旋转超声振动加工中非接触电能传输特性研究

针对旋转超声振动加工中接触式电能传输方式存在的弊端,提出了一种非接触电能传输系统。建立了非接触电能传输松耦合感应模型,理论分析了电能传输效率的影响因素,对松耦合变压器原/副边进行了阻抗匹配;仿真分析了系统电压增益、原/副边功率及传输效率随负载和松耦合变压器设计参数的变化规律;实验研究了系统传输效率和电源频率、磁芯间距之间的影响关系,证明了方案的可行性。     

旋转超声振动加工非接触电能传输系统设计研究

针对旋转超声振动加工中接触式超声频、大功率电能传输存在的问题,提出基于电磁耦合感应的非接触电能传输方法。理论分析了非接触松耦合变压器的参数设计,建立了以压电换能器和松耦合变压器为总负载的原边电端阻抗匹配模型。实验研究了电源频率、磁芯间距对电能传输效率的影响,测试了系统工作过程中磁芯的温升变化,结果表明所设计的非接触电能传输系统能够满足旋转超声振动加工要求。     

非接触式旋转超声加工装置的电路补偿研究

针对松耦合变压器耦合系数较低和漏感的问题,对非接触电能传输装置的结构特性和补偿方式进行深入研究。借助Maxwell软件对松耦合变压器的磁场进行仿真分析,求解磁场的分布情况和不同气隙下对应的自感互感参数,并结合等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了四种补偿方式电容参数的计算过程。最后,通过理论计算和Multism仿真分析,研究不同补偿方式和多种因素对系统传输功率的影响。不同因素对传输功率影响的分析结果,可以为实际工程设计提供参考,具有重要的意义。     

基于电容耦合的非接触电能传输系统模型研究

电容耦合的非接触电能传输(CPT)技术是基于高频电场耦合来实现的,与现有的电感耦合非接触电能传输(IPT)技术相比,CPT技术克服了磁场能量不能在金属屏蔽环境里进行传输的缺点,还可以减小能量损耗及电磁干扰(EMI)。本文分析了CPT系统的工作原理与等效电路模型。由于CPT系统包含电力电子开关和谐振网络,其时域微分方程模型呈现高阶非线性,本文给出了系统的广义状态空间平均模型(GSSA),将系统的时域非线性模型转换成为频域线性状态空间模型,并依据该模型对CPT系统进行了稳态和暂态动力学行为仿真,分析了电路参数变化对系统传输效率的影响。最后本文通过实验验证了模型及仿真结果。     

松耦合感应式电能传输技术的应用研究

针对超声波平行轴珩齿系统中电信号传输方式存在的问题,提出了应用电磁感应原理的新型电信号非接触式传输方式,建立了由超声波电源、非接触传输装置和超声换能器组成的机电系统,并通过电路理论分析,得到了谐振工作时的匹配条件.基于ANSOFT Maxwell 2D仿真软件,分析了制约松耦合感应能量传输系统传输效率的关键因素,对今后松耦合感应电能传输的应用研究具有重大意义.     

回转式非接触超声电能传输装置研究

通过理论分析、有限元仿真和实验研究,对超声内圆磨削系统中回转式非接触超声电能传输装置的磁芯材料、线圈绕法、磁芯线圈间距和磁芯结构进行选取和优化,并对应用了该回转式非接触超声电能传输装置的超声振动内圆磨头进行实验研究,验证该装置设计方案的合理性和实用性。     

自主水下机器人非接触电能传输系统研究

针对自主水下机器人(AUV)水下接触式充电存在的问题,提出基于电磁耦合的非接触式水下充电方法。建立了基于松耦合变压器的水下非接触式电能传输系统电路模型,分析了电能传输效率的影响因素,实验测试了不同间隙介质和间隙距离对传输效率的影响规律。     

无接触手机充电平台的设计

为了方便手机等小型电子设备的充电,讨论了无接触电能传输原理,采用了提高系统工作频率、电容补偿以及电路拓扑3种手段,实现了对小型电子设备的稳定、高效充电。通过采用平面电感代替传统的带铁芯的松耦合变压器进行了电磁能量的传输,实现了多负载工作。不仅完成了单部手机充电系统的制作,而且将该理论运用到充电平台的设计上。研究结果表明,通过对手机的简单改造,可以省去手机充电器实现无接触充电,简单便捷。     

基于感应式电能传输技术的起重机健康监测系统设计

感应式电能传输技术利用电磁感应原理实现电能和信号的无接触传输,具有无磨损、可靠性高、安全性好的特点。文中基于电磁场理论和实验,对基于电磁感应技术的电能传输技术开展研究,针对起重设备监测需求,开发非接触特种设备安全监测的感应式电能及信号传输系统。     

心脏起搏器无线能量传输装置的设计与研究

首先介绍了基于谐振磁耦合的心脏起搏器无线能量传输系统工作原理和电路补偿结构,然后建立了系统数学模型,推导了输出功率和耦合效率的数学公式,研制了心脏起搏器的谐振无线能量传输系统,包括选用集成电路芯片XKT-412与XKT-3168设计系统初级发射电路、次级接收电路,绕制初次级线圈,对补偿电容进行选型并进行负载匹配等。最后通过试验找出了系统最佳工作条件,实验结果显示当输入电压5V,传输距离10mm时,负载端电压为5.05V,输出功率0.543W,系统耦合效率可达43.41%,表明该设计是可行和有效的。     

无接触电能传输系统的设计与实现

介绍了一种基于电力电子能量变换技术和磁场耦合技术的无接触能量传输系统的设计[1]。其特色在于实现了给运动物体无接触供电,有效提高无接触供电的传输效率,具有较强的实用价值。该电源由单相交流220V供电,输出电压为直流24V,输出电流最大20A,传输功率近500W,并具有过流与过温保护功能。     

体内微机电系统的三维无线能量传输装置的设计和实验

设计了基于电磁感应原理的体内无线能量传输系统,为体内内窥镜胶囊提供能量。首先,通过建立数学模型对三维无线能量接收线圈正交绕组的接收性能进行仿真,获得不同姿态下系统的耦合系数。结果表明:三维正交线圈在不同姿态下能有效地进行互补。然后,根据体内内窥镜胶囊尺寸要求,设计制造了微型接收绕组和整流稳压电路,并用此系统给自制的图像采集系统供能,且对实际传输的电压和电流进行测量。实验结果表明:该三维接收系统的能量传输效率和稳定性能够满足实际需要。     

非接触式电能传输系统的松耦合变压器特性分析

分析了松耦合变压器的特点,利用有限元模型分析了铁芯材料、线圈位置、气隙大小对变压器耦合系数的影响,并通过实验验证了模型的正确性.同时针对原/副边漏感的特性进一步讨论了原/副补偿问题,并给出了具体的补偿网络.     

新型感应式电能传输系统

新型感应式能量传输系统利用电磁感应原理,实现从电源到负载之间的无接触电能传输.介绍了感应式电能传输技术的构成以及国内外研究和应用现状,并在此基础上展望了该系统的发展前景.     

基于谐振耦合的电能无线传输系统设计

距离和效率是电能无线传输技术发展的瓶颈,电磁场的谐振耦合技术能够有效的解决这一问题.从谐振耦合的收发线圈电路模型出发,对谐振耦合电能无线传输系统进行了深入研究,发现失谐是系统效率不高的主要原因.进而,设计了一个功率为30W,频率为1 MHz的小功率电能无线传输系统,并且通过对发射线圈的电流检测实现发射源对发射线圈频率的...     

植入式医学装置电场耦合式电能传输新方法

提出一种人体植入式医学装置电能传输新方法,该方法以人体组织作为耦合介质,通过体内、外耦合极板构建耦合电容,以耦合电场实现电能的无线传输。分析了人体组织的电学特性,设计了电能传输系统,并通过实验验证了该方法的可行性。实验中,通过36 cm2的耦合面积,穿越2 cm厚度的生物组织,可传输100 m W的可用电能,传输效率为35%~40%。该电能传输方式具有无电涡流致热、电磁干扰小、易于与医学仪器集成的优点,是人体植入式医学装置无线电能供给的新思路。     

动态电容补偿在微机器人胶囊无线供能系统中的应用

微机器人胶囊采用电磁耦合无线能量传输时,为获得较高传输效率及功率,需使发射端和接收端在同一频率下达到理想谐振耦合状态。由于高频下线圈的分布电容、寄生电容以及等效电容的波动等因素影响,系统容易偏离原有的理想谐振状态,严重影响系统传输性能。分析了系统频率失谐的原因,提出一种动态电容补偿方法,通过反向补偿变化的电容值,使得系统重新恢复谐振状态,从而改善了系统的传输性能。实验结果表明该动态电容补偿方法是有效的。     

液压型风力发电机组的转速和转矩解耦控制

以液压型风力发电机组为研究对象,输出高质量电能为研究目标,针对机组存在的转速和转矩解耦问题展开研究。建立定量泵-变量马达液压传动系统数学模型。从液压传动系统出发,探究影响机组电能输出质量的关键因素,分析该多输入-多输出系统存在的耦合问题,并采用前馈解耦补偿控制方法解耦。分析变量马达和比例节流阀对液压系统输出转速与转矩的控制规律,得到基于高电能质量控制的转速和转矩解耦控制器。以30kVA液压型风力发电机组半物理仿真实验台为基础,针对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明：液压型风力发电机组输出的转速和转矩实现了解耦控制,有效地实现了液压传动系统的稳速控制和传输功率波动的平滑控制。研究结果为液压型风力发电机组高质量电能输出控制和电网友好性能提高奠定了基础。     

一种兼有串联和功率分流模式的机电耦合系统研究

混合动力技术是汽车节能技术的重要发展方向,其关键核心是机电耦合技术.通过对比分析各类型混合动力机电耦合系统的优缺点,提出了一种新型机电耦合系统方案.该系统方案包含串联和功率分流两大工作模式,具备本田i-MMD和丰田THS混动系统的两种特点.利用合理的模式控制策略,可有效避免本田i-MMD混动系统高速高扭工况效率低和丰田...