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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
基于频域分离解调的复合信源无线电能与信号并行传输技术
被引量：
9
2
作者
苏玉刚
徐思文
+2 位作者
吕志坤
孔令鑫
周玮
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期53-59,共7页
提出了一种并联LC隔离型电场耦合式无线电能与信号并行传输电路拓扑。该拓扑依靠自身阻抗特性实现了绝大部分电能串扰的隔离。同时,该拓扑具有较宽的信道通频带宽,克服了目前已有电能与信号并行传输系统中信道通频带宽窄的问题。充分利...
提出了一种并联LC隔离型电场耦合式无线电能与信号并行传输电路拓扑。该拓扑依靠自身阻抗特性实现了绝大部分电能串扰的隔离。同时,该拓扑具有较宽的信道通频带宽,克服了目前已有电能与信号并行传输系统中信道通频带宽窄的问题。充分利用该带宽,以多路复合信源作为信道输入,采用快速傅里叶变换算法对信道输出信号进行频谱分析,在频域中实现了低频串扰与多路复合高频信号的分离和电能串扰频谱干扰下的多路复合信号解调,从而提升了信号传输速率与抗干扰能力。通过仿真与实验验证了该方法的正确性与有效性。
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关键词
无线
电能
传输
电场耦合
电能与信号并行传输
频域分离解调
快速傅里叶变换
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职称材料
基于电场耦合式电能传输系统的电能与信号回路分离式并行传输技术
被引量：
5
3
作者
苏玉刚
朱梦磊
+2 位作者
卿晓东
吴学颖
肖前军
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第10期2227-2236,共10页
在电能与信号并行传输过程中,为了降低电能传输与信号传输间的相互串扰及信号通道的复杂度,提出一种基于电场耦合式电能传输系统(ECPT)的电能与信号回路分离式并行传输方法,并给出系统的拓扑;基于交流阻抗法建立所述系统的数学模型,并...
在电能与信号并行传输过程中,为了降低电能传输与信号传输间的相互串扰及信号通道的复杂度,提出一种基于电场耦合式电能传输系统(ECPT)的电能与信号回路分离式并行传输方法,并给出系统的拓扑;基于交流阻抗法建立所述系统的数学模型,并给出电能传输增益、信号传输衰减以及电能串扰的数学表达式,在此基础上给出系统参数设计方法。该方法通过建立相对独立的电能与信号传输回路并依靠其自身阻抗特性,在不改变电能传输能力的前提下可减小电能传输对信号传输的串扰,并降低电路复杂度。通过仿真和实验验证了该方法的有效性,搭建的系统实验装置可实现在1.2~115.2 kbit/s范围内的电能与信号并行传输。
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关键词
电场耦合式
电能
传输
系统
电能与信号并行传输
电能
串扰
参数设计
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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
基于频域分离解调的复合信源无线电能与信号并行传输技术
被引量：
9
2
作者
苏玉刚
徐思文
吕志坤
孔令鑫
周玮
机构
输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)
重庆大学自动化学院
出处
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期53-59,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51477020)
国家级大学生创新创业训练计划资助项目(201510611062)~~
文摘
提出了一种并联LC隔离型电场耦合式无线电能与信号并行传输电路拓扑。该拓扑依靠自身阻抗特性实现了绝大部分电能串扰的隔离。同时,该拓扑具有较宽的信道通频带宽,克服了目前已有电能与信号并行传输系统中信道通频带宽窄的问题。充分利用该带宽,以多路复合信源作为信道输入,采用快速傅里叶变换算法对信道输出信号进行频谱分析,在频域中实现了低频串扰与多路复合高频信号的分离和电能串扰频谱干扰下的多路复合信号解调,从而提升了信号传输速率与抗干扰能力。通过仿真与实验验证了该方法的正确性与有效性。
关键词
无线
电能
传输
电场耦合
电能与信号并行传输
频域分离解调
快速傅里叶变换
Keywords
wireless power transfer（WPT）
electric-field coupling
wireless power and signal parallel transfer
frequency domain demodulation
fast Fourier transform（FFT）
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
基于电场耦合式电能传输系统的电能与信号回路分离式并行传输技术
被引量：
5
3
作者
苏玉刚
朱梦磊
卿晓东
吴学颖
肖前军
机构
输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)
重庆大学自动化学院
重庆工业职业技术学院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第10期2227-2236,共10页
基金
国家自然科学基金(51477020
61573074)
+1 种基金
重庆市国际科技合作基地项目(CSTC2015GJHZ40001)
重庆市教委科学技术研究项目(KJ1603010)资助
文摘
在电能与信号并行传输过程中,为了降低电能传输与信号传输间的相互串扰及信号通道的复杂度,提出一种基于电场耦合式电能传输系统(ECPT)的电能与信号回路分离式并行传输方法,并给出系统的拓扑;基于交流阻抗法建立所述系统的数学模型,并给出电能传输增益、信号传输衰减以及电能串扰的数学表达式,在此基础上给出系统参数设计方法。该方法通过建立相对独立的电能与信号传输回路并依靠其自身阻抗特性,在不改变电能传输能力的前提下可减小电能传输对信号传输的串扰,并降低电路复杂度。通过仿真和实验验证了该方法的有效性,搭建的系统实验装置可实现在1.2~115.2 kbit/s范围内的电能与信号并行传输。
关键词
电场耦合式
电能
传输
系统
电能与信号并行传输
电能
串扰
参数设计
Keywords
Electric-field coupled power transfer system
power and signal parallel transfer
power crosstalk
parameter design
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
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
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下载PDF
职称材料
2
基于频域分离解调的复合信源无线电能与信号并行传输技术
苏玉刚
徐思文
吕志坤
孔令鑫
周玮
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2017
9
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下载PDF
职称材料
3
基于电场耦合式电能传输系统的电能与信号回路分离式并行传输技术
苏玉刚
朱梦磊
卿晓东
吴学颖
肖前军
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
5
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职称材料
已选择
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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