阐述了无线能量传输的机理,分析电能传输的影响因素。针对高压侧的在线监测设备电能获取困难的问题,设计了合适的发射、接收单元,为处于高压侧的传感器提供足够的电能。文用电路耦合模型阐述WPT的机理，分析电能传输的影响因素，并针对中压电气设备特殊的监测环境，设计合适的发射、接收单元，为处于高压侧的传感器提供足够的电能。1WPT系统模型1．1耦合电路模型为减少无功功率，增大传输效率和传输距离，发射和接收线圈单元都增加电容进行补偿，与线圈电感形成串联或并联谐振电路。根据补偿形式的不同，有4种拓扑形式:一次侧串联－二次侧串联(SS)、一次侧串联－二次侧并联(SP)、磁耦合无线供电-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机一次侧并联－二次侧串联(PS)、一次侧并联－二次侧并联(PP)［8］，如图1所示。图1WTP藕合电路4种拓扑形式U为高频正弦交流电压，角频率ω=2πf，rp、rs分别为一、二次侧线圈电阻，Ip、Is分别为一、二次侧线圈电流;M为一、二次侧线圈的互感;Ｒ为负载。当二次侧为串联模式时，即SS和PS模式，二次侧阻抗:Zs=rs+jωLs+1jωCs+Ｒ(1)二次侧线圈感应到一次侧线圈电流产生的电压:Us=jωMIp( 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name谐振频率特性如图3所示，此时互感M=200nH，负载Ｒ=1kΩ，电路为SP补偿结构。由图3可知，由于系统的多阶性，UＲ、PＲ出现多个极值，最大值偏离了固有的谐振频率点，且出现了两个峰值;但η始终只有一个峰值，且仍处于原来的谐振频率点上。图3磁谐振频率分叉现象当发射接收单元均谐振时，传输效率为ηpr=2QpQ3sk22QpQ3sk2+(α+β)QpQsk2+(4+α－β)Q2s+α+β(14)其中，β=α2－4Q2槡s。磁谐振传输效率与各参数的关系如图4所示。图4(a)为线圈品质因数不变条件下，不同耦合系数k，传输效率与负载系数α的关系。由图4(a)可见，ηpr有一个峰值，且随着k增大向左上方向移动，因此负载阻抗应尽量与系统匹配以达到传输效率的最大。图4(b)为线圈品质因数对传输效率的影响，此时负载阻抗固定不变，耦合系数k=0．01，因为品质因数大，线圈损耗小，则ηpr随Qs、Qp增大。令dηprdα=0，α＞0，得α=Q2s+QpQsk2+1QpQsk2槡+1。当图4磁谐振传输效率于各参数的关系k很小时，α大，即在负载电阻较大时，二次侧串联谐振的传输效率最大。最后得到二次侧并联谐振最大效率:ηprmax=QpQsk2(QpQsk2+槡1+1)2=ω2rM2(rpr槡s+ω2rM2+rpr槡s)2(15)二次侧串联和并联具有相同的谐振最大效率表达式，但各自的极值条件不同。由式(10)、(14)可知，二次侧串联或并联，传输效率η与负载系数α和耦合系数k的关系如图5所示，其中Qs=Qp=100。二次侧并联在负载系数α比较大时，传输效率η较高;同时η随磁耦合无线供电-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name