无线电能传输系统频率分裂现象的研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输(WPT)系统处于过耦合时固有频率处输出功率降低的问题,结合互感耦合理论并引入失谐因子、耦合因数对简化的WPT系统进行理论分析,得到系统输出功率下降的原因是阻抗失配。采用基于对称T型补偿电路设计的LCC补偿电路进行阻抗匹配,提高输出功率。最后,通过仿真实验验证了补偿电路的有效性,为解决频率分裂问题提供了有效参考。

电机定子振动模态频率分裂特性分析

有效抑制由电机径向电磁力激发的电机定子振动是实现电机减振降噪的一个重要途径,而对电机定子模态频率及模态振型的准确分析是抑制电机定子径向振动的基础。采用圆环的弹性力学解析模型作为电机定子振动的分析模型,对无约束状态下电机定子的模态进行分析,得到了电机定子径向振动模态频率和模态振型的解析解。以齿槽和底脚为典型附加结构,采用摄动法对电机定子模态频率的分裂现象进行分析,总结了频率分裂与否以及分裂阶次的判定准则。通过ANSYS有限元软件验证了理论方法和计算的有效性。结果表明,所建立的二维圆环模型可以准确、高效地应用于电机定子模态特性的分析;附加结构的分布形式对定子频率分裂特性具有重要的影响。

电磁耦合谐振式传能系统的频率分裂特性研究

电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的发射侧与接收侧同时工作于谐振状态,补偿电容的引入导致系统在不同工况下可能存在多个谐振点。控制策略选取不当,会导致负载接收功率减少、系统性能大幅下降。首先通过耦合模理论建立电磁耦合谐振系统的高阶数学模型,在此基础上深入分析模式耦合因数及品质因数对系统谐振角频率的影响,并得出不同工况下谐振角频率的变化规律。最后根据理论分析设计了盘式振荡器耦合系统进行实验。测量结果表明,实际频率分裂特性与理论推导的函数关系基本吻合,因此可为谐振式电能传输系统的设计提供参考。

频率分裂在双频激光器和位移传感器中的两种新应用(英文)

主要介绍了激光频率分裂技术的两种新应用,包括用两种方法克服强模竞争以获得频差可覆盖1-40 MHz的双频激光器,以及将一个双折射双频激光器本身用作一个位移传感器,这种双频激光器可以填补塞曼激光器和双折射激光器之间存在的3-40 MHz频差空白,可以用作激光干涉仪理想的光源,位移传感器结构简单,其分辨率为79 nm,测量范围达到了15 mm,并且可以自校准。

磁耦合谐振式无线电能传输系统频率分裂抑制方法

磁耦合谐振式无线电能传输系统工作在过耦合状态时,会发生频率分裂,导致系统在原谐振频率处的效率变低。文中运用等效电路理论,推导出了效率、输入阻抗与频率的关系表达式,并以此为基础,分析了频率分裂现象,得到了影响系统频率分裂和效率的几个关键参数。随后提出了一种调节系统关键参数的方法,为了调节系统参数,提出了使用L型阻抗匹配网络来调节等效负载电阻的方法。使用所述方法可以有效抑制系统的频率分裂现象及提高系统效率。最后,设计开发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该方法的有效性与正确性。

非对称耦合线圈内阻与品质因数对传输功率与效率及其频率分裂的影响

非对称耦合线圈使得谐振式无线电能传输系统设计更为复杂,尤其是由于非对称结构带来的参数变化对无线电能传输功率的频率分裂规律的影响存在不确定性,此问题已成为制约该技术进一步发展的瓶颈。针对上述问题建立非对称无线电能传输系统的传输模型,计算得到非对称系统接收功率与传输效率的表达式,同时通过理论分析探讨耦合线圈的内阻和品质因数对频率分裂的影响规律,最后搭建相应的实验系统,对理论分析的正确性进行实验验证。实验结果与理论分析具有较好的一致性,证明了所提方法与结论的正确性,为进一步研究基于非对称耦合线圈的谐振式无线电能传输系统的设计与优化提供了有益的参考。

基于振动理论的MCR-WPT系统频率分裂特性研究

为了进一步揭示磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统频率分裂现象的物理原理,并建立一套使得系统工作在最大传输功率状态的工作准则,提出了一套建模分析方法。首先根据基尔霍夫电压定律对MCR-WPT系统进行了时域建模,并通过矩阵计算得到了传输功率的解析表达式。然后基于振动理论,分析了传输功率的频率分裂现象,阐述并推导了系统的几个关键参数:系统固有频率、电路固有频率和共振频率。接着深入分析了系统固有频率和电路固有频率之间的关系,进一步揭示了频率分裂及系统共振的物理原理。最后,通过实验验证了该理论的有效性和正确性。

分组对称旋转周期结构固有频率分裂解析分析

针对工程领域广泛存在的一类分组旋转周期结构开展了解析动力学研究.提出了一种利用等效对称单元判别固有频率是否分裂的简便方法.采用直接摄动法研究了对称单元分布对模态特性的影响,揭示了等效对称子单元的分组方式与固有频率分裂之间的映射关系.该映射关系提供了一种抑制固有频率分裂的对称单元拓扑调整方法.该方法可用于超声电机和陀螺仪等对固有频率分裂敏感的重要领域.仿真结果验证了固有频率分裂规律的正确性.

激光频率分裂测波片的误差分析和实验评价

本文讨论了利用激光频率分裂技术测量波片位相延迟的主要误差因素,并对其中激光器初始位相延迟和波片非对正引入的系统误差进行补偿。误差分析表明:系统对于多级波片的测量不确定度约为1.7′,对于零级波片为0.8′。然后针对系统性能进行实验评价,包括:比较波片沿激光轴线对正和倾斜时对测量结果的显著影响,以及测量波片通光面内不同点的位相延迟和波片光轴与其表面的夹角。根据实测结果,系统测量重复性和复现性优于0.02°,不确定度优于2′,即约λ/104。

频率分裂He-Ne激光器功率调谐特性

在改变一个频率分裂短腔(150mm)He-Ne激光器(波长0.6328μm)的谐振腔长的过程中,我们分别测量了偏振方向互相垂直的两分裂模(o模和e模)的光功率。两模功率在腔调谐过程中呈反向变化。我们看到一个模的运行在特定区间内由于模竞争被另一个模所抑制,抑制宽度可达几百兆赫兹,而且随着两模的频差大小而改变。

非接触电能传输(CPT)系统频率分裂现象分析

非接触电能传输(Contactless Power Transfer,CPT)系统在工作过程中会出现频率分裂现象。论文以串联补偿的CPT系统为研究对象对系统进行建模分析,推导出了CPT系统中重要参数的方程表达式并选择负载电压作为重点研究对象。数值分析和实验结果表明,负载电压和负载功率在过耦合区内(k>kcritical)会分裂出两道脊,CPT系统工作在谐振频率(f0)和关键点(kcritical)时可以获得最大的负载电压和负载功率。

Zeeman双频激光器频率分裂与纵模间隔变动一致性分析

激光谐振腔内相位各向异性会引起频率分裂,两分裂模的频差大小由表现出的相位延迟所决定.对于腔内相位延迟较小的He-Ne激光器,两分裂模很接近,处于烧孔重叠区,存在模式竞争而不能同时振荡,形成隐频率分裂.同时,使得激光器两正交偏振方向上的相邻级纵模产生固定的变动量,其大小等于隐频率分裂量的2倍.如果沿激光偏振方向施加横向磁场,Ne原子谱线发生横向Zeeman分裂,增益原子分成两群,分别为平行于磁场和垂直于磁场方向偏振的光提供增益,大大减弱模竞争,使得激光器的两分裂模可同时振荡并测得频差.在谐振腔内放入倾斜的石英晶体片或半波片,由两种方法分别测量频率分裂量并进行比较.实验表明两种方法测量的结果均与理论计算相符,平均相对偏差不超过1%.据此可以准确得到Zeeman双频激光器的频差大小,并为半波片测量提供了新方法.

利用激光频率分裂技术研制可调谐的红外光拍发生器

本文叙述了利用氦氖激光频率分裂技术研制波长为１１５０ｎｍ的可调谐的红外光拍发生器的实验及其结果，结果表明这种红外光拍发生器拍频的大小可以从４０ＭＨｚ到几百兆赫兹。同时，我们也对其它特性。

球形铁氧体波导环行器的模式和频率分裂

本文推导了磁化球形铁氧体的张量磁导率[μ(r,θ,φ)]表示式。对使用球形铁氧体的新颖波导环行器进行了模式研究,结果与文献[1]所给实验值符合。并在求得对应于每一本征激励的电磁场值后,讨论了对两种圆极化本征激励的谐振频率的分裂。

激光频率分裂与模竞争实验系统构建

与工厂合作,为研究生专业课"现代光学实验"开发出独创的半外腔型激光频率分裂与模竞争教学实验系统,在同一谐振腔中得到频差较大而偏振态正交的2组激光纵模输出,借助扫描干涉仪和数字示波器可观测和记录2组纵模的频率分裂特性和模竞争现象。研究生通过该实验可深刻理解激光器工作原理和纵模形成机制,并研讨利用激光频率分裂特性进行几何量和物理量的测量方法。

磁耦合谐振式无线电能传输频率分裂现象研究综述

频率分裂是磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中较为常见的现象,对系统的输出特性产生影响。阐述了基于S-S拓扑的3种不同理论模型对频率分裂现象的机理和特性的研究和分析,分析了几种抑制频率分裂现象的方法。指出频率分裂现象在MCR-WPT系统其他电路结构中的特性需要进一步分析和探讨,并提出未来应建立一种基于系统中多参数的综合最优化评价标准。

基于激光频率分裂的波片位相差测量方法

应用激光频率分裂技术可以测量波片的位相延迟。将波片插入到激光谐振腔内 ,使激光纵模产生分裂 ,分别探测由同级和不同级分裂纵模产生的相邻两个频差 ,就可以求得波片的位相延迟。这种方法只需测量频差而不依赖于任何机械量的测量 ,并可以将位相延迟的测量溯源到激光的波长上。实验表明 ,该系统的测量分辨率可达 0 .0 0 3° ,多次重复测量的偏差在 0 .0 5°以下 ,系统不确定度对于厚度 1.5mm的石英晶体 1/4波片约为 1′。

基于1556 nm光纤激光器频率分裂效应的应力测量

光学元件在红外波段的应力-光学常数是众多光学系统关心的问题之一.本文提出一种基于1556.16 nm掺铒光纤激光频率分裂效应的光学玻璃内应力致双折射测量方法.选择平面介质膜腔镜和光纤光栅(FBG)构成线形半开放式谐振腔,并分析了光纤自身弯曲引入谐振腔内的双折射.将待测光学玻璃附带力传感结构放置在谐振腔内,结合Jones矩阵传递方程得到了外载荷所致双折射与空腔双折射的叠加模型.对光学玻璃的载荷从0逐级递加到20 N,内腔的频率分裂量增加,根据双折射叠加模型和频率分裂原理解出应力与频率分裂量的对应关系,且该结果可溯源到基本物理量—波长.实验结果表明,系统灵敏度为22060 Pa/nm,线性度为99.44%,可广泛应用于红外波段的光学元件双折射精确测量.

小功率磁耦合谐振式无线电能传输频率分裂的研究

针对在磁耦合谐振式无线电能传输过程中当传输距离到达一定值后,耦合因数超过临界耦合值而出现的频率分裂问题。利用互感耦合理论和等效电路模型对系统进行建模分析,得出负载电压和传输效率与耦合因数、失谐因子的关系表达式,并对其频率特性进行分析。为了改善系统在过耦合状态出现的负载电压频率分裂问题,采用了在保持其轴向距离不变的前提下,横向移动接收侧线圈的方式。进行了小功率磁耦合谐振式无线电能传输实验,结果表明通过横向移动接收侧线圈,可以有效改善频率分裂的问题,为无线电能传输在现实中应用提供了有效参考。

基于光纤激光频率分裂效应的折射率/厚度双参量测量研究

折射率作为光学系统中应用最广泛的光学参数之一,对系统的光学性能具有极其重要的影响。厚度与折射率所组成的光学长度直接影响双折射器件在光学系统中的时延特性。本文提出一种基于光纤激光频率分裂效应的折射率/厚度双参量测量方法。该系统通过对插入激光腔内的双折射器件进行旋转,利用频率分裂效应对不同角度的器件的双折射参数进行测量。基于双折射器件中的折射率椭球,建立相位延迟、折射率、厚度和旋转角度之间的关系,通过拟合计算得到器件的折射率/厚度参数。实验结果表明,通过该系统对双折射元件的厚度测量误差为210 nm,本征折射率进行测量误差为10^(-5),可广泛应用于红外波段的双折射器件的本征折射率/厚度双参量测量。