2 諧振的近場工作條件 91
5.1.3 諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成 92
5.2 LC串聯(lián)諧振電路的耦合模方程 94
5.2.1 耦合模方程的一般形式 94
5.2.2 無損耗單回路LC電路的耦合模方程 94
5.2.3 有損耗單回路LC電路的耦合模方程 96
5.2.4 兩個無損耗單回路LC耦合電路的耦合模方程 97
5.2.5 兩個有損耗單回路LC耦合電路的耦合模方程 99
5.2.6 N個有損耗單回路LC耦合電路的耦合模方程 102
5.3 單負載諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的耦合模方程 102
5.3.1 兩線圈系統(tǒng) 102
5.3.2 四線圈系統(tǒng) 104
5.4 單負載諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的電路模型 106
5.4.1 兩線圈系統(tǒng) 106
5.4.2 四線圈系統(tǒng) 108
5.5 多負載諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的耦合模方程 110
5.5.1 兩負載系統(tǒng) 110
5.5.2 多負載系統(tǒng) 114
5.6 多負載諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的電路模型 115
5.6.1 兩負載系統(tǒng) 115
5.6.2 多負載系統(tǒng) 117
5.7 本章小結(jié) 117
參考文獻 118
第6章 諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的特性分析 119
6.1 傳輸特性 119
6.1.1 傳輸功率 119
6.1.2 傳輸效率 120
6.1.3 傳輸距離 122
6.2 頻率分裂 124
6.2.1 概念 124
6.2.2 影響因素 125
6.2.3 頻率分裂與頻率分岔的區(qū)別 128
6.3 本章小結(jié) 129
參考文獻 129
第7章 諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計 130
7.1 四線圈諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計 130
7.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 130
7.1.2 高頻功率放大電路設(shè)計 130
7.1.3 高頻變壓器設(shè)計 133
7.1.4 發(fā)射線圈和接收線圈參數(shù)設(shè)計 134
7.1.5 仿真和實驗 135
7.2 頻率跟蹤式諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計 139
7.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 139
7.2.2 系統(tǒng)設(shè)計 140
7.2.3 仿真和實驗 149
7.2.4 實驗分析 151
7.3 多負載諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計 153
7.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成 153
7.3.2 高頻功率放大電路的設(shè)計 153
7.3.3 主電路設(shè)計 155
7.3.4 實驗驗證 156
7.4 本章小結(jié) 161
參考文獻 161
第8章 無線電能傳輸?shù)碾姶艌霏h(huán)境 163
8.1 概述 163
8.2 無線電能傳輸?shù)膰�際標(biāo)準(zhǔn) 164
8.3 無線電能傳輸系統(tǒng)的電磁輻射測量 166
8.3.1 麻省理工學(xué)院的四線圈的系統(tǒng) 166
8.3.2 兩線圈系統(tǒng) 167
8.4 無線電能傳輸系統(tǒng)電磁輻射對生命體的影響 168
8.5 電動汽車和手機無線充電的電磁環(huán)境 170
8.5.1 電動汽車 170
8.5.2 手機 170
8.5 本章小結(jié) 171
參考文獻 171