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一种基于平面-曲面解耦线圈的旋转机构无线电能与信号并行传输技术
1
作者
程豪
周玮
+2 位作者
张泽恒
张一鸣
麦瑞坤
《电工技术学报》
北大核心
2025年第14期4395-4405,共11页
在船舶、风电机组及轨道交通等领域,对转轴的状态监测越来越重要。如何为安装于旋转机构上的监测系统提供稳定可靠的电能,成为亟待解决且具有挑战性的难题。无线电能与信号并行传输是一个可行方案,它既适用于旋转结构的特殊应用场合,能...
在船舶、风电机组及轨道交通等领域,对转轴的状态监测越来越重要。如何为安装于旋转机构上的监测系统提供稳定可靠的电能,成为亟待解决且具有挑战性的难题。无线电能与信号并行传输是一个可行方案,它既适用于旋转结构的特殊应用场合,能够提供稳定可靠的电能,又能够实现轴端状态数据的回传,实时监测转轴的健康状态。但是,对于一些较大轴径的旋转机构,系统将会面临两个问题:(1)接收线圈过长,会导致损耗严重,且接收线圈包裹整个转轴,线圈整体全部通电,会产生严重的电磁辐射;(2)轴端接收侧的曲面能量线圈与信号线圈如何实现解耦。在此基础上,该文首先提出一种平面-曲面解耦线圈结构,分析能量线圈与信号线圈间的解耦关系。同时,系统的副边能量线圈采用分段方式,以减小电磁辐射和线圈损耗,并提出三母线的电路结构,克服线圈过渡段时的功率跌落。然后建立旋转机构无线电能与信号并行传输的等效电路,并分析系统的传输特性。最后,通过有限元法模拟和实验进行了验证。结果表明,所提平面-曲面解耦线圈结构,使得能量线圈与信号线圈之间的互感基本为0,三母线电路结构也将系统输出电压波动抑制在10%以内,实现了旋转机构无线电能与信号的并行传输,验证了所提方案的可行性。
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关键词
旋转机构
电能与信号并行传输
平面-曲面解耦线圈
三母线电路结构
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职称材料
PCB材料与电源/地层谐振阻抗关系
被引量：
6
2
作者
苏东林
王晓晓
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第5期568-571,共4页
为降低多层高速PCB(Printed Circuit Board)电源/地谐振阻抗,根据平行平面腔体谐振模型理论推导出PCB电源/地谐振阻抗、谐振频率、谐振品质因数与构成PCB板的导体材料和绝缘材料的电磁参数的之间的函数关系式,并根据此关系式得出了从PC...
为降低多层高速PCB(Printed Circuit Board)电源/地谐振阻抗,根据平行平面腔体谐振模型理论推导出PCB电源/地谐振阻抗、谐振频率、谐振品质因数与构成PCB板的导体材料和绝缘材料的电磁参数的之间的函数关系式,并根据此关系式得出了从PCB材料选取角度减小电源/地谐振阻抗的两种途径,即采用高磁导率、低电导率的导体材料代替普通导体材料;采用高介电常数和损耗正切的平面间绝缘体材料.随后PCB电源/地平行平面结构的全波仿真结果证实了这两种途径的有效性.
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关键词
PCB
谐振阻抗
电源/地平行平面结构
平行平面腔体谐振模型
电源完整性
同时转换噪声
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职称材料
题名
一种基于平面-曲面解耦线圈的旋转机构无线电能与信号并行传输技术
1
作者
程豪
周玮
张泽恒
张一鸣
麦瑞坤
机构
西南交通大学电气工程学院
出处
《电工技术学报》
北大核心
2025年第14期4395-4405,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(U22A20222)。
文摘
在船舶、风电机组及轨道交通等领域,对转轴的状态监测越来越重要。如何为安装于旋转机构上的监测系统提供稳定可靠的电能,成为亟待解决且具有挑战性的难题。无线电能与信号并行传输是一个可行方案,它既适用于旋转结构的特殊应用场合,能够提供稳定可靠的电能,又能够实现轴端状态数据的回传,实时监测转轴的健康状态。但是,对于一些较大轴径的旋转机构,系统将会面临两个问题:(1)接收线圈过长,会导致损耗严重,且接收线圈包裹整个转轴,线圈整体全部通电,会产生严重的电磁辐射;(2)轴端接收侧的曲面能量线圈与信号线圈如何实现解耦。在此基础上,该文首先提出一种平面-曲面解耦线圈结构,分析能量线圈与信号线圈间的解耦关系。同时,系统的副边能量线圈采用分段方式,以减小电磁辐射和线圈损耗,并提出三母线的电路结构,克服线圈过渡段时的功率跌落。然后建立旋转机构无线电能与信号并行传输的等效电路,并分析系统的传输特性。最后,通过有限元法模拟和实验进行了验证。结果表明,所提平面-曲面解耦线圈结构,使得能量线圈与信号线圈之间的互感基本为0,三母线电路结构也将系统输出电压波动抑制在10%以内,实现了旋转机构无线电能与信号的并行传输,验证了所提方案的可行性。
关键词
旋转机构
电能与信号并行传输
平面-曲面解耦线圈
三母线电路结构
Keywords
Rotating mechanism
parallel
transmission of
power
and signal
plane
-curved decoupling coil
three-bus circuit
structure
分类号
TM724 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
PCB材料与电源/地层谐振阻抗关系
被引量：
6
2
作者
苏东林
王晓晓
机构
北京航空航天大学电子信息工程学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第5期568-571,共4页
文摘
为降低多层高速PCB(Printed Circuit Board)电源/地谐振阻抗,根据平行平面腔体谐振模型理论推导出PCB电源/地谐振阻抗、谐振频率、谐振品质因数与构成PCB板的导体材料和绝缘材料的电磁参数的之间的函数关系式,并根据此关系式得出了从PCB材料选取角度减小电源/地谐振阻抗的两种途径,即采用高磁导率、低电导率的导体材料代替普通导体材料;采用高介电常数和损耗正切的平面间绝缘体材料.随后PCB电源/地平行平面结构的全波仿真结果证实了这两种途径的有效性.
关键词
PCB
谐振阻抗
电源/地平行平面结构
平行平面腔体谐振模型
电源完整性
同时转换噪声
Keywords
PCB
resonant impedance
power/ground parallel planes structure
parallel
planes
cavity resonant model
power
integrity
simultaneous switching noise
分类号
TM21 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种基于平面-曲面解耦线圈的旋转机构无线电能与信号并行传输技术
程豪
周玮
张泽恒
张一鸣
麦瑞坤
《电工技术学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
PCB材料与电源/地层谐振阻抗关系
苏东林
王晓晓
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
6
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职称材料
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