谐振耦合式无线电力传输系统matlab建模资料Word文件下载.docx
- 文档编号:16137558
- 上传时间:2022-11-20
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:170.46KB
谐振耦合式无线电力传输系统matlab建模资料Word文件下载.docx
《谐振耦合式无线电力传输系统matlab建模资料Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《谐振耦合式无线电力传输系统matlab建模资料Word文件下载.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PartialDifferentialEquationToolbox™
DesignFrequencyandSystemParameters设计频率和系统参数
Choosethedesignfrequencytobe30MHz.ThisisapopularfrequencyforcompactWPTsystemdesign.Alsospecifythefrequencyforbroadbandanalysis,andthepointsinspacetoplotnearfields.
选择的设计频率为30MHz。
这是便携式WPT系统设计的一个流行的频率。
还指定了宽带分析的频率,和在附近的空间中的点。
fc=30e6;
fcmin=28e6;
fcmax=31e6;
fband1=27e6:
1e6:
fcmin;
fband2=fcmin:
0.25e6:
fcmax;
fband3=fcmax:
32e6;
freq=unique([fband1fband2fband3]);
pt=linspace(-0.3,0.3,61);
[X,Y,Z]=meshgrid(pt,0,pt);
field_p=[X(:
)'
;
Y(:
Z(:
];
TheSpiralResonator螺旋谐振器
Thespiralisaverypopulargeometryinresonantcouplingtypewirelesspowertransfersystemforitscompactsizeandhighlyconfinedmagneticfield.Wewillusesuchaspiralasthefundamentalelementinthisexample.
螺旋是一种非常流行的几何形状在谐振耦合型无线功率传输系统,其紧凑的尺寸和高度密闭的磁场。
我们会使用这样一个螺旋的基本元素在这个例子中。
CreateSpiralGeometryThespiralisdefinedbyitsinnerandouterradius,andnumberofturns.Expressthegeometrybyitsboundarypoints,thenimportitsboundarypointsintopdetool.Themeshisgeneratedinpdetoolandexported.Themeshisdescribedbypointsandtriangles.
创建螺旋几何形状的螺旋是由它的内部和外部半径定义,和数量的圈数。
由边界点的几何表达,那么进口边界点为有效。
网格产生有效和出口。
网格是由点和三角形描述的。
Rin=0.05;
Rout=0.15;
N=6.25;
[p,t]=createSpiral(Rin,Rout,N);
Createcustomantenna
UsecustomAntennaMeshtoimportthemesh.Thefeediscreatedattheinnercircleofthespiralmesh.Thisstructureisnowreadyforanalysis.
创建自定义的天线,使用customAntennaMesh输入网格。
反馈是在螺旋网格的内圆上创建的。
这种结构现在已经准备好进行分析。
spiralobj=customAntennaMesh(p,t);
spiralobj.Tilt=90;
spiralobj.TiltAxis='
Y'
createFeed(spiralobj,[0.05250.0025],[0.06750.0025]);
ResonanceFrequencyandMode谐振频率和模式
Itisimportanttofindtheresonantfrequencyofthedesignedspiralgeometry.Agoodwaytofindtheresonantfrequencyistostudytheimpedanceofthespiralresonantor.Sincethespiralisamagneticresonator,alorentzshapedreactanceisexpectedandobservedinthecalculatedimpedanceresult.
重要的是要找到所设计的螺旋几何的谐振频率。
找到谐振频率的好方法是研究螺旋谐振器的阻抗。
由于螺旋是一个磁电磁谐振腔,洛伦兹形电抗预计和计算的阻抗结果观察。
figure;
impedance(spiralobj,freq);
Sincethespiralisamagneticresonator,thedominantfieldcomponentofthisresonanceisthemagneticfield.Astronglylocalizedmagneticfieldisobservedwhenthenearfieldisplotted.
由于螺旋是一个磁谐振器,这种共振的占主导地位的磁场分量是磁场。
绘制近场时,观察到一个强局部磁场。
EHfields(spiralobj,fc,field_p,'
ViewField'
'
H'
ScaleFields'
[05]);
CreateSpiraltoSpiral
System创建螺旋到螺旋动力传输系统
Thecompletewireless
power
transfer
systemiscomposedoftwoparts:
thetransmitter(Tx)andreceiver(Rx).Chooseidenticalresonatorsforbothtransmitterandreceivertomaximizethe
efficiency.Here,thewirelesspower
systemismodeledasalineararray.
完整的无线电力传输系统是由两部分组成:
发射机(Tx)和接收机(RX)。
选择发射器和接收器的最大传输效率相同的谐振器效率。
这里的无线电能传输系统建模为一个线性阵列。
wptsys=linearArray('
Element'
[spiralobjspiralobj]);
wptsys.ElementSpacing=Rout*2;
show(wptsys);
VariationofSystemEfficiencywith
Distance
系统效率随传输距离的变化
OnewaytoevaluatetheefficiencyofthesystemisbystudyingtheS21parameter.Aspresentedin[1],thesystemefficiencychangesrapidlywithoperatingfrequencyandthecouplingstrengthbetweenthetransmitterandreceiverresonator.Peakefficiencyoccurswhenthesystemisoperatingatitsresonantfrequency,andthetworesonatorsarestronglycoupled.Theresultsfors-parameteranalysishasbeenprecomputedandstoredinaMAT-file.
评估系统的效率的一个方法是研究的S21参数。
在[1]中,系统的效率迅速变化与工作频率和耦合强度之间发射机和接收机谐振器。
峰值效率发生时,该系统是在其谐振频率工作,和两个谐振器的强耦合。
参数分析结果已预先计算并存储在一个mat文件。
loadarraysparam
rfplot(sparam,2,1,'
abs'
);
CriticalCoupledPoint
临界耦合点
Thecouplingbetweentwospiralsincreaseswithdecreasingdistancebetweentworesonators.Thistrendisapproximatelyproportionalto
.Therefore,thesystemefficiencyincreaseswithshortertransfer
distancetillitreachesthecriticalcoupledregime[1].Whenthetwospiralsareovercoupled,exceedingthecriticalcoupledthreshold,systemefficiencyremainsatitspeak,asshowninFig.3in[1].Weobservethiscriticalcouplingpointandovercouplingeffectduringmodelingthesystem.Performaparametericstudyofthesystems-parametersasafunctionofthe
distance.
双螺旋线的增加与减少之间的距离两谐振器之间的耦合。
这种趋势是近似成正比。
因此,系统效率随shortertransfer距离直到它达到临界耦合机制[1]。
当两螺线是耦合的,超过临界耦合阈值,系统效率保持在峰值,如图3所示的[1]。
我们观察到这个关键的耦合点和超耦合效应建模过程中的系统。
执行系统的S参数,一个参数化的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 谐振 耦合 无线 电力 传输 系统 matlab 建模 资料