高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统技术方案

本发明专利技术涉及水下无线电能传输技术领域，具体公开了一种高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统，针对高距离直径比水下无线电能传输系统传输效率低的问题，分析了系统的涡流损耗及其他各种损耗，并结合各种损耗确定系统的传输效率表达式，基于传输效率的影响因子，将线圈的边长和系统工作频率作为优化参数，以实现最高效率为目标，根据仿真结果确定对应的线圈边长和系统工作频率。此外，本发明专利技术提出了带有分段补偿的多层线圈，以减少谐波成分和电场分布，从而提高系统的效率。最后，本发明专利技术构建了一个1:1DDR的实验原型，实验结果与理论计算一致，验证了本发明专利技术的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下无线电能传输，尤其涉及高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统。

技术介绍

1、无线电能传输(wpt)是一种新型的电源供电方式，有效解决了有线充电的不便和应用场景受限的问题。它广泛应用于医疗保健、电动汽车、移动设备、海底应用等各个领域。海水无线电能传输(swpt)为水下应用提供了一种安全可靠的传输方式，实现了电气隔离，消除了机械磨损。这种技术可以避免水下电力应用中插拔操作带来的安全隐患，现在已成为wpt领域的研究热点。目前的研究主要包括涡流损耗分析、错位容忍度研究、耦合结构设计以及同时进行无线电力和数据传输等。

2、由于海水环境的复杂性，海水无线电能传输(swpt)面临新的挑战。海水的高电导率和高介电常数会产生电阻和电容等寄生参数，这些参数会降低系统的传输效率并增加其复杂性。目前对swpt的研究主要集中在近距离的能量传输，通常传输距离不超过100mm。然而，对于swpt应用来说，更长的传输距离可以为水下设备提供更加灵活和便捷的电源供应，增强隐蔽性，并扩大潜在应用范围。

3、由于海水环境在长距离下会产生严重涡流损本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统，其特征在于：包括置于海水中的原边侧和副边侧；所述原边侧包括直流电源Uin-dc、全桥逆变器、原边串联补偿电容C1和原边线圈L1；所述副边侧包括副边线圈L2、副边串联补偿电容C2、全桥整流器、滤波电容Cf和负载电阻RL；所述原边线圈L1和所述副边线圈L2采用方形线圈，所述方形线圈的边长与所述原边线圈L1、副边线圈L2之间的距离相等。

2.根据权利要求1所述的高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统，其特征在于：所述方形线圈采用分段补偿的多层线圈，每一层线圈串联一个补偿电容后再与下一层线圈串联，该方形线圈的多个串接的补偿电容等...

【技术特征摘要】

1.高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统，其特征在于：包括置于海水中的原边侧和副边侧；所述原边侧包括直流电源uin-dc、全桥逆变器、原边串联补偿电容c1和原边线圈l1；所述副边侧包括副边线圈l2、副边串联补偿电容c2、全桥整流器、滤波电容cf和负载电阻rl；所述原边线圈l1和所述副边线圈l2采用方形线圈，所述方形线圈的边长与所述原边线圈l1、副边线圈l2之间的距离相等。

2.根据权利要求1所述的高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统，其特征在于：所述方形线圈采用分段补偿的多层线圈，每一层线圈串联一个补偿电容后再与下一层线圈串联，该方形线圈的多个串接的补偿电容等效成该方形线圈的串联补偿电容。

3.根据权利要求2所述的高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统，其特征在于，系统的参数采用如下步骤确定：

4.根据权利要求3所述的高效率传输的高距离直径比水下无线电能传输系统，其特征在于，高距离直径比水下无线电能传输系统的损耗类型包括绕组损耗pw、铁芯损耗pfe、电容损耗pc、转换器损耗p...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲，乔一琳，樊志成，李通，鲁思兆，李思奇，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：