摘要：相较于常被视为绝缘体的空气,水介质中离子浓度影响其导电性,进而水下电场式无线电能传输耦合器的模型与空气中不同,极板间可同时存在电容和电导,且为防腐蚀而引入极板的绝缘介质层亦会带来额外电容,为耦合器建模带来挑战。考虑实际应用场景中淡水和海水的电导率,文中以常用的四极板耦合器为对象,提出其等效模型。首先,经理论分析和有限元仿真得到可忽略水域容纳的频率范围,推导出耦合器无绝缘介质层时的六电导及其简化Π电导模型,并给出模型中参数计算与测量方法;接着,考虑绝缘介质层产生的电容,基于简化Π电导模型,提出完整的耦合器模型。模型中耦合器等效电容仅与绝缘层材料与厚度相关,不受水域中传输距离的影响,可有效指导耦合器和补偿网络的设计。最后,搭建实验样机,模拟实际淡水和海水环境下的实验结果,证明所提出模型的正确性。

摘要：介绍了一种感应式(IPT)和电场式(CPT)结合的无线电能传输系统,该系统具有抗偏移能力强,传输功率高的优点,同时存在耦合器的设计比单独的IPT或CPT系统复杂,它们的尺寸和距离都受到相互制约的问题。为解决上述问题,提出了一种外加可调电感来改变感应式和电场式传输功率比的方法,能更加简便地实现不同功率比的系统。基于LCCL补偿的系统,设计了一个感应式和电场式传输功率比为3的结合系统,并验证了其可行性。

摘要：为了实现高速磁悬浮列车完全非接触运行,避免受流轨磨损、噪声等问题,同时尽可能减小能量接收端元件重量和空间,该文针对磁悬浮列车提出一种基于CLLC-CL补偿拓扑的电场式无线供电(capacitivepowertransfer,CPT)系统。相较于已有的补偿拓扑,提出的补偿拓扑可有效减小接收端的元件数量和占用空间。根据磁悬浮列车的结构,采用两块发射极板在中间,两块接收极板在两侧的侧面安装方式,基于CLLC-CL补偿拓扑,搭建一个缩小的移动供电模型,其传输距离为35mm、耦合电容为13.35pF。该系统在工作频率1MHz,输入电压350V、负载为150W时,可输出1.41kW功率的能量,直流-直流效率达到91.67%。实验表明,基于这种耦合机构所设计的CPT移动供电系统具有较好的传输能力,且具有较好的稳定性。