【摘要】：無線電能傳輸是當(dāng)前電力技術(shù)的前沿和熱點(diǎn)話題。相比于有線輸電技術(shù),無線輸電避免了電線裸露,具有傳電便捷和用電安全的特點(diǎn),同時(shí)可有效減少化學(xué)電池的使用,降低環(huán)境污染。目前,無線輸電技術(shù)主要有三種方式,即微波遠(yuǎn)場傳輸,電磁耦合和磁諧振。其中,利用磁諧振原理的無線輸電兼顧了效率與傳輸距離,在近幾年取得了突破性的進(jìn)展。但是,當(dāng)前的磁諧振無線輸電技術(shù)建立于共振線圈基礎(chǔ)之上,存在帶寬較窄、對(duì)環(huán)境變化敏感等問題,并且不利于實(shí)現(xiàn)低成本的動(dòng)態(tài)輸電。本文提出一種新型傳輸線耦合型無線傳電系統(tǒng),以傳輸線上的駐波耦合取代線圈磁共振耦合,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于傳輸線的無線輸電系統(tǒng)。從原理上對(duì)傳輸線耦合展開了系統(tǒng)的分析,然后借助仿真軟件CST Microwave Studio對(duì)靜態(tài)傳輸線耦合與動(dòng)態(tài)傳輸線耦合展開了模型仿真分析,進(jìn)一步地我們對(duì)該輸電方式在抗偏移方面進(jìn)行了探討,最后搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以實(shí)驗(yàn)方式驗(yàn)證該新型無線輸電系統(tǒng)的高效性和靈活性。結(jié)果表明,本文所提出的傳輸線耦合無線輸電系統(tǒng)效率高:在靜態(tài)無線輸電方面,仿真耦合效率達(dá)到95%。在動(dòng)態(tài)無線輸電方面,仿真耦合效率達(dá)到90%以上,同時(shí)在粗略的實(shí)驗(yàn)測試下,動(dòng)態(tài)無線輸電耦合效率也高達(dá)80%;抗偏移能力強(qiáng):橫向偏移20%范圍內(nèi),耦合效率基本不發(fā)生改變;頻帶寬:工作帶寬達(dá)到10%。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM724
【圖文】：

１．２．無線輸電國內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑無線輸電并不是一項(xiàng)新概念，目前國內(nèi)外對(duì)該技術(shù)均有十分廣泛的研究。受電體與供電體之間相對(duì)靜止的靜態(tài)無線輸電，和受電體可移動(dòng)式動(dòng)態(tài)無線輸中動(dòng)態(tài)無線輸電將在延長行駛里程、減少電池的尺寸和成本、提高功率密度等發(fā)展的關(guān)鍵問題上發(fā)揮重要作用。逡逑１．２．１邋？靜態(tài)無線電能傳輸研究現(xiàn)狀逡逑目前國外對(duì)靜態(tài)無線電能傳輸主要有美國麻省理工學(xué)院、新西蘭奧克蘭大學(xué)、意大利佩魯賈大學(xué)高校。以及東芝、三菱、Ｉｎｔｅｌ等一些高科技企業(yè)。國內(nèi)要有重慶大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、華南理工大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校［８］。以爾集團(tuán)也在這方面投入了大量的研究。逡逑２００７年美國ＭＩＴ團(tuán)隊(duì)在《Ｓｃｉｅｎｃｅ》上發(fā)表一篇文章，利用磁共振原理在２以４０％的效率實(shí)現(xiàn)６０Ｗ功率傳輸，如圖１．１所示。實(shí)驗(yàn)中采用兩個(gè)直徑為６０ｃｍ線圈，利用線圈自身具有的分布參數(shù)，即同時(shí)存在的電感性、電容性，調(diào)節(jié)激自諧振頻率一致引起共振。逡逑

該系統(tǒng)不僅可以延長常規(guī)的基于諧振耦合的有效范圍，還可向移動(dòng)受電體不斷的提供電能。逡逑２０１３年韓國大田的韓國高等科學(xué)技術(shù)研宄院（ＫＡＩＳＴ）開發(fā)了一種創(chuàng)新的電力傳輸系統(tǒng)逡逑［１２］，如圖１．２所示。公交車可以實(shí)現(xiàn)非接觸的從埋藏在地下的電力發(fā)射器中獲取電力。與需要逡逑大量充電等待的傳統(tǒng)電動(dòng)車輛不同，該公交車可以在行進(jìn)時(shí)給電池充電。逡逑仰丨邋４邋ｉｎ＿逡逑２０邋ｋｆｌ／邐ｐｏｗｅｒ邋ｌｉｎｅｓ逡逑圖１．２動(dòng)態(tài)無線系統(tǒng)的概念圖逡逑２０１８年美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ＯＮＲＬ）對(duì)移動(dòng)受電體無線充電的傳輸特性、耦合逡逑機(jī)理等進(jìn)行了研究。研究人員研發(fā)了一款可用于移動(dòng)交通的無線充電系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)９７％傳輸效率逡逑下１２０ＫＷ功率傳輸，實(shí)驗(yàn)效果與傳統(tǒng)的有線大功率快速充電方式相當(dāng)。在實(shí)驗(yàn)演示中，電力逡逑在６英寸氣隙間距為移動(dòng)交通電池組提供電能。逡逑目前，重慶大學(xué)無線電能傳輸研發(fā)小組也完成了全套無線充電系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、樣件研發(fā)、逡逑３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號(hào)：2729853