隨著社會的進步與科技的發(fā)展,電力設(shè)備在各種場合日益普及。在一些高溫、高壓、劇毒、放射性的工作環(huán)境中,電力設(shè)備通常采用密閉的金屬結(jié)構(gòu),為了監(jiān)測其內(nèi)部的工作狀態(tài),往往在其內(nèi)部安裝傳感器和微控制器。而使用電線直接為傳感器和微控制器供電,則需要在金屬結(jié)構(gòu)上打孔引線,這就會破壞金屬結(jié)構(gòu)的密閉性和完整性,然而無線電能傳輸技術(shù)為解決該問題指明了方向。目前,無線傳能技術(shù)根據(jù)傳輸方法的不同,可分為電場耦合,磁場耦合,微波輻射以及超聲波。但由于金屬電磁屏蔽效應(yīng)的影響,以電磁波作為能量傳輸介質(zhì)的無線傳能技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)中無法取得良好的效果。超聲耦合無線傳能技術(shù)可以有效克服這一障礙,并通過金屬介質(zhì)傳輸無線電能。為了研究不同金屬介質(zhì)對超聲耦合WPT系統(tǒng)傳輸效率的影響,本文基于壓電換能器的基本原理和機電等效原理,建立金屬介質(zhì)的超聲耦合WPT系統(tǒng)的等效電路模型。在對系統(tǒng)進行阻抗匹配的基礎(chǔ)上,利用Multisim軟件建模,分析阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)的優(yōu)化性能以及M值即不同金屬介質(zhì)對系統(tǒng)的影響。通過實驗,驗證阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的有效性以及三種金屬介質(zhì)下系統(tǒng)的傳輸效率,實驗表明,鋁金屬作為傳輸介質(zhì)時系統(tǒng)具有較高傳輸效率。 

【文章來源】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電場禍合式WPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖 1.1 電場耦合式WPT 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Figure 1.1 Electric field coupled WPT system structure合式WPT 技術(shù)因其利用電場作為系統(tǒng)的傳輸媒介，使其具有可傳輸?shù)膬?yōu)勢，同時該技術(shù)還具有傳輸系統(tǒng)裝置體積小、重量輕、點[12-13]。目前，國內(nèi)外學(xué)者對系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)、耦合結(jié)構(gòu)以及系研究[14-15]。但是由于電場耦合式WPT 系統(tǒng)具有較高的工作頻率和的安全隱患。因此雖然該技術(shù)出現(xiàn)的比較早，但未得到廣泛的應(yīng)輻射式 WPT射式WPT 的傳輸媒介是微波[16]。該系統(tǒng)需要使用專門的轉(zhuǎn)換裝通過發(fā)射天線發(fā)射到天空中，再利用專門的轉(zhuǎn)換裝置將接收天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。微波傳輸方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)較遠距離的強，且空間輻射損耗比較大，使得其系統(tǒng)的傳輸效率比較低，因陽能發(fā)電站、太空低軌衛(wèi)星等比較空曠的環(huán)境中有較高的應(yīng)用價

.3 磁場耦合式 WPT磁場耦合式WPT 技術(shù)是當前國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點話題。該技術(shù)則是利用法拉應(yīng)的基本原理，其系統(tǒng)的發(fā)射線圈在激勵下產(chǎn)生一個交變磁場，由于磁場的改變磁通量也會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，來實現(xiàn)電能的無線傳輸。磁場耦T 技術(shù)根據(jù)傳輸距離與磁性材料的不同，分別有磁耦合諧振式(Magnetically Coonant, MCR) WPT 技術(shù)和磁耦合感應(yīng)式(Magnetically Coupled Inductive, MCI) WPMCI WPT 技術(shù)的電能傳輸原理與松耦合變壓器的電能傳輸原理相似[18-19]，該系電源產(chǎn)生的高頻交變電流，經(jīng)過初級補償網(wǎng)絡(luò)后，輸入變壓器的初級側(cè)，交流電所產(chǎn)生的磁通量引起的次級側(cè)電動勢，然后經(jīng)過次級補償網(wǎng)絡(luò)和整流濾波電路后電能提供給負載，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于超聲波的隔金屬介質(zhì)無線電能傳輸技術(shù)研究[D]. 劉丹寧.大連理工大學(xué) 2015
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本文編號：3503154