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。     

轴对称结构非接触供电动态特性研究

采用仿真分析与实验验证相结合的方法研究了旋转状态下非接触传能系统的性能。利用两谐振线圈的电磁耦合,从理论上建立等效电路模型进行阻抗匹配。利用有限元分析软件,建立了三维仿真模型,研究了不同旋转速度下,轴向间距、径向偏移以及倾斜角度对非接触能量传输系统性能的影响规律。同时利用搭建的实验平台进行稳态验证,与仿真结果对比,表明有限元仿真模型的有效性和准确性。最后,利用经过检验的仿真模型,研究了系统的瞬态特性以及磁场分布,证实改变旋转速度几乎不影响系统的传输功率,这为非接触传能技术应用于电机无刷励磁等旋转装置提供了有益的参考。     

一种非接触式供电系统设计

非接触供电系统是一种无线缆连接,通过电磁场耦合感应的一种新型供电技术.通过对非接触供电系统的原理结构研究分析,提出了一种松耦合并联谐振电能传输方案,设计并制作了一种简易取电装置.实验结果表明,在一定距离范围内该供电系统具有良好的电能传输效果.     

利用超级电容供电的电磁弹射器研究

超级电容直接为电磁弹射器供电时因直线电动机反电势的抑制作用而放电不充分.为此,将超级电容与升压变换器级联的结构用于为电磁弹射器供电,并提出一种利用直线电动机反电势幅值与超级电容端电压之差去控制升压变换器的新方法,使超级电容能够快速充分地放电.仿真结果证明该控制方法是有效的.     

基于非接触测量的低压配电电缆排查技术实验研究

低压配电系统直接影响着生产生活供电的可靠性,进行线路故障预防和检测是不可缺少的工作。传统的检测方式需要将电表直接接入待测电路,影响待检电路结构,还存在着一定的安全隐患。文章针对低压配电系统提出一种非接触的排查技术,基于耦合电容对信号采样以及对采样信号的处理,实现对电缆错接和损伤的非接触检测并进行了实验验证。为实现系统化、智能化的线路排查奠定基础。     

风电机组变桨用超级电容测试系统设计

针对风电机组变桨用超级电容的异常情况,基于ARM处理器设计并开发了一套适用于风电机组变桨用超级电容的测试系统。首先对超级电容经典模型进行简化,得到适用于工程测量的超级电容模型,通过模型得到电容容值计算公式和方法,然后对系统硬件电路进行设计。测试结果表明,系统测试方法有效,操作简便,功能实用,满足实际使用需求。     

非接触牵引供电系统电磁耦合机构优化设计研究

针对非接触牵引供电系统的电磁辐射问题,提出一种分段式导轨供电的日字形线圈和双重结构电磁耦合机构。根据优化后的电磁耦合机构模型,搭建非接触牵引供电系统实验台,测量其周围空间的电磁辐射。试验结果与仿真分析基本一致,验证了电磁耦合机构优化措施的有效性。     

基于无线传感器网络的分布式电磁探测系统设计

结合无线传感器网络的拓扑结构和路由算法,构建了分布式电磁探测网络,并利用IAR EW430集成化环境进行子站的软件设计,利用LabVIEW虚拟仪器开发环境进行了上位机的软件设计。通过无线数据传输技术有效地解决了电磁勘探工作野外实验布线难的问题,提高了野外工作效率。实验表明,本系统和国外同类仪器相比具有类似性能。     

一种非接触式架空输电线路过电压传感器

提出了一种用于高压架空输电线路过电压在线监测的非接触式传感器,通过架空输电线路与传感器之间的杂散电容和传感器分压电容形成电容分压器,获取架空输电线路的电压波形.采用串并联法对输电线路与传感器之间的杂散电容进行计算,得出了可用于指导工程设计的计算公式.分析了影响传感器精度的因素,并进行了传感器结构及抗干扰设计.工频和雷电冲击电压实验结果表明,该传感器具有很好的精度和线性度,满足过电压波形监测的精度要求.     

舰载电磁轨道炮用高功率脉冲电源研究进展

结合舰载电磁轨道炮的发展需求,分别阐述了发电机系统、电感储能系统、电容器系统和超级电容储能系统等四种高功率脉冲电源的基本原理和研究现状,并分析了它们的优缺点和应用前景。     

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...     

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。     

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。     

Admittance and impedance matrices of multiconductor power cables: Application of Poynting's theorem

A mathematical model suitable for the analysis of multiconductor cable admittance and impedance matrices is presented. The model is derived from Poynting's theorem and, therefore, it can be treated as the general formulation of cable transient characteristics. Using general formulation, the analytic function method for the admittance matrix and the two limit method for the impedance matrix are developed.     

地下水数据传输系统的电源设计与实现

根据野外监测仪器的特点,设计了一种电源电路,抗干扰能力强、运行稳定可靠并且功耗低。系统采用普通电池供电,要求能保证一年的正常工作时间,这就需要进行合理的芯片选择和系统电源设计。采取了多电源供电,利用特定的信号来唤醒系统功能单元的电源。此电源设计方案已经应用于地下水数据传输系统中,并保证了系统在野外的长期可靠运行。     

Study on the principle of contactless electric power transfer via electromagnetic coupling

In recent years, contactless transfer of electric power has received worldwide attention. Among many contactless electric power transmission systems, an electromagnetic resonant system showed a remarkable ability to turn on a 60‐watt light bulb located at a distance of 2 meters from a power source. Several papers that explain principles of the system have been published, but no analytical explanation of these principles has been provided. In this paper, the author provides an analytical explanation of the principle underlying the power transfer system. The analysis can facilitate the evaluation of the system characteristics, such as resonant frequencies, transferable power, efficiency, coil voltages, etc., and may be useful in the synthesis of contactless power transfer systems. Electr Eng Jpn, 182(2): 53–60, 2013; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21285 2     

运动设备无接触供电系统耦合特性的研究

本文采用磁通方法和诺伊曼公式研究了不同形状线圈自感以及线圈间发生位移时互感的计算,进一步分析研究了初、次级线圈的形状和尺寸对耦合变化特性的影响,最后通过实验研究,验证了分析所得结果.实验和计算结果均表明,运动设备无接触供电系统采用矩形线圈对于稳定耦合性能更为有效,稳定性主要由线圈宽度和初、次级长度比决定.线圈越窄,初、次级长度比越大,稳定性越好.