無(wú)線電能傳輸中面向軸向移動(dòng)負(fù)載的動(dòng)態(tài)調(diào)諧技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2021-01-28 19:58
從發(fā)電機(jī)的發(fā)明問(wèn)世以來(lái),電能在人們生活中扮演著至關(guān)重要的作用,隨著傳統(tǒng)有線電能傳輸技術(shù)的日益成熟,人們逐漸將目光轉(zhuǎn)移到無(wú)線的電能傳輸技術(shù)上。目前固定負(fù)載的無(wú)線電能傳輸技術(shù)已趨于成熟,諸如無(wú)線充電牙刷、無(wú)線充電手機(jī)產(chǎn)品已問(wèn)世,但針對(duì)移動(dòng)負(fù)載的無(wú)線電能傳輸技術(shù)仍處于探索階段。想要真正實(shí)現(xiàn)無(wú)線的電能傳輸方式,對(duì)移動(dòng)負(fù)載的研究就必不可少。本課題來(lái)源于UESTC-SMC國(guó)際合作研究課題,并以當(dāng)前固定負(fù)載的無(wú)線電能傳輸技術(shù)為基礎(chǔ),著眼于帶軸向移動(dòng)負(fù)載時(shí)的失諧現(xiàn)象,旨在探索出一種面向軸向移動(dòng)負(fù)載的動(dòng)態(tài)調(diào)諧技術(shù),以提高無(wú)線電能傳輸技術(shù)應(yīng)用于軸向移動(dòng)負(fù)載時(shí)的傳輸特性。主要工作如下:(1)以等效電路理論為理論基礎(chǔ),建立了四線圈結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)的傳輸效率數(shù)學(xué)模型,對(duì)諧振頻率進(jìn)行了分析,包括耦合系統(tǒng)的固有參數(shù)與軸向移動(dòng)距離對(duì)其的影響。(2)利用HFSS仿真軟件對(duì)比分析了平面結(jié)構(gòu)線圈與空間結(jié)構(gòu)線圈,選擇了適用于負(fù)載軸向移動(dòng)場(chǎng)合的線圈結(jié)構(gòu)。建立了耦合系統(tǒng)軸向移動(dòng)仿真模型,分析了負(fù)載軸向移動(dòng)對(duì)耦合系統(tǒng)傳輸效率的影響、線圈參數(shù)對(duì)軸向可移動(dòng)距離的影響,為面向軸向移動(dòng)負(fù)載的線圈設(shè)計(jì)提供參考。(3)介紹了兩種常用的調(diào)諧策略,利...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
麻省理工實(shí)驗(yàn)裝置圖
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2其實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1所示。圖1-1麻省理工實(shí)驗(yàn)裝置圖近年來(lái),關(guān)于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段,并且已經(jīng)取得了一些階段性的成果,其中以感應(yīng)耦合式的無(wú)線電能充電技術(shù)為代表,已經(jīng)應(yīng)用到手機(jī)、電動(dòng)牙刷、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域的無(wú)線供電中。就目前出現(xiàn)的無(wú)線供電產(chǎn)品,雖能夠擺脫插拔式的供電方式,但均要求供電設(shè)備與充電設(shè)備之間相互接觸,且不允許移動(dòng),而允許負(fù)載在移動(dòng)狀態(tài)的WPT具有更廣泛的應(yīng)用,例如:(1)便攜式移動(dòng)電子設(shè)備領(lǐng)域。WPT技術(shù)可以讓人們?cè)谑褂秒娮赢a(chǎn)品的時(shí)候不再需要電線連接產(chǎn)品和充電器,同時(shí)廠家在生產(chǎn)時(shí)也就不需要留置充電接口,可以極大的提高產(chǎn)品的封閉性以及防水性能。但接觸式的無(wú)線充電方式又極大的限制了充電的靈活性,我們必須保證充電設(shè)備與供電設(shè)備之間的良好接觸。若能實(shí)現(xiàn)一種非接觸式的且允許負(fù)載移動(dòng)的無(wú)線電能傳輸技術(shù),我們才能真正的實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電技術(shù),給人們的生活帶來(lái)極大的便利,如圖1-2所示為現(xiàn)有便攜式移動(dòng)電子設(shè)備無(wú)線充電示意圖。圖1-2便攜式移動(dòng)電子設(shè)備無(wú)線充電示意圖
第一章緒論3(2)交通領(lǐng)域。無(wú)線供電式的電動(dòng)汽車(chē)需要保證將車(chē)停放在有效的位置才能對(duì)其進(jìn)行有效的充電,但在實(shí)際操作中這給駕駛員帶來(lái)很大的困擾:每次停放汽車(chē)都需要保證與有效位置的高度一致。除此之外,若能做到不停車(chē)式的無(wú)線充電方式也將帶來(lái)巨大的實(shí)用價(jià)值,如圖1-3所示為現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電示意圖。圖1-3電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電示意圖(3)醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。醫(yī)療設(shè)備中WPT技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景主要是對(duì)植入式的醫(yī)療設(shè)備無(wú)線供電,例如神經(jīng)刺激器、心臟起搏器[3]、人工耳蝸[4]、視網(wǎng)膜假體[4-6]和全人工心臟[5]等。這些醫(yī)療設(shè)備植入到人體內(nèi)之后患者難以識(shí)別其精確位置,所以很難保證其與外部無(wú)線供電設(shè)備之間的有效位置;同時(shí)植入式醫(yī)療設(shè)備與無(wú)線供電設(shè)備之前還隔有人體組織,因此需要一種能移動(dòng)且允許偏移的無(wú)線電能傳輸技術(shù),圖1-4為人工心臟無(wú)線充電示意圖?芍踩肴梭w的經(jīng)皮線圈人造心臟植入式小型可充電設(shè)備植入式裝置總控制器·圖1-4人工心臟無(wú)線充電示意圖(4)特殊場(chǎng)合。在海底探測(cè)、礦井、油田等場(chǎng)合,有線的供電方式所產(chǎn)生的電火花可能造成爆炸、火災(zāi)等嚴(yán)重問(wèn)題,因此無(wú)線的供電方式可以保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全性,但同時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與無(wú)線供電設(shè)備的固定位置將極大的限制作業(yè)的靈活性。綜上所述,研究一種負(fù)載可移動(dòng)的無(wú)線電能傳輸技術(shù),是既滿(mǎn)足實(shí)際需求又
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電導(dǎo)軌切換模式分析[J]. 蔣成,孫躍,王智慧,蘇玉剛,張路. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(12)
[2]磁共振式無(wú)線電能傳輸相控電容調(diào)諧新方法[J]. 辛文輝,華燈鑫,曹忠魯,宋躍輝,李仕春. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2016(12)
[3]電動(dòng)汽車(chē)多導(dǎo)軌無(wú)線供電方法[J]. 祝文姬,孫躍,高立克. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(18)
[4]LCL型非接觸電能傳輸系統(tǒng)電路特性分析及參數(shù)配置方法[J]. 孫躍,張歡,唐春森,陶維,馬浚豪. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(08)
[5]磁耦合諧振無(wú)線輸電系統(tǒng)效率與距離優(yōu)化分析[J]. 李晨東,黃守道,李中啟. 電力電子技術(shù). 2015(10)
[6]無(wú)線電能傳輸中線圈設(shè)計(jì)對(duì)效率的影響綜述[J]. 李素環(huán),廖承林,王麗芳,郭彥杰,朱慶偉. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[7]無(wú)線電能傳輸開(kāi)關(guān)電容調(diào)諧方法[J]. 辛文輝,華燈鑫,侯逢勃. 中國(guó)科技論文. 2014(08)
[8]ICPT系統(tǒng)基于電容陣列的穩(wěn)頻控制策略[J]. 孫躍,吳靜,王智慧,唐春森. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[9]一種適用于磁耦合諧振無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的新型小尺寸諧振器的仿真與實(shí)驗(yàn)[J]. 趙軍,徐桂芝,張超,李烜,陳韻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(01)
[10]磁耦合無(wú)線能量傳輸中耦合模理論和電路理論的對(duì)比分析[J]. 杜秀,王健強(qiáng),程鵬天. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(S2)
碩士論文
[1]磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)線圈偏移問(wèn)題研究[D]. 劉丹丹.北京交通大學(xué) 2018
[2]磁諧振無(wú)線電能傳輸?shù)男史治黾胺(wěn)頻控制[D]. 方贊峰.華南理工大學(xué) 2017
[3]基于多級(jí)導(dǎo)軌模式電動(dòng)汽車(chē)不停車(chē)供電系統(tǒng)研究[D]. 單浩.重慶大學(xué) 2015
本文編號(hào):3005598
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
麻省理工實(shí)驗(yàn)裝置圖
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2其實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1所示。圖1-1麻省理工實(shí)驗(yàn)裝置圖近年來(lái),關(guān)于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段,并且已經(jīng)取得了一些階段性的成果,其中以感應(yīng)耦合式的無(wú)線電能充電技術(shù)為代表,已經(jīng)應(yīng)用到手機(jī)、電動(dòng)牙刷、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域的無(wú)線供電中。就目前出現(xiàn)的無(wú)線供電產(chǎn)品,雖能夠擺脫插拔式的供電方式,但均要求供電設(shè)備與充電設(shè)備之間相互接觸,且不允許移動(dòng),而允許負(fù)載在移動(dòng)狀態(tài)的WPT具有更廣泛的應(yīng)用,例如:(1)便攜式移動(dòng)電子設(shè)備領(lǐng)域。WPT技術(shù)可以讓人們?cè)谑褂秒娮赢a(chǎn)品的時(shí)候不再需要電線連接產(chǎn)品和充電器,同時(shí)廠家在生產(chǎn)時(shí)也就不需要留置充電接口,可以極大的提高產(chǎn)品的封閉性以及防水性能。但接觸式的無(wú)線充電方式又極大的限制了充電的靈活性,我們必須保證充電設(shè)備與供電設(shè)備之間的良好接觸。若能實(shí)現(xiàn)一種非接觸式的且允許負(fù)載移動(dòng)的無(wú)線電能傳輸技術(shù),我們才能真正的實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電技術(shù),給人們的生活帶來(lái)極大的便利,如圖1-2所示為現(xiàn)有便攜式移動(dòng)電子設(shè)備無(wú)線充電示意圖。圖1-2便攜式移動(dòng)電子設(shè)備無(wú)線充電示意圖
第一章緒論3(2)交通領(lǐng)域。無(wú)線供電式的電動(dòng)汽車(chē)需要保證將車(chē)停放在有效的位置才能對(duì)其進(jìn)行有效的充電,但在實(shí)際操作中這給駕駛員帶來(lái)很大的困擾:每次停放汽車(chē)都需要保證與有效位置的高度一致。除此之外,若能做到不停車(chē)式的無(wú)線充電方式也將帶來(lái)巨大的實(shí)用價(jià)值,如圖1-3所示為現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電示意圖。圖1-3電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電示意圖(3)醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。醫(yī)療設(shè)備中WPT技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景主要是對(duì)植入式的醫(yī)療設(shè)備無(wú)線供電,例如神經(jīng)刺激器、心臟起搏器[3]、人工耳蝸[4]、視網(wǎng)膜假體[4-6]和全人工心臟[5]等。這些醫(yī)療設(shè)備植入到人體內(nèi)之后患者難以識(shí)別其精確位置,所以很難保證其與外部無(wú)線供電設(shè)備之間的有效位置;同時(shí)植入式醫(yī)療設(shè)備與無(wú)線供電設(shè)備之前還隔有人體組織,因此需要一種能移動(dòng)且允許偏移的無(wú)線電能傳輸技術(shù),圖1-4為人工心臟無(wú)線充電示意圖?芍踩肴梭w的經(jīng)皮線圈人造心臟植入式小型可充電設(shè)備植入式裝置總控制器·圖1-4人工心臟無(wú)線充電示意圖(4)特殊場(chǎng)合。在海底探測(cè)、礦井、油田等場(chǎng)合,有線的供電方式所產(chǎn)生的電火花可能造成爆炸、火災(zāi)等嚴(yán)重問(wèn)題,因此無(wú)線的供電方式可以保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全性,但同時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與無(wú)線供電設(shè)備的固定位置將極大的限制作業(yè)的靈活性。綜上所述,研究一種負(fù)載可移動(dòng)的無(wú)線電能傳輸技術(shù),是既滿(mǎn)足實(shí)際需求又
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電導(dǎo)軌切換模式分析[J]. 蔣成,孫躍,王智慧,蘇玉剛,張路. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(12)
[2]磁共振式無(wú)線電能傳輸相控電容調(diào)諧新方法[J]. 辛文輝,華燈鑫,曹忠魯,宋躍輝,李仕春. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2016(12)
[3]電動(dòng)汽車(chē)多導(dǎo)軌無(wú)線供電方法[J]. 祝文姬,孫躍,高立克. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(18)
[4]LCL型非接觸電能傳輸系統(tǒng)電路特性分析及參數(shù)配置方法[J]. 孫躍,張歡,唐春森,陶維,馬浚豪. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(08)
[5]磁耦合諧振無(wú)線輸電系統(tǒng)效率與距離優(yōu)化分析[J]. 李晨東,黃守道,李中啟. 電力電子技術(shù). 2015(10)
[6]無(wú)線電能傳輸中線圈設(shè)計(jì)對(duì)效率的影響綜述[J]. 李素環(huán),廖承林,王麗芳,郭彥杰,朱慶偉. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(S1)
[7]無(wú)線電能傳輸開(kāi)關(guān)電容調(diào)諧方法[J]. 辛文輝,華燈鑫,侯逢勃. 中國(guó)科技論文. 2014(08)
[8]ICPT系統(tǒng)基于電容陣列的穩(wěn)頻控制策略[J]. 孫躍,吳靜,王智慧,唐春森. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[9]一種適用于磁耦合諧振無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的新型小尺寸諧振器的仿真與實(shí)驗(yàn)[J]. 趙軍,徐桂芝,張超,李烜,陳韻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(01)
[10]磁耦合無(wú)線能量傳輸中耦合模理論和電路理論的對(duì)比分析[J]. 杜秀,王健強(qiáng),程鵬天. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(S2)
碩士論文
[1]磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)線圈偏移問(wèn)題研究[D]. 劉丹丹.北京交通大學(xué) 2018
[2]磁諧振無(wú)線電能傳輸?shù)男史治黾胺(wěn)頻控制[D]. 方贊峰.華南理工大學(xué) 2017
[3]基于多級(jí)導(dǎo)軌模式電動(dòng)汽車(chē)不停車(chē)供電系統(tǒng)研究[D]. 單浩.重慶大學(xué) 2015
本文編號(hào):3005598
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