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电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证
被引量:
92
1
作者
张献
杨庆新
+3 位作者
陈海燕
李阳
蔡燕
金亮
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2012年第21期153-158,共6页
分析了电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的工作原理,通过引入漏感变量,建立了T型等效二端口电路模型,并根据二端口传输方程得出电能传输的动态特性。通过耦合系数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的...
分析了电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的工作原理,通过引入漏感变量,建立了T型等效二端口电路模型,并根据二端口传输方程得出电能传输的动态特性。通过耦合系数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的最佳工作条件。根据理论推导,设计了大功率高频功率放大器,并根据约束条件对振荡器参数进行优化。实验结果表明,该系统可以对间距在2.5 m范围内的负载提供能量。该文建模方法可以为电磁耦合谐振式能量传输实际系统的设计提供有效途径。
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关键词
电磁
耦合
谐振
二端口网络
模式
耦合
因数
临界
耦合
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职称材料
并联谐振电容对电磁谐振耦合无线电能传输系统的影响
被引量:
7
2
作者
苑舜
贾红光
+2 位作者
刘劲松
宋云东
马伟
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第S2期51-54,共4页
谐振线圈是电磁谐振耦合无线电能传输系统中的重要组成部分,如何对谐振线圈进行设计并且进行优化一直是研究难题。本文分析了系统中有无并联谐振电容对电能传输距离的影响,得出了并联谐振电容与系统传输距离的联系,从而根据实际情况对...
谐振线圈是电磁谐振耦合无线电能传输系统中的重要组成部分,如何对谐振线圈进行设计并且进行优化一直是研究难题。本文分析了系统中有无并联谐振电容对电能传输距离的影响,得出了并联谐振电容与系统传输距离的联系,从而根据实际情况对线圈进行设计以达到电能传输的最优效果。根据研究结论,本文制作了一个小功率的电磁谐振耦合无线电能传输实验装置,成功实现了50cm处约8.1W能量的传输。
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关键词
电气工程
无线电能传输
电磁
谐振
耦合
谐振
电容
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职称材料
新型电磁耦合谐振式无线电能传输系统建模与实验验证(英文)
被引量:
10
3
作者
张献
杨庆新
+3 位作者
张欣
李阳
金亮
章鹏程
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第2期185-190,196,共7页
本文针对新型电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的频率响应、传输能力和效率优化问题,通过耦合模理论建立了详细准确的数学等效模型。通过模式耦合因数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的最佳工作条...
本文针对新型电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的频率响应、传输能力和效率优化问题,通过耦合模理论建立了详细准确的数学等效模型。通过模式耦合因数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的最佳工作条件。结果给出了线圈间距与负载有功功率及系统传输效率之间的关系。实验方面,考虑到同轴螺旋线圈体积过大、谐振点不稳定等缺点,设计了平面盘式谐振线圈。结果表明,根据本文结论,可以大幅减少实际系统阻抗匹配设计的盲目性,有效地提高系统的功率传输能力与整体效率。
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关键词
电磁
耦合
谐振
耦合
模理论
模式
耦合
因数
临界
耦合
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职称材料
基于电磁耦合谐振的变电站巡检机器人无线充电研究
被引量:
4
4
作者
石黄霞
付涛
《电子测量技术》
2019年第20期40-43,共4页
针对变电站巡检机器人充电问题,在分析电磁耦合谐振无线电能传输原理的基础上,给出了电磁耦合谐振无线输电数学模型,并进行了实验测试研究。研究结果表明:当传输距离增大后,接收端的电压表现为随之降低的变化趋势,而近距离的大线圈可以...
针对变电站巡检机器人充电问题,在分析电磁耦合谐振无线电能传输原理的基础上,给出了电磁耦合谐振无线输电数学模型,并进行了实验测试研究。研究结果表明:当传输距离增大后,接收端的电压表现为随之降低的变化趋势,而近距离的大线圈可以测试更强的耦合作用,能够接收的电压也更高。引入三维线圈来改进线圈结构,有效提高了接收端在各个方向上的能量接收效率。接收端包含了3个正交线圈与相应的电容,并在在交变电磁场中发生机械转动,因此在任意角度下都将有一个线圈和发射端处于最强耦合状态,可以为负载输出最大功率。
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关键词
巡检机器人
电磁
耦合
谐振
无线输电
接收效率
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职称材料
收发线圈水平侧移对磁耦合谐振式无线电能传输系统的影响
被引量:
1
5
作者
刘毅
曹阳阳
+2 位作者
霍跃华
杜欣欣
田子建
《矿业科学学报》
2017年第1期66-74,共9页
针对在磁耦合谐振式无线输电系统中发射线圈和接收线圈之间发生平行不共轴的水平侧移问题,分别采用互感耦合理论和二端口网络理论对其进行建模分析,并通过数学推导得出用s参数表示的归一化功率和传输效率表达式。运用HFSS软件仿真了系...
针对在磁耦合谐振式无线输电系统中发射线圈和接收线圈之间发生平行不共轴的水平侧移问题,分别采用互感耦合理论和二端口网络理论对其进行建模分析,并通过数学推导得出用s参数表示的归一化功率和传输效率表达式。运用HFSS软件仿真了系统在过耦合、临界耦合和欠耦合状态下,水平侧移量对系统传输性能的影响;提出一种用于改善系统的优化结构。最后,通过实验验证了仿真结果,并验证所提出的优化结构可有效消除侧移所带来的负面影响,改善系统传输效率。
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关键词
无线输
电磁
耦合
谐振
水平侧移
二端口网络
传输效率
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职称材料
用于植入式医疗仪器的无线通信系统研究
被引量:
7
6
作者
王伟明
马伯志
+3 位作者
郝红伟
刘方军
胡春华
李路明
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第3期408-414,共7页
经皮无线通信是起搏器和神经刺激器的重要组成部分之一。为了降低经皮无线通信系统的功耗,提升可靠通信效果,研究采用脉冲位置调制(PPM)的电磁耦合经皮无线通信方法。基于谐振电磁耦合理论,设计体外程控器线圈和体内医疗仪器线圈,以提...
经皮无线通信是起搏器和神经刺激器的重要组成部分之一。为了降低经皮无线通信系统的功耗,提升可靠通信效果,研究采用脉冲位置调制(PPM)的电磁耦合经皮无线通信方法。基于谐振电磁耦合理论,设计体外程控器线圈和体内医疗仪器线圈,以提升可靠通信效果。对通信距离和耦合系数、位置容差和谐振频率的关系进行了实验和分析。实验结果表明,体内PPM通信系统平均功耗仅为99μW,约为常用幅度键控调制(ASK)系统的1/300,同时,通信效果得到了较大提高。在钛壳封闭条件下,可实现10 cm以上的可靠通信。此外,位置容差试验表明所提出的通信系统具有抗线圈失配能力强的特点。
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关键词
植入式仪器
经皮无线通信
脉冲位置调制(PPM)
谐振电磁耦合
低功耗
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职称材料
多中继线圈的无线电能传输系统效率分析(英文)
被引量:
6
7
作者
李中启
黄守道
+1 位作者
杨民生
袁小芳
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第S2期35-42,共8页
电磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率与传输距离是矛盾的,一般来说系统的传输距离越远,系统的传输效率就越低。为了同时达到较远的传输距离和较高的传输效率,本文提出了一种多中继线圈的无线电能传输系统。运用瞬态耦合模理论,推...
电磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率与传输距离是矛盾的,一般来说系统的传输距离越远,系统的传输效率就越低。为了同时达到较远的传输距离和较高的传输效率,本文提出了一种多中继线圈的无线电能传输系统。运用瞬态耦合模理论,推导出了系统的效率表达式,并以此为基础,分析了系统传输效率的变化规律。当发射线圈与中继线圈之间的耦合系统和中继线圈与接收线圈之间的耦合系统相等且发射线圈与接收线圈之间的耦合系统等于零时,系统的传输效率最高。最后,研制了一套磁耦合谐振式无线电能传输系统装置。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。
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关键词
耦合
模理论
电磁
耦合
谐振
无线电能传输
最大效率
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职称材料
题名
电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证
被引量:
92
1
作者
张献
杨庆新
陈海燕
李阳
蔡燕
金亮
机构
天津市电工电能新技术重点实验室(天津工业大学)
电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室(河北工业大学)
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2012年第21期153-158,共6页
基金
国家自然科学基金项目(50977062)
天津市科技支撑计划重点项目(09ZCKFGX03100)~~
文摘
分析了电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的工作原理,通过引入漏感变量,建立了T型等效二端口电路模型,并根据二端口传输方程得出电能传输的动态特性。通过耦合系数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的最佳工作条件。根据理论推导,设计了大功率高频功率放大器,并根据约束条件对振荡器参数进行优化。实验结果表明,该系统可以对间距在2.5 m范围内的负载提供能量。该文建模方法可以为电磁耦合谐振式能量传输实际系统的设计提供有效途径。
关键词
电磁
耦合
谐振
二端口网络
模式
耦合
因数
临界
耦合
Keywords
electromagnetic resonant coupling
two-portnetwork
mode coupling factor
critical coupling
分类号
TM72 [电气工程—电力系统及自动化]
TM15 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
并联谐振电容对电磁谐振耦合无线电能传输系统的影响
被引量:
7
2
作者
苑舜
贾红光
刘劲松
宋云东
马伟
机构
沈阳工业大学电气工程学院
国家能源局
国家电网公司运行分公司上海管理处
辽宁省电力有限公司电力科学研究院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第S2期51-54,共4页
文摘
谐振线圈是电磁谐振耦合无线电能传输系统中的重要组成部分,如何对谐振线圈进行设计并且进行优化一直是研究难题。本文分析了系统中有无并联谐振电容对电能传输距离的影响,得出了并联谐振电容与系统传输距离的联系,从而根据实际情况对线圈进行设计以达到电能传输的最优效果。根据研究结论,本文制作了一个小功率的电磁谐振耦合无线电能传输实验装置,成功实现了50cm处约8.1W能量的传输。
关键词
电气工程
无线电能传输
电磁
谐振
耦合
谐振
电容
Keywords
Electrical engineering,wireless power transmission,magnetic resonant coupling,resonant capacitance
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
新型电磁耦合谐振式无线电能传输系统建模与实验验证(英文)
被引量:
10
3
作者
张献
杨庆新
张欣
李阳
金亮
章鹏程
机构
天津市电工电能新技术重点实验室(天津工业大学)
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第2期185-190,196,共7页
基金
financially supported by National Natural Science Foundation of China(51237005,51307120 and 51207106)
Tianjin education commission research project(20120416)
文摘
本文针对新型电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的频率响应、传输能力和效率优化问题,通过耦合模理论建立了详细准确的数学等效模型。通过模式耦合因数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的最佳工作条件。结果给出了线圈间距与负载有功功率及系统传输效率之间的关系。实验方面,考虑到同轴螺旋线圈体积过大、谐振点不稳定等缺点,设计了平面盘式谐振线圈。结果表明,根据本文结论,可以大幅减少实际系统阻抗匹配设计的盲目性,有效地提高系统的功率传输能力与整体效率。
关键词
电磁
耦合
谐振
耦合
模理论
模式
耦合
因数
临界
耦合
Keywords
EM coupling resonance
coupled mode theory
mode coupling factor
critical coupling
分类号
TM72 [电气工程—电力系统及自动化]
TM15 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
基于电磁耦合谐振的变电站巡检机器人无线充电研究
被引量:
4
4
作者
石黄霞
付涛
机构
新疆工程学院能源工程学院
出处
《电子测量技术》
2019年第20期40-43,共4页
文摘
针对变电站巡检机器人充电问题,在分析电磁耦合谐振无线电能传输原理的基础上,给出了电磁耦合谐振无线输电数学模型,并进行了实验测试研究。研究结果表明:当传输距离增大后,接收端的电压表现为随之降低的变化趋势,而近距离的大线圈可以测试更强的耦合作用,能够接收的电压也更高。引入三维线圈来改进线圈结构,有效提高了接收端在各个方向上的能量接收效率。接收端包含了3个正交线圈与相应的电容,并在在交变电磁场中发生机械转动,因此在任意角度下都将有一个线圈和发射端处于最强耦合状态,可以为负载输出最大功率。
关键词
巡检机器人
电磁
耦合
谐振
无线输电
接收效率
Keywords
patrol robot
electromagnetic coupling resonance
wireless transmission
receiving efficiency
分类号
TN87 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
收发线圈水平侧移对磁耦合谐振式无线电能传输系统的影响
被引量:
1
5
作者
刘毅
曹阳阳
霍跃华
杜欣欣
田子建
机构
中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院
出处
《矿业科学学报》
2017年第1期66-74,共9页
基金
国家重点研发计划专项(2016YFC0801806
2016YFC0801804)
国家自然科学基金(51674269)
文摘
针对在磁耦合谐振式无线输电系统中发射线圈和接收线圈之间发生平行不共轴的水平侧移问题,分别采用互感耦合理论和二端口网络理论对其进行建模分析,并通过数学推导得出用s参数表示的归一化功率和传输效率表达式。运用HFSS软件仿真了系统在过耦合、临界耦合和欠耦合状态下,水平侧移量对系统传输性能的影响;提出一种用于改善系统的优化结构。最后,通过实验验证了仿真结果,并验证所提出的优化结构可有效消除侧移所带来的负面影响,改善系统传输效率。
关键词
无线输
电磁
耦合
谐振
水平侧移
二端口网络
传输效率
Keywords
wireless power transfer
magnetic resonance coupling
horizontal sidesway
two-port network
transmission efficiency
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
用于植入式医疗仪器的无线通信系统研究
被引量:
7
6
作者
王伟明
马伯志
郝红伟
刘方军
胡春华
李路明
机构
清华大学宇航技术研究中心
出处
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第3期408-414,共7页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA02Z4E9)
国家科技支撑计划(2006BAI03A18)
文摘
经皮无线通信是起搏器和神经刺激器的重要组成部分之一。为了降低经皮无线通信系统的功耗,提升可靠通信效果,研究采用脉冲位置调制(PPM)的电磁耦合经皮无线通信方法。基于谐振电磁耦合理论,设计体外程控器线圈和体内医疗仪器线圈,以提升可靠通信效果。对通信距离和耦合系数、位置容差和谐振频率的关系进行了实验和分析。实验结果表明,体内PPM通信系统平均功耗仅为99μW,约为常用幅度键控调制(ASK)系统的1/300,同时,通信效果得到了较大提高。在钛壳封闭条件下,可实现10 cm以上的可靠通信。此外,位置容差试验表明所提出的通信系统具有抗线圈失配能力强的特点。
关键词
植入式仪器
经皮无线通信
脉冲位置调制(PPM)
谐振电磁耦合
低功耗
Keywords
implantable device
transcutaneous wireless communication
pulse position modulation (PPM)
resonant electromagnetic coupled
low power consumption
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
多中继线圈的无线电能传输系统效率分析(英文)
被引量:
6
7
作者
李中启
黄守道
杨民生
袁小芳
机构
湖南大学电气与信息工程学院
湖南文理学院电气信息工程学院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第S2期35-42,共8页
基金
Project Supported by National Natural Science Foundation of China(61104088)
文摘
电磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率与传输距离是矛盾的,一般来说系统的传输距离越远,系统的传输效率就越低。为了同时达到较远的传输距离和较高的传输效率,本文提出了一种多中继线圈的无线电能传输系统。运用瞬态耦合模理论,推导出了系统的效率表达式,并以此为基础,分析了系统传输效率的变化规律。当发射线圈与中继线圈之间的耦合系统和中继线圈与接收线圈之间的耦合系统相等且发射线圈与接收线圈之间的耦合系统等于零时,系统的传输效率最高。最后,研制了一套磁耦合谐振式无线电能传输系统装置。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。
关键词
耦合
模理论
电磁
耦合
谐振
无线电能传输
最大效率
Keywords
Coupled-mode theory(CMT),magnetic resonance coupling,wireless power transfer(WPT),maximum transfer efficiency
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
电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证
张献
杨庆新
陈海燕
李阳
蔡燕
金亮
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2012
92
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职称材料
2
并联谐振电容对电磁谐振耦合无线电能传输系统的影响
苑舜
贾红光
刘劲松
宋云东
马伟
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013
7
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职称材料
3
新型电磁耦合谐振式无线电能传输系统建模与实验验证(英文)
张献
杨庆新
张欣
李阳
金亮
章鹏程
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2014
10
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职称材料
4
基于电磁耦合谐振的变电站巡检机器人无线充电研究
石黄霞
付涛
《电子测量技术》
2019
4
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职称材料
5
收发线圈水平侧移对磁耦合谐振式无线电能传输系统的影响
刘毅
曹阳阳
霍跃华
杜欣欣
田子建
《矿业科学学报》
2017
1
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职称材料
6
用于植入式医疗仪器的无线通信系统研究
王伟明
马伯志
郝红伟
刘方军
胡春华
李路明
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
多中继线圈的无线电能传输系统效率分析(英文)
李中启
黄守道
杨民生
袁小芳
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013
6
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职称材料
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