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感应耦合无线电能传输系统的能量法模型及特性分析 被引量：13
1
作者 疏许健 张波 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期28-32,共5页
感应耦合无线电能传输(ICPT)基于电磁感应原理,目前采用电路模型的分析方法,由于该方法无法深入了解ICPT系统能量传输的过程,所以提出了一种ICPT系统的能量法建模方法,建立了串联—串联(SS)、串联—并联(SP)、并联—串联(PS)和并联—并... 感应耦合无线电能传输(ICPT)基于电磁感应原理,目前采用电路模型的分析方法,由于该方法无法深入了解ICPT系统能量传输的过程,所以提出了一种ICPT系统的能量法建模方法,建立了串联—串联(SS)、串联—并联(SP)、并联—串联(PS)和并联—并联(PP)型4种ICPT系统的能量法模型,分析了能量法模型与耦合模型的相互关系,研究了它们的等效性及数学意义上的等效条件,并通过MATLAB仿真研究,证明了理论分析的正确性。此外,目前ICPT系统与磁耦合谐振式无线电能传输(MCRWPT)系统原理相混淆,因而基于能量法模型分析了ICPT系统与MCRWPT系统在原理上的区别,得出只有在谐振、弱耦合、高品质因数的物理条件下,SS型ICPT系统才与MCRWPT系统等效,由此阐明了ICPT系统与MCRWPT系统原理上的差异性,为进一步精确设计和优化ICPT系统与MCRWPT系统设计提供了模型基础。 展开更多
关键词 无线电能传输 感应耦合 磁耦合谐振 能量法模型 耦合模型
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一种磁耦合多频谐振式无线电能传输系统设计 被引量：1
2
作者 胡波 王汉卿 +1 位作者 李江南 李锐华 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第2期24-30,共7页
为了适应多频多负载无线供电应用场景,提出了一种单发射双接收磁耦合多频谐振式无线电能传输系统设计方案。首先,基于互感理论和耦合模理论,建立了单发射双接收无线电能传输系统等效电路模型;其次,通过分析脉宽调制对系统无线电能传输... 为了适应多频多负载无线供电应用场景,提出了一种单发射双接收磁耦合多频谐振式无线电能传输系统设计方案。首先,基于互感理论和耦合模理论,建立了单发射双接收无线电能传输系统等效电路模型;其次,通过分析脉宽调制对系统无线电能传输特性的影响规律,提出了一种基于单极性控制的多频复合脉宽调制策略;然后,针对单发射双接收磁耦合多频谐振式无线电能传输系统,设计了一种基于圆角矩形的同轴异侧单发射双接收平面螺旋形磁耦合线圈及相应的高频控制电路和谐振补偿电路;最后,搭建系统样机进行实验测试。测试结果表明,该系统能够同时实现多个磁耦合谐振频率无线电能的有效传输,验证了系统设计方案的可行性及有效性。 展开更多
关键词 无线电能传输 单发射多接收 脉宽调制 磁耦合多频谐振 实验系统
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电场耦合无人机无线电能传输系统轻量化抗偏无线输电耦合机构研究
3
作者 张鑫 杨帅鑫 +1 位作者 王文杰 范兴明 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4343-4354,共12页
由于目前无人机WPT系统中存在耦合机构机载端质量大、体积大、抗偏能力差以及电磁干扰大的问题,该文提出一种轻量化抗偏无线输电耦合机构和一种基于F-LCCL型单侧谐振补偿网络的无人机WPT系统。首先,分析了无人机对于耦合机构的设计需求... 由于目前无人机WPT系统中存在耦合机构机载端质量大、体积大、抗偏能力差以及电磁干扰大的问题,该文提出一种轻量化抗偏无线输电耦合机构和一种基于F-LCCL型单侧谐振补偿网络的无人机WPT系统。首先,分析了无人机对于耦合机构的设计需求,提出一种具备轻量化和抗偏特性的电场耦合机构设计思路,从结构设计、电场分布和抗偏能力三方面展开分析。然后,设计F-LCCL型单侧谐振补偿网络,对系统进行理论建模及输出特性分析,并基于该谐振补偿网络设计无人机无线电能传输系统。最后,搭建仿真及实验平台,对系统的无线电能传输能力、抗偏特性和输出特性三个方面进行仿真分析和实验验证。结果表明,所提方案机载侧具备较强的轻量化抗偏水平,且在一定负载变化范围内具备变负载恒压输出特性。 展开更多
关键词 无人机 无线电能传输 耦合机构 轻量化 抗偏
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三相-单相矩阵变换器的感应式无线电能传输系统调制策略
4
作者 张欣 魏祥宇 +2 位作者 高佳鑫 王龙龙 高鹏翔 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期157-166,共10页
针对感应式无线电能传输系统使用多级功率转换结构存在的传输效率较低,成本较高,结构复杂的问题,使用矩阵变换器替代传统多级功率转换结构,提出一种基于三相-单相矩阵变换器的调制策略,实现AC-AC直接功率变化。电网侧的三相工频交流电... 针对感应式无线电能传输系统使用多级功率转换结构存在的传输效率较低,成本较高,结构复杂的问题,使用矩阵变换器替代传统多级功率转换结构,提出一种基于三相-单相矩阵变换器的调制策略,实现AC-AC直接功率变化。电网侧的三相工频交流电通过矩阵变换器的功率调制,实现能量注入状态和自由振荡状态之间的切换,直接输出高频可控电流。矩阵变换器共有十二种工作模式,基于调制策略调节谐振电流,无需中间储能元件,减少开关的操作次数,使功率开关管工作在零电流软开关(ZCS)状态,提高变换器的可靠性和效率。构建实验模型进行仿真分析,并搭建实验平台验证了控制策略的可行性。实验结果表明,所提出的控制策略将50 Hz工频交流电直接转换为20 kHz的高频交流电,矩阵变换器输出功率为51.3 W,转换效率为92.9%,所使用的调制策略简单,便于实际应用。 展开更多
关键词 感应式无线电能传输 三相-单相矩阵变换器 调制策略 零电流软开关 谐振电流
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分数阶磁耦合谐振双向无线电能传输系统参数优化
5
作者 李若琼 翁源 李欣 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第1期141-151,共11页
磁耦合谐振双向无线电能传输(BD-WPT)系统的参数多,导致系统影响程度不一致和参数配置困难,为此结合灰色关联度分析(GRA)和多目标粒子群优化(MOPSO)算法提出分数阶磁耦合谐振BD-WPT系统多目标参数优化方法.在分析系统传输特性和线圈参... 磁耦合谐振双向无线电能传输(BD-WPT)系统的参数多,导致系统影响程度不一致和参数配置困难,为此结合灰色关联度分析(GRA)和多目标粒子群优化(MOPSO)算法提出分数阶磁耦合谐振BD-WPT系统多目标参数优化方法.在分析系统传输特性和线圈参数解析式的基础上,采用GRA进行系统各个参数的影响评估,确定了5个核心参数.为了提高系统传输效率和线圈功率密度,采用MOPSO算法优化系统参数,结果表明通过GRA有选择性地优化核心参数,可使算法输出的解集优于未采用GRA的解集.结合电动汽车实际需求,选取最优解用于BD-WPT系统的设计参考.仿真结果显示,相校于国标参数对称系统,BD-WPT系数的传输效率提高了4.5个百分点,线圈功率密度提高了0.42 kW/m^(2). 展开更多
关键词 双向无线电能传输(BD-WPT) 磁耦合谐振 灰色关联度分析(GRA) 多目标优化 多目标粒子群优化(MOPSO)算法
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水下电场式无线电能传输四极板耦合器的建模与特性分析 被引量：1
6
作者 李成 曲小慧 +1 位作者 孔凡雷 马春伟 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第5期1902-1912,I0024,共12页
相较于常被视为绝缘体的空气,水介质中离子浓度影响其导电性,进而水下电场式无线电能传输耦合器的模型与空气中不同,极板间可同时存在电容和电导,且为防腐蚀而引入极板的绝缘介质层亦会带来额外电容,为耦合器建模带来挑战。考虑实际应... 相较于常被视为绝缘体的空气,水介质中离子浓度影响其导电性,进而水下电场式无线电能传输耦合器的模型与空气中不同,极板间可同时存在电容和电导,且为防腐蚀而引入极板的绝缘介质层亦会带来额外电容,为耦合器建模带来挑战。考虑实际应用场景中淡水和海水的电导率,文中以常用的四极板耦合器为对象,提出其等效模型。首先,经理论分析和有限元仿真得到可忽略水域容纳的频率范围,推导出耦合器无绝缘介质层时的六电导及其简化Π电导模型,并给出模型中参数计算与测量方法;接着,考虑绝缘介质层产生的电容,基于简化Π电导模型,提出完整的耦合器模型。模型中耦合器等效电容仅与绝缘层材料与厚度相关,不受水域中传输距离的影响,可有效指导耦合器和补偿网络的设计。最后,搭建实验样机,模拟实际淡水和海水环境下的实验结果,证明所提出模型的正确性。 展开更多
关键词 电场式无线电能传输 耦合器建模 水下环境 电导率
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宇称-时间对称磁耦合无线电能传输技术研究进展
7
作者 王思睿 丘东元 +2 位作者 张波 陈艳峰 谢帆 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3787-3802,共16页
为解决磁耦合无线电能传输(WPT)系统传输特性易受耦合系数和负载变化影响的问题,宇称-时间(PT)对称原理被引入WPT系统。基于PT对称原理的磁耦合无线电能传输(简称PT-WPT)技术可在中等距离传输范围内实现恒功率、恒高效率的电能传输,自... 为解决磁耦合无线电能传输(WPT)系统传输特性易受耦合系数和负载变化影响的问题,宇称-时间(PT)对称原理被引入WPT系统。基于PT对称原理的磁耦合无线电能传输(简称PT-WPT)技术可在中等距离传输范围内实现恒功率、恒高效率的电能传输,自提出后受到广泛关注。该文首先分析PT-WPT系统的工作原理及特性,对比耦合模模型和电路模型两种建模方法的异同;然后分别讨论负电阻的构造、耦合机构的类型以及充电功能的实现,为PT-WPT系统的设计提供参考;最后总结PT-WPT系统的研究成果,讨论PT-WPT技术亟待研究的问题。 展开更多
关键词 无线电能传输 磁耦合 宇称-时间对称 非线性饱和负电阻
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基于坡印廷定理的无线电能传输系统电磁能流与耦合特性研究
8
作者 王奉献 周依桐 +2 位作者 张献 杨庆新 厉光耀 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3056-3070,共15页
无线电能传输是以电磁理论为核心的多学科强交叉的新兴研究领域,为描述无线电能传输系统耦合空间内电磁能量变换过程,并针对目前电磁能流研究由于采用复杂高阶数学手段导致其难以通过实验验证、缺乏合理的模型和分析手段描述空间能流分... 无线电能传输是以电磁理论为核心的多学科强交叉的新兴研究领域,为描述无线电能传输系统耦合空间内电磁能量变换过程,并针对目前电磁能流研究由于采用复杂高阶数学手段导致其难以通过实验验证、缺乏合理的模型和分析手段描述空间能流分布特性问题,该文通过分析基础电气元件电磁能流的共性特点,基于坡印廷定理搭建了正弦激励下无线电能传输电磁能流模型,采用降阶数学模型定性探索无线电能传输空间能量耦合本质,从能量流动机理的角度划清了与其他电磁变换技术的界限。讨论了无线电能传输系统中电感耦合与电容耦合的共存现象,表明增强近区电磁场耦合是提升系统整体性能的关键,通过电磁能流的观点统一表述了电磁近场区域内无线电能传输的工作模式。最终搭建实验平台对其电感耦合方式与电容耦合方式进行了原理验证。 展开更多
关键词 无线电能传输 电磁能流 电磁近区 感性耦合 容性耦合
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基于共形式磁耦合机构的全方向偏移容忍性无人机无线电能传输系统
9
作者 左志平 李英杰 +2 位作者 彭博 戴欣 陈绍南 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4355-4368,共14页
针对传统无人机(UAV)无线电能传输(WPT)系统中耦合机构的共形化程度低和抗偏移能力弱的问题,该文提出一种基于共形式磁耦合机构的全方向偏移容忍性UAV-WPT系统。首先通过数学模型和COMSOL有限元仿真,分析发射机构的磁场分布特性,在此基... 针对传统无人机(UAV)无线电能传输(WPT)系统中耦合机构的共形化程度低和抗偏移能力弱的问题,该文提出一种基于共形式磁耦合机构的全方向偏移容忍性UAV-WPT系统。首先通过数学模型和COMSOL有限元仿真,分析发射机构的磁场分布特性,在此基础上给出发射机构磁场空间分布表达式。然后通过电路模型分析所提出系统的偏移性能和对于不同种类无人机的适应性。接着对耦合机构进行设计,给出提升系统偏移性能和普适性的耦合机构参数设计方法,并对磁耦合机构的偏移性和共形化进行验证。最后搭建实验装置进行验证,实验结果表明:系统发生平面±20 mm偏移时系统输出电压维持在25.16 V,最优效率达到89.2%,在任意旋转偏移角度下系统输出电压维持在25.16 V,系统最优效率达到90.2%。实验结果有效地验证了该文所提出的共形式磁耦合机构对于提升UAV-WPT的共形化程度和抗偏移性能的可行性和有效性。 展开更多
关键词 无人机 无线电能传输 共形式磁耦合机构 抗偏移
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应用于全电控智能井的无线电能传输系统设计
10
作者 宋久旭 周礼城 +1 位作者 汪跃龙 李世豪 《石油机械》 北大核心 2025年第1期28-36,共9页
无线电能传输系统是全电控智能井的重要组成部分,为井下测控设备提供可靠和高质量电能,然而其设计方法的缺失已成为限制国内全电控智能井研发的关键技术之一。为此,对井下无线电能传输系统的设计进行了深入研究,在分析谐振式无线电能传... 无线电能传输系统是全电控智能井的重要组成部分,为井下测控设备提供可靠和高质量电能,然而其设计方法的缺失已成为限制国内全电控智能井研发的关键技术之一。为此,对井下无线电能传输系统的设计进行了深入研究,在分析谐振式无线电能传输技术的基础上,根据脱接头实际结构完成了松耦合变压器设计。Maxwell软件对匝数比为n∶m松耦合变压器(8≤n,m≤12)仿真结果表明,匝数比12∶12的松耦合变压器的发射线圈和接收线圈,不仅具有0.844的耦合系数,而且2个线圈电感量之差仅为2.83%,是研制无线充电系统的理想选择。仿真分析了发射线圈和接收线圈径向上的距离和轴向上的偏移对耦合系数的影响。使用场路耦合仿真的方法对无线电能传输系统进行了仿真,分析了无线电能传输系统的输出电压和谐振电流等关键波形,结果显示,无线电能传输系统的效率达到了48.29%,可以满足井下电能传输需求。研究结果可为石油井下设备无线电能传输系统的设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 全电控智能井 无线电能传输系统 松耦合变压器 耦合仿真
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海洋环境对水下无线电能传输系统的影响机理研究进展 被引量：2
11
作者 王得安 张剑韬 +2 位作者 朱春波 别致 崔淑梅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期653-675,共23页
水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于... 水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于以电动汽车为代表的陆基无线电能传输面临更多的挑战。该文首先围绕海水介质对无线电能传输系统的影响机理研究进行了详细的综述;其次,针对海洋环境和海水介质存在的附加涡流损耗、极间分布电容、深海压磁效应、海底洋流扰动等典型影响因素的研究进展进行了分析,对目前无线电能传输技术在水下无人装备应用存在的潜在问题和挑战进行说明;最后,对水下无线电能传输系统未来值得关注的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 水下无线电能传输 海洋环境 涡流损耗 无人潜航器 磁耦合机构
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基于频率切换实现恒流/恒压输出的电场耦合无线电能传输系统 被引量：3
12
作者 苏玉刚 颜志琼 +3 位作者 胡宏晟 孙跃 刘哲 刘书柏杨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1553-1564,I0025,共13页
电场耦合无线电能传输(electric-field coupled wireless power transfer,EC-WPT)技术的实际应用中,有些用电设备需要系统具有不同的恒定输出特性(恒流/恒压),即系统输出电压或输出电流与负载解耦,此外,系统还需具备在恒流、恒压模式间... 电场耦合无线电能传输(electric-field coupled wireless power transfer,EC-WPT)技术的实际应用中,有些用电设备需要系统具有不同的恒定输出特性(恒流/恒压),即系统输出电压或输出电流与负载解耦,此外,系统还需具备在恒流、恒压模式间按需切换的功能。针对该需求,基于LC-CLC谐振网络提出1种具有恒流/恒压输出特性的EC-WPT系统,分析LC-CLC谐振网络特性,推导恒流/恒压输出特性的实现条件以及恒流频率和恒压频率的计算方法,并给出系统参数设计方法,分析系统对工作频率的敏感性。最后通过仿真和实验验证所提出的EC-WPT系统恒流/恒压输出特性及其参数设计方法的正确性和有效性。实验结果表明所提出的系统在输入电压恒定的不同负载工况下分别实现2 A的恒流输出以及96 V的恒压输出,其最大传输效率分别为87.83%及88.17%。 展开更多
关键词 电场耦合无线电能传输系统 频率切换 恒流 恒压 谐振网络
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多方位无线电能传输耦合机构设计与分析 被引量：1
13
作者 常雨芳 尹帅帅 +2 位作者 阎晟 李飞 唐杨 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期230-241,共12页
针对传统的多方位无线电能传输耦合机构常采用xyz正交圆线圈结构,需要3个电源且充电区域受线圈结构限制的问题,提出1种新型多方位无线电能传输耦合机构,该机构由2组8字型线圈和1组圆形线圈组合而成,整体呈现5个不同方位的圆环状,仅需单... 针对传统的多方位无线电能传输耦合机构常采用xyz正交圆线圈结构,需要3个电源且充电区域受线圈结构限制的问题,提出1种新型多方位无线电能传输耦合机构,该机构由2组8字型线圈和1组圆形线圈组合而成,整体呈现5个不同方位的圆环状,仅需单电源供电。对基于S-S型发射端拓扑进行了改进,通过对电路的操控改变线圈磁场分布,实现了线圈的内、外部电能传输,拓宽了充电区域。基于线圈结构,建立了该耦合机构的数学模型,推导出任意空间位置的互感和效率计算式。通过仿真和试验确定了该耦合机构的最佳工作区域。 展开更多
关键词 无线电能传输 耦合机构 多方位 互感 传输效率
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信号与能量极板层叠方式下的电场耦合式无线电能传输系统 被引量：1
14
作者 苏玉刚 邓晨琳 +2 位作者 胡宏晟 邓仁为 李雨蒙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期7762-7771,I0023,共11页
为了提升共享部分能量通道式的电能与信号并行传输系统在传输极板面积受限的应用场合中的能量传输性能,并实现信号双向高速传输,提出一种信号传输极板与能量传输极板层叠方式下的电场耦合式无线电能传输(electric-field coupled wireles... 为了提升共享部分能量通道式的电能与信号并行传输系统在传输极板面积受限的应用场合中的能量传输性能,并实现信号双向高速传输,提出一种信号传输极板与能量传输极板层叠方式下的电场耦合式无线电能传输(electric-field coupled wireless power transfer,EC-WPT)系统,给出系统拓扑及串扰抑制方法。基于交流阻抗分析法及香农第二定理,建立电能串扰增益、信号传输增益、信号最大传输速率及电能传输增益的数学模型,分析交叉耦合电容对电能串扰增益及信号传输的影响;以降低交叉耦合电容对信号传输增益及信号最大传输速率的影响为目标,给出层叠方式下EC-WPT系统信号传输极板面积及信号支路参数的设计方法。仿真与实验验证了所提出的系统及给出的方法能在较大传输功率下实现系统的信号双向高速传输。所搭建的实验装置实现了在系统输出功率达到520.2 W时,信号正向传输速度为18.64 Mbit/s和信号反向传输速度为19.36 Mbit/s。 展开更多
关键词 磁场耦合式无线电能传输 信号双向传输 电能串扰 参数设计
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基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输
15
作者 常雨芳 尹帅帅 +1 位作者 黄文聪 李飞 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期127-131,共5页
针对多自由度电机无线电能传输中传输效率较低的问题,提出基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输方法。该方法根据共振原理构建磁耦合谐振式无线电能传输模型,通过反射系数描述阻抗匹配状态,获取最佳负载阻抗;采用混沌优化算法优化... 针对多自由度电机无线电能传输中传输效率较低的问题,提出基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输方法。该方法根据共振原理构建磁耦合谐振式无线电能传输模型,通过反射系数描述阻抗匹配状态,获取最佳负载阻抗;采用混沌优化算法优化电机线圈损耗率,实现多自由度电机无线电能传输优化。实验结果表明,应用该方法后,多自由度电机的电能输出功率达到了893 W,传输效率提升了0.10以上,提高了电能输出功率和传输效率,方法有效,具备可行性。 展开更多
关键词 磁耦合谐振 多自由度电机 无线电能传输 阻抗匹配 最佳负载阻抗 混沌算法 反射系数 线圈损耗
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基于共面中继线圈的水下无线电能与信息并行传输系统
16
作者 邓仁为 苏玉刚 +2 位作者 胡宏晟 杨雪峰 费迎军 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3759-3769,3786,共12页
为了提升海水环境中共享通道式磁场耦合无线电能与信息并行传输系统的传输距离,并且实现水下环境中较大功率电能传输条件下信息的高速双向传输,该文提出一种基于共面中继线圈的水下无线电能与信息并行传输系统,给出了系统的电路拓扑;并... 为了提升海水环境中共享通道式磁场耦合无线电能与信息并行传输系统的传输距离,并且实现水下环境中较大功率电能传输条件下信息的高速双向传输,该文提出一种基于共面中继线圈的水下无线电能与信息并行传输系统,给出了系统的电路拓扑;并通过建模分析,给出电能传输通道与信息传输通道的等效电路模型;在上述研究的基础上,给出系统的参数设计方法;最后搭建模拟海水环境下的实验装置,验证该文所提出的系统及方法能够较好地提升系统在水下环境中的传输距离、传输功率和信息的双向传输速度。实验结果表明,系统在模拟海水环境中实现了传输距离50 cm,输出功率5.33 kW,信息传输速度5.68 Mbit/s。 展开更多
关键词 无线电能与信息并行传输 水下环境 磁场耦合 共面中继线圈
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磁耦合谐振式无线电能传输技术研究综述 被引量：5
17
作者 李建坡 李烁 +1 位作者 王一钧 朱伟华 《电测与仪表》 北大核心 2024年第8期1-11,共11页
近年来,无线电能传输(wireless power transfer,WPT)技术受到越来越广泛的关注,文中对WPT技术的几种主要传输形式进行了介绍,重点分析了磁耦合谐振式无线电能传输技术(magnetic coupling resonant wireless power transfer,MCR-WPT)。针... 近年来,无线电能传输(wireless power transfer,WPT)技术受到越来越广泛的关注,文中对WPT技术的几种主要传输形式进行了介绍,重点分析了磁耦合谐振式无线电能传输技术(magnetic coupling resonant wireless power transfer,MCR-WPT)。针对MCR-WPT技术,介绍了系统的基本结构,并对其建模方式和机理进行分析,重点阐述了MCR-WPT的关键技术与热门技术的发展现状,最后对该技术目前存在的问题和发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 无线电能传输 磁耦合谐振 系统建模 性能优化 阻抗匹配
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磁耦合无线电能传输系统宽范围零电压开关实现方法 被引量：3
18
作者 贾亚辉 王智慧 +2 位作者 肖静 左志平 赵雷 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期6952-6964,共13页
在磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统中,由于磁性材料和金属材料的存在,气隙变化会导致线圈自感和互感发生变化,这在小气隙应用中尤为明显。该文提出一种考虑线圈参数和负载变化的宽耦合范围零电压软开关(ZVS)实现方法。该方法使用移相调... 在磁耦合无线电能传输(MC-WPT)系统中,由于磁性材料和金属材料的存在,气隙变化会导致线圈自感和互感发生变化,这在小气隙应用中尤为明显。该文提出一种考虑线圈参数和负载变化的宽耦合范围零电压软开关(ZVS)实现方法。该方法使用移相调制(PSM)实现了系统的恒流/恒压(CC/CV)输出。通过优化线圈结构和补偿参数,自感变化转变为有利的可变输入阻抗,从而显著地拓宽了ZVS运行范围。同时,系统无功电流降到最小。为了验证所提方法的有效性,搭建一套250 W的实验装置,实验结果表明,在气隙变化范围10~60 mm,最大自感变化范围32.88~23.84μH,最大互感变化范围19.13~6.05μH内,系统实现了最小无功电流下的宽耦合范围ZVS运行,且具备CC/CV输出特性,峰值效率达到92.5%。 展开更多
关键词 磁耦合无线电能传输 零电压软开关 恒流/恒压输出 宽耦合范围
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海水中感应耦合与超声耦合无线电能传输技术对比 被引量：10
19
作者 陈希有 许康 +1 位作者 牟宪民 李冠林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期9-16,共8页
通过原理分析,提出了海水中感应耦合无线电能传输(ICWPT)系统的电路模型,其中考虑了海水的涡流效应,建立了匹配条件下传输效率的表达式。作为对比,基于单个超声换能器的电路模型,建立了包含两个超声换能器的超声耦合无线电能传输(UCWPT... 通过原理分析,提出了海水中感应耦合无线电能传输(ICWPT)系统的电路模型,其中考虑了海水的涡流效应,建立了匹配条件下传输效率的表达式。作为对比,基于单个超声换能器的电路模型,建立了包含两个超声换能器的超声耦合无线电能传输(UCWPT)系统电路模型,分析了匹配条件下的传输效率。分别以矩形耦合线圈作为电磁耦合装置,以压电复合材料换能器作为电声和声电转换装置,搭建了在海水槽中ICWPT和UCWPT系统实验平台。分别从传输效率与工作频率的关系、传输效率与耦合距离的关系进行了比较,并对传输功率进行了讨论。研究发现,ICWPT的传输效率与频率的关系曲线比UCWPT的效率与频率关系曲线更加平坦。较远距离时,UCWPT的传输效率高于ICWPT的传输效率。 展开更多
关键词 海水 超声波 感应耦合 无线电能传输 对比
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无线电能传输系统中感应装置的横向错位对耦合系数的影响 被引量：3
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作者 倪卫涛 杨庆新 +4 位作者 李阳 张献 刘维娜 何亚伟 张洋 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2014年第2期45-47,共3页
针对无线电能传输系统中感应装置如何自动定位的问题,分析了感应装置之间的横向错位对耦合系数的影响,通过大型有限元软件COMSOL对整个磁芯线圈进行仿真分析,并进行实验验证.结果表明:感应装置之间的耦合系数随着感应装置横向错位的增大... 针对无线电能传输系统中感应装置如何自动定位的问题,分析了感应装置之间的横向错位对耦合系数的影响,通过大型有限元软件COMSOL对整个磁芯线圈进行仿真分析,并进行实验验证.结果表明:感应装置之间的耦合系数随着感应装置横向错位的增大,呈现先减小后增大再逐渐减小的变化趋势.这一理论成果对整个系统的效率检测有一定的积极作用,有助于感应装置自动跟踪定位系统的研究. 展开更多
关键词 无线电能传输系统 感应装置 横向错位 耦合系数 磁芯 有限元
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