张莲， 经廷伟， 张路， 李梦天， 杨凯

(重庆理工大学 电气与电子工程学院， 重庆 400054)

0 引言

磁耦合无线电能传输(Magnetic Coupling Wireless Power Transfer，MC-WPT)系统基于电磁场耦合原理，结合高频变换及谐振补偿等技术打破了传统电能传输的局限性，脱离了导线对用电设备的限制，可应用在新能源汽车无接触快速充电[1-4]及智能手机无线充电[5-6]等领域。由于MC-WPT系统避免了金属导片易产生火灾的隐患，对于煤矿井下含有易燃易爆气体的工作环境，MC-WPT系统可提高工作安全性[7-9]。

MC-WPT系统自然振荡频率与预设谐振频率一致可使系统频率稳定，保证系统工作在期望状态。然而系统自然振荡频率易受电路参数影响，出现频率分叉现象，即出现多个自然振荡频率均能使系统原边电路呈纯阻性，偏离预设的谐振频率，极大地影响系统传输功率和效率。文献[10]针对非对称MC-WPT系统频率分叉现象造成输出功率下降的问题，提出一种跟踪系统分叉频率并对副边电路进行阻抗匹配的方法，但采用电容阵列进行匹配，系统较为复杂。文献[11]通过分析串并式MC-WPT系统的等效电路模型，总结系统失谐的原因，设计了以电压换向点的电流采样平均值作为输入电压频率调节依据的频率跟踪策略，但没有具体探讨频率稳定的参数范围。文献[12]对MC-WPT系统频率分叉域的频率变化规律进行了研究，得到了频率分叉域内系统谐振频率有可能保持为最佳谐振频率点不变的结论。文献[13]针对MC-WPT系统过耦合干扰因素下频率分裂引起的传输功率下降问题，采用自适应频率跟踪控制算法，增强了系统的传输稳定性，但未对频率稳定性的本质进行探讨。……