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.     

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.     

无线电能传输技术在煤矿井下照明系统中的应用研究

无线电能传输技术由于有效克服了拖线、滑动取电、电池供电等一系列传统供电方法的不足,使得该技术在煤矿下得到广泛应用,能有效减少由于电气接触产生电火花而带来的安全隐患,从而提高矿业生产的安全性。现针对矿井下照明设备采用的有线接触式供电方法存在的不足,提出了一种安全、低成本、高效、高可靠性的无线照明系统,介绍了其设计系统结构和模型,并进行了理论与实验验证,从总体上推进了该技术在煤炭行业的实用化进程。     

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...     

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。     

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。     

MCR-WPT系统中重叠阵列线圈的抗偏移特性研究

针对目前无人机的定点降落精度不高,磁耦合谐振式无线电能传输技术在线圈处于非对准的情况下效率会急剧下降。以无线电能传输系统的抗偏移特性为出发点,从耦合线圈的结构和谐振补偿拓扑角度,开展了磁耦合谐振式无线电能传输技术的研究,应用了一种异面重叠的阵列线圈结构的能量传输磁耦合装置。并通过磁通理论分析了该设计结构的可行性,然后通过有限元仿真分析可知,阵列线圈结构的耦合装置使得线圈上方的磁场更加均匀,通过仿真和测试对比在阵列线圈正上方不同位置处的耦合系数,并通过电路仿真在该阵列线圈上方的各种耦合系数下的效率情况,分析可知接收线圈在该阵列线圈上方的耦合系数的变动对整个电路的谐振工作状态造成的影响非常小。搭建的实验系统证明了该系统的恒流输出特性和抗偏移特性。     

基于单导线的自激特斯拉线圈电能传输系统设计

传统磁谐振耦合式无线电能传输系统（WPT系统）存在传输距离短和效率低的问题。鉴于此，在基于特斯拉线圈的单导线磁谐振耦合式无线电能传输系统（SWPT系统）中，以特斯拉线圈作为高频谐振变压器，其具备较低的耦合系数和较高的品质因数，能产生超高电压、低电流和高频率的交流电力；设计单管自激振荡特斯拉线圈（SSTC）作为SWPT系统的发射装置，系统中初级线圈不谐振，次级线圈与固态电子开关发生谐振，产生高压高频磁场；在系统中发射装置与接收装置通过单导线连接两者的次级线圈，传输电能。通过实验和评估对SWPT系统进行了详细研究，结果表明，与传统的WPT系统相比，SWPT系统具有更远的传输距离和更高的传输效率。此外，还探索了使用海水等介质代替单导线的可能性，以增强电能传输的灵活性。     

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。     

约束型粒子群的LCC/S磁谐振耦合机构参数优化算法

针对移动监测型传感器种类不同且位置可变的特性,确定LCC/S磁谐振耦合机构工作模式。由于该型无线电能传输系统谐振补偿拓扑参数配置困难,使得系统难以同时兼顾输出效率与输出功率,提出一种以系统传输效率为目标函数,以传感器移动范围内所需功率为限制条件的约束模型;然后引入罚函数将约束模型转化为无约束模型,通过粒子群算法进行参数优化,使得系统在满足传感器所需功率的同时传输效率最大化。最后通过仿真验证了所提优化方法的有效性。     

LCC-P型无线电能传输电路的仿真研究

无线电能传输技术摆脱了有线的限制,在各领域有着广泛的应用。鉴于此,在分析电路基本传输原理及特性,利用电路理论知识的基础上,推导出LCC-P型无线电能传输系统等效电路模型的传输效率计算表达式,并给出参数理论值的取值。通过MATLAB/Simulink来搭建仿真模型,观察到副边拾取的电压和电流波形几乎没有相位差,电路已经处于谐振状态,能够较好地实现能量传输。然而,仿真表明该系统传输效率偏低,但其实现还是对无线电能传输技术的发展有一定的借鉴意义。     

谐振式无线能量传输距离特性研究

谐振式无线能量传输技术是一种利用近区非辐射磁场的强磁耦合实现的无线电能传输技术。文章首先阐述了谐振式的工作原理,然后通过实验研究了系统参数、传输距离与传输功率和传输效率之间的关系,得出:系统的工作频率接近谐振频率就可以获得较高的传输效率,发射线圈和接收线圈之间有个最佳的功率传输距离。     

石英晶振频率测试系统的研究与开发

文章针对当前石英晶振谐振频率测试系统存在诸如:测试频率范围低、次生谐振频率无法逾越的问题,根据不同的测试要求和应用场合,分别设计了π网络最大传输法和零相位测试法两种测试方法.详细阐述了两种测试方法的设计方案与具体实现,并分别给出了谐振频率标称值为10MHz和95MHz下两种测试方法得出的具体实验数据.     

光电跟踪设备数字视频图像信息光纤传输系统设计

为提高光电跟踪设备中数字视频图像信息的传输带宽,增强图像传输抗电磁干扰能力并减轻导电环配线工作量,开发了应用于光电跟踪设备的数字视频图像信息光纤传输系统。利用光纤传输抗干扰性强、带宽高等优势改善了数字视频图像信息的传输质量,增大了数据传输的容量。在发送端将并行的数字视频信息串行化,提供给光纤模块,电信号转换为光信号,通过光纤传输到接收端;在接收端光纤模块将光信号还原为高速的电信号,再经解串行化还原为原有的数据格式。场同步、行同步以及数据信息组合传输,经处理的时钟信号作为全局时钟单独传输。实验结果表明:利用光纤传输高速数字视频信息,图像正确,带宽达到1.25 Gbit,相机时钟频率可达62.5 MHz,数据传输延时为222 ns左右,最大为236 ns,时钟信号的边沿可对齐数据的有效位置。     

铸造用超声换能系统的动力学特性

基于有限元法和试验测试,研究了铸造用超声换能系统动力学特性。借助ANSYS压电耦合分析功能,分析了该超声换能系统常温下的谐振频率、振型及端面输出振幅。进行了瞬态热传导仿真,得到了超声换能系统铸造条件下1 200s内温度分布,在此基础上求得了超声换能系统在不同温度场下的谐振频率。通过激光测振仪及铸造试验对仿真结果进行了验证,分析和试验结果对超声换能系统优化及频率跟踪功能设计具有一定的指导意义。