超声内圆磨削系统中电信号的非接触式传输研究

针对超声内圆磨削系统中电信号传输方式存在的问题,提出了应用电磁感应原理的新型电信号非接触式传输方式。通过理论分析和实验验证,提出了由超声波电源、非接触传输装置和换能器振子组成的机电系统正常工作时的匹配条件。应用非接触式传输装置设计了新型的超声振动内圆磨头样机,验证了该应用方案的可行性。

AUV非接触式数据传输技术研究

本文提出了基于电磁感应原理的非接触式数据传输技术,对非接触式数据传输系统进行了原理分析和结构组成介绍。开展了通信距离优化研究,并搭建了系统仿真模型,通过仿真验证了此种传输方法的可行性。

非接触式电能传输系统功率及效率影响因素

搭建以实验模型为基础的非接触式电能传输系统仿真计算模型,考虑该系统实际应用中疏松耦合变压器可能出现的不理想工作情况,利用ANSYS有限元仿真软件分析变压器不同气隙厚度、横向、纵向不同侧移距离下电感参数的变化趋势,通过实验举例验证上述仿真计算的可行性。实现疏松耦合变压器原副边两侧电路的解耦,对不同频率下的系统进行电容补偿,分析变压器原副边分别谐振情况下系统功率和传输效率的影响因素,研究系统功率和效率随负载电阻、频率和电感参数的变化规律,为提高非接触式电能传输系统的优化设计提供参考。

海洋环境下非接触式电能传输系统的优化设计

对应用于海洋环境中的非接触式电能传输系统进行原理模型、仿真模型与实验模型的搭建。通过理论计算与电路仿真测试,分别对系统的谐振频率等参数进行分析。对密封封装后的系统进行实验测量,验证了模型的正确性。上述方法优化了系统的设计,避免了复杂的实验探测过程。该系统可以连接120 V直流电源,传输400 W左右电能,传输效率达到90%,可应用于海底观测网中深海机电设备的安全供电。

新型非接触式电能传输装置在超声加工中的应用

针对目前超声加工中电能传输装置存在碳刷磨损严重、转速限制等问题,本文基于电磁感应原理,参照高频变压器设计理论设计了一套新型旋转式电磁变换器,不仅实现了电能的非接触式传输,同时可满足加工中心自动换刀需求。由Maxwell3D仿真分析可知,经过合适的电容补偿网络,电能传输效率可大幅提升。此外,还研究了磁心间隙及转速变化对传递效率的影响。最后,实验结果显示,该装置电能传输效率可达54.8%,这对解决旋转部件诸如机器人旋转手臂、超声加工的电能传输问题具有一定的工程参考价值。

非接触式电能传输系统中疏松耦合变压器电感参数的计算分析

研究了非接触式电能传输系统中疏松耦合变压器的电感参数。建立了一种疏松耦合变压器模型,通过求解有限元磁场方程,采用能量增量法和能量法计算电感参数;同时,利用实验的方法获取不同气隙下疏松耦合变压器的自感和互感。通过将计算结果与实验数据对比,分析基于能量增量法和能量法计算电感的准确性和合理性。在不同气隙宽度下,研究疏松耦合变压器励磁非线性受到的影响,考察不同方法计算电感参数的误差和适用性,通过分析得到计算电感参数的有效方法,为进一步开展疏松耦合变压器励磁特性研究奠定基础。

非接触式功率传输滑环热力学仿真与分析

为克服接触式滑环寿命短、安全性能低的缺陷,设计了一种具有冗余备份的非接触式功率传输滑环装置,并对整体结构进行热分析。首先,对非接触式滑环建立热学理论模型,并对各部件温升和热阻及热源进行分析;其次,对磁芯损耗进行理论计算,并通过电磁场仿真进行验证,计算线圈损耗和轴承摩擦损耗等其他热源;最后,根据热源以及换热条件等参数进行热学仿真,获得非接触式滑环的稳态温度分布和热流分布。仿真表明,该装置温度在相应材料耐受范围内。

基于导轨非接触式无线能量传输系统效率的研究

导轨非接触式电能传输系统利用电磁感应进行无线能量传输,在许多场景有着广泛的应用,例如:自动导航、货物运输等。目前在移动大功率设备供电的场合,例如,电力驱动的机车、城市轨道交通的供电方式一般使用滑动取电方式,设备和导轨之间相互摩擦,容易产生火花以及接触不良等安全问题。导轨非接触式无线电能传输技术因为供电端与设备之间存在气隙,从而摆脱传统供电方式对导线的依赖,设备在移动中就会避免因为滑动和摩擦产生电火花导致的安全隐患,同时也减少了设备的损耗,有利于延长设备的使用寿命。本文根据导轨式无线能量传输的特点,建立了导轨无线能量传输的互感等效电路模型,推导了在接收端谐振状态下的效率传输公式,设计了相关E型能量传输结构,并研究了在不同负载以及不同耦合系数条件下对传输效率的影响。

非接触式电能传输系统的研究和应用

非接触式电能传输系统能实现在没有电气或电气设备物理连接运用电感耦合技术的电子产品的完美结合。本文介绍了非接触式电能传输的基本原理,建立数学模型基于松散耦合电路和对传输效率的影响因素进行了分析,最后结合工程来应用。

基于单片机的非接触式能源补给系统设计

非接触式电能传输技术因其特有优势有望能解决水下无人航行器的能源补给问题。首先根据非接触式电能传输技术基本原理建立系统模型,然后设计了电磁耦合器、电能变换电路和PID控制器,最后制作原理样机以供实验。试验结果表明,设计的系统样机可以实现8 mm传输间隙下达50%的传输效率;在14 mm间隙内,PID控制器能使系统的传输效率最多提高10%。

相对转动物体间的非接触式供电系统设计

向具有相对转动状态的用电设备供电时,使用滑环接触方式存在滑动摩擦,因而会产生磨损碎屑和电火花等问题,采用非接触式电能传输的方案可以有效解决这些问题。研究了具有相对转动部件的非接触式供电系统的设计,包括电能变换电路的设计、补偿网络参数的选择和频率控制方法等。针对松耦合变压器在转动过程中参数变化的特点,通过绘制工作特性曲线选取合适的补偿网络参数,能有效减小转动过程中负载电压的波动;而频率控制在保持高电能传输效率的同时可增大提供给负载的电压范围。

钢管高速超声检测信号传输的关键技术研究

为提高钢管高速超声波检测系统中信号传输的质量和系统性能,对接触式及非接触式二类传输方式进行对比分析。总结了压电超声激励及回波信号特点,分析了目前主要采用的信号耦合技术的结构及工作原理,并在特性参数、技术特点、制造成本等方面进行相互对比,为设计应用提供了依据。

实时传输潜标平台中的深海海流观测系统设计

提出了一种利用潜标观测平台、采用非接触式电磁耦合数据传输技术对布置于深海的RCM9、ADCP自容式海流观测仪器进行长距离实时测控的设计方案;介绍了实时海流观测系统的结构组成、硬件和软件流程设计。海上试验表明,该技术方案实现了对深海海流实时监控的预期目标。

基于全相位的非接触供电自适应谐振控制

非接触式电能传输(CPTT)为海洋浮标水下传感器的持续稳定供电问题提供了一种可行方案。在此分析了浮标系统中电磁耦合电能传输系统的基本拓扑结构,探讨了电路谐振状态对系统传输功率的影响。并针对电路元器件参数随环境的变化导致的谐振点偏移问题,提出了一种基于全相位快速傅里叶变换(apFFT)的自适应谐振策略。通过采集逆变电路输出端电压和电流的相位差,由主控芯片处理并进行PD控制,调节电路频率,实现电能传输的自适应谐振。实验证明,基于相位测量的自适应谐振控制方法能够实时跟踪并补偿元器件参数变化,使系统工作在谐振状态。

基于电感耦合电能传输技术的智能充电站研究

针对非接触式电能传输存在的传输效率不高的问题,分析了影响非接触式电能传输系统传输功率和传输效率的因素,利用互感理论搭建了基于MATLAB/Simulink的仿真系统模型。在不同的开关频率和互感系数下,研究了开关频率、互感系数与系统传输功率和传输效率之间的关系。仿真结果表明,系统在开关频率为60 k Hz时,传输效率达到峰值。

超声振动系统非接触式高效电能传输的电路补偿

为提高超声振动系统的非接触式电能传输效率,对系统的电路补偿网络进行了研究和设计。结合压电振子的等效电路和松耦合系统的互感模型,阐明了电路补偿的理论依据,提出各自独立地对原、副边回路进行补偿,以消除互感的影响。结合理论和仿真计算的结果,设计并建立了超声振动系统非接触式电能传输的电路补偿网络。对系统的输出振幅进行实验测量,结果显示:补偿后的振幅得到了大幅提升,且气隙值越大、电功率越大,补偿效果越显著。对于超声振动系统的非接触式电能传输,所建立的补偿方法能够显著地减小无功损耗,提高能量传输效率,补偿网络设计合理、有效。

嵌入式控制系统在CPT系统中的应用

对非接触式电能传输系统(简称CPT系统)的总体设计、功能设计和决策控制层硬件架构设计进行了介绍.提出了一种在CPT系统中应用ARM作为决策层,利用DSP实现实时控制的体系架构.在此基础上建立起硬件架构,并给出了系统的程序流程.

基于静压气悬浮变频离心冷水机组的系统研究

静压气悬浮轴的悬浮技术,是利用多孔质材料做成的轴承,对高压气体节流降压,在轴承和轴之间形成一层薄的气膜,使轴悬浮,实现轴的无接触式工作,从而达到降低摩擦提高工作效率的目的。本论文基于的50冷吨的气悬浮离心制冷机组,名义工况的制冷量为170 kW,制冷能效5.6,IPLV值7.3,通过对该系统及测试数据进行分析,用理论计算制热量和实测制热量之间的差值,得出从100%负荷到25%负荷工况,悬浮轴的供气量的流量,大约在6 g/s~9 g/s,占系统制冷剂循环量的0.82%~2.2%。

洋马联合收割机微机实时测试系统的研究

农业机械在使用的过程中,由于工作环境、使用者的操作技术的熟练程度,以及机械本身抗病疲劳和易损性能,均导致其技术性能的变化。为此,设计了洋马联合收割机微机实时测试系统,以工业控制计算机为核心,采用光电耦合非接触式信号传输技术,可实时采集联合收割机的转矩、转速、油压、温度、速度等参数。系统采用神经网络技术,通过对采集数据的处理分析,可有效诊断收割机的性能故障。

一种用于旋转导向钻井工具的软开关全桥逆变技术

针对旋转导向钻井工具中的非接触式电能传输系统,设计了一种井下高温软开关零电压式全桥逆变电路,通过谐振原理利用谐振元件实现全桥开关管的零电压开关,以降低开关损耗,使得非接触式电能传输系统在300 W额定功率下达到85%的传输效率。