高压杆塔设备无线供电技术剖析

高压杆塔设备的种类和数量随着智能电网和5G新基建的蓬勃发展而日益增多,现有的蓄电池供电方式可靠性较差且所需运维工作量大,供电成为它们必须面对的重要问题。近年来,通过架空输电线路取电,再将电能无线传输给电力杆塔设备的供电技术,已经显示出具有良好的发展和应用前景。为此,该文从供电系统组成、取电装置、磁耦合机构、补偿网络、电能变换器及控制方法几个方面,对电力杆塔设备无线供电技术现有发展状况进行系统的分析,指出应用前景以及系统亟待解决的问题,并探讨无线供电技术在传输效率、抗偏移、鲁棒性以及产品化等方面的发展趋势。

感应无线供电系统的线圈自定位方法研究

感应无线供电技术是解决植入式医疗器械等移动设备灵活用电的有效途径之一,而实际应用中发射与接收线圈之间的相对位置由于难以精确对准,导致系统传输功率和传输效率下降,给系统的高效运行带来不利影响。为此,该文提出一种基于互感参数辨识的感应无线供电系统线圈自定位方法。该方法无需借助额外的辅助线圈和定位传感器,通过推导互感与线圈位置之间的数学解析式,并结合位置扰动下的互感变化,求解出发射线圈的三维空间坐标,实现感应无线供电系统发射线圈和接收线圈之间的自主定位。以S-S拓扑的感应无线供电系统搭建电路并进行实验验证,结果表明,该方法能够实现发射线圈与接收线圈之间的有效准确定位且定位精度和耦合线圈尺寸(直径)无关,定位精度达到1mm以内,可满足实际应用的需求。

一种用于体内植入式医疗设备的无线电能传输装置设计

目的 :基于磁耦合谐振技术,设计一种用于体内植入式医疗设备的无线电能传输装置。方法 :该装置由电能发射端和接收端2个部分组成。电能发射端由高频正弦交流电源和LC谐振发射线圈组成,接收端由LC谐振接收线圈、整流滤波电路、DC-DC稳压电路和负载组成。通过发射功率源工作频率同步跟踪发射回路固有谐振频率的控制方法,避免谐振频率的失谐;根据接收能量的变化,动态调整发射功率的大小,保证能量传输始终处于最佳状态。结果:该装置对3W红光发光二极管(light emitting diode,LED)进行供电时,当接收线圈位于发射线圈中心点时,接收功率为900.36 mW;当接收线圈距离发射线圈中心点垂直高度分别为5、10、15、20 cm时,接收功率为674.4、364.8、179.28、94.92 mW。LED的亮度随传输距离的增大逐渐减弱。结论:该装置在一定的空间距离范围内可以为体内植入式医疗设备的正常工作提供必要的电能量,通过不断优化与完善,将在医疗领域有广泛的应用前景。

动态扭矩测试仪的研制

采用无线近程遥测技术,无线供电技术,研制了动态扭矩测试仪。该测试仪可用于动力装置的扭矩测量,为解决空间狭小的发动机动力、传动部分旋转部件的扭矩测试提供了一种新的技术途径,具有数据传输速率高、可靠性高、功耗低、体积小、抗干扰性强等优点。

大功率水下无线供电装置设计

针对水下航行器等海洋机电设备传统供电方式存在的水下电缆供电活动范围受限、蓄电池供电工作时间受限等问题,设计基于双E类功放电路的水下大功率无线供电装置。该装置采用磁耦合谐振式无线电能传输技术,同时,相关电路参数以Raab条件为基础进行设计,使双E类功放电路MOSFET开关管实现ZVS、ZDS软开关导通。通过Multisim电路仿真软件,建立该装置无线供电电路模型,可实现千瓦级的无线供电功率,无线电能传输效率达94.5%,距离为20 cm。仿真结果验证理论设计可行。

智能无线供电装置的研究与制作

根据电磁共振原理,采用常用电子元器件设计一智能无线供电装置。以射频电路、接收检测与控制电路为核心,自动检测有无负载,根据检测有无负载的结果,控制发射电路是待机还是正常工作,以此提高电源利用率。通过反复修改元器件参数与调试,实验作品的发射线圈与接收线圈相距2 0 0 m m范围内,能点亮1 6个1 0 m A的L E D灯。文中介绍了该方案的电路原理图及工作原理,安装调试方法,总结了制作过程中需要注意的问题。

一种用于无线能量传输设备的高电源抑制比LDO设计

随着医疗电子产业的不断发展,植入式电子产品得到广泛应用,为解决传统结构中因电池体积过大、续航能力不足等造成的限制,摒弃电池的无线能量传输模块成为一个热门的研究方向.为防止通过无线传输方式获取的能量信号中的交流纹波对后续的微小信号处理产生干扰,设计了一种高电源抑制比的低压差线性稳压器,通过加入纹波消除支路,达到提高高频段电源抑制比的目的.在0.13μm CMOS工艺下进行流片验证,测试结果表明:当负载电流为1mA时,在100kHz到20MHz频率范围内,电源抑制比稳定在-60dB.

从智能支架看植入式医疗电子的发展

植入式医疗电子设备向着微型化、网络化、智能化方向快速发展,其涉及的科学技术也不断更新迭代.本文回顾植入式医疗电子设备及其核心关键技术的发展历程,探讨从体内生理信息精准传感、经体无线可靠传输到体外大数据高效处理的各项技术,呈现相关科学研究的最新动态和发展方向,并提出可智能实时监测支架植入术后“再狭窄”与“内漏”的新一代智能血管支架,为未来血管支架的发展提供全新理念及方向,推动我国植入式医疗电子设备朝着高端化、智能化道路发展.

自取能无线测温装置研究性试验中发现的问题及改进建议

为验证自取能无线测温装置的性能,笔者筛选了3种自取能无线测温装置,装配于模拟导电回路,按标准GB/T 11022—2011进行温升、额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流的研究性试验,发现自取能无线测温装置在精度校验方法、传感器探头选择,自取能线圈铁心材料的选择、保护及控制回路设计方面存在着较大的改进及完善空间。

基于碳化硅器件的无线充电系统电源设计

碳化硅(SiC)器件耐高频高温、散热性能好、导通电阻小,应用于无线充电系统可有效提高无线充电系统的效率。文中首先对比了SiC材料与Si材料的特性,在此基础上研制了一套基于SiC器件的无线充电系统电源装置。该装置由整流模块和逆变模块构成,输入端接市电,且装置的整流模块具有功率因数校正功能。文中详细给出了整流模块的整流桥选型策略、滤波电路参数设计方法、Boost电路功率器件和无源元件设计原则及开关管控制电路设计方法,还给出了逆变模块的开关管选型策略、开关管驱动电路和开关管保护电路的设计方法。最后,实验结果验证了方案的有效性和可行性,输入侧实现了高功率因数,逆变电路开关管电压振荡得到抑制,实验样机的效率峰值可达98.2%。

中高压电气设备在线监测装置供电技术综述

阐述了中高压电气设备在线监测装置供电技术的研究意义;并针对中高压侧在线供电困难的问题,对近年来在线监测系统的供电技术研究进行了分析。在此基础上,进一步探讨了几类供电方式的前景及未来的发展趋势。

专利视角下的我国植介入医疗器械无线供电技术创新策源能力提升启示

基于专利数据可视化从全球植介入医疗器械无线供电技术发展态势,主要国家及头部机构专利时间及空间布局概况,我国机构概况,前沿技术等维度揭示当前我国植介入医疗器械无线供电技术发展面临的形势,并从政策层面提出几点建议,为我国植介入医疗器械无线供电技术的创新策源能力提升提供参考。

井下风致振动压电能量收集技术

提出了井下风致振动压电能量收集技术为矿用无线低功耗传感器提供自供电方案。井下风致振动压电能量收集技术是利用压电材料的压电特性收集巷道内的风致振动能量,通过整流电路、滤波电路、调压电路、稳压电路和充电电路,将不规则的压电振动交流电捕获存储为可用的直流电,从而现实将巷道内风能转换为可用的直流电能。通过试验验证,矿用风致振动能量收集装置在风速为2.00~8.00 m/s内,储能设备输出电压为3.8~8.4 V,能够满足矿用无线低功耗传感器的供电需求。

物联网柔性电子设备的无线电能传输技术研究

分析了物联网柔性电子技术的实际应用需求及存在的能源供给问题,提出可采用无线传能技术解决能源供给问题。目前对柔性电子系统中无线电能传输技术的研究主要集中在设计高性能的柔性天线和实现特定应用场景下的柔性系统无线充电功能。无线电能传输技术可以很好地匹配柔性电子设备的能源供给需求,是未来柔性电子设备供能的优选方式。在今后的技术发展中可从柔性设备制造工艺、柔性新材料、柔性无线传能装置的能量传递效率等方面进行突破。

浅谈蓝牙装置监测采煤机供电设计构想

为了确保采煤机供电稳定和持续生产, 构想了在线监测采煤机供电运行参数的新思路。设计了蓝牙装置的控制电路、无线通讯和能量采集,验证了蓝牙装置在线监测井下工作面采煤机供电性能。通过浅谈蓝牙装置监测采煤机供电设计, 为采煤机安全开采提供了理论基础。

基于无线传输的移动式远红外测温装置的设计与实现

在国家明确并大力发展实体经济的当下,供电系统的高效和稳定尤为重要,但随之也暴露出一些问题。文章基于无线传输移动式红外测温装置,来解决无人值守变电站内重要电气设备超温问题,实现测温设备的可移动,方便现场架设,满足装置角度随调,方便现场多种环境使用。

基于压电自供电技术的化工车胎压安全监测装置

针对基于振动自供电技术的胎压自动监测装置进行研究,将行驶的化工汽车等效为时刻处于振动状态的振动模型,通过压电材料将机械动能转为电能,为胎压自动监测装置供电。对胎压无线监测装置硬件组成进行分析,计算了胎压无线监测装置模块所需要的功率,确定胎压无线监测装置工作时的电压和最高功耗。通过实验测试结果表明:车辆行驶过程中,压电供电装置输出的最大电压高于胎压监测装置及无线发射模块整个工作需要的电压值;无线接收模块接收到的接收到的数据帧数均大于40帧,信号可靠度大于93%。验证了本文提出的压电自供电汽车胎压监测装置的可行性和工作稳定性。

压电俘能器结构及其力/电耦合作用分析

介绍了一种新的切实可行的能量俘获方法,即通过压电结构的力/电转换功能从环境振动中提取能量,实现微电子器件的无线供能.这种由压电结构制作的能从环境振动中提取能量的声波器件称为压电俘能器,可分为两类:一类是压电结构在环境振动激励下所输出的功率直接供给微电子器件工作,不进行能量储存,这类俘能器称为第一类压电俘能器(piezoelectric power harvester);另一类是环境振动较弱,压电结构的输出功率低于器件的瞬时耗能,考虑到某些器件大部分时间处于休眠状态,而俘能器却随时可以从环境振动中提取能量,因此经过一段时间的能量累积后,由俘能器所储存的能量仍能满足器件的短期工作耗能.显然,这类俘能器需要具备能量储存功能,称为第二类压电俘能器(piezoelectric energy harvester).本文详细介绍了压电俘能器结构以及两类俘能器的不同分析方法,阐述了提高俘能效率的有效措施并揭示了相关的改进机理,对压电俘能器的设计和应用具有重要意义.

辊轧机状态监测系统压电俘能自供电装置带宽自调整方法

研究了一种基于带宽自调整压电俘能供电的辊轧机状态监测装置,该装置能够根据不同的外界激励频率调整自身结构和改变自身固有频率,从而实现压电俘能装置在外界激励作用下发生共振。对该带宽自调整的压电俘能装置建立数学模型,并对其固有频率进行有限元仿真以及实验研究,通过理论研究分析了不同悬臂梁长度在不同外界激励作用下对压电俘能自供电装置的固有频率和发电电压的影响规律。研究结果表明:压电俘能装置的共振频率范围包含了设备工作时的主要振动频率范围,可以通过反复调节悬臂梁长度,使得供电装置的输出电压更加稳定。