无线电能传输中面向轴向移动负载的动态调谐技术
发布时间：2021-01-28 19:58
从发电机的发明问世以来,电能在人们生活中扮演着至关重要的作用,随着传统有线电能传输技术的日益成熟,人们逐渐将目光转移到无线的电能传输技术上。目前固定负载的无线电能传输技术已趋于成熟,诸如无线充电牙刷、无线充电手机产品已问世,但针对移动负载的无线电能传输技术仍处于探索阶段。想要真正实现无线的电能传输方式,对移动负载的研究就必不可少。本课题来源于UESTC-SMC国际合作研究课题,并以当前固定负载的无线电能传输技术为基础,着眼于带轴向移动负载时的失谐现象,旨在探索出一种面向轴向移动负载的动态调谐技术,以提高无线电能传输技术应用于轴向移动负载时的传输特性。主要工作如下:（1）以等效电路理论为理论基础,建立了四线圈结构耦合系统的传输效率数学模型,对谐振频率进行了分析,包括耦合系统的固有参数与轴向移动距离对其的影响。（2）利用HFSS仿真软件对比分析了平面结构线圈与空间结构线圈,选择了适用于负载轴向移动场合的线圈结构。建立了耦合系统轴向移动仿真模型,分析了负载轴向移动对耦合系统传输效率的影响、线圈参数对轴向可移动距离的影响,为面向轴向移动负载的线圈设计提供参考。（3）介绍了两种常用的调谐策略,利...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
麻省理工实验装置图
电子科技大学硕士学位论文2其实验装置如图1-1所示。图1-1麻省理工实验装置图近年来，关于无线电能传输技术的研究已经进入了快速发展的阶段，并且已经取得了一些阶段性的成果，其中以感应耦合式的无线电能充电技术为代表，已经应用到手机、电动牙刷、电动汽车等领域的无线供电中。就目前出现的无线供电产品，虽能够摆脱插拔式的供电方式，但均要求供电设备与充电设备之间相互接触，且不允许移动，而允许负载在移动状态的WPT具有更广泛的应用，例如：（1）便携式移动电子设备领域。WPT技术可以让人们在使用电子产品的时候不再需要电线连接产品和充电器，同时厂家在生产时也就不需要留置充电接口，可以极大的提高产品的封闭性以及防水性能。但接触式的无线充电方式又极大的限制了充电的灵活性，我们必须保证充电设备与供电设备之间的良好接触。若能实现一种非接触式的且允许负载移动的无线电能传输技术，我们才能真正的实现无线充电技术，给人们的生活带来极大的便利，如图1-2所示为现有便携式移动电子设备无线充电示意图。图1-2便携式移动电子设备无线充电示意图
第一章绪论3（2）交通领域。无线供电式的电动汽车需要保证将车停放在有效的位置才能对其进行有效的充电，但在实际操作中这给驾驶员带来很大的困扰：每次停放汽车都需要保证与有效位置的高度一致。除此之外，若能做到不停车式的无线充电方式也将带来巨大的实用价值，如图1-3所示为现有电动汽车无线供电示意图。图1-3电动汽车无线供电示意图（3）医疗设备领域。医疗设备中WPT技术的应用场景主要是对植入式的医疗设备无线供电，例如神经刺激器、心脏起搏器[3]、人工耳蜗[4]、视网膜假体[4-6]和全人工心脏[5]等。这些医疗设备植入到人体内之后患者难以识别其精确位置，所以很难保证其与外部无线供电设备之间的有效位置；同时植入式医疗设备与无线供电设备之前还隔有人体组织，因此需要一种能移动且允许偏移的无线电能传输技术，图1-4为人工心脏无线充电示意图。可植入人体的经皮线圈人造心脏植入式小型可充电设备植入式装置总控制器·图1-4人工心脏无线充电示意图（4）特殊场合。在海底探测、矿井、油田等场合，有线的供电方式所产生的电火花可能造成爆炸、火灾等严重问题，因此无线的供电方式可以保证现场作业的安全性，但同时要求现场设备与无线供电设备的固定位置将极大的限制作业的灵活性。综上所述，研究一种负载可移动的无线电能传输技术，是既满足实际需求又
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车无线供电导轨切换模式分析[J]. 蒋成,孙跃,王智慧,苏玉刚,张路. 电力系统自动化. 2017(12)
[2]磁共振式无线电能传输相控电容调谐新方法[J]. 辛文辉,华灯鑫,曹忠鲁,宋跃辉,李仕春. 电机与控制学报. 2016(12)
[3]电动汽车多导轨无线供电方法[J]. 祝文姬,孙跃,高立克. 电力系统自动化. 2016(18)
[4]LCL型非接触电能传输系统电路特性分析及参数配置方法[J]. 孙跃,张欢,唐春森,陶维,马浚豪. 电力系统自动化. 2016(08)
[5]磁耦合谐振无线输电系统效率与距离优化分析[J]. 李晨东,黄守道,李中启. 电力电子技术. 2015(10)
[6]无线电能传输中线圈设计对效率的影响综述[J]. 李素环,廖承林,王丽芳,郭彦杰,朱庆伟. 电工技术学报. 2015(S1)
[7]无线电能传输开关电容调谐方法[J]. 辛文辉,华灯鑫,侯逢勃. 中国科技论文. 2014(08)
[8]ICPT系统基于电容阵列的稳频控制策略[J]. 孙跃,吴静,王智慧,唐春森. 电子科技大学学报. 2014(01)
[9]一种适用于磁耦合谐振无线能量传输系统的新型小尺寸谐振器的仿真与实验[J]. 赵军,徐桂芝,张超,李烜,陈韵. 电工技术学报. 2014(01)
[10]磁耦合无线能量传输中耦合模理论和电路理论的对比分析[J]. 杜秀,王健强,程鹏天. 电工技术学报. 2013(S2)
硕士论文
[1]磁耦合谐振式无线电能传输系统线圈偏移问题研究[D]. 刘丹丹.北京交通大学 2018
[2]磁谐振无线电能传输的效率分析及稳频控制[D]. 方赞峰.华南理工大学 2017
[3]基于多级导轨模式电动汽车不停车供电系统研究[D]. 单浩.重庆大学 2015
本文编号：3005598
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
麻省理工实验装置图
电子科技大学硕士学位论文2其实验装置如图1-1所示。图1-1麻省理工实验装置图近年来，关于无线电能传输技术的研究已经进入了快速发展的阶段，并且已经取得了一些阶段性的成果，其中以感应耦合式的无线电能充电技术为代表，已经应用到手机、电动牙刷、电动汽车等领域的无线供电中。就目前出现的无线供电产品，虽能够摆脱插拔式的供电方式，但均要求供电设备与充电设备之间相互接触，且不允许移动，而允许负载在移动状态的WPT具有更广泛的应用，例如：（1）便携式移动电子设备领域。WPT技术可以让人们在使用电子产品的时候不再需要电线连接产品和充电器，同时厂家在生产时也就不需要留置充电接口，可以极大的提高产品的封闭性以及防水性能。但接触式的无线充电方式又极大的限制了充电的灵活性，我们必须保证充电设备与供电设备之间的良好接触。若能实现一种非接触式的且允许负载移动的无线电能传输技术，我们才能真正的实现无线充电技术，给人们的生活带来极大的便利，如图1-2所示为现有便携式移动电子设备无线充电示意图。图1-2便携式移动电子设备无线充电示意图
第一章绪论3（2）交通领域。无线供电式的电动汽车需要保证将车停放在有效的位置才能对其进行有效的充电，但在实际操作中这给驾驶员带来很大的困扰：每次停放汽车都需要保证与有效位置的高度一致。除此之外，若能做到不停车式的无线充电方式也将带来巨大的实用价值，如图1-3所示为现有电动汽车无线供电示意图。图1-3电动汽车无线供电示意图（3）医疗设备领域。医疗设备中WPT技术的应用场景主要是对植入式的医疗设备无线供电，例如神经刺激器、心脏起搏器[3]、人工耳蜗[4]、视网膜假体[4-6]和全人工心脏[5]等。这些医疗设备植入到人体内之后患者难以识别其精确位置，所以很难保证其与外部无线供电设备之间的有效位置；同时植入式医疗设备与无线供电设备之前还隔有人体组织，因此需要一种能移动且允许偏移的无线电能传输技术，图1-4为人工心脏无线充电示意图。可植入人体的经皮线圈人造心脏植入式小型可充电设备植入式装置总控制器·图1-4人工心脏无线充电示意图（4）特殊场合。在海底探测、矿井、油田等场合，有线的供电方式所产生的电火花可能造成爆炸、火灾等严重问题，因此无线的供电方式可以保证现场作业的安全性，但同时要求现场设备与无线供电设备的固定位置将极大的限制作业的灵活性。综上所述，研究一种负载可移动的无线电能传输技术，是既满足实际需求又
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车无线供电导轨切换模式分析[J]. 蒋成,孙跃,王智慧,苏玉刚,张路. 电力系统自动化. 2017(12)
[2]磁共振式无线电能传输相控电容调谐新方法[J]. 辛文辉,华灯鑫,曹忠鲁,宋跃辉,李仕春. 电机与控制学报. 2016(12)
[3]电动汽车多导轨无线供电方法[J]. 祝文姬,孙跃,高立克. 电力系统自动化. 2016(18)
[4]LCL型非接触电能传输系统电路特性分析及参数配置方法[J]. 孙跃,张欢,唐春森,陶维,马浚豪. 电力系统自动化. 2016(08)
[5]磁耦合谐振无线输电系统效率与距离优化分析[J]. 李晨东,黄守道,李中启. 电力电子技术. 2015(10)
[6]无线电能传输中线圈设计对效率的影响综述[J]. 李素环,廖承林,王丽芳,郭彦杰,朱庆伟. 电工技术学报. 2015(S1)
[7]无线电能传输开关电容调谐方法[J]. 辛文辉,华灯鑫,侯逢勃. 中国科技论文. 2014(08)
[8]ICPT系统基于电容阵列的稳频控制策略[J]. 孙跃,吴静,王智慧,唐春森. 电子科技大学学报. 2014(01)
[9]一种适用于磁耦合谐振无线能量传输系统的新型小尺寸谐振器的仿真与实验[J]. 赵军,徐桂芝,张超,李烜,陈韵. 电工技术学报. 2014(01)
[10]磁耦合无线能量传输中耦合模理论和电路理论的对比分析[J]. 杜秀,王健强,程鹏天. 电工技术学报. 2013(S2)
硕士论文
[1]磁耦合谐振式无线电能传输系统线圈偏移问题研究[D]. 刘丹丹.北京交通大学 2018
[2]磁谐振无线电能传输的效率分析及稳频控制[D]. 方赞峰.华南理工大学 2017
[3]基于多级导轨模式电动汽车不停车供电系统研究[D]. 单浩.重庆大学 2015
本文编号：3005598
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