基于LCL补偿的多负载移动式感应非接触电能传输系统

针对多负载移动式非接触感应电能传输(inductive contactless power transfer,ICPT)系统的设计与控制进行研究,分析LCL电路的输出特性和阻抗特性,当其电感之比等于1时,其谐振频率与负载无关,满足多负载ICPT的要求;介绍多负载移动式ICPT系统的结构,并建立其等效电路模型,通过对等效模型的分析,提出原副边独立控制的控制策略和补偿电路设计原则,补偿电路要能够实现谐振频率与负载无关,以实现负载可变;分析LCL补偿电路的设计方法,分析副边LCL补偿和串联补偿的区别,当副边品质因数小于1时,LCL补偿输出功率更大;建立多负载移动式ICPT系统的仿真和实验平台,对理论分析和设计方法进行验证。

感应式非接触角度传感器电磁耦合系统设计

感应式非接触角度传感器性能优良,日益得到广泛应用,其在植入式医疗器件状态监测领域的应用前景尤被看好。对作为感应式非接触角度传感器基础的电磁耦合系统进行设计研究。详细分析了感应式非接触角度传感器的基本测量原理,并基于该原理使用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell 3D对其电磁耦合系统进行了仿真设计并制作了样机,实验结果证明了仿真研究和设计结果的合理性和可行性。

非接触磁感应脑阻抗断层成像系统激励源设计

目的 :设计适合非接触磁感应脑阻抗断层成像系统工作的激励源和感应线圈 ,为进一步了解生物组织电阻抗的特性打下良好的基础 .方法 :基于高速电子电路设计技术 ,建立具有差分驱动模式 ,频率 (1MHz～ 2 0MHz)和幅值均线性可调的信号源 ,分析测量结果 ,得出设计参数 .测量并计算感应线圈参数 ,分析影响其特性的因素 结果 :激励源的输出频率在 10MHz时 ,带负载线圈稳定输出最大电压峰峰值 12V ,最大电流2 2 0mA ,频率稳定度为 0 5 % ,输出噪声电压有效值 6 1mV ,信噪比 6 3dB .结论 :本信号源性能满足试验要求 ,受外界电磁辐射干扰影响小 ,感应线圈设计合理 ,有利于进行检测试验 。

非接触磁感应脑阻抗断层成像系统设计

针对脑组织电阻抗的研究,本文设计了工作频率在10 MHz的单通道硬件电路和试验台,可以分辨电导率介于0.001 s/m到6 s/m的四种不同浓度的NaCl盐溶液,并对模拟正常人脑组织(0.375 s/m)的0.195％NaCl盐溶液目标,给出了初步成像结果。

基于LCL谐振变换器的电磁感应式非接触电能传输系统动态调压控制方法

为了解决电磁感应式非接触电能传输(ICPT)系统输出电压的可控动态调节问题,提出一种基于LCL谐振变换器的动态调压控制方法。发射端采用具有恒流输出特性的LCL谐振结构,使得流过发射端耦合线圈的电流呈现恒流特性。在接收端LCL谐振变换器输出侧并联一个用于调节电能输出的可控开关管,通过控制开关管的开关状态,实现电能的可控输出。当开关管关断时,接收端LCL谐振变换器输出电能给负载,输出电压上升;当开关管开通时,负载侧电能输出被切断,输出电压下降。通过检测输出电压,对可控开关管进行负反馈控制,可以动态调节电能输出功率,实现输出电压的动态调节。该方法只调节接收端,无需使用无线信道与发射端通信,电路结构及控制方法较为简单、易于实现,且适用于一个发射端对多个接收端无线供电。最后,搭建了2k W ICPT系统原理样机。通过实验验证了所提方法的可行性和正确性。

非接触感应供电技术及其在扭矩测试中的应用

非接触感应供电结合了电子电力技术与电磁感应耦合技术,已在电动汽车、手机充电及机器人等领域得到广泛应用。通过对非接触感应供电系统结构和原理的分析,研究了原、副边电路的补偿以及频率选择等关键技术,得出了原、副边补偿电容的计算方法。根据扭矩测试的供电需求设计了具体电路,并对设计电路的输出电压进行了测试,结果表明,在一定距离范围内本供电电路能够满足扭矩测试的供电需要,为扭矩测试供电提供了新思路。

稳压系统在非接触感应电能传输系统中的应用

非接触感应电能传输系统利用电磁感应耦合技术,解决了相对转动时能量的安全传输问题。电压的波动将严重影响用电设备的正常工作,着重研究了可控偏心器中非接触感应电能传输系统的稳压部分,并设计了一套大功率稳压电源。通过稳压系统的性能实验,测试出稳压系统可以提供48 V稳定的直流电。实验表明该稳压电源系统性能良好,具有稳压效果好、纹波小的优点,并且工作可靠。为非接触感应电能传输系统应用于旋转导向钻井系统提供了依据。

模型跟踪控制应用于非接触感应电能传输

为了将模型跟踪控制应用于非接触感应电能传输系统上,消除广义状态空间平均法对系统矩阵的影响,首先对两者进行原理分析,依据傅里叶变换和拉普拉斯变换的关系及矩阵理论,对状态空间矩阵进行分块和常数化处理,得到适用于模型跟踪控制方法的状态矩阵;通过建立与被控对象输出形式相同的参考模型,分离变量以便单独控制;最后在Simulink平台上对系统进行仿真,验证其可行性.论文提出的将模型跟踪控制应用到非接触感应电能传输系统的方法,使得被控对象可以跟踪参考模型的输出,从而改善电能参数特性,系统建模简单,且可以保存被控对象的物理结构,十分有效.

用于感应式非接触励磁系统的CLC补偿拓扑研究

在感应式非接触电能传输(ICPT)系统中,为了解决负载变化影响电路输出电流以及输入阻抗角的问题,提出一种新型的T型结构的CLC补偿拓扑,并将其与串联补偿组合形成CLC-串联型补偿结构。依据基尔霍夫定律分析了CLC补偿同时实现全负载变化范围内的输出恒流特性和零输入相位角(ZPA)特性的约束条件;推导出了针对上述约束条件的谐振网络参数设计方法;分析了系统的频率稳定性,并求出了使系统频率稳定的负载边界条件;定量地讨论了使逆变桥开关管实现零电压开关(ZVS)的谐振参数调整方法。仿真和实验结果验证了CLC补偿电路具有恒流特性和ZPA特性;当负载电阻值小于使系统稳定的负载边界值时,系统可以保持频率稳定;单独调节补偿电容容值C 1可以实现逆变器开关管的ZVS。

有轨电车非接触感应耦合空心线圈的选型研究

针对有轨电车非接触感应耦合电能传输系统的核心部分空心变压器空心线圈的选型进行分析和研究。首先对矩形空心线圈和圆形空心线圈的自感和互感进行计算,根据自感和互感计算出耦合系数。结合Matlab软件编程计算,对比分析2种空心线圈的耦合性能随初、次级线圈间隙、线径、初、次级线圈尺寸、初、次级线圈相同及不同尺寸下偏移量变化的影响。结果表明:在尺寸较大时,随着气隙、导线截面半径、线圈尺寸以及初、次级线圈相同尺寸下偏移量的增大,矩形线圈耦合性能都好于圆形线圈。反之,圆形线圈的耦合性能要好于矩形线圈。虽然随着初、次级线圈不同尺寸下偏移量的增大,圆形线圈耦合性能略好于矩形线圈,但其耦合系数远小于相同尺寸下的耦合系数。结合有轨电车大功率、大尺寸的条件,得出有轨电车适合采用初、次级线圈相同尺寸的矩形线圈。

基于恒流源补偿网络的电磁感应式非接触能量传输的LED驱动电路

电磁感应式非接触能量传输(inductive power transfer,IPT)的半导体发光二极管(light-emitting diode,LED)照明系统具有便利、灵活、安全等优点。为提高IPT的传输效率,IPT松耦合变压器两边需引入补偿网络。补偿后的IPT变换器输出特性十分复杂,其输出电压或电流与变压器参数、补偿结构和参数、开关频率和负载均有关。而LED负载的等效阻抗易随温度变化,松耦合变压器的磁场并不均匀,难以设计,这些问题使得IPT LED驱动器难以直接输出LED需要的驱动电流。针对此问题,该文提出一种基于恒流源补偿网络的IPT LED驱动电路,恒流源补偿网络使得IPT输出恒流,解耦电流与负载阻抗的关系,通过提出的变压器参数和补偿参数设计方法,采用定频占空比控制,可直接输出LED所需的电流,避免使用后级变换器,避免频率控制带来的频率分叉问题。该文还提出在给定变压器尺寸、气隙、负载范围、效率下的IPT系统综合设计方案。最后,搭建了一台20 W的IPT LED驱动电路,实验结果证明所提出的补偿网络可以准确实现与负载无关的恒流输出,避免无功环流,实现较高的传输效率。

血栓弹力图仪(TEG)中基于非接触式电磁感应的角度传感器研究

针对血栓弹力图仪(Thrombelastography,TEG)的测量原理,提出一种能精确测量的基于非接触式电磁感应的角度传感器,最大程度减小了对被测量血液特性的影响。描述了测量原理,给出了相应的电路以及上位机软件,搭建了血栓弹力图仪的测量装置。实验结果表明:本传感器完全能满足血栓弹力仪的要求。

高频逆变电路在非接触感应电能传输系统中的应用

针对可控偏心器中非接触感应电能传输系统的电源部分,分析了高频逆变电路的主电路及控制电路的性能,利用Multisim软件对全桥逆变电路进行仿真分析,并设计制作出了高频逆变电路。通过对全桥逆变电路的性能实验,测试出逆变电源的最大输出功率可达300 W,输出频率可调,范围可从0 Hz达到100 kHz,为非接触感应电能传输系统应用于旋转导向钻井系统提供了依据。

可控偏心器中非接触感应电能传输系统的研究与实现

为了解决旋转导向偏心器中电泵机和发电机之间的物理间隙所造成的电能传输问题,设计出了非接触感应电能传输系统,并对影响电能传输效率的主要因素进行了研究。结果表明：耦合器的间隙距离越大,耦合器的传输效率越低;耦合器的最佳工作频率为38 KHz;高频逆变电源的输出功率在280-300 W之间时,系统间电能的传输效率可以达到85%。

德Hella推出非接触型感应位置传感器

德国Hella公司日前宣布成功开发出了耐候性很强的非接触型感应位置传感器。该传感器已经被用于2003年10月在德国上市的大众新款“高尔夫”节流阀(Throttle Valve)控制。感应位置传感器在量产车中用于节流阀控制尚属首次。今后。

安全的非接触式感应车窗玻璃升降系统

汽车车窗玻璃升降系统由来已久了。一开始是手动摇柄操作系统，实用但麻烦。之后是电动车窗玻璃升降系统，容易操作，但也有不安全的隐患，如孩子的手有可能被夹在窗玻璃中等。接触式感应技术的出现可有效解决以上问题。当上升的玻璃碰到人的手指或手臂时，系统能够立即感应到，并发出相关指令。

超声加工的非接触能量传输仿真与实验

为解决超声加工中传统的接触式能量传输方式存在电刷磨损快且主轴不能高速旋转的问题,根据电磁感应原理,建立了非接触能量传输系统的互感理论模型,基于Maxwell平台构建了系统的仿真计算模型,通过旋转电磁耦合实验机构对仿真模型进行验证,获得了旋转转速、级间磁隙、超声频率以及谐振匹配参数对系统能量传递效率的影响规律.仿真与实验结果表明:超声系统实现高速旋转时,非接触能量传输装置的输入和输出功率能量传递效率可达80%,初、次级线圈绕组电流密度和磁芯磁通密度随旋转转速的增加并无显著变化,传递效率的下降与磁隙近似成线性关系,传递效率随着频率呈现先升后降,对输入信号的频率具有选频作用.应用规律可为电磁感应式超声主轴进行优化设计.

基于Arduino平台的三维手势感应台灯设计与实现

台灯在人们生活工作中有广泛应用,文章设计实现了一款基于Arduino平台的三维手势感应台灯。以Arduino平台为控制核心,通过电路设计实现Arduino控制板与手势模块以及超声波测距模块的连接,用以实现识别3组不同的手势的功能。此台灯系统利用3组常见手势分别控制台灯的亮灭,光源之间的切换以及台灯亮度调节。采用数字与模拟信息双读取实现对灯源的控制。设计实验结果表明,所设计的台灯实现了预设的3个主要功能。

非接触感应电能传输系统可分离变压器特性分析

本文对非接触感应电能传输系统中可分离变压器的特点进行了研究,分析了可分离变压器的磁路和电路,讨论了变压器绕组位置和气隙对可分离变压器参数的影响,并利用ANSYS电磁场仿真软件进行定性分析,得出了一些关键设计准则。并在气隙为 4mm和10mm的可分离变压器构成的1kW原理样机进行了实验验证,给出了实验结果。

多负载移动式ICPT系统的研究

针对目前感应非接触电能传输(ICPT)系统在负载可变或多负载时存在的问题,对多负载移动式ICPT系统进行了研究。介绍了多负载移动式ICPT系统主要结构及关键的技术问题。建立了多负载移动式ICPT系统的电路模型,研究了工作频率对系统传输功率的影响,给出了系统参数设计方法。建立了系统的传递函数模型,提出恒流控制策略,分析了等效负载的变化范围,并进行了仿真和实验验证。