本文關(guān)鍵詞：諧振式無線電能傳輸技術(shù)研究　出處：《福州大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 無線電能傳輸 諧振 耦合 磁系統(tǒng) 功率

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的提高,無線電能傳輸技術(shù)獲得國內(nèi)外專家學(xué)者的關(guān)注,無線電能傳輸技術(shù)是通過電磁場進(jìn)行能量傳遞,其中諧振式無線電能傳輸技術(shù)具有傳輸距離較遠(yuǎn)的特點(diǎn)。本文針對一種300W功率、負(fù)載為160Ω、傳輸距離27mm無線電能傳輸技術(shù)的某企業(yè)實際產(chǎn)品開發(fā)需求,開展了理論分析、電磁場和電路系統(tǒng)仿真以及樣機(jī)測試工作,主要包括諧振式無線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀和意義、諧振式無線電能傳輸技術(shù)電路拓?fù)�、電路諧振參數(shù)介紹、磁耦合系統(tǒng)分析設(shè)計、發(fā)射側(cè)和接收側(cè)主電路仿真分析、樣機(jī)設(shè)計制作及實驗測量分析。首先從無線電能傳輸技術(shù)的定義、分類、國內(nèi)外對無線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及無線電能傳輸技術(shù)的研究意義進(jìn)行介紹,并且介紹了本文主要研究內(nèi)容。其次對諧振式無線電能傳輸技術(shù)的基本架構(gòu)、諧振式無線電能傳輸技術(shù)的基本電路拓?fù)溥M(jìn)行簡要介紹,同時對諧振式無線電能傳輸技術(shù)的等效電路圖,即串聯(lián)-串聯(lián)諧振、串聯(lián)-并聯(lián)諧振、并聯(lián)-串聯(lián)諧振、并聯(lián)-并聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)作闡述,以及對接收側(cè)傳遞功率的影響因素作了分析,并且對諧振電感、諧振電容、互感和線圈電阻等電路諧振參數(shù)也作了簡要闡述。接著通過對磁耦合系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化設(shè)計,先對含有磁芯和不含有磁芯兩種情況通過磁場仿真分析比較,確定選擇含有磁芯作為樣機(jī)制作；接著對含有磁芯時,接收側(cè)不同尺寸磁芯和繞組進(jìn)行磁場仿真分析,從仿真結(jié)果中最終選取了兩種樣機(jī)制作方案分別應(yīng)用于接收側(cè)的串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振工作模式,同時對磁芯是否飽和進(jìn)行分析,從而確保所選擇的兩種設(shè)計方案可以正常工作。再者對發(fā)射側(cè)和接收側(cè)主要電路基本模型進(jìn)行仿真分析,同時對接收側(cè)線圈的主要電路參數(shù)進(jìn)行實驗測量獲得相應(yīng)結(jié)論。最后,針對前面所確定的兩種制樣方案的160Ω電阻負(fù)載情況下進(jìn)行實驗測量,得到一些實驗數(shù)據(jù)、曲線圖、實驗波形圖及結(jié)論；同時,針對接收側(cè)串聯(lián)諧振模式時的300W電阻負(fù)載實驗進(jìn)行測量,包含發(fā)射側(cè)和接收側(cè)之間不同距離以及不同輸出濾波電容的情況,從而獲得相關(guān)實驗數(shù)據(jù)、曲線圖、實驗波形圖及結(jié)論；最終通過理論分析和實驗結(jié)果論證了這個實驗樣機(jī)是符合所需功率輸出的一套無線電能傳輸系統(tǒng)。
[Abstract]:With the development of economy and the improvement of science and technology, the technology of radio energy transmission has gained the attention of experts and scholars at home and abroad. The technology of radio energy transmission is carried out through electromagnetic field. The resonant radio energy transmission technology has the characteristics of long transmission distance. This paper focuses on a 300W power with a load of 160 惟. The actual product development requirements of a 27mm radio energy transmission technology enterprise are analyzed theoretically, electromagnetic field and circuit system simulation and prototype test are carried out. It mainly includes the research status and significance of resonant radio energy transmission technology, the circuit topology of resonant radio energy transmission technology, the introduction of circuit resonant parameters, and the analysis and design of magnetic coupling system. The main circuit of transmitter and receiver is simulated, the prototype is designed and manufactured, and the experimental measurement is analyzed. Firstly, the definition and classification of radio energy transmission technology are introduced. The research status of radio energy transmission technology and the significance of radio energy transmission technology are introduced at home and abroad. Secondly, the basic structure of resonant radio energy transmission technology and the basic circuit topology of resonant radio energy transmission technology are briefly introduced. At the same time, the equivalent circuit diagram of resonant radio energy transmission technology, namely series-series resonance, series-parallel resonance, shunt-series resonance, parallel-parallel resonant structure is expounded. The influence factors of the transmission power on the receiving side are analyzed, and the resonant inductance and the resonant capacitance are also analyzed. The resonant parameters such as mutual inductance and coil resistance are also briefly described. Then the simulation analysis and optimization design of the magnetic coupling system are carried out. Firstly, through the magnetic field simulation analysis and comparison between the magnetic core and the absence of magnetic core, it is determined to select the magnetic core as the prototype. Then the magnetic field simulation analysis of different size cores and windings on the receiving side is carried out when the magnetic core is contained. From the simulation results, two prototypes are selected to work in the receiving side of the series resonance and parallel resonance respectively, and the saturation of the magnetic core is analyzed at the same time. In order to ensure that the two design options selected can work normally. Thirdly, the basic circuit models of the transmitter and receiver are simulated. At the same time, the main circuit parameters of the receiving side coil are measured experimentally. Finally, the experimental measurement is carried out under the load of 160 惟 resistance of the two kinds of sample preparation schemes. Some experimental data, curves, experimental waveforms and conclusions are obtained. At the same time, the 300W resistor load experiment in the series resonant mode of the receiving side is measured, including the different distance between the transmitting side and the receiving side and the different output filter capacitance. Thus, relevant experimental data, curves, experimental waveforms and conclusions are obtained. Finally, through theoretical analysis and experimental results, it is proved that the experimental prototype is a set of radio energy transmission system which accords with the required power output.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM724

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本文編號：1379182