电磁谐振式的无线充电系统实验研究

本文基于电磁谐振技术研制的无线充电系统,实现了电能的无线传输;并对系统建立了物理模型,理论分析了影响无线电能传输效率和距离的关键因素,其中包括谐振频率、线圈的几何参数、电气参数等;通过大量实验数据,验证了这些关键因素对无线充电系统的影响程度,为后续的研究开发提供了依据。     

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。     

电磁谐振式无线供电技术传输性能研究

在谐振条件下对无线供电系统初、次级绕组相对位置(气隙、中心偏移量和偏转角)变化时对传输性能的影响进行了实验研究。结果表明,气隙和中心偏移量越小,系统的传输性能越好,偏转角较小时对系统的影响较小,只有当偏转角增大到接近90°时,系统传输性能才会受到显著影响。     

磁共振无线能量传输拓扑结构特性研究

研究磁共振无线能量传输拓扑结构的一般特性,即变输入(激励、损耗)条件下谐振能量在时域上的存储、振荡的谐振规律。建立了基于输入项的链式拓扑结构、分支拓扑结构的能量谐振模型,通过求解两种拓扑结构变激励、变损耗输入条件下的能量振荡时域解,分别得到链式拓扑条件下的距离增强条件和分支拓扑结构下的能量分配条件。以单一中继拓扑结构和两负载拓扑为实例,在相隔线圈无耦合、负载之间无耦合的假设条件下,建立了基于能量的最大传输容量模型和负载间能量"抢夺"模型,实验验证了链式拓扑结构最大传输距离增强条件和分支拓扑结构能量分配模型的正确性。     

双增强线圈电磁谐振式无线供电系统研究

松耦合导致无线供电技术的耦合系数较小,从而使初次级线圈之间的传输效率很低,在初次级线圈之间加入高品质因数的增强线圈能弥补耦合系数小的不足。以电磁谐振式无线供电技术为基础,在初次级线圈之间分别加入品质因数不同的增强线圈,并让整个系统在谐振条件下进行了三组实验。实验结果表明,加入增强线圈前,系统的传输效率会随着传输距离的增大而显著下降;而加入增强线圈后,系统的传输效率在传输距离增大的开始阶段变化不明显,而当传输距离增大到约40cm以后才会出现显著下降;并且增强线圈的品质因数越大,对系统的传输效率提高就越明显。     

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...     

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。     

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...     

电磁谐振式无线供电技术的性能研究

电磁谐振式无线供电技术是国内外学术界和工业界开始探索的一个新领域。现对电磁谐振式无线供电技术的传输效率和品质因数进行了理论分析,并选取不同的线圈作为系统的初次级线圈进行实验。实验结果表明,当初级线圈的半径小于次级线圈的半径时,系统的传输性能较好。如果以PCB线圈作为接收线圈,则初级线圈的半径相对越小越好。     

磁谐振耦合无线能量传输系统传输距离分析

磁谐振耦合无线能量传输技术因为其在中距离范围内能高效传输能量的特性而受到广泛关注。对磁谐振耦合无线能量传输系统建立等效电路模型并进行效率分析,推导出系统效率最大时线圈间耦合系数的表达式。以PCB螺旋线圈为例,结合其互感计算经验公式得到描述系统最佳传输距离与线圈尺寸间关系的数学模型,最后通过有限元仿真及实验测量数据验证该模型的准确性。     

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。     

磁谐振耦合式无线能量传输系统的特性分析

磁谐振耦合式无线能量传输技术因在中等距离范围内能够高效传输较大的功率而受到广泛关注。对基于磁谐振耦合的四线圈结构无线能量传输系统的特性进行分析,通过反射阻抗建立了传输系统的等效电路模型,分析在不同耦合状态下系统的传输效率与传输距离的关系,并在此基础上,利用无线能量传输装置对建模分析的结果进行实验验证。     

胃肠道机器人的无线能量传输系统的优化

胃肠道机器人的无线能量传输（WPT）系统的性能易受到尺寸、安全性等诸多因素的影响。为使胃肠道机器人在这些限制下依然能够安全稳定地接收能量,本文建立了系统的数学模型,并用智能优化算法对其进行优化。采用平板螺旋线圈作为系统的发射线圈,建立能量传输系统优化的数学模型。接着,根据安全性、功率要求等限制分析系统的约束条件,并以效能积作为优化函数。对粒子群优化算法进行改进,并引入布谷鸟搜索策略。最后,用改进的粒子群算法对系统进行优化,并对优化后的参数进行了实验验证。实验结果表明：系统传输效率为10.2%,接收功率为637mW,达到预期结果。优化后的WPT系统基本满足了胃肠道机器人能量传输的要求。     

LCL谐振型无接触供电系统传输性能研究

无接触供电是物流装备移动供电的新技术,从电路特性、能量损耗和电磁结构3个方面研究了LCL谐振型无接触系统的传输性能。对谐振条件、输出功率和传输效率进行分析,探讨了系统的传导损耗、开关损耗和耦合损耗,仿真研究了U型电磁结构的互感特性,并基于理论研究和系统开发提出了减少系统损耗、改善传输性能的措施。     

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.     

压电谐振式力传感器响应时间的研究

在分析传感器响应特性的基础上，得出了阶跃输入时，压电谐振式力传感器在不同状态下的输出响应，分析了响应时间与敏感头的固有频率ωn、阻尼比ξ、输出误差带2Δy及灵敏度之间的关系。研究表明：给定传感器的输出误差带后，在轻度欠阻尼状态下传感器响应时间最短，增大敏感头固有谐振频率能提高传感器的响应速度，但会降低灵敏度，调整敏感头的结构，可使传感器的响应满足要求。     

磁耦合共振无线能量传输系统建模与分析

为探索磁耦合共振无线能量传输机理,研究传输参数与传输性能间的关系,基于互感耦合理论,建立了磁耦合共振无线能量传输系统的电路模型,推导出系统共振角频率解析表达式,揭示了共振角频率随收发端距离由近至远过程中,由一个分裂至两个又恢复至一个的规律;指出因空心线圈的低耦合系数特性,工程中仅会观察到由两个合并为一个的过程.利用OrCAD仿真软件和实验手段对系统传输特性进行仿真分析和实验研究,结果显示系统传输特性的变化规律与理论分析相吻合,所求得的共振角频率数学公式的计算精度高,与仿真结果误差在±1％以内,能够准确描述系统的能量传输特性.所建模型为高效率磁耦合共振无线能量传输系统的设计提供了理论支持.     

互感谐振耦合式电涡流扭矩传感器设计与研究

为进一步提升基于涡流效应的电磁扭矩传感器灵敏度,文中以互感线圈为研究对象,根据传感器工作原理及线圈耦合谐振等效电路模型,提出一种以最优互感线圈耦合效率为目标的优化方法。选用平面螺旋线圈作为传感器激励线圈,通过单因素实验法和中心复合实验原理建立多元二次响应面模型,由灰狼优化算法(GWO)获得最优传感器结构参数并进行样机试制。经仿真与实验验证,优化后传感器仿真互感线圈耦合效率为37.465%,仿真输出电压峰值为841.586 2 mV,分别为初始对照组的3.007、2.421倍,仿真线性度为0.432%,在较粗糙的装配、定位条件下,传感器实际量程为0～±50 N·m,灵敏度为14.438 mV/(N·m),线性度为2.4%。     

液压颤振器的谐振特性研究

建立了一种单作用液压颤振器的简化振动模型,并推导出谐振频率。采用ANSYS分析了液压颤振器的流固耦合振动模态。实验研究发现,发生谐振时的振幅有显著增加,谐振时的波形明显比非谐振时好;另外,流固耦合作用使系统谐振频率小幅下降,发生谐振的频宽变大。