针对磁耦合谐振无线电能传输(MCR WPT)系统中负载接入数目对于系统整体输出功率与传输效率的影响问题,设计了一种带有中继线圈的多载接入式MCR WPT系统,通过控制系统中负载线圈的接入数目,研究系统的输出功率与传输效率的变化.当系统中接入负载数目增加时,单个负载的传输效率与传输功率逐渐下降,但系统总的输出功率与传输效率逐渐上升,并随着负载数目增加至8个以后,系统的输出功率与传输效率达到饱和,饱和点系统的输出功率为4.51 W,传输效率为79.12％.

负磁导率超材料作为超材料中的一个研究热点,能显著提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输性能.因此,分析磁耦合谐振式无线电能传输系统的电路模型,设计基于系统工作频率为10MHz的负磁导率超材料,对其进行数值仿真,提取其磁导率,并研究其在磁耦合谐振式无线电能传输系统中,沿两线圈轴线方向不同位置下对系统传输性能的影响.经过仿真和实验验证,当超材料板在接收线圈附近时,能够显著提高系统的负载功率和传输效率.

电磁超材料是一种新兴的人工电磁材料,其对电磁场的特殊控制作用,被用来改善磁谐振式无线电能传输系统的传输特性.因此设计等效磁导率为-1的磁负超材料板,分别研究单磁负超材料板和双磁负超材料板对磁耦合谐振式无线电能传输系统传输功率和传输效率的影响,研究结果表明磁负超材料板的数量以及板间距离会对系统性能产生不同的影响.双磁负超材料板在间距为8cm时,可以使工作频率为10MHz,传输距离为30cm的无线电能传输系统效率从3.49％提高到48.23％.