基于遗传算法的无线电能传输系统参数优化

无线供电系统的参数设计需要考虑谐振频率、补偿电容、线圈间互感及线圈匝数等,它是一个多变量参数的优化问题。目前,参数优化一般为单参数优化并且只优化到互感,而不涉及到具体的线圈匝数。因此,系统设计需要进行较大的修正。在得到系统传输功率及效率模型的基础上,利用自感互感与线圈匝数的关系,采用PS型拓扑为优化对象,给出了无线电能传输系统的非线性数学模型,并利用遗传算法进行优化,经试验验证,该方法在设计和理论分析上是正确的。     

井下无线电能传输系统设计

随着石油钻井行业的不断发展,方便、持久地井下仪器仪表的供电一直是个难题。本文基于磁谐振耦合的机理,实现了无线电能传输系统的设计。通过对谐振电路的反射阻抗对于发送端的影响的分析,以及谐振频率变化产生的影响的分析,设计了基于CD4046的频率跟踪式无线电能传输的电路。实验证明,加入频率跟踪式电路之后,能够实现高效的无线电能传输。     

无线电能传输系统的研究

本文通过对系统及硬件电路的设计实现无线电能的传输。无线电能传输系统的设计是用线圈耦合的方式来进行能量的传输,使接收端可以接收到充足的电能,来确保后续电路电能的供应。因无线电能传输中,能量发送端和接收的距离D是变化的,但充电的时间比较固定,因此,本文研究无线电能的传输方式将选择固定电流传输。     

无线电能传输系统的特性与仿真分析

基于Magnet的仿真环境,利用无线电能传输技术,设计一种半环槽型的无线电能传输的仿真模型,并对此无线电能传输装置的特性进行仿真研究。获得了改变磁芯截面积对最大磁通密度的影响,并用正交试验法分析磁芯间隙、磁芯轴线偏移及磁芯轴线偏转对耦合系数及传输效率的影响,得出结论:磁芯截面积与磁通密度成反比例关系,且可根据其工作的磁通密度确定磁芯的尺寸。耦合系数、传输效率随磁芯间隙、轴线偏移及轴线偏转度数的增大而减小。通过正交实验最终确定其最佳工作条件。     

短距离无线电能传输装置的实验研究

针对传统的电线输电方式存在的很多安全隐患问题,对实现无线电能传输、增加脉冲驱动能力、调节谐振频率以提高传输效率等方面进行了研究,分析了两线圈无线能量传递的影响因素,设计了一种基于磁耦合谐振原理的无线电能传输装置。该装置由发射模块和接收模块组成,发射电路通过晶体振荡产生了精准的控制频率,并通过高压半桥驱动芯片驱动半桥功率电路实现了无线电能发射;接收电路由谐振回路和桥式整流电路组成,将交流电压处理成直流电压,滤波后供给负载。研究结果表明,该装置工作稳定,能实现较远距离的无线电能传输,当负载采用2个1 W的LED灯珠串联时,可在80 cm左右远处将其点亮;同时,在短距离内可以达到较高的传输效率,能够为手电筒、mp3等小功率电子产品充电。     

无线电能传输非线性拓扑补偿结构研究

无线电能传输技术以其安全、便捷等优点,在手机、电动汽车等领域受到越来越多的关注,其中的拓扑补偿结构设计是提高系统性能的关键.而补偿网络的研究多年来均采用线性理论和线性分析方法,在设备的安全性、鲁棒性、偏移容忍度等方面不能令人满意。针对上述问题,提出一种非线性拓扑补偿结构,建立了基于T参数矩阵的电路模型;使用有限元分析软件对其进行场路耦合瞬态仿真,解决了由于非线性模型难以得到解析解的难题,仿真计算出了磁性材料在非线性饱和状态条件下,系统的输出电压随负载和耦合系数变化的情况;综合理论分析与仿真实验结果,设计出了带有非线性补偿拓扑结构的无线电能传输实验系统。实验结果表明:该非线性拓扑补偿网络在输出负载剧烈变化、耦合系数k剧烈变化的情况下,输出电压基本稳定,其潜在性能表现有望超过现有线性拓扑结构。     

浅论电磁—机械同步共振的无线电能传输

无线电能传输技术在现阶段的科学实验和电子产品设计上具有广泛的应用。为保证电能资源的充分利用,科学家们一直致力于无线电能高效传输的研究。本文从无线电能传输技术的技术原理入手,结合电磁-机械同步共振模型和原理,通过建立超磁致伸缩功能材料与电磁同步共振模型,实现电能—磁能—机械能—电能的转换模式,提高无线电能传输技术的工作效率,优化无线电微型机器人的供能技术。     

谐振式无线电能传输系统频率跟踪技术的研究

针对SP补偿结构的磁耦合谐振式WPT系统在失谐时造成传输效率降低的问题,通过建立串联-并联等效电路模型,分析SP补偿结构的磁耦合谐振式WPT系统的传输效率,得出当负载电阻较大时发射线圈与接收线圈近似工作于同一谐振点,此时可以通过检测发射线圈逆变器输出电压与一次侧电流相位差或检测逆变器输出电压与接收线圈线圈电流来跟踪系统的谐振状态。采用跟踪逆变器输出电压与一次侧电流相位差的方法,用鉴相器将相位差转化为直流电压信号,采用单片机内置ADC对直流信号进行采样,采用PID算法跟踪系统谐振频率。实验表明:采用的谐振频率跟踪方法取得了很好的跟踪效果。     

面向智能电网的无线电能传输关键技术研究项目投入使用

正近日,面向智能电网的无线电能传输关键技术研究项目通过验收,并投入使用。该科研成果获得7项发明专利授权,通过无线传导的方式为车辆提供电能。目前建成使用的无线供电车道长33m,宽3.5m。电动汽车在该车道上行驶时,可通过车道直接给电动车电机供电,也可以同时为车载电池充电,车道提供的最大功率为30kW。这种面向智能电网的无线充电技术对解决目前电动汽车电池重量重、电池续航力低等方面的难题提供了新的路径。无线供电车道尤其适用于固定线路电动车辆,如电动公交、景区循环车等。     

超声辅助加工径向共振式无线电能传输系统研究

在超声辅助加工过程中,将超声电信号传输到旋转的超声振动单元上存在一定困难,相比于采用碳刷和导电滑环的传统方式或者单纯的感应式无线供电方式,共振式无线供电方式是一种更为灵活、更为理想的供电模式。文中通过建立共振式无线电能传输系统模型,研究了在超声加工所需低频条件下(20～50 kHz)该系统的径向传输性能和可行性,试验研究表明:SP共振式电能传输系统在径向可以接收到稳定的超声电信号,加设磁芯和中继线圈能有效改善系统传输性能。     

一种多接收机无线电能传输系统的功率分配方法

无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术近年来受到广泛的关注和研究,其中多接收机WPT系统能够通过一个发送机为多个接收机同时供电,有着广泛的应用前景。多接收机WPT系统的一个重要课题就是将电能按照预设的比例传送到各个接收机。提出了一种基于谐振补偿电路的功率分配方法,该方法通过改变接收机的谐振补偿电容来调节接收机的输出功率分配比。通过理论分析推导了基于LCC-S谐振补偿电路的多接收机WPT系统的特性,并提出了接收端补偿电路的设计方法。最后通过实验验证了理论分析的正确性,实验结果表明该方法能够有效地按照预定比例将电能分配给各个接收机。     

基于LCC的谐振式无线电能传输负载无关性研究

为了给安装在旋转部件上的电子设备进行供电,探究无线供电技术能否对负载进行稳压输出.依据互感模型,建立了耦合线圈发射侧等效电路,计算出系统接收侧和总系统的阻抗表达式,并进一步计算出系统中发射侧和接收侧输出电流的计算公式.通过电流计算公式与各谐振网络之间的关系求出系统的谐振频率以及满足系统输出的各电路参数.仿真结果表明,在特定谐振频率下,当互感恒定时,发射线圈电流仅与系统的输入电压有关,即原边线圈可保持恒定的电流,有利于形成稳定的磁场,有利于电路稳定运行,由此可得输出电压具有负载无关性,易于实现恒压控制.通过仿真与实验,验证了对该电路分析结果的正确性.     

数控车床切削参数的能量效率优化

为选择合理的数控车床切削用量,建立数控车床切削参数能量消耗和加工效率数学模型。在切削参数能量消耗估算模型中,通过实验拟合与正交实验分别获取数控车床的空载功率和切削功率函数,进一步给出数控车床切削阶段能量消耗函数。在车床加工条件的各种约束下,设计了一种基于多目标教与学优化算法来求解切削参数能量效率优化模型,以切削阶段加工能量最小和加工效率最高为目标,获得切削参数优化的Pareto前沿解,并采用层次分析法建立了切削参数的决策模型,较客观地选取了更优车削参数组合。通过数控车床实例优化验证了所提策略的可行性和有效性。     

LCLC补偿型电场耦合式无线电能传输系统特性分析

针对双边LCLC对称补偿型电场耦合式无线电能传输系统补偿网络阶数高输出特性易受影响的问题,采用电路理论建立系统输出功率和效率与等效耦合电容、旁路并联电容、频率以及负载等易变参数之间的解析关系,并通过MATLAB仿真详细分析系统输出功率和效率与各参数的变化规律。仿真结果表明,系统效率对等效耦合电容的变化具有较高的鲁棒性,当旁路并联电容小于理论设计值时,不仅能够减小交叉耦合带来的影响也可使系统输出功率和效率都达到最优;系统效率在谐振频率值的两侧取得最大;输出功率随负载的等效阻抗增加而增加,系统效率不随负载变化。最后通过实验验证理论推导和仿真分析的正确性。     

一种磁耦合式谐振式无线电能传输系统的研究

在传统的无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)系统中,系统的发射线圈上的电流随负载变化会引起传输功率和效率的变化。针对该问题,我们采用集成式LCC补偿拓扑。采用二端口网络分析法对系统进行建模和分析,得出不同负载情况下,系统的输出电流和输入电压的增益、输入阻抗实部、系统效率的曲线。为了对系统参数的选择提供参考,我们通过分析负载和耦合系数对谐振元件的电压电流应力的影响,提出了谐振元件参数优化的方法。最后,搭建了集成式LCC补偿拓扑的WPT系统样机,实验结果证明了理论分析的正确性。     

一种小型磁谐振式无线电能传输系统的实验研究

针对基于电磁感应的无线充电的Qi标准实现充电的前提是两线圈必须相靠极近且位置相对固定的问题,对磁谐振式无线电能传输技术的原理及模型进行了研究,并分析了几个影响电能传输效率的因素。设计并制作了一种小型磁谐振式无线电能传输系统的发射端线圈,以增加无线电能传输的距离及产生较大范围的磁场,从而使接收端可以在更大范围内移动,接收端线圈则采用了通用的接收线圈以增加系统的实用性。实验结果表明,该系统能正常工作并且发现系统的谐振点,同时发现在该工作状态下传输的电能也最多,同时传输距离也变长。     

无线电能传输技术的应用与研究现状

作为主要的无线电能传输技术,电磁感应式和磁耦合谐振式无线供电已在小型化供电、智慧家居、医疗和电动汽车等领域得到日趋广泛的应用.文中从应用领域角度阐述了无线电能传输技术的研究现状,同时也介绍了SMC电子科技大学技术中心的部分研究成果,指出了现阶段有关研究重点和问题.