应用于旋转设备的无线供电技术研究
发布时间：2021-03-09 20:36
无线供电技术自问世以来,便因其非接触、安全可靠的特点受到国内外学者的青睐,此后便获得长足的发展。近年来,无线供电技术已经开始崭露头角,尤其是在电动汽车和数码电子产品应用等方面。然而,无线供电技术在旋转设备方面的应用却少之又少,旋转设备目前仍沿用传统的导电滑环供电方式,普遍存在磨损严重、接触不良和稳定性差等问题。本文正是基于这一问题,对无线供电技术在旋转设备方面的应用开展相关研究,旨在设计一套应用于旋转设备的无线供电系统。本文首先基于课题指标需求,对应用于旋转设备的无线供电系统进行了系统总体设计。对比分析了几种常用的谐振拓扑结构,选用S-S型结构作为系统谐振拓扑,并完成相关理论公式推导,确定了系统电路模型。同时对系统损耗开展相关研究,完成了无线供电系统理论模型的建立。针对设计的无线供电系统,开展了系统效率优化分析,主要研究了互感、负载电阻对系统效率的影响,同时从功率损耗方面给出效率优化改进措施,并通过电路仿真初步验证了效率优化及系统设计的正确性。基于理论分析及效率优化结果,明确了耦合机构参数需求,并结合本文提出的耦合机构设计原则,分别经过仿真模型设计,磁芯优化,尺寸优化和参数优化等几个阶...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
埃因霍芬理工大学研发的实验装置
然后进行了理论论证并制作了演示样机，实验样机如图1-2 所示[7]。实验样机的直流输出电压为 25V，传输功率约为 10W，效率高达71.5%，转速超过 600RPM，但由于容性功率转换技术，对传输功率限制较大，因此实用价值有限。图 1-2 威斯康星大学麦迪逊分校研发的样机瑞士 SUSPI 大学的 A. Sofia 等人于 2016 年提出了一种用于离心机旋转体供电的无线电能传输系统，可以较好的解决离心机旋转体在进行一些自动化操作时受限的问题[8]。该系统的耦合机构由两个印制电路板平面圆形线圈组成，两个印制板平面线圈同轴放置，如图 1-3 所示。实验表明该系统可以在 5mm的传输距离下，实现 11W 的功率传输
-3 离心机无线电能传输系统发射端和接收端印制板示m Lee 教授所带领的研发团队在文献[9]中，提出了感器供电的无线电能传输方式，如图 1-4 所示。该合谐振原理，系统接收端由三个圆形线圈组成，分轴周围；系统发射端采用两个间隔 60°的较大圆侧；系统工作频率为 14.32MHz，发射和接收线圈检测传感器提供直流 9V 电压输出。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁耦合共振无线电能传输系统能耗分析[J]. 汪繁荣,周洪,胡文山. 科学技术与工程. 2017(26)
[2]变负载无线充电系统的恒流充电技术[J]. 宋凯,李振杰,杜志江,朱春波. 电工技术学报. 2017(13)
[3]新时期我国新能源经济发展现状的分析[J]. 田秀华. 现代经济信息. 2017(06)
[4]应用于转轴的无线供电装置研究[J]. 罗鸿飞,李建宇. 电子科学技术. 2017(02)
[5]电动汽车动态无线充电关键技术研究进展[J]. 朱春波,姜金海,宋凯,张千帆. 电力系统自动化. 2017(02)
[6]LCL型ICPT系统电路拓扑分析及参数设计方法[J]. 孙跃,张欢,唐伟,吴传林,蒋睿健,周国超. 电源学报. 2016(05)
[7]磁耦合谐振式无线电能传输系统功频在线调节策略（英文）[J]. 谭林林,颜长鑫,黄学良,王维,景无为. Journal of Southeast University（English Edition）. 2016(02)
[8]电磁耦合式无线供电在金属轴环境中的涡流损耗分析[J]. 屠张杰,卜雄洙,徐淼淼. 电子测量技术. 2016(03)
[9]无线电能传输系统电压稳定在线控制策略的研究[J]. 谭林林,颜长鑫,黄学良,王维,陈琛. 电工技术学报. 2015(19)
[10]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)
博士论文
[1]磁耦合谐振式无线电能传输系统效率分析与优化[D]. 李中启.湖南大学 2016
[2]具有两种载流子的高压功率LDMOS的研究[D]. 杜文芳.电子科技大学 2016
硕士论文
[1]具有强偏移适应性的电动轿车静态无线充电系统研究[D]. 杨光.哈尔滨工业大学 2017
[2]人工心脏无线供电装置研制[D]. 栾盈盈.重庆大学 2016
[3]无线电能传输系统LLC型复合谐振模式研究[D]. 邱宁.重庆大学 2016
[4]基于可分离变压器的小功率旋转式供能系统的研究[D]. 陈辉.燕山大学 2015
[5]远距离小功率无线电能传输技术研究[D]. 李振杰.哈尔滨工业大学 2014
[6]高频磁元件磁芯损耗的测量研究[D]. 杨向东.福州大学 2014
[7]小功率非接触旋转式供能系统的研究[D]. 肖海荣.燕山大学 2013
本文编号：3073437
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
埃因霍芬理工大学研发的实验装置
然后进行了理论论证并制作了演示样机，实验样机如图1-2 所示[7]。实验样机的直流输出电压为 25V，传输功率约为 10W，效率高达71.5%，转速超过 600RPM，但由于容性功率转换技术，对传输功率限制较大，因此实用价值有限。图 1-2 威斯康星大学麦迪逊分校研发的样机瑞士 SUSPI 大学的 A. Sofia 等人于 2016 年提出了一种用于离心机旋转体供电的无线电能传输系统，可以较好的解决离心机旋转体在进行一些自动化操作时受限的问题[8]。该系统的耦合机构由两个印制电路板平面圆形线圈组成，两个印制板平面线圈同轴放置，如图 1-3 所示。实验表明该系统可以在 5mm的传输距离下，实现 11W 的功率传输
-3 离心机无线电能传输系统发射端和接收端印制板示m Lee 教授所带领的研发团队在文献[9]中，提出了感器供电的无线电能传输方式，如图 1-4 所示。该合谐振原理，系统接收端由三个圆形线圈组成，分轴周围；系统发射端采用两个间隔 60°的较大圆侧；系统工作频率为 14.32MHz，发射和接收线圈检测传感器提供直流 9V 电压输出。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁耦合共振无线电能传输系统能耗分析[J]. 汪繁荣,周洪,胡文山. 科学技术与工程. 2017(26)
[2]变负载无线充电系统的恒流充电技术[J]. 宋凯,李振杰,杜志江,朱春波. 电工技术学报. 2017(13)
[3]新时期我国新能源经济发展现状的分析[J]. 田秀华. 现代经济信息. 2017(06)
[4]应用于转轴的无线供电装置研究[J]. 罗鸿飞,李建宇. 电子科学技术. 2017(02)
[5]电动汽车动态无线充电关键技术研究进展[J]. 朱春波,姜金海,宋凯,张千帆. 电力系统自动化. 2017(02)
[6]LCL型ICPT系统电路拓扑分析及参数设计方法[J]. 孙跃,张欢,唐伟,吴传林,蒋睿健,周国超. 电源学报. 2016(05)
[7]磁耦合谐振式无线电能传输系统功频在线调节策略（英文）[J]. 谭林林,颜长鑫,黄学良,王维,景无为. Journal of Southeast University（English Edition）. 2016(02)
[8]电磁耦合式无线供电在金属轴环境中的涡流损耗分析[J]. 屠张杰,卜雄洙,徐淼淼. 电子测量技术. 2016(03)
[9]无线电能传输系统电压稳定在线控制策略的研究[J]. 谭林林,颜长鑫,黄学良,王维,陈琛. 电工技术学报. 2015(19)
[10]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)
博士论文
[1]磁耦合谐振式无线电能传输系统效率分析与优化[D]. 李中启.湖南大学 2016
[2]具有两种载流子的高压功率LDMOS的研究[D]. 杜文芳.电子科技大学 2016
硕士论文
[1]具有强偏移适应性的电动轿车静态无线充电系统研究[D]. 杨光.哈尔滨工业大学 2017
[2]人工心脏无线供电装置研制[D]. 栾盈盈.重庆大学 2016
[3]无线电能传输系统LLC型复合谐振模式研究[D]. 邱宁.重庆大学 2016
[4]基于可分离变压器的小功率旋转式供能系统的研究[D]. 陈辉.燕山大学 2015
[5]远距离小功率无线电能传输技术研究[D]. 李振杰.哈尔滨工业大学 2014
[6]高频磁元件磁芯损耗的测量研究[D]. 杨向东.福州大学 2014
[7]小功率非接触旋转式供能系统的研究[D]. 肖海荣.燕山大学 2013
本文编号：3073437
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3073437.html
教材专著
