基于双激励双拾取的无线电能传输系统

传统的无线电能传输系统（WPT）多由单个激励线圈与单个拾取线圈组成,由于系统的耦合机构多为松散的耦合形式,且受到功率器件容量的限制,因此难以获得较大的传输功率。为了提高WPT系统的传输功率,该文构建了双激励双拾取线圈的无线电能传输系统,在原WPT系统的基础上,增加了一组激励线圈和一组拾取线圈,利用耦合理论和电路原理的相关知识对该系统进行分析。通过Matlab仿真及实验验证了该方案的可靠性和有效性,并在负载为5 Ω时,双激励双拾取线圈的WPT系统相比较于WPT系统,其功率提升了3.1倍,效率提高了9%。     

一种非接触式电能传输系统设计

提出一种基于电磁感应的非接触式电能传输系统。通过建立松耦合式变压器理论模型,推导电能传输效率的表达式,并选取最佳耦合系数,确定磁芯及线圈结构。采用单片机控制场效应管驱动发射线圈,设计发射电路、功放电路、电流电压检测电路、整流以及滤波电路等外围电路,并给出系统软件设计方法。将该系统的发射和接收线圈保持LC谐振状态,提升其无线电能传输效率。测试结果表明,该系统最大传输效率可达到65%。     

改进发射端的磁耦合谐振式无线电能传输系统

为提高磁耦合谐振式无线充电系统的传输效率,提出了改进发射端的无线电能传输模型并建立了无线电能传输系统电路模型,讨论了输出功率与传输效率与线圈耦合系数和负载电阻的关系。在线圈谐振状态下,为得到最佳传输效率,研究了耦合系数与负载电阻的取值要求。最后,通过搭建实验平台,验证了系统在谐振状态下,激励线圈与发射线圈的耦合系数为0.8,发射线圈与负载线圈的耦合系数为0.157,负载电阻为150Ω时,传输效率能达到97.3%。     

磁共振无线电能传输系统的共振频率分析

针对磁共振无线电能传输技术的广泛应用,本文在充分考虑线圈间耦合作用的情况下,建立了两线圈磁共振无线电能传输系统的电路模型。利用互感耦合理论对系统的共振频率进行分析,得出了系统两种共振频率表达式,即线圈自谐振下共振频率和耦合作用下共振频率,并推导出在两种共振频率下系统负载功率及传输效率表达式。通过对两种共振频率下负载功率及传输效率随耦合系数的变化情况进行分析,得出两种共振频率在不同耦合条件下的优劣性能。利用Multisim电路仿真软件建立电路模型的仿真电路,对系统进行仿真实验。仿真结果表明,耦合作用下,共振频率的理论值与仿真值基本相同,误差均在1%左右;而在两种不同耦合条件下,负载功率和传输效率的理论值与仿真值基本相同,误差均在0.1%以下。该研究为磁共振无线电能传输系统进一步提高负载功率和传输效率提供一定的理论依据。     

一种用于无线电能传输系统的有源中继结构设计与分析

中继线圈能有效增大磁耦合谐振式无线电能传输(MRC-WPT)系统的传输距离,但由于其自身的功率损耗,导致系统总损耗增加,传输功率下降。提出了一种有源中继结构,通过向中继线圈赋能,扩大了发射线圈的能量辐射范围,在显著增大系统传输距离的同时增大了系统的传输功率,保证了输出功率恒定。与多发射线圈系统相比,有源中继系统不需要考虑发射线圈之间的交叉耦合影响,分析及设计更加方便;与传统无源中继系统相比,有源中继系统的最大传输功率高于对应的无源中继系统;与对应的无中继系统相比,在增加传输距离的同时,有源中继系统的最大传输功率能保持与无中继系统相同。仿真结果与理论分析结果一致。     

基于磁耦合谐振的无线充电系统建模与分析

为了解决煤矿井下大量无线传感器节点电池更换难、维护难的问题,提出磁耦合谐振式井下无线充电理论模型.根据电路互感耦合理论,推导出谐振状态下接收功率和效率的计算方法,并依此研究传输距离、输入频率、负载大小对接收功率和效率的影响.结果表明:系统的最佳输入频率取决于4个线圈之间的距离.当输入频率为固有谐振频率,激励线圈和负载线圈之间的距离为52cm时,接收功率取得最大值2.74W,而激励线圈和负载线圈之间的距离为44cm时,效率取得最大值,可以达到81%.实验结果与理论分析、仿真结果的变化规律基本一致,可为实际应用提供参考.     

平板磁芯磁耦合谐振式无线电能传输技术

为了增加磁耦合谐振式无线电能传输系统中发射／接收线圈的自感量以及二者间的耦合系数,提高系统的传输功率和效率,提出利用高磁导率平板磁芯绕制发射／接收线圈的方案.对传输系统进行耦合电路建模,通过电路微分方程给出传输系统相关参数的数学表达式,设计并优化了系统实验平台,研究了加入平板磁芯后系统耦合系数的变化,工作频率对传输的影响,发射与接收的移位传输以及系统的功率传输特性.实现了距离10 cm以上,功率1.85 kW的无线电能传输,系统整体传输效率达到80％以上.平板磁芯耦合机构体积小,在较大水平移位（25％）情况下实现了稳定高效传输.     

一种磁耦合谐振式无线电能传输系统研究

针对传统的由发射-接收线圈组成的磁耦合谐振式无线能量传输系统存在的传输距离短、远距离传输效率低的缺点,提出了一种以单中继的三线圈模式为基础,在中继线圈与接收线圈之间加入磁芯的方案。利用电路理论建立三线圈电路模型,推导出传输效率数学表达式,并对在中继线圈与接收线圈之间加入磁芯的传输系统进行仿真分析,确定出平板磁芯可以有效地提高系统传输距离及传输效率。最后通过实验研究,验证了所提方案的可行性。     

基于加载辅助线圈的高效无线能量传输技术

针对目前磁耦合共振无线能量传输方式中存在传输距离远造成系统传输效率低等问题,提出了加载辅助线圈的高效率无线能量传输技术,即在发射线圈与接收线圈之间增加一个辅助线圈。通过建立系统模型对基于加载辅助线圈的能量传输系统等效电路进行了分析,并讨论了整个系统的传输效率与耦合系数、辅助线圈自谐振频率之间的关系。仿真结果表明,与传统的两线圈磁耦合无线能量传输系统相比,加载辅助线圈技术能够使传输效率在收发线圈之间的耦合系数为0.01和0.1时分别能够提高48%和7%。     

磁耦合谐振式无线电能传输效率影响因素分析

对磁耦合谐振式无线电能传输系统模型进行分析,采用电路理论得出系统传输效率的表达式。通过MATLAB仿真得出系统传输效率随系统频率、负载、传输距离和谐振线圈参数变化的规律,得出磁耦合谐振式无线电能传输系统对系统频率、负载、传输距离、线圈半径、线圈匝数有最优值的结论,为提高无线电能传输效率提供了参考和借鉴。     

一种金属——电介质复合型微波人工带隙材料

介绍了一种用铜箔和 环氧玻璃布层压板复合并利用简单印刷电路技术制作的微波频段人工带隙材料，同时对其在1－20GHz频率范围内的TE表面波传输情况进行了测试。用LC模型对结果进行了分析比较。实验表明：各材料在一定频率范围内均有明显的禁带出现。     

环境反向散射通信辅助CR-WPCNs的中继传输

为了提高覆盖式认知无线供电通信网络（CR-WPCNs）的性能,将环境反向散射通信技术引入该网络中,以提高认知系统的吞吐量。在基于环境反向散射通信的CR-WPCNs中,考虑到认知发射机的传输距离有限,提出了一种基于非正交多址接入和能量收集的中继传输方案,以提高认知系统的通信范围和吞吐量。在信道处于忙碌状态时,需要考虑认知发射机进行环境反向散射通信和认知发射机及中继器进行能量收集的时间资源分配;在信道处于空闲状态时,需要考虑认知发射机和中继器利用收集到的能量分别进行有源数据传输的时间资源分配。将上述资源分配问题建模为一个吞吐量最大化问题,并利用拉格朗日乘子迭代算法进行求解。仿真结果表明,所提方案可以显著地提高认知系统的吞吐量。     

考虑轴变形影响的零度弧齿锥齿轮传动误差计算研究

传动误差是评判弧齿锥齿轮啮合性能的重要指标之一,直接反映弧齿锥齿轮的传动啮合特性,其与轴系结构密切相关.本文主要研究轴系结构与传动误差之间的正向设计计算方法,提出一种基于通用软件工具平台的考虑轴变形影响的弧齿锥齿轮传动误差数值计算方法,并与国际先进弧齿锥齿轮设计软件(KIMoS软件)进行对比,验证本文计算方法.针对两种轴系结构设计方案,应用本文方法分析轴变形对航空发动机弧齿锥齿轮传动误差的影响.分析计算结果表明:支撑形式对齿面接触力的大小影响甚微,但支撑形式与轴的变形对传动误差的影响较大.通过改变轴系的支撑结构可以获得良好的弧齿锥齿轮传动误差曲线.本文工作可为研究轴系结构与零度弧齿锥齿轮传动误差关系提供参考.     

圆柱腔宽带反相馈电模式滤波法研究

工作于TE01p模的圆柱腔具有高Q值低损耗的优点,但干扰模的存在使其宽频带的应用受到限制。文章在分析了圆柱腔中干扰模的场分布特点的基础上,设计了一种新的反射型馈电方式,采用宽带反相功分器将微波信号分两路馈入腔中,结合部分螺旋波导即可实现圆柱腔TE01p模式的纯净度。给出的测量结果表明,与采用传统直接馈电方式的谐振腔相比,在不损失品质因数的情况下,获得了良好的滤波性能。     

复杂网络上的动态传播

采用一种新的方法来研究文化传播,结合动力学和复杂网络的知识对文化在不同结构社区中的传播做了数值仿真和分析。发现文化的传播速度在随机结构,BA结构,小世界结构和规则结构的社区中依次减慢,且核心人物对BA结构社区中的文化传播起着重要的作用。     

不等长十字形谐振器双频带带通滤波器设计

提出一种简单结构的双频带带通滤波器,由不等长十字形谐振器和平行耦合线馈电结构组成.由于滤波器分布电路具有对称性,首先利用奇偶模分析法对带通滤波器奇偶模输入阻抗、传输零点和传输极点进行分析.所设计的滤波器具有3个传输零点和4个传输极点.传输零点的位置不随阻抗参数的变化而变化.在4个传输极点中,第1个偶模传输极点和第1个奇模传输极点构成了第1个通带,剩下2个传输极点构成了第2个通带.与等长十字形谐振器滤波器相比,该结构多了一个极点.滤波器的通带带宽可以通过调节传输极点位置进行调整.给出了滤波器实物的结构参数,并且利用仿真软件进行仿真优化,得到了滤波器插入损耗和回波损耗的仿真结果.制作和测试了滤波器,给出了测试结果.仿真结果和测试结果基本上一致,验证了设计理论的正确性.     

两种新型双脊波导传输特性的研究

为了寻找最佳传输特性的对称双脊波导结构,提出了三角形和倒梯形两种新型对称双脊波导．应用有限元分析方法计算了这两种新型对称双脊波导TE模式的传输特性,即截止波长和单模带宽．分析传输特性随对称脊波导结构尺寸的变化关系曲线,得到脊间距越小,单模带宽越高,且单模带宽最大达8.0173;倒梯形对称双脊波导的截止波长较同尺寸矩形、三角形和梯形大,最大达9.5．这些结果将为脊波导器件的小型化提供指导．绘出的主模与第一个高次模的场结构图表明,在三角形对称双脊波导的顶点处场强变化最大,能量损失大．     

声波在流固耦合声子晶体中的传播特性

利用平面波展开方法计算了二维正方晶格钢/水声子晶体的能带结构.在(206.2~280.1)kHz频率范围内存在完全带隙, 沿着布里渊区(Brillouin)2个高对称方向ΓΧ、ΓΜ的方向带隙分别为(138.5~280.1)kHz和(206.2~287.1)kHz.利用有限元软件Abaqus计算了完美周期和含有缺陷态的声子晶体的传输谱曲线.对完美周期声子晶体, 在带隙频率范围内声波有较大衰减;而含有线缺陷的声子晶体的透射幅值在带隙频率范围内增大, 导波作用明显;在225.9kHz频率时声波在声子晶体中传播的压力场仿真进一步说明了波沿线缺陷传播形成波导结构.基于超声浸水透射技术, 实验测试了声波在声子晶体中传播的带隙及缺陷态特征.结果表明:测试结果与理论计算及有限元方法仿真的结果基本吻合.     

Computer Simulation on Quasi-ellipsoidal Gear Transmission

ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＱｕａｓｉ－ｅｌｌｉｐｓｏｉｄａｌＧｅａｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＬＩＧｕｉｘｉａｎ；ＬＩＵＬｉｐｉｎｇ；ＬＩＨｕａｍｉｎ；ＢＩＺｈｕｍｉｎｇ李瑰贤，刘俐平，李华敏，毕诸明（Ｄｅｐｔ．ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥ...     

行星齿轮传动参数化绘图的研究

行星齿轮传动零件数量多,结构复杂,图纸绘制比较繁琐。以双级NGW型行星齿轮传动为例,研究在AutoCAD中如何利用Visual Lisp语言进行参数化绘图程序设计,并给出了部分程序。当零件尺寸参数变化时,可得到一系列结构相同、尺寸不同的零件图,通过调用各零件绘图模块进行总装图的绘制,最终实现从零件图到总装图的参数化绘图。