谐振式无线电能传输技术研究
本文关键词：谐振式无线电能传输技术研究 出处：《福州大学》2014年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：随着经济的发展和科技水平的提高,无线电能传输技术获得国内外专家学者的关注,无线电能传输技术是通过电磁场进行能量传递,其中谐振式无线电能传输技术具有传输距离较远的特点。本文针对一种300W功率、负载为160Ω、传输距离27mm无线电能传输技术的某企业实际产品开发需求,开展了理论分析、电磁场和电路系统仿真以及样机测试工作,主要包括谐振式无线电能传输技术的研究现状和意义、谐振式无线电能传输技术电路拓扑、电路谐振参数介绍、磁耦合系统分析设计、发射侧和接收侧主电路仿真分析、样机设计制作及实验测量分析。首先从无线电能传输技术的定义、分类、国内外对无线电能传输技术的研究现状以及无线电能传输技术的研究意义进行介绍,并且介绍了本文主要研究内容。其次对谐振式无线电能传输技术的基本架构、谐振式无线电能传输技术的基本电路拓扑进行简要介绍,同时对谐振式无线电能传输技术的等效电路图,即串联-串联谐振、串联-并联谐振、并联-串联谐振、并联-并联谐振结构作阐述,以及对接收侧传递功率的影响因素作了分析,并且对谐振电感、谐振电容、互感和线圈电阻等电路谐振参数也作了简要阐述。接着通过对磁耦合系统进行仿真分析和优化设计,先对含有磁芯和不含有磁芯两种情况通过磁场仿真分析比较,确定选择含有磁芯作为样机制作；接着对含有磁芯时,接收侧不同尺寸磁芯和绕组进行磁场仿真分析,从仿真结果中最终选取了两种样机制作方案分别应用于接收侧的串联谐振和并联谐振工作模式,同时对磁芯是否饱和进行分析,从而确保所选择的两种设计方案可以正常工作。再者对发射侧和接收侧主要电路基本模型进行仿真分析,同时对接收侧线圈的主要电路参数进行实验测量获得相应结论。最后,针对前面所确定的两种制样方案的160Ω电阻负载情况下进行实验测量,得到一些实验数据、曲线图、实验波形图及结论；同时,针对接收侧串联谐振模式时的300W电阻负载实验进行测量,包含发射侧和接收侧之间不同距离以及不同输出滤波电容的情况,从而获得相关实验数据、曲线图、实验波形图及结论；最终通过理论分析和实验结果论证了这个实验样机是符合所需功率输出的一套无线电能传输系统。
[Abstract]:With the development of economy and the improvement of science and technology, the technology of radio energy transmission has gained the attention of experts and scholars at home and abroad. The technology of radio energy transmission is carried out through electromagnetic field. The resonant radio energy transmission technology has the characteristics of long transmission distance. This paper focuses on a 300W power with a load of 160 惟. The actual product development requirements of a 27mm radio energy transmission technology enterprise are analyzed theoretically, electromagnetic field and circuit system simulation and prototype test are carried out. It mainly includes the research status and significance of resonant radio energy transmission technology, the circuit topology of resonant radio energy transmission technology, the introduction of circuit resonant parameters, and the analysis and design of magnetic coupling system. The main circuit of transmitter and receiver is simulated, the prototype is designed and manufactured, and the experimental measurement is analyzed. Firstly, the definition and classification of radio energy transmission technology are introduced. The research status of radio energy transmission technology and the significance of radio energy transmission technology are introduced at home and abroad. Secondly, the basic structure of resonant radio energy transmission technology and the basic circuit topology of resonant radio energy transmission technology are briefly introduced. At the same time, the equivalent circuit diagram of resonant radio energy transmission technology, namely series-series resonance, series-parallel resonance, shunt-series resonance, parallel-parallel resonant structure is expounded. The influence factors of the transmission power on the receiving side are analyzed, and the resonant inductance and the resonant capacitance are also analyzed. The resonant parameters such as mutual inductance and coil resistance are also briefly described. Then the simulation analysis and optimization design of the magnetic coupling system are carried out. Firstly, through the magnetic field simulation analysis and comparison between the magnetic core and the absence of magnetic core, it is determined to select the magnetic core as the prototype. Then the magnetic field simulation analysis of different size cores and windings on the receiving side is carried out when the magnetic core is contained. From the simulation results, two prototypes are selected to work in the receiving side of the series resonance and parallel resonance respectively, and the saturation of the magnetic core is analyzed at the same time. In order to ensure that the two design options selected can work normally. Thirdly, the basic circuit models of the transmitter and receiver are simulated. At the same time, the main circuit parameters of the receiving side coil are measured experimentally. Finally, the experimental measurement is carried out under the load of 160 惟 resistance of the two kinds of sample preparation schemes. Some experimental data, curves, experimental waveforms and conclusions are obtained. At the same time, the 300W resistor load experiment in the series resonant mode of the receiving side is measured, including the different distance between the transmitting side and the receiving side and the different output filter capacitance. Thus, relevant experimental data, curves, experimental waveforms and conclusions are obtained. Finally, through theoretical analysis and experimental results, it is proved that the experimental prototype is a set of radio energy transmission system which accords with the required power output.
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM724
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 戴卫力;费峻涛;肖建康;范新南;;无线电能传输技术综述及应用前景[J];电气技术;2010年07期
2 李松;;中压电能传输系统在大型桥梁上的运用[J];山西建筑;2010年25期
3 贾楠;;无接触电能传输技术在轨道交通系统中的应用[J];中国高新技术企业;2013年31期
4 黄学良;谭林林;陈中;强浩;周亚龙;王维;曹伟杰;;无线电能传输技术研究与应用综述[J];电工技术学报;2013年10期
5 王敏星;李大伟;;无线电能传输技术发展及研究方向浅析[J];中国电力教育;2014年06期
6 武瑛,严陆光,黄常纲,徐善纲;新型无接触电能传输系统的性能分析[J];电工电能新技术;2003年04期
7 霍沛威 ,詹万强;中压电能传输与低压供电[J];广东科技;2004年05期
8 武瑛,严陆光,徐善纲;新型无接触电能传输系统的稳定性分析[J];中国电机工程学报;2004年05期
9 王平楠;唐厚君;;基于非接触电能传输电路的技术分析[J];微处理机;2006年03期
10 孙跃;卓勇;苏玉刚;王智慧;唐春森;;非接触电能传输系统拾取机构方向性分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年04期
相关会议论文 前10条
1 孙跃;;非接触电能传输技术及其最新进展[A];新观点新学说学术沙龙文集57：无线电能传输关键技术问题与应用前景[C];2011年
2 黄学良;;充满机遇的无线电能传输技术[A];新观点新学说学术沙龙文集57：无线电能传输关键技术问题与应用前景[C];2011年
3 李聃;;无线电能传输技术在家电产品中的应用[A];新观点新学说学术沙龙文集57：无线电能传输关键技术问题与应用前景[C];2011年
4 杨庆新;;无线电能传输研究的主要工作及问题[A];新观点新学说学术沙龙文集57：无线电能传输关键技术问题与应用前景[C];2011年
5 苏玉刚;;齐心协力促进无线电能传输科学与技术的发展[A];新观点新学说学术沙龙文集57：无线电能传输关键技术问题与应用前景[C];2011年
6 张超;闫卓;杨庆新;陈海燕;;无接触电能传输系统可分离变压器耦合性能研究[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
7 张茂春;王进华;石亚伟;;无线电能传输技术综述[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
8 贾俊林;李时杰;;无接触电能传输技术的研究[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
9 李时杰;贾俊林;孟庆龙;贺振国;;无接触电能传输技术的研究和应用现状[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十一届学术年会论文集[C];2002年
10 韩腾;卓放;刘涛;王兆安;;采用非接触方式实现电能传输系统的研究[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 陈建强 光明网记者 朱斌;天津工大无线电能传输技术开创高铁列车供电新模式[N];光明日报;2014年
2 张国圣;非接触电能传输技术获突破[N];光明日报;2007年
3 ;无线电能传输灯泡诞生[N];消费日报;2007年
4 记者 左永刚;非接触电能传输研究获多项自主创新成果[N];中国高新技术产业导报;2011年
5 记者 刘垠;无线电能传输技术应用前景看好[N];大众科技报;2011年
6 李承承;无线电能传输领域专利技术发展趋势分析[N];中国知识产权报;2013年
7 本报实习记者 胡茗皓;无线电能传输技术突破 高铁无线供电成为可能[N];中国高新技术产业导报;2014年
8 记者王华楠;“无线供电”梦想成真[N];中国技术市场报;2011年
9 王艳红;“隔空”点灯,无线输电终结插座？[N];新华每日电讯;2007年
10 记者 张亦筑 匡丽娜;我市与两所澳新知名大学“联姻”[N];重庆日报;2014年
相关博士学位论文 前10条
1 蒋忠远;智能电网中电能传输系统的故障诊断与监督控制研究[D];西安电子科技大学;2014年
2 陶国彬;非接触电能传输关键应用技术问题研究[D];东北石油大学;2015年
3 张献;基于电磁—机械同步共振的无线电能传输与转换方法研究[D];河北工业大学;2012年
4 王智慧;基于包络线调制的非接触电能传输模式研究[D];重庆大学;2009年
5 李泽松;基于电磁感应原理的水下非接触式电能传输技术研究[D];浙江大学;2010年
6 周诗杰;无线电能传输系统能量建模及其应用[D];重庆大学;2012年
7 李阳;大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D];河北工业大学;2012年
8 夏晨阳;感应耦合电能传输系统能效特性的分析与优化研究[D];重庆大学;2010年
9 杨芳勋;基于ICPT的无线电能传输网关键技术研究[D];重庆大学;2012年
10 张旭;感应耦合式电能传输系统的理论与技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 赵勋范;非接触电能传输系统的研究[D];山东大学;2013年
2 杜凯召;自谐振式无线电能传输系统的设计与优化[D];河北大学;2015年
3 童文懿;无接触式电能传输系统效率优化研究[D];西南交通大学;2015年
4 王静;双负载磁耦合谐振无线电能传输参数设计与频率控制[D];郑州大学;2015年
5 李晓芳;井下电磁阀的非接触式控制系统[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 王洋;磁耦合谐振式无线电能与信息同步传输技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 乔晓薇;无线电能传输系统磁场强度三维测量与分析[D];哈尔滨工业大学;2015年
8 侯向敏;无线电能传输系统电磁机构耦合程度影响因素的研究[D];华北电力大学;2015年
9 薛慧;磁耦合谐振式无线电能传输系统建模与分析[D];中国矿业大学;2015年
10 宁峰;基于磁耦合谐振的无线电能传输多方向性传输线圈研究[D];南昌大学;2015年
，本文编号：1379182
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/1379182.html
