截顶型线圈无线电能传输系统优化研究

在无线电能传输系统中,互感作为评估收发线圈间耦合程度的指标,其大小直接影响到系统的传输功率。通过探究系统中互感、接收线圈内径和传输距离的关系,提出了截顶型螺旋线圈的优化结构,用于改善系统的传输性能。首先通过对基于LCC补偿方式的电路建模分析,证明了互感对系统输出功率的影响;其次推导了两线圈间的互感表达式;再次探究了互感与系统各参数之间的关系,完成了对截顶型接收线圈的优化设计;最后经过有限元仿真验证,截顶型线圈系统具有更高的互感,较柱形线圈系统提高了10.74%,较圆形线圈系统提高了31.77%,且对于小幅度的轴向偏移,截顶型线圈系统表现出更优的抗偏移能力。     

磁耦合谐振式无线传能系统中的参数优化实验研究

磁耦合谐振无线电能传输系统的传输性能与系统的谐振频率密切相关,系统的谐振频率不仅与器件参数有关,还受到系统结构的影响。针对这一问题,该文从互感等效理论出发,构建系统的传输模型;通过分析不同结构系统的传输特性,提出了系统中各参数的优化方法,可以有效地提高系统的传输性能。     

感应式无线电能传输装置的设计

感应式无线电能传输技术作为一种新型的电能传输技术,利用电磁谐振感应原理,实现电能在一定距离范围内传输。利用电磁感应定律使得无线能量传输系统的两个线圈在高频下发生自谐振,提出了基于线圈耦合感应传输的电能无线传输技术,其传输电能的特性已达到一般要求,且实际测量数据得到的效率也还是可观的。相对于传统的接线式电能传输技术,该技术更加灵活、安全、可靠,能实现供电设备和用电设备之间的中程距离电能传输。     

四线圈WPT系统非理想耦合及等效解耦方法

针对四线圈非理想耦合对系统输出电流特性的影响,采用等效容性耦合的方法来实现理想的四线圈系统电流输出特性。 首先结合补偿电感的磁集成,减少了无线电能传输系统磁元件数量并缩小其体积,再对等效电路参数的设计进行分析并设计了实验样机。 实验结果验证了容性耦合等效方法的准确性与有效性。 在负载范围内,样机接收端直流输出电流的波动小于8%,传输距离为75 mm时整机输出功率为300 W,效率峰值达到了81.49%。     

基于谐振原理的无线电能传输实验研究

在研究了谐振原理和特点的基础上,结合互感耦合原理和赫姆霍兹线圈设计了一个无线电能传输实验。通过实验操作和Matlab仿真,验证了利用谐振进行无线电能传输的合理性和有效性,从而加深学生对谐振的认识,提高学生的应用能力,取得了良好的教学效果。     

基于LCL-S型谐振的大功率无线电能传输实验平台设计

该文在深入分析无线电能传输技术的传输特性及其磁耦合式传输工作原理的基础上,基于LCL-S型谐振耦合原理设计了一套大功率无线电能传输实验平台.首先,利用互感耦合模型对平面型系统机构进行了电路分析;其次,搭建了该实验平台的骨架构造;最后进行了实验测试,完成了双脉冲试验、开环控制带载试验和闭环控制带载试验等,分析了谐振频率对...     

一种磁耦合谐振线圈结构阻抗测量装置设计

提出了一种基于矢量伏安法测量原理的便携式阻抗测量装置,并分析了磁耦合谐振式无线电能传输中耦合线圈结构阻抗测量电路的设计原理,通过单片机系统控制AD5933阻抗转换器测量待测谐振耦合结构的阻抗,利用串口通讯协议实现LabVIEW软件和单片机系统的相互通讯。实验结果表明,耦合线圈工作在谐振态下,阻抗测量值与理论阻抗值相对误差为2%,成本较低,便于携带,能够满足大部分耦合线圈设计需求。     

基于E类逆变器的无线电能传输创新实验设计

以E类逆变器为基础,结合磁耦合谐振式无线电能传输原理,设计了一个创新性仿真实验平台。首先分析E类逆变器的工作原理,并研究电路参数对E类逆变器效率的影响;然后系统地给出基于E类逆变器的高效MCR-WPT系统的设计方法和步骤,并在Simulink下构建了一套系统仿真实验平台。在该平台上可以进行系统运行状态的观察和分析、传输效率的计算以及各类因素对传输性能影响研究,从而激发学生的创新性思维,提高分析问题和解决问题的能力。     

基于S-P结构的非线性宇称时间对称分析

基于非线性宇称时间对称的无线电能传输系统,是一种能在一定耦合区间内保持恒定高效率传输的鲁棒性系统。宇称-时间对称(PT对称)无线电能传输系统,能够在较大范围内实现对耦合谐振线圈位置的不敏感性,在该区间内可对负载进行恒定的功率传输。基于耦合模理论对S-P型结构的PT对称无线电能传输电路进行分析,观察其在不同耦合区间内系统的传输效率随耦合系数的变化情况进行分析。最后通过matlab等软件进行仿真,结果表明在强耦合区域内系统传输效率不随耦合系数变化而变化,且能保持高效传输,在弱耦合区域耦合系数对系统的传输效率有很大的影响。     

无线电能传输TS-S型补偿网络的建模与设计

补偿网络是无线电能传输系统中的重要组成部分,可用于提高电能传输的效率、输出功率及稳定性。在对TS-S型补偿网络建模及其参数化设计分析的基础上,采用算例验证TS-S型补偿网络模型的定频谐振、恒定电压增益和高效率特性,通过实验验证相关推论及方法。结果表明,样机电压输出稳定,在耦合系数为0.2时的效率峰值达到90%。     

Evaluation of the heat transfer performance of helical coils of non-circular tubes

This study addresses heat transfer performance of various configurations of coiled non-circular tubes, e.g., in-plane spiral ducts, helical spiral ducts, and conical spiral ducts. The laminar flow of a Newtonian fluid in helical coils made of square cross section tubes is simulated using the computational fluid dynamic approach. The effects of tube Reynolds number, fluid Prandtl number, coil diameter, etc., are quantified and discussed. Both constant wall temperature and constant heat flux conditions are simulated. The effect of in-plane coil versus a cylindrical design of constant coil, as well as a conical coil design is discussed. Results are compared with those for a straight square tube of the same length as that used to form the coils. Advantages and limitations of using coiled tubes are discussed in light of the numerical results.     

LCL-S型无线电能传输系统负载与互感辨识方法

针对无线电能传输系统因线圈偏移、受电设备阻抗变化等导致系统模型参数不精确的问题,提出一种基于粒子群算法的LCL-S 型无线电能传输系统负载与互感辨识方法。根据LCL-S补偿拓扑原边恒流及副边恒压的输出特性,采用滤波电容能量守恒理论,建立负载输出电压与互感、原边线圈电压与负载的数学描述。以输出电压理论值与实际值之间的误差构建成本函数,设计粒子群算法,通过数值寻优实现参数的辨识。仿真与实验结果均验证了该方法能够较为准确地辨识出互感与负载大小,且无需增加额外硬件电路及控制,降低了系统复杂程度。     

人体无线内窥微机电系统设计中若干关键问题

研究讨论了人体无线内窥微机电系统设计中的若干关键问题,包括电源系统的设计问题,无线发射电路的设计问题,图像采集与保存问题。在它们的设计过程中,综合考虑了无线内窥微机电系统的性能、功耗与尺寸要求,并都给出了合理的最终解决方案。     

无线传感器网络环境监测采集节点的设计

介绍了应用于环境参数监测的无线传感器网络采集节点的设计要点。系统以nRF24L01无线射频芯片和MSP430F1232单片机为核心,实时采集并上传节点周围环境的温度、湿度、光照强度和可燃性气体浓度等信息。节点采用电池供电和无线传输方式,具有体积小、成本低、功耗低、性能稳定和便于携带等优点。     

一种新的无线视频传输帧内刷新策略

首先分析了无线信道突发性出错和二阶Markov无线信道模型. 根据该模型和视频编码器的编码方式推导了突发性出错引起的帧内编码和帧间编码的信道失真. 然后提出了一种新的速率失真率(R-D)框架内的帧内刷新策略. 该策略一方面对无线视频传输系统的容错性能和编码效率进行了优化, 另一方面可有效阻止帧间错误传播, 减小信道失真. 在不同传输信道中的仿真结果验证了该策略在无线视频传输容错方面的性能改进.