發(fā)布時間：2022-01-13 17:04

　　無線電能傳輸技術(shù)作為一種新的電能傳輸方式,比傳統(tǒng)的插電式更方便和靈活,不容易受到天氣的影響而發(fā)生漏電現(xiàn)象,無磨損、操作性更強(qiáng),應(yīng)用前景廣闊,為安全供電和綠色供電提供了一種新的方法。然而,隨著無線電能傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展,人們開始重視電磁輻射對于人體安全性的問題。為此,本文主要研究無線電能傳輸系統(tǒng)工作時電磁輻射對周圍人體的影響,然后針對超出規(guī)定限值的電磁輻射進(jìn)行屏蔽技術(shù)的研究,對屏蔽裝置的材料、形狀、厚度、位置進(jìn)行仿真分析,找出更好的屏蔽方法,使得系統(tǒng)對人體的電磁輻射降低到安全限值以下。本文的研究內(nèi)容具體包括:（1）分別采用耦合模理論和電路理論建立無線電能傳輸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)出系統(tǒng)傳輸效率的表達(dá)式。對電磁環(huán)境的分析方法及諧振系統(tǒng)與人體的耦合機(jī)制進(jìn)行分析,為后文的研究提供理論依據(jù)。對系統(tǒng)添加屏蔽裝置,利用ANSYS Maxwell有限元仿真軟件對屏蔽前后兩種模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)和磁場分布情況進(jìn)行比較。結(jié)果表明,屏蔽裝置的加入可以增強(qiáng)耦合區(qū)域磁場強(qiáng)度,限制漏磁。同時得出,屏蔽裝置的材料、位置以及形狀均會影響系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電磁場的分布情況。（2）以未添加屏蔽裝置的無線電能傳輸系統(tǒng)為基礎(chǔ),研究人體... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁感應(yīng)式無線電能傳輸結(jié)構(gòu)框圖

碩士學(xué)位論文3量傳輸。因此，該技術(shù)對一些障礙物具有一定的克服作用，例如陶瓷、橡膠、玻璃等一些非導(dǎo)電性能的物質(zhì)。微波式無線電能傳輸系統(tǒng)工作時，若發(fā)射天線與接收天線完全一一對應(yīng)，則系統(tǒng)傳輸效果較好，但是，當(dāng)兩天線裝置不能對準(zhǔn)時，微波會從發(fā)射天線中向各個方向發(fā)射，導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低。所以兩天線的放置位置將會影響系統(tǒng)整體的傳輸性能。同時，當(dāng)兩天線裝置的位置不能對準(zhǔn)時，對系統(tǒng)周圍的設(shè)備或人體將造成影響。因此，目前為止該技術(shù)應(yīng)用范圍較小，僅在微波飛機(jī)、衛(wèi)星發(fā)電站等設(shè)備中使用。圖1.2微波式無線電能傳輸結(jié)構(gòu)框圖1.2.3磁耦合諧振式無線電能傳輸無線電能傳輸?shù)牧硗庖环N傳輸方式為磁耦合諧振式無線電能傳輸(MagneticCoupledResonantWirelessPowerTransfer，簡稱MCR-WPT)。其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1.3所示。MCR-WPT技術(shù)的基本原理是當(dāng)電源頻率和線圈固有頻率相同時，發(fā)射線圈會在周圍空間產(chǎn)生交變電磁場，而接收線圈放置在發(fā)射線圈附近的磁場，當(dāng)兩線圈的諧振頻率相同，進(jìn)而產(chǎn)生電磁諧振，從而將電能傳送給負(fù)載設(shè)備，實現(xiàn)電能的無線傳輸[18]。該傳輸方法利用電磁場共振的原理和近場強(qiáng)耦合概念進(jìn)行無線電能傳輸，最終實現(xiàn)了MCR-WPT系統(tǒng)的能量傳輸。圖1.3磁耦合諧振式無線電能傳輸結(jié)構(gòu)框圖為了對比三種傳輸方式在工作時，系統(tǒng)傳輸距離等其它方面的性能，列出了三種方式的傳輸特點，如表1.1所示�？梢钥闯�，磁耦合諧振式無線電能傳輸相較于另外兩種，更適合中等距離的傳輸，傳輸效率也較高，解決了其它兩種傳輸方式不可兼得的矛盾[19-20]。

碩士學(xué)位論文3量傳輸。因此，該技術(shù)對一些障礙物具有一定的克服作用，例如陶瓷、橡膠、玻璃等一些非導(dǎo)電性能的物質(zhì)。微波式無線電能傳輸系統(tǒng)工作時，若發(fā)射天線與接收天線完全一一對應(yīng)，則系統(tǒng)傳輸效果較好，但是，當(dāng)兩天線裝置不能對準(zhǔn)時，微波會從發(fā)射天線中向各個方向發(fā)射，導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低。所以兩天線的放置位置將會影響系統(tǒng)整體的傳輸性能。同時，當(dāng)兩天線裝置的位置不能對準(zhǔn)時，對系統(tǒng)周圍的設(shè)備或人體將造成影響。因此，目前為止該技術(shù)應(yīng)用范圍較小，僅在微波飛機(jī)、衛(wèi)星發(fā)電站等設(shè)備中使用。圖1.2微波式無線電能傳輸結(jié)構(gòu)框圖1.2.3磁耦合諧振式無線電能傳輸無線電能傳輸?shù)牧硗庖环N傳輸方式為磁耦合諧振式無線電能傳輸(MagneticCoupledResonantWirelessPowerTransfer，簡稱MCR-WPT)。其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1.3所示。MCR-WPT技術(shù)的基本原理是當(dāng)電源頻率和線圈固有頻率相同時，發(fā)射線圈會在周圍空間產(chǎn)生交變電磁場，而接收線圈放置在發(fā)射線圈附近的磁場，當(dāng)兩線圈的諧振頻率相同，進(jìn)而產(chǎn)生電磁諧振，從而將電能傳送給負(fù)載設(shè)備，實現(xiàn)電能的無線傳輸[18]。該傳輸方法利用電磁場共振的原理和近場強(qiáng)耦合概念進(jìn)行無線電能傳輸，最終實現(xiàn)了MCR-WPT系統(tǒng)的能量傳輸。圖1.3磁耦合諧振式無線電能傳輸結(jié)構(gòu)框圖為了對比三種傳輸方式在工作時，系統(tǒng)傳輸距離等其它方面的性能，列出了三種方式的傳輸特點，如表1.1所示�？梢钥闯�，磁耦合諧振式無線電能傳輸相較于另外兩種，更適合中等距離的傳輸，傳輸效率也較高，解決了其它兩種傳輸方式不可兼得的矛盾[19-20]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化研究及充電公路的探索[D]. 劉禹岑.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2017
[4]電動汽車動態(tài)無線供電的N型磁耦合機(jī)構(gòu)電磁兼容研究[D]. 胥佳琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]電動汽車無線充電系統(tǒng)建模與電磁輻射安全性研究[D]. 王碩.清華大學(xué) 2017
[6]電動汽車無線充電系統(tǒng)建模與電磁安全性研究[D]. 朱勇.重慶大學(xué) 2016
[7]超導(dǎo)體—鐵磁體超材料的磁屏蔽與磁傳輸特性研究[D]. 劉歡.西南交通大學(xué) 2015
[8]電動汽車無線充電系統(tǒng)的研制及性能優(yōu)化[D]. 任曉峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[9]開關(guān)電源中高電流密度匯流排的仿真與優(yōu)化[D]. 燕宣余.西南交通大學(xué) 2014
[10]電力需求側(cè)能效評估系統(tǒng)研制及在電動汽車充電站的應(yīng)用[D]. 戴曉宗.湖南大學(xué) 2014



本文編號：3586818