金属板介质下用超声波实现能量与信号的同步传输

发布时间：2021-08-12 01:54

　　无线电能传输技术因其供电的灵活性受到普遍关注。现阶段已较为成熟的电磁感应耦合和电磁谐振式无线电能传输技术均以电磁场作为传递的媒介,遇到金属障碍物时,能量传输将会减弱甚至阻断。用超声耦合无线电能传输（Ultrasonic Coupled Wireless Power Transfer,UCWPT）技术为密闭金属容器内用电设备供电时可避免上述问题。目前受到重点关注的是能量传输功率与效率的提升,但对负载的用电情况关注不够,因此能量与信号的同步传输方式,可在传输能量的同时将设备接收到的用电情况用信号的方式从密闭容器内部传递出来,增加供电的灵活性并提高电能质量。这也将是今后研究无线电能传输技术的一个热点方向。阐述了UCWPT技术的研究背景以及研究现状,对金属介质的UCWPT系统进行理论分析,利用机电类比原理建立了功率型压电换能器的等效电路模型,分析了能量收、发侧换能器在谐振和非谐振状态时,UCWPT系统的等效电路模型和传递函数。提出了一种利用超声波实现能量与信号反向同步传输的方法,利用负载电压信号与三角波信号比较得到PWM波,负载电压的变化体现在PWM波占空比的变化,该PWM波用于驱动实现信号传... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 UCWPT国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究目的及主要研究内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 主要研究内容
2 金属板介质下UCWPT和信号同步传输原理分析
    2.1 金属板介质下UCWPT和信号同步传输方案
    2.2 功率型压电超声换能器
        2.2.1 压电效应
        2.2.2 机电类比
        2.2.3 机电等效模型
    2.3 UWCPT系统等效电路模型建立
    2.4 换能器工作状态对系统的影响
    2.5 本章小结
3 金属板介质下UWCPT和信号同步传输系统的设计
    3.1 换能器的选择
    3.2 电源设计
    3.3 信号发送部分设计
        3.3.1 传输方案分析
        3.3.2 方案设计
    3.4 信号接收部分设计
    3.5 实验平台设计
    3.6 本章小结
4 金属板介质下UCWPT和信号同步传输系统实验
    4.1 金属板介质UCWPT系统实验
        4.1.1 电源性能测试
        4.1.2 电能传输实验
    4.2 能量与信号同步传输实验
        4.2.1 信号从容器外部向容器内部的传送
        4.2.2 信号从容器内部向容器外部的传送
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]圆碟中回音壁模式的耦合条件[J]. 周剑英,戴密特,郝寅雷,杨建义,王明华,江晓清.  光子学报. 2009(02)
[2]机电类比法分析[J]. 聂丽青.  科技信息(学术研究). 2008(32)

硕士论文
[1]基于压电效应的压电发电技术研究[D]. 姬玉芳.中北大学 2011



本文编号：3337339