调谐:研究人员解决无线电力传输系统的调谐问题

北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种微调无线功率传输(WPT)接收器的新方法，使系统更高效和功能更强。WPT系统有望为电动汽车、电子设备和其他技术充电。

研究人员已经证明，利用磁共振无线传输电力是可能的。然而，即使是发射机或接收机调谐方式的微小变化，也可能导致电力传输的故障。

在北卡罗来纳州开发的一个新原型解决了这个问题，通过自动-和精确-重新调整接收机在WPT系统。研究人员之所以把重点放在接收器上，是因为已有方法可以让研究人员使用电子设备来精确调整发射器。

“我们乐观地认为，这项技术使我们离实现可在现实环境中使用的功能性WPT系统更近了一步，”北卡罗来纳州立大学电子和计算机工程助理教授、该研究论文的合著者Srdjan Lukic博士说。

WPT系统通过将特定频率的电磁波从发射机发送到接收机来工作。这些电磁波与接收器中的线圈相互作用以产生电流。如果线圈被调谐，它的共振频率与电磁波的频率相匹配，产生的电流就会被放大。然而，如果接收器和发射机都不协调，系统就会变得低效，无法传输大量的功率。接收线圈仍然能接收到微量的电流，但不会被放大。

这是一个问题，因为有很多因素会影响接收机或发射机的调谐，比如温度或与其他磁性物体的距离。换句话说，炎热的夏天可能会对接收机的调谐造成严重破坏。

Lukic和北卡罗来纳州立大学的博士生Zeljko Pantic开发了一种电子样机，它在接收器中加入了额外的电路，做两件事:在需要时向接收器线圈注入少量无功功率，以保持其原始的谐振频率;而且，如果发射机的调谐发生变化，原型机可以读取正在发射的电流的痕量，并相应地调整接收机的调谐。

Lukic说:“因为我们使用电子设备向接收线圈注入无功功率，所以在调整接收线圈时可以非常精确。”这种程度的微调可以最大化WPT系统的效率。

“下一步是尝试将这项工作融入到可用于为电动汽车无线充电的技术中。”

纸”,电力输送系统并联补偿接收机主动调谐框架与拓扑的文章发表在《纽约时报》的网络版上IEEE电力电子学汇刊并得到了北卡罗来纳州先进交通能源中心的支持。这篇论文是由Pantic和Lukic共同撰写的。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

电力输送系统并联补偿接收机主动调谐的框架与拓扑

作者: Zeljko Pantic, Srdjan Lukic，北卡罗莱纳州立大学

发表:在线,IEEE电力电子学汇刊

文摘:基于磁耦合的无线功率传输(WPT)作为一种中、小距离的功率传输方式正在被广泛接受。一个未解决的问题是源和接收机的共振匹配在多接收机系统中，源工作频率的调整是不可能的。本文提出了一个分析WPT系统中并联补偿接收机失谐对功率转移的影响的框架。在此基础上，我们提出了一种新的WPT接收机设计方案。本设计将并联补偿谐振罐与三态升压变换器相结合。通过同步三态升压开关周期与谐振槽电压的半周期，我们定位由三态升压引出的固有断续电流脉冲，以控制从谐振电路到三态升压的有功和无功功率流。可控无功电流可以有效地模拟合适的电感或电容来调节谐振槽，实现最优的功率转移。