磁感应耦合式无线电能传输系统效率分析及控制策略研究

磁感应耦合无线电能传输是无线电能传输方式的一种,该技术日趋成熟,已经被应用于许多行业,如电动汽车、电子产品、医疗设备、工业设备等行业。介绍了几种传统的无线电能传输方式的工作原理,并对比了这几种传输方式的优缺点。介绍了松耦合变压器的结构,并分析了不同补偿方式下,单补偿网络与双补偿网络拓扑的优缺点,进而确定试验中原、副边均采用串联补偿电容的拓扑结构。考虑变压器线圈内阻,计算谐振网络传输功率和效率与松耦合变压器互感值和系统工作频率之间的变化关系,再根据变化规律选择合适的工作频率和变压器互感值。对系统进行化简建模分析,搭建系统仿真模型,通过仿真验证了整个系统设计的可行性。     

双边LCCL无线电能传输系统参数设计方法研究

本文分析了感应式无线电能传输(ICPT)技术中双边LCCL谐振网络的特性及工作原理,基于此原理提出了一种结合Ansoft 16.0软件的双边LCCL谐振网络的参数设计方法,该方法在分析中利用单匝线圈代替实际应用中的多匝线圈,简化了设计流程。利用此方法可实现发射线圈电流在特定频率点的恒定输出,形成稳定交变磁场,不受负载和耦合系数的影响。提出一种通过调节初级侧补偿电容实现零电压开通(ZVS)的方法。设计了一台10kW无线电能传输样机,验证了所提特性和参数计算方法的可行性和正确性。     

无线电能传输系统单相高频逆变器设计

无线电能传输成为电气自动化领域的研究热点之一。其中高频逆变器是无线供电系统的核心,关系到整个系统性能的优劣。本文对无线电能传输单相高频逆变器的软硬件进行设计,搭建了一台8 kW高频全桥逆变器,给出了主电路和控制电路的具体参数计算。最后给出了工程样机的仿真波形和实验波形,验证了理论分析与工程设计的正确性。     

军港磁谐振式无线供电动态调谐技术分析

磁谐振式无线电能传输具有高效率、灵活性和安全性的优势,利用它来实现军港无线供电具有广阔的应用前景。本文首先建立了磁谐振式无线电能传输系统的互感电路模型,分析了系统特性;在此基础上系统分析了磁谐振式无线电能传输动态调谐技术;最后立足于实际应用提出磁谐振式无线电能传输技术的军港应用亟待解决的几个问题。     

高效E类功放在无线电能传输系统中的应用

功率放大器作为无线电能传输系统的输入功率源,其性能的高低决定了整个电能传输系统的优劣。为了解决传统功率放大器效率较低的问题,设计了一款高效率E类功率放大器。该功放为L型匹配输出,以达到抑制谐波和匹配输出的目的。分析及测试表明,在E类功率放大器中采用高品质因数电感可以有效提高无线电能传输系统的传输效率。     

基于双边LCC的感应耦合电能传输系统软开关参数设计

补偿网络作为电源、耦合器以及负载的通道,是无线电能传输系统中必不可少的环节.本文针对现阶段感应耦合电能传输系统中常用的双边LCC补偿网络进行参数设计并实现软开关,减小无线电能传输系统的无功损耗,提升整体效率.首先介绍了4种基本的补偿网络的传输特性,然后引出双边LCC补偿网络.基于软开关特性,对双边LCC的谐振网络进行了...     

电磁感应式水下松耦合变压器的设计与仿真

水下自治机器人的电能传输是深海资源勘探中必须解决的问题。如今大部分水下机器人采用接触式电能传输方法,然而其系统的复杂密封结构使其接口会出现严重磨损并存在漏电隐患。与接触式方法相比,非接触式电能传输技术~([1])(CLPT)方法避免了电击、漏电等危险,而且不需要复杂的密封工艺。首先,建立无线电能传输系统的互感和励磁模型,然后分析其系统传输特性,建立水下CLPT模型,利用ANSOFT仿真软件,得到自感、互感及耦合系数,通过对耦合器性能参数、漏磁屏蔽等进行有限元分析,实现电磁耦合器结构[2]的优化设计。进一步仿真耦合系数与气隙、输出电压和传输效率随负载的变化规律。仿真结果表明,优化后的电磁耦合器具有良好的耦合特性,能够充分发挥无线电能传输系统的优势,通过安全高效的传输方式地为水下机器人提供足够的电能。     

基于磁耦合谐振的无线电能传输研究

基于磁耦合谐振式无线电能传输机理,构建了以TMS320F2812型号的DSP作为主控芯片的无线传输系统装置,并进行软硬件设计.同时对各模型参数进行了理论计算,并根据模型对不同传输频率下传输效率与负载进行了分析,得出了不同耦合状态下系统获得最大负载功率的条件.系统实验采用定变量的方法,保持一定的负载电流变化逆变频率,结果表明:该系统能够维持一定距离和传输效率进行传输.     

靶船视频图像传输系统的设计与实现

论文以靶船海上视频图像传输系统的具体设计为例,针对视频图像在海上无线电传输的特点,结合实际使用的需求,从信道编码的选择入手,叙述了2CPFSK链路参数计算和衰落概率计算方法；提出用2CPFSK(连续相位频移键控)调制技术解决视频图像海面无线电传输的新途径.     

基于电场感应的无线电能传输系统的研究

无线电能传输主要是利用电磁耦合、电场耦合、微波、电磁共振等形式来传输电能。其中,通过电场耦合,也被称为电容耦合的无线电能传输方式,作为一个新的非接触电力传输技术被提出。相比于现有的电感感应式无线电能传输,电容耦合非接触电能传输方式具有许多优点,如金属渗透能力、低功率损耗,并且能够降低电磁干扰。文章主要是分析了典型的电场感应无线电能传输系统耦合电容的结构,并进行了仿真分析以及实物的验证。     

WPT电磁生物安全性研究现状及展望

生物电磁安全性是无线电能传输技术实用化和产业化需要解决的首要问题。本文首先对生物电磁效应进行简要介绍，然后系统梳理了目前电场式和磁场式无线电能传输技术生物安全性的研究现状，最后指出无线电能传输生物电磁安全性方面几个需重点关注的问题。     

磁耦合谐振式无线电能传输天线仿真设计

磁耦合谐振式无线电能传输系统有着传输效率高、传输距离远以及传输功率大等优点。天线作为该系统的核心部分,直接影响到系统的传输效率。用HFSS软件仿真设计螺旋半径50～100 mm之间的6组天线模型,研究了发射和接收天线在能量传输过程中发生频率分裂的现象,通过电容值调节使发射和接收天线达到良好匹配,提升了原谐振频率点处的传输效率,同时分析了天线传输效率与螺旋半径之间的关系。     

气垫平台天线间隔离度分析研究

气垫平台上装备了大量的电子、电气设备和大功率发射天线,同时,气垫平台的船体与一般舰船相比,在垫态航行时艇体与海水绝缘,电磁兼容十分特殊。天线之间的耦合是无线电系统间电磁干扰的主要传输途径,天线隔离度是分析天线间电磁干扰影响的关键指标,开展天线间隔离度分析对电磁干扰研究十分重要。针对气垫平台船体的特殊性和电磁兼容性特点,基于电磁仿真基本原理,建立了气垫平台电磁模型,采用电磁仿真方法分析计算了天线间隔离度,并分析了气垫平台与海平面连接和不连接时隔离度影响。通过实测进行了验证,为开展总体电磁兼容工程研制提供了技术支撑。     

气垫平台天线间隔离度分析研究

气垫平台上装备了大量的电子、电气设备和大功率发射天线,同时,气垫平台的船体与一般舰船相比,在垫态航行时艇体与海水绝缘,电磁兼容十分特殊。天线之间的耦合是无线电系统间电磁干扰的主要传输途径,天线隔离度是分析天线间电磁干扰影响的关键指标,开展天线间隔离度分析对电磁干扰研究十分重要。针对气垫平台船体的特殊性和电磁兼容性特点,基于电磁仿真基本原理,建立了气垫平台电磁模型,采用电磁仿真方法分析计算了天线间隔离度,并分析了气垫平台与海平面连接和不连接时隔离度影响。通过实测进行了验证,为开展总体电磁兼容工程研制提供了技术支撑。     

基于海水环境下ICPT系统电磁耦合器的研究

感应耦合电能传输技术(ICPT)是近来兴起的一种新型电能传输模式。针对深海环境下海流扰动影响ICPT系统传输性能稳定的问题,利用ANSYS有限元仿真软件分析电磁耦合器不同间隙下耦合系数和电感参数随磁芯偏心量的变化趋势。建立含有补偿电容的互感等效电路,计算分析系统谐振情况下系统功率和传输效率的影响因素,仿真研究系统功率和传输效率随输入电压、负载电阻、频率和线圈匝数的变化规律,为提高海水环境下ICPT输系统的优化设计提供参考。     

磁耦合谐振式WPT系统传输特性影响因素研究

文章对磁耦合谐振式WPT系统传输特性的影响因素开展了研究与分析,分析了基于SS结构的磁耦合谐振式WPT系统的传输效率模型,基于此模型研究了品质因数对系统传输特性的影响;分别研究了趋肤效应与线圈结构对传输特性的影响,并根据趋肤深度公式分析了多芯情况下的线圈品质因数计算公式,研究结果表明:传输效率与品质因数成正比,且品质因数随着导线芯数的增加而增加;圆柱型螺线管构型具有传输距离远与传输方向性好等优点,更适用于磁耦合谐振式WPT。最后搭建了实验平台,验证了理论分析的正确性。     

基于copula的失效模式相关的系统可靠度研究

系统可靠度的计算一直存在瓶颈,就是如何找出复杂系统的失效模式,并在考虑元器件间、各失效模式间的相关性下计算系统的可靠度。文章提出了能充分考虑相关性的基于copula函数的系统可靠度分析方法。以秦皇岛某防波堤为例验证该理论,首先采用Monte Carlo模拟计算每个失效模式的失效概率,然后采用非参数核密度估计方法选出最优copula,进而计算结构体系可靠度。算例表明:正态copula可以作为表征防波堤串联体系可靠性中失效模式间相关性的最优copula函数,克服了基于独立性假设的传统方法的局限性。系统可靠度计算结果与蒙特卡罗方法计算结果对比表明:文中方法计算结果在允许范围内,满足实际工程的精度要求。     

大型船舶分布式低压配电系统设计

为了提高大型船舶分布式低压配电的输出功率和配电效率,提出一种基于分散DSP控制的大型船舶分布式低压配电系统设计方法,采用T型等效电路模型进行低压配电系统的电路拓扑结构分析,计算配电系统的输出功率、传输效率与线圈阻抗和负载之间的关系,进行配电系统约束参量的优化解算。根据配电系统控制约束参量解算结果,采用DSP作为处理器核心单元进行系统的硬件设计,采用分散节能控制方法进行配电系统的传输功率增益控制,实现对系统的功率放大模块、控制模块以及阻抗匹配模块等功能模块的优化设计。系统测试结果表明,设计的大型船舶分布式低压配电系统具有很好的低压配电控制性能,输出的功率增益和传输效率较高。     

基于眼图分析的数字滤波选取方法分析

在数字通信系统中,由于存在码间串扰而影响通信质量,如何减小码间串扰的影响是数字信号传输面临的一个问题。经过分析发现,在传输过程中选取合适的滤波器及其特征参数能够不同程度地减小码间串扰影响。通过对相同干扰条件下,数字基带经过不同的滤波器后形成的眼图进行分析,进而选取了适合传输的滤波器及其特征参数,用最佳传输滤波器的方法减小了码间串扰,从而提高了信号的传输质量。     

海上VHF无线通信传输损耗

以海上甚高频(Very High Frequency,VHF)宽带数据通信网络为研究对象,结合海上通信环境的特有属性,利用电磁波相关理论,在合理选用和优化现有独立分散数学模型的基础上,设计完整而简洁的海上VHF通信传输损耗模型、确定有效可行的海上VHF通信传输损耗计算流程。对影响传输损耗的相关物理因素进行建模,给出相应的计算结果,并分析其与传输损耗间的关系。计算结果表明:随着传输距离增加,海上VHF通信传输损耗的增长幅度在不同的距离区段内具有不同的波动特征。计算结果有助于在具有较少的先验信息的条件下快捷地计算出海上VHF通信传输损耗,为提升海上无线通信质量、设计并建立海上VHF宽带数据通信系统提供技术支撑。