磁耦合谐振式无线电能传输相关技术分析与研究

发布时间：2020-06-01 05:36

【摘要】：自人类广泛利用电能以来,相关技术得以迅猛发展,人类社会生活发生了巨大变化。但随之而来的问题逐渐显现,大多数时候用电设备的供电电源电缆成为“羁绊”和“麻烦”,尤其在生物活体内(如给病人体内电子电路供电)内的电子电路、系统供电时,电子设备间的控制、信息和数据的传输都可以无线连接,促使人类开始探索采用无线供电技术,甩掉电器设备的供电“尾巴”,大力研究无线电能传输技术。随着人们对电磁感应、微波和电磁辐射技术的广泛研究和实践,发现了多种无线电能传输方法,并已开发了不少的应用实例。课题结合团队新能源技术科研项目对无线电传能的需要,加强对该技术的全面认识和更好地应用,对常见的无线电能传输的原理、内在的物理本质特点等展开了对比研究,尤其对作为无线电能传输技术的一个新的发展方向“磁耦合谐振式无线电能传输”相关技术进行了较为全面的分析和深入的研究,对此类技术做了建模、理论计算,得到了无线电能传输的基本规律、重要的物理量之间的约束关系,并运用仿真技术和搭建实际电路进一步验证。不但加深了对该技术的认识、理解,得出了一些有价值的结论,而且对项目以后在无线电能传输技术开发应用做好基础准备和技术储备和依据。本文的主要工作如下:(1)对几种典型的无线电能传输技术做了对比分析。重点比较了易混淆的磁耦合谐振式无线电能传输技术与感应式无线能量传输技术的不同之处性能优劣,以及磁耦合谐振式系统的优势,导出了重要的数学关系。根据耦合模型和基本理论,在考虑损耗和无损耗条件下,分别给出了LC电路系统耦合模型方程,分析了电路耗损关系。(2)计算磁耦合谐振式无线电能传输系统效率、归一化电压和传输距离的表达式,得出串联谐振和并联谐振两种状态下的传输效率公式完全一致的结论,分析了在制作系统时线圈导线匝数,半径等如何选用。研究了工作频率、水平横向距离、垂直纵向距离、偏转角度、导线直径、电导率等特性对于系统传输的影响。(3)设计实体电路并实现了磁耦合谐振式无线电能传输系统,进行实验并验证理论分析的正确性。系统输入为15V直流电压,以555时基电路作为波形产生电路,采用并联谐振方式,制作了收发线圈参数为匝数为4,半径为9cm螺线管线圈。分别在过耦合,临界耦合,欠耦合状态下,对系统工作频率、水平横向距离、垂直纵向距离、偏转角度、导线直径、电导率等特性进行实验研究,并就实验结果得出结论。
【图文】：

充电技术,电动汽车

则可将无线充电发射端线圈置于地表以下，接收端线圈置于汽无线充电装置可广泛应用于各停车场，使用户在停车后即可随时进行充地方便了电动汽车随时充电的需求，使得充电过程简单高效、安全稳定要专门假设特殊的固定充电桩，大大降低了充电成本，可使电动汽车拥发展前景。此外，实现对电动汽车的充放电的自动控制对于未来电动汽车的普及和重要意义，因此，智能互动系统的有效连接具有重要意义，并且能够实能源的消纳能力和电网的稳定运行，因而具有今后的实际应用前景。另种设想认为，可以在道路沿线安装发射线圈，在汽车底部安装接收线圈低电池容量的要求，降低汽车重量并减轻负担，动态实时充电可以节省，提高续航能力。但此设想距离真正实现仍有一定距离，需要在电动汽的普及的前提下才能推广，且需要对城市道路规划建设进行革新，在已的道路进行无线充电的设备改造需要较高的人力和财力成本，且对于居交通运行会产生一定负面影响。如图 1-1 所示为电动汽车无线充电技术。

机器人,机器人系统

第一章绪论电池会严重影响工作进度和方便性。此外，机器人长成机械接触点过度磨损，电路损坏，不利于机器人系而无线电能传输系统可以将驱动器的电能通过无线的支撑机器人系统的运转，既能够避免过多的有线电缆能够避免因过多重复操作造成电缆磨损，连接点受到破传输技术在未来的机器人系统的发展中扮演重要角色相辅相成。示一款家用的无线充电机器人，通过无线充电技术支可以灵活方便地进行工作，，避免有线电缆的安全隐患
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM724

【参考文献】