無接觸功率傳輸電磁耦合機構的研究.pdf

1、無接觸功率傳輸技術是綜合運用電力電子技術、高頻變換技術和電磁感應耦合技術,安全、可靠、靈活地實現電能傳輸的新技術。而遠距離無接觸功率傳輸的研究與實現,將對傳統(tǒng)的電力供應產生重大的影響,開創(chuàng)人類傳輸電能的新方法。電磁耦合機構是研究遠距離無接觸功率傳輸的關鍵之一,本論文在參考借鑒前人研究成果的基礎上,對基于空間電磁場耦合的遠距離無接觸功率傳輸的電磁耦合機構進行了探索研究。
　　 論文研究以空間組合線圈結構構成的電磁耦合機構為模型展開

2、。首先通過對無接觸功率傳輸系統(tǒng)電路模型的分析,計算了單一載流圓環(huán)線圈在空間任一點的矢量磁位和磁感應強度,對單一線圈的自感進行了分析,并推導計算了空間兩圓環(huán)線圈的互感。由于自感、互感計算過程的復雜性,研究中采用ANSYS電磁仿真軟件對兩種平面型和拋物面型的發(fā)射機構在空間發(fā)射的磁場分布進行了仿真與比較。在同一接收機構下,對不同接收距離時不同的發(fā)射機構進行了自感、互感與耦合系數的計算與比較,得出了10圓環(huán)平面螺旋發(fā)射機構是其中較優(yōu)的機構。當發(fā)

3、射機構是10圓環(huán)平面螺旋型線圈時,分析討論了平面螺旋發(fā)射機構在不同圓環(huán)個數時的自感、互感與耦合系數,發(fā)現不同接收距離下,耦合機構在最大耦合系數時此發(fā)射機構的圓環(huán)個數是有變化的。對較遠距離時的螺線管型與平面螺旋型接收機構進行了分析,得出線圈的增加并不一定能增加耦合系數的結論。
　　 另外,理論分析了頻率變化時無鐵芯電磁耦合機構線圈的內自感的變化,內自感的變化從而引起整個機構的自感與互感的變化,并對此進行了仿真,發(fā)現自感變化主要集中

4、在一個頻率段。討論了自感等的變化對耦合機構補償電容理論計算值的影響,從而影響電路諧振時的計算電容。還分析了電路補償對此遠距離無接觸功率傳輸的傳輸能力及效率的影響,以及分析了頻率的微弱變化對遠距離無接觸功率傳輸的極大的影響。
　　 最后,理論分析與仿真軟件仿真討論了無接觸功率傳輸系統(tǒng)的高頻電源的一種新方法,即用晶振產生高頻方波,將高頻方波分頻后通過一帶通濾波電路后得到高頻的正弦波,然后對高頻正弦波信號推挽放大,得到能提供一定功率的