磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)憑借其靈活方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于家電設(shè)備、電動(dòng)汽車、水下探測(cè)器等領(lǐng)域。在人體植入式設(shè)備、傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,設(shè)備進(jìn)行電能輸送的同時(shí)還需要傳輸有效的控制信息。因此,對(duì)能量與信號(hào)同步傳輸?shù)难芯烤哂兄匾囊饬x和應(yīng)用價(jià)值�；诖篷詈现C振式無線電能傳輸原理,對(duì)電能傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了全橋逆變、串聯(lián)補(bǔ)償、四線圈結(jié)構(gòu)的磁耦合諧振無線電能傳輸系統(tǒng)。根據(jù)電路理論對(duì)系統(tǒng)建模,通過MATLAB軟件分析了負(fù)載、系統(tǒng)頻率、線圈匝數(shù)等影響因子對(duì)電能傳輸特性的影響。在無線電能傳輸?shù)幕A(chǔ)上,設(shè)計(jì)了兩種不同的電能與信號(hào)同步傳輸方案。幅度調(diào)制式方案是利用自舉升壓電路占空比的不同,根據(jù)待傳數(shù)字信號(hào)的變化對(duì)電壓的幅度進(jìn)行調(diào)制,調(diào)制后的電壓波形通過諧振線圈進(jìn)行傳輸,在接收端經(jīng)檢波、濾波、比較后恢復(fù)出待傳數(shù)字信號(hào)。頻率調(diào)制式方案是通過開關(guān)鍵控將攜帶數(shù)字信息的高頻載波加載到電能通道中經(jīng)諧振耦合線圈進(jìn)行傳輸,在接收端經(jīng)過檢波、放大、濾波、比較后解調(diào)出數(shù)字信號(hào)。通過分析兩種方案的傳輸原理,設(shè)計(jì)了信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)電路、能量的發(fā)射與接收電路以及諧振耦合線圈結(jié)構(gòu),并運(yùn)用Multisim軟件對(duì)系統(tǒng)電... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

無線充電電動(dòng)汽車

該技術(shù)的原理是當(dāng)兩個(gè)相鄰線圈中一個(gè)線圈有電流通過時(shí)，另外一個(gè)線圈由于電磁感現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。但是兩個(gè)線圈之間由于空氣間隙較大使漏磁現(xiàn)象比較嚴(yán)重，導(dǎo)致電能傳輸系統(tǒng)中傳輸距離縮短、傳輸性能下降[7]。19 世紀(jì)末，著名的物理學(xué)家 Nikola Tesla 設(shè)想采用電場(chǎng)耦合的方式實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸，但由于當(dāng)時(shí)資金受限以及科技水平較低，他的實(shí)驗(yàn)并未成功。新西蘭 BOYS 團(tuán)在 20 世紀(jì) 90 年代運(yùn)用電磁感應(yīng)技術(shù)對(duì)旅游景點(diǎn)的載人覽車開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。進(jìn)20 世紀(jì)，該團(tuán)隊(duì)對(duì)電磁感應(yīng)型無線電能傳輸方式的基本原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能優(yōu)化等面進(jìn)行深入研究，發(fā)表了相關(guān)的研究成果[8]。2010 年英國 HaloIPT 公司開發(fā)了一款電磁感應(yīng)無線充電電動(dòng)汽車，如圖 1.1 所示電磁感應(yīng)技術(shù)要求較高，需要使電動(dòng)汽車的底部接收線圈和電源的發(fā)射線圈嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)一但發(fā)生位置偏移，電能傳輸效率將急劇下降。為了進(jìn)一步研究無線充電汽車，許多司紛紛加入該團(tuán)隊(duì)，通過合作實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車的充電位置從固定到動(dòng)態(tài)變化的過程。現(xiàn)今，蘋果、華為、三星等公司都在致力于手機(jī)無線充電設(shè)備的研究，圖 1.2 為星公司在 2017 年推出的支持快速充電的無線手機(jī)充電器，每個(gè)人只需將手機(jī)放到該充器上，便能快速地為手機(jī)充電。

1 緒論設(shè)計(jì)了無線充電模型。學(xué)的徐桂芝研究小組在植入式醫(yī)療設(shè)備方面進(jìn)行了研輸系統(tǒng)方案的可行性[11-12]。諧振型型無線電能傳輸技術(shù)也是一種近場(chǎng)無線傳輸技術(shù)，傳具有相同的頻率產(chǎn)生共振，從而連續(xù)地將電能從發(fā)送與電磁感應(yīng)型相比，該技術(shù)具有傳輸距離遠(yuǎn)、輸出功增大無線電能的傳輸距離，美國麻省理工學(xué)院研究團(tuán)，他們利用磁耦合諧振原理成功將一只 60W 的燈泡在傳輸效率達(dá)到了 40%[13]，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2967933