无接触传能谐振线圈参数及频率的分析计算

以无接触传能系统中的平面螺旋线圈为研究对象,对其分布参数和工作频率的计算方法进行研究。从电磁场理论出发,提出线圈分布参数的计算模型和方法,并建立整个线圈的等效电路模型。在此基础上,分析计算线圈的阻抗特性和变化规律,并确定线圈工作的谐振频率。谐振线圈实测结果表明所提方法合理有效。     

超磁致伸缩致动器的磁-机械强耦合模型

稀土一铁超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料，其应用越来越受到人们的关注。为了有效地设计、开发超磁致伸缩材料的器件，必须建立材料器件的输入输出模型。利用能量变分原理，针对研制的超磁致伸缩致动器，建立了系统的磁一机械强耦合模型，并应用有限元法计算了致动器的输入电流与输出位移的关系曲线。计算值与实验值比较吻合，表明所建立的模型能够反映致动器的输入输出关系，模型对于设计超磁致伸缩器件、优化设计方案具有重要意义。     

无线电能传输技术发展及研究方向浅析

目前无线电能能够传输技术成为一个新兴的研究方向。首先介绍了目前几种主流的无线电能传输技术,针对比较有前景的的磁耦合谐振式无线电能传输和借助磁材料的无线电能传输方式,从目前研究的几个重要方向分别就其研究问题、研究内容和研究趋势进行浅析,并对未来的发展进行了展望。     

用于人工心脏的经皮传能系统耦合特性及补偿的研究

最初的电动人工心脏固定在患者腹腔内,通过从胸部引出的导线与体外的电池组相连,这样极易造成致命感染.采用经皮传能系统为人工心脏供电,这个系统应用了无接触变压器技术,没有导线穿透皮肤,可以防止感染引起的并发症.本文首先介绍了经皮传能系统的构成及工作原理,并对不同形状铁芯、不同大小尺寸线圈的耦合性能进行了分析仿真,通过结果得到一种耦合系数较高、体积小,适于植入体内的线圈形式.最后从输出阻抗的角度研究验证了补偿的作用,本文的分析方法及结果将为人工心脏经皮传能系统线圈的优化设计提供理论依据.     

闭合Fe-Si结构中磁致伸缩引起的机械共振研究

降低电力变压器和电机产生的有害噪声一直是诸多学者的研究热点.而产生这种噪声的振动系统很可能处于共振状态,并使之进一步加剧,其共振源又可能来自机械力或电磁力.该文研究叠置电工钢片结构磁致伸缩变形与机械共振之间的相互作用.对共振现象的研究,通常考虑的是验证电磁力的频率及空间分布与固有频率及匹配结构振型相一致,但此次分析表明...     

中距离传输共振磁耦合无线取能装置设计与实验

基于磁耦合机构的等效电路模型,开展无线传能耦合特性分析,提出一种新型空间螺旋线圈结构,应用ANSYS有限元分析软件开展发射线圈和接收线圈的电磁场仿真建模,对线圈结构进行电磁优化设计,并对比有无中继线圈的磁耦合机构,发现添加中继线圈可以在有效增加传输距离的同时将系统的传输效率提高1.475倍。最后,构造了一台共振磁耦合无线取能模型样机,实验结果表明,该样机能够实现传输距离为3 m、功率为40 W的LED灯负载供电,由此验证了无线取能线圈设计的有效性。     

影响共振磁耦合无线输电效率的关键技术研究与分析

正无线电能传输技术作为一种新的电能传输技术具有广泛的应用前景。针对共振磁耦合无线电能传输关键技术进行研究,从频率分裂现象,提高驱动源电压和传输结构三个方面对功率和效率的提高进行介绍,并对结果做了较为详细的分析,为提高无线电能传输功率和效率的研究提供了参考和借鉴。     

基于PZT的超声波无接触能量传输系统的研究

给出一种基于PZT的超声波无接触能量传输系统。通过机电等效和类比的方法建立了系统的数学模型。结合声波能量传输理论和电路理论对系统模型进行了分析,推导出控制系数的表达式及输出电压与输入电压之间的关系和负载功率表达式,通过实验研究了负载阻抗与负载功率及传输距离与负载功率之间的关系。当换能器间发生共振时,系统能量的传输达到最大值;当系统参数和传输距离一定时,负载功率的大小随负载的变化而变化,并存在一个最大值;负载功率和系统效率随传输距离的变大而减小。理论分析和实验证明,将超声波作为媒介可以摆脱隔板电能传输的局限性,在一定有效距离范围内进行无接触电能传输。     

同步磁阻电机无位置传感器控制研究

研究同步磁阻电机的电压方程及同步磁阻电机的磁链观测模型,设计了电机转速及角度的自适应观测器,实现了同步磁阻电机角速度和位置信息检测.通过MATLAB仿真建立了同步磁阻电机矢量控制模型,在改变电机速度和负载以及d,q轴电感的条件下,仿真验证了磁链观测器的准确性和鲁棒性.实验结果表明,该无位置传感器控制策略可实现同步磁阻电...     

机械应力下无取向电工钢片磁致伸缩特性研究

电工钢片的磁致伸缩现象是引起电机、变压器铁心产生振动和噪声的主要原因之一。铁心的裁剪、冲压、装配等加工工艺会在电工钢片中产生残余应力,进而改变电工钢片的磁致伸缩特性,加剧铁心的振动噪声。该文基于三轴应变计方法,研制并开发了应力下电工钢片磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了不同应力下无取向电工钢片的磁致伸缩应变,讨论电工钢片三种切割方式对磁致伸缩特性的影响,并分析了退火前后磁致伸缩特性的变化,给出三种切割方式产生的残余应力和测量方法。最后基于上述实验测量得到的应力下磁致伸缩数据,对一台永磁电机定子铁心的磁致伸缩效应进行了仿真计算,分析了残余应力对铁心形变的影响。研究表明,压应力会使电工钢片磁致伸缩效应加剧,激光切割方式会产生更大的残余应力使得电机振动增大,该研究为进一步分析铁心的振动噪声提供了科学依据。     

3线圈非接触电能传输系统建模与优化分析

传输效率和输出功率是衡量非接触电能传输系统性能的两项关键指标。以磁耦合谐振理论为基础,建立了3线圈非接触电能传输系统的耦合模型,推导了系统输出功率、传输效率与匹配距离的关系表达式,分析了系统输出功率、传输效率的优化条件,通过仿真和实验研究证实了理论分析的正确性,为其应用奠定了理论基础。     

植入式设备非接触电能传输系统的研究进展

人体植入式医疗设备的非接触电能传输作为一种实用的生物医学技术,在持续稳定供电方面具有其他供电模式不可比拟的优点,其迎合了患者对安全、健康、舒适的需求,在医疗行业有着广阔地应用前景。文中以综述的形式对比了植入式设备的几种电能传输方式,重点对经表皮的非接触电能传输技术的特点进行分析,总结了其变参数条件下的控制方式和非接触变...     

用于非接触电能传输的自适应谐振技术原理

分析了非接触电能传输系统中耦合谐振电路的特性,着重探讨了谐振状态对提高传输功率和传输效率所起的重要作用,进而提出了基于锁相环的自适应谐振控制策略。通过对逆变器输出电压、电流的检测和计算得到相位差,输入到PI调节器和振荡环节对逆变器的驱动频率进行调整,经过一段暂态过程后,逆变输出电压、电流的相位差为零,从而实现了电路的自适应谐振控制。系统仿真和实验结果表明:基于锁相环自适应谐振控制原理的非接触电能传输系统能够对原、副边所有元件参数的变化进行快速跟踪和调节,使整个系统工作在谐振状态,保证系统始终具有最大的传输功率和传输效率。     

海洋浮标非接触电能传输电磁耦合器设计

海洋浮标是海洋监测系统的重要环节,而电能供给问题是海洋浮标系统能否实现对海洋环境实时监测的关键,为了解决海洋浮标系统供电难的问题,提出一种基于电磁耦合原理的非接触电能传输系统的新结构。该结构将固定海洋浮标用的钢缆和传输电能用的电缆分开,用一个和钢缆线平行的电缆环专门用于电能传输。并对电能传输系统的核心部件电磁耦合器进行了设计,选择了磁芯的材料,并利用磁芯几何常数对磁芯的结构参数进行了计算,确定了磁芯的型号,最后计算了绕组匝数。实验表明,系统传输功率达到了22.8 W,总体效率57%,实现了非接触电能的小功率传输,对解决海洋浮标的电能供给问题具有一定的实际意义。     

稳压系统在非接触感应电能传输系统中的应用

非接触感应电能传输系统利用电磁感应耦合技术,解决了相对转动时能量的安全传输问题。电压的波动将严重影响用电设备的正常工作,着重研究了可控偏心器中非接触感应电能传输系统的稳压部分,并设计了一套大功率稳压电源。通过稳压系统的性能实验,测试出稳压系统可以提供48 V稳定的直流电。实验表明该稳压电源系统性能良好,具有稳压效果好、纹波小的优点,并且工作可靠。为非接触感应电能传输系统应用于旋转导向钻井系统提供了依据。     

非接触电能传输系统的松耦合变压器实验研究

松耦合变压器作为非接触供电系统的关键部分之一,由于磁路中有较大距离的空气磁路,变压器漏感较大,耦合系数不高,因此严重影响了能量传输功率和效率。文中针对影响变压器耦合系数的因素,利用有限元软件ANSYS分别对U、E型两种形状磁芯的磁场分布随气隙大小和绕组位置进行有限元仿真研究,由磁力线的分布和走向可以看出这两个量对耦合系数的影响。进而提出一种可以提高耦合系数的改进磁结构的松耦合变压器,实验验证了理论分析。     

无接触电能传输系统的补偿及性能分析

运用松耦合变压器互感电路模型,推导出无接触电能传输系统原、副边分离的等效电路.选取合适的副边补偿电容,以增强系统的功率传输能力;选取合适的原边补偿电容,以降低对系统电源容量的需求.研究表明:当原边电流恒定时,在副边串联补偿,则负载所获取功率与负载大小成反比;在副边并联补偿,则负载获取功率与负载大小成正比.当原边电压恒定时,在原边并联补偿方式下,等效负载所获取的功率随负载的增加先升高后降低,针对不同的副边补偿方式,等效负载分别在相应的负载点取得最大传输功率.Pspice仿真结果验证了上述结论的正确性.     

基于松耦合变压器的小功率CPT系统

设计并实现了一种基于松耦合变压器小功率CPT(Contactless Power Transfer)系统。采用互感模型对松耦合变压器进行了分析,对其原边和副边进行了补偿。采用有芯PCB螺旋电感线圈来制作松耦合变压器的原边和副边绕组,给出了有芯电感的几何参数和物理参数。原边、副边之间通过高频方波传递能量。最后给出了整个系统的电路图。测试结果表明,当原边和副边距离在5mm以内时,电能传输效率较高,可为手机等小功率用电设备充电。     

CPT系统能量与信号混合传输技术

针对感应耦合电能传输(CPT)系统中的信号传输问题,提出一种基于能量通道的数字信号传输方法。该方法通过切换谐振逆变器开关管的软开关周期来对数字信号进行调幅调制,电能接收端在通过功率调节单元接收电能的同时,提取调制信号特征并进行信号复原,在不改变感应耦合电能传输系统主电路拓扑结构的情况下,实现了传输数字信号。介绍了信号传输原理,分析了功率与信号混合传输特性,以及和信号传输效率之间的关系,并进行了实验验证。     

基于磁场谐振耦合的无线电力传输发射及接收装置的研究

发射、接收装置是实现无线能量传输的核心部分.本文从磁场的角度对发射与接收天线的转换效率进行分析,得到了天线的参数与效率之间的关系,从而可以有目的性地对天线的参数进行选择,以达到最优效果的传输.最后搭建实验平台,改变天线的参数,通过实验验证理论的分析.理论及实验表明发射、接收线圈的匝数及线圈半径的大小对传输效率有重要的影...