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。     

大功率船用无线充电系统及其关键设备设计

为解决有线充电存在的问题,提高运营安全性、减少维护成本,在分析船舶充电作业的特点、原理和技术需求的基础上,选择大功率无线充电系统,并介绍其关键设备松散耦合变压器的优化设计过程,并对线圈每层的结构、材料、散热、线圈绕法等多方面综合计算。通过计算机仿真计算,模拟线圈发生平面X轴、Y轴向偏移时耦合系数的变化情况。仿真结果显示,通过优化设计副边双绕组与原边绕组耦合性能互补,极大提高耦合系数。根据仿真结果,给出上海某客渡船无线充电系统船端设备的设计方案,并结合具体应用场景,设计1.2MW无线充电系统方案。     

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。     

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。     

水下自主航行器非接触式充电系统频率控制

水下自主航行器(AUV)非接触式充电系统通过补偿电容与系统电感的谐振作用,使系统的功率因数达到最大,以实现电能的高效传输。在深海环境下,系统初、次级磁芯在受到水流冲击后会产生偏心和间隙,引起耦合系数发生变化,系统的谐振频率点也会发生改变,充电能力下降。本文研究在水流冲击作用下,通过频率控制使系统始终在谐振频率点运行以提高系统的传输能力,并提出了基于锁相环控制的AUV非接触式充电系统的频率控制实现方式。     

铅酸蓄电池脉冲充电技术研究

本文提出了一种脉冲充电机,结合马斯提出的蓄电池快速充电的基本规律,阐述了脉冲快速充电的基本原理,并以此展开了对脉冲充电技术的研究,得到了一种能缩短充电时间,提高充电效率的铅酸蓄电池脉冲充电方法。通过对比充电实验,证明了该方法的可行性。     

一种基于智能航标的风光互补供能平台

针对当前无人机在海事巡航、搜救及执法等过程中续航能力不足、工作效率低等问题,研究和搭建一种新型无人机无线供电平台。通过搭建基于智能航标的风光互补供能平台,对风光互补发电装置、储能装置和无人机充电装置等部件进行论述,并通过开展试验研究,验证平台的充电效率及整体结构的稳定性。测试结果表明:在正常情况下,该供能平台能满足无人机安全停放并给无人机供电的需求,充电最大传输效率达45.3%,同时可解决低温充电的问题,能降低系统功耗。     

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.     

一种加载集总器件的可调三维周期结构

结合实际周期结构单元的特点,从三维周期结构出发,推导三维周期结构电磁波传输原理。运用商业软件数值仿真计算方法,研究三维周期结构单元尺寸、介质层厚度对其频响特性的影响;从电磁波入射角度和集总器件电抗值出发,对不同参数进行仿真计算,并比较不同参数对谐振特性的影响。实现第1谐振点稳定,第2谐振点可调谐的谐振特性。此外,将三维周期结构加入到天线设计中,研究该结构对天线辐射特性的影响,发现该三维结构可有效改善天线的方向性。     

一种新型水下自主航行器无线充电系统耦合器

耦合器是水下自主航行器无线充电系统的关键部件之一,耦合系数和互感是耦合器的核心指标,提高耦合系数和互感的大小及稳定性,以增强耦合器传能水平和抗偏移性能是耦合器设计的关键。本文在分析ε形和环形磁耦合装置基础上,提出了一种优化后的无线充电系统耦合器结构。该型耦合器发射侧采用双D发射线圈,接收侧采用疏松线圈绕制的Π型磁芯,与现有结构相比,该结构通过减小气隙、增大导磁面积,提高了耦合能力,仿真结果表明,在轴向偏移±30 mm下耦合系数变化量约为0.13,在角度偏移±10°度下耦合系数变化量约为0.1,证明该型耦合器具有较高的抗偏移性能。