【作 者】周川

【摘 要】随着工业生产与科学技术（尤其是电力电子技术）的发展，电 气设备日益普及。由于传统的供电方式基本都采用接触式电能直接传导的传输方式，而这种方式存在着移动灵活性差、不安全、特别不适合恶劣环境（水下、潮湿 等）等问题，已经不能满足社会发展的需求。因此，伴随此问题就产生了一门以非电气直接接触方式来传输电能的技术，即无线电能传输技术 (WPT，Wireless Power TransmissionTechnique)。近年来，在无线电能传输技术领域，基于电场耦合方式的无线电能传输技术因其独特的优势得到了国内外许多的 科研工作者和政府的重视。电场耦合电能传输（ECPT，Electrical-field coupled power transfer）技术，简称ECPT技术，该技术综合利用现代电力电子能量变换技术、电场耦合技术、大功率高频变换技术，借助现代控制理论和方法，实现 了电能的无线传输。该技术为无线电能传输提供了一种新的途径，有利于进一步推动无线电能传输技术的发展和应用，具有较高的实用价值。本文主要对ECPT技 术进行了探索性的研究。首先阐述了ECPT技术的国内外研究现状、面临的挑战及其未来的发展趋势，并对ECPT系统的基本工作原理及特点做了简要的介绍。 接着对ECPT系统中常见的几种拓扑结构及其调谐方法进行了分析，并提出了一种适合于ECPT系统的新型拓扑结构。本文研究重点是对新型的ECPT拓扑结 构主电路的研究和对ECPT系统耦合机构的分析。其中，在对ECPT系统主电路的研究中主要包括：系统主电路的π网络分析、能量发射端的软开关实现、拾取 端的输出恒压控制以及驱动电路和控制电路等。而对ECPT系统耦合机构的分析中主要包括：几种常见的耦合机构、耦合机构等效电容分析方法以及几种适合于 ECPT系统的介质材料等。最后在MATLAB/Simulink和Maxwell仿真环境下建立了仿真模型，对系统进行了仿真分析。同时，在理论分析和 仿真分析结果的基础上，搭建了实验装置，并在具有50W传输功率的实验样机装置上进行了实验验证。

【关键词】电场耦合； 无线电能传输； 软开关；

【下 载】 (浏览1020次)