基于非正弦電流波無(wú)線攜能通信復(fù)用系統(tǒng)電路拓?fù)溲芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2020-05-10 07:35
【摘要】：無(wú)線電能傳輸技術(shù)經(jīng)歷了近二十年的快速發(fā)展,已經(jīng)在電能傳輸領(lǐng)域中突顯了其廣闊的應(yīng)用前景。其中,感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸技術(shù)以輻射小、靈活、無(wú)直接接觸等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于人體植入式設(shè)備和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。在特殊的應(yīng)用場(chǎng)景中,不僅需要實(shí)現(xiàn)能量傳輸,同時(shí)需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的信息交換。本文提出了一種利用逆變器占空比與諧波幅值的關(guān)系調(diào)制信號(hào)的WPIT方案,利用發(fā)射線圈上的電壓基波分量和諧波分量分別傳遞能量和信號(hào)。本文首先研究了傳統(tǒng)的感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)(WPT),建立了基于互感模型的系統(tǒng)等效電路模型,探討了系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、工作原理和主要系統(tǒng)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,充分考慮了電能和信號(hào)之間的干擾,提出了利用諧波通信的無(wú)線電能與信號(hào)同步傳輸(WPIT)方案�；谠摲桨�,對(duì)適用于該方案的發(fā)射電路拓?fù)湔归_(kāi)理論研究,這些發(fā)射電路拓?fù)浒p管正激逆變器和有源箝位正激逆變器。通過(guò)對(duì)逆變器產(chǎn)生的非正弦電壓方波進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解,定量分析了占空比對(duì)基波和各次諧波幅值的影響。然后以有源箝位正激逆變器(ACI)為例,對(duì)基于占空比的諧波信號(hào)調(diào)制方法進(jìn)行了分析。最后搭建了以有源箝位正激逆變器為發(fā)射電路的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)證明本文提出的方案有效減小了通信功能對(duì)無(wú)線電能傳輸效率的影響,實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸效率與通信速率的準(zhǔn)解耦控制。同時(shí),在降低了信號(hào)調(diào)制復(fù)雜度的前提下,提升了系統(tǒng)傳輸?shù)男旁氡?本文基于ACI提出的兩種通信模式在無(wú)線電能傳輸能力與高信噪比之間找到了平衡。
【圖文】：
諧振頻率的線圈構(gòu)成，在實(shí)際測(cè)試中，成功地點(diǎn)亮 1 40%[6]，該系統(tǒng)主要突出了在傳輸距離和傳輸功率方通公司在對(duì)磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究中。在 2013 年，Olutola Jonah 和 Stavros V.Georgakopoul中的無(wú)線電能傳輸實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的傳輸距離為 10cm，7.2%-38.5%。從 2012 年起，美國(guó) Benjamin 等人為了解決體內(nèi)植入，開(kāi)始基于磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸技術(shù)，研究在人被稱為 FREE-D 系統(tǒng)。如圖 1.1 所示，F(xiàn)REE-D 系統(tǒng)的成，Benjamin 等人設(shè)計(jì)出來(lái)的樣機(jī)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后，可以平匹茲堡大學(xué)也深入研究了基于磁耦合諧振式無(wú)線能量傳間的耦合磁場(chǎng)傳輸媒介分別為人體組織和自由空間兩減小可以有效提升系統(tǒng)效率。
圖 1.2 德國(guó) VAHLE 公司非接觸供電產(chǎn)品示意圖93 年期間，德國(guó)著名科學(xué)家 A.Esser 和 A.Nagel 對(duì)電能與信號(hào)同步傳輸技術(shù)進(jìn)行了。為了在感應(yīng)式電能傳輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同步傳輸，他們基于已有的系統(tǒng)，額外個(gè)獨(dú)立的磁耦合線圈結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)的信號(hào)最大傳輸速度可以達(dá)幾 Mbit/s�；谇叭斯�，日本著名科學(xué)家 Junji Hirai 和 AtsuoKawamura 進(jìn)一步研究了無(wú)線電能與信號(hào)同術(shù)，他們?cè)跈C(jī)械手臂的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)中，內(nèi)置了信號(hào)傳輸線圈，通過(guò)加入了磁避免了在電能與信號(hào)同步傳輸時(shí)，信號(hào)耦合線圈和電能耦合線圈之間的電磁干擾。項(xiàng)成果在權(quán)威期刊 IEEE 上發(fā)表。 2012 年，意大利佩魯賈大學(xué)的學(xué)者基于四線圈機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了不同頻率通道的電能與傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一組能量傳輸線圈和一組信號(hào)傳輸線圈，能量和信息通過(guò)不傳輸通道傳遞，實(shí)現(xiàn)了 100MHZ 頻段內(nèi)的電能與信息的同步傳輸，，此外還提出一種頻率的分析算法。電動(dòng)汽車應(yīng)用領(lǐng)域，2011 年，Evatran 公司發(fā)布了由其自主研發(fā)的電動(dòng)汽車無(wú)線感應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM724
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 譚林林;;無(wú)線電能傳輸技術(shù)與應(yīng)用[J];國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài);2015年06期
2 張濤;;基于超聲波的無(wú)線電能傳輸?shù)难芯縖J];山東工業(yè)技術(shù);2019年06期
3 張璇;;無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J];數(shù)字通信世界;2018年05期
4 ;“無(wú)線電能傳輸技術(shù)”專題征稿啟事[J];廣東電力;2018年05期
5 姜瑞征;丁博文;韓倩;劉茜茜;;無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的研究[J];內(nèi)燃機(jī)與配件;2018年16期
6 廉世杰;;無(wú)線電能傳輸發(fā)展動(dòng)態(tài)及新趨向[J];數(shù)字通信世界;2018年09期
7 陶治禮;;微波無(wú)線電能傳輸與通信系統(tǒng)的研究探討[J];現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化;2016年24期
8 黃潤(rùn)鴻;張波;朱U
本文編號(hào)：2656969
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2656969.html
【圖文】：
諧振頻率的線圈構(gòu)成，在實(shí)際測(cè)試中，成功地點(diǎn)亮 1 40%[6]，該系統(tǒng)主要突出了在傳輸距離和傳輸功率方通公司在對(duì)磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究中。在 2013 年，Olutola Jonah 和 Stavros V.Georgakopoul中的無(wú)線電能傳輸實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的傳輸距離為 10cm，7.2%-38.5%。從 2012 年起，美國(guó) Benjamin 等人為了解決體內(nèi)植入，開(kāi)始基于磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸技術(shù)，研究在人被稱為 FREE-D 系統(tǒng)。如圖 1.1 所示，F(xiàn)REE-D 系統(tǒng)的成，Benjamin 等人設(shè)計(jì)出來(lái)的樣機(jī)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后，可以平匹茲堡大學(xué)也深入研究了基于磁耦合諧振式無(wú)線能量傳間的耦合磁場(chǎng)傳輸媒介分別為人體組織和自由空間兩減小可以有效提升系統(tǒng)效率。
圖 1.2 德國(guó) VAHLE 公司非接觸供電產(chǎn)品示意圖93 年期間，德國(guó)著名科學(xué)家 A.Esser 和 A.Nagel 對(duì)電能與信號(hào)同步傳輸技術(shù)進(jìn)行了。為了在感應(yīng)式電能傳輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同步傳輸，他們基于已有的系統(tǒng)，額外個(gè)獨(dú)立的磁耦合線圈結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)的信號(hào)最大傳輸速度可以達(dá)幾 Mbit/s�；谇叭斯�，日本著名科學(xué)家 Junji Hirai 和 AtsuoKawamura 進(jìn)一步研究了無(wú)線電能與信號(hào)同術(shù)，他們?cè)跈C(jī)械手臂的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)中，內(nèi)置了信號(hào)傳輸線圈，通過(guò)加入了磁避免了在電能與信號(hào)同步傳輸時(shí)，信號(hào)耦合線圈和電能耦合線圈之間的電磁干擾。項(xiàng)成果在權(quán)威期刊 IEEE 上發(fā)表。 2012 年，意大利佩魯賈大學(xué)的學(xué)者基于四線圈機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了不同頻率通道的電能與傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一組能量傳輸線圈和一組信號(hào)傳輸線圈，能量和信息通過(guò)不傳輸通道傳遞，實(shí)現(xiàn)了 100MHZ 頻段內(nèi)的電能與信息的同步傳輸，，此外還提出一種頻率的分析算法。電動(dòng)汽車應(yīng)用領(lǐng)域，2011 年，Evatran 公司發(fā)布了由其自主研發(fā)的電動(dòng)汽車無(wú)線感應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM724
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2 張濤;;基于超聲波的無(wú)線電能傳輸?shù)难芯縖J];山東工業(yè)技術(shù);2019年06期
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4 ;“無(wú)線電能傳輸技術(shù)”專題征稿啟事[J];廣東電力;2018年05期
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7 陶治禮;;微波無(wú)線電能傳輸與通信系統(tǒng)的研究探討[J];現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化;2016年24期
8 黃潤(rùn)鴻;張波;朱U
本文編號(hào)：2656969
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