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改进车载线圈功率密度的铁道车辆用无线输电系统

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国外铁道机车与动车 2024年第1期 29-33,38页

作者： [日]H.YODA 周贤全(译) 于伟业(校) 不详

为增强铁道车辆用无线输电(WPT)系统的灵活性,对其进行了改进,将线圈之间的机械间隙设定为150mm,将地面线圈和车载线圈单位相对面积的功率提高到150kW/m^(2)。文章对改进型WPT系统的设计进行了阐述,通过缩比模型台架试验对系统进行了验证。

关键词：无线输电 8字形线圈电池动力列车混合动力列车再充电

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无线输电系统中耦合线圈对传输效率的影响

哈尔滨理工大学学报 2022年第1期27卷 128-134页

作者：孙子涵陈世玉山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255049 国网黑龙江省电力科学研究院哈尔滨150030

为了研究低频激励源无线输电系统中耦合线圈对传输效率的影响,采用双软件联合仿真方法,给出了电磁耦合线圈不同放置模式情况下的磁场分布以及系统效率、激励源波形与电磁耦合线圈之间的距离关系图。结果显示,无论线圈相对位置如何分布,... 详细信息

为了研究低频激励源无线输电系统中耦合线圈对传输效率的影响,采用双软件联合仿真方法,给出了电磁耦合线圈不同放置模式情况下的磁场分布以及系统效率、激励源波形与电磁耦合线圈之间的距离关系图。结果显示,无论线圈相对位置如何分布,正弦波和三角波激励源的系统传输效率与线圈位置布置关系较小,且两者传输效率相近,方波激励源下系统传输效率最低。最后,给出采用锂电池PNGV模型作为系统负载时,系统效率随时间变化波形图,使系统充电过程更接近实际充电情况。

关键词：无线输电磁耦合低频激励源电磁分析效率

应用于无线输电系统的多端轴式松耦合变压器的特性研究

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应用于无线输电系统的多端轴式松耦合变压器的特性研究

作者：王则文华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

无线电能传输技术摆脱了传统输电方式中导线的束缚,具有无摩擦、低短路率、故障影响范围小等特点,被广泛应用于航空航天、石油钻井、电动汽车等领域。随着各领域日益增加的传输功率需求,能够实现大功率传输的新型松耦合变压器结构及传... 详细信息

无线电能传输技术摆脱了传统输电方式中导线的束缚,具有无摩擦、低短路率、故障影响范围小等特点,被广泛应用于航空航天、石油钻井、电动汽车等领域。随着各领域日益增加的传输功率需求,能够实现大功率传输的新型松耦合变压器结构及传输系统成为研究热点。本文提出了一种基于多端轴式松耦合变压器的非接触感应耦合式电能传输（MP-ICPT,multi-port inductive contactless power transfer）系统,分析了其在LCC-S补偿前后的传输特性,探究了线圈距离参数、线圈偏移对传输特性的影响,最后实验验证了MP-ICPT系统对提升系统传输性能的有效性。首先,提出了一种多对原、副边线圈的轴式松耦合变压器结构,针对该多端轴式松耦合变压器的相邻对线圈同名端同向、反向两种结构,分别建模分析了其传输特性,搭建了基于该新型变压器的MP-ICPT系统COMSOL模型,仿真验证了其提升传输性能的有效性。其次,分析了相邻不同线圈对之间的互感对变压器参数的影响,提出了适用于多端轴式变压器的参数测量方法和LCC-S拓扑补偿方法,据此建立了LCC-S补偿下的MP-ICPT系统仿真模型,并进一步分析了其传输特性和频率分裂现象,仿真结果验证了所提出的LCC-S补偿方法的有效性,同时也表明采用同名端反向结构的MP-ICPT系统具有更优越的传输性能。再次,探究了线圈对间距离对多端轴式松耦合变压器参数的影响,分析对比了LCC-S补偿下不同线圈对间距离的MP-ICPT系统传输特性仿真结果,提出了改善传输性能的线圈对最优距离确定方法;分析了轴向偏移下的多端轴式松耦合变压器磁路特点,与基于单端轴式松耦合变压器的ICPT系统进行了仿真对比,验证了 MP-ICPT系统具有更强的抗轴向偏移干扰能力。最后,搭建了 MP-ICPT系统的实验平台,在提出的适用于多端轴式松耦合变压器参数实验测量机理的基础上,进行了多端轴式松耦合变压器的自感、互感参数实验测量,验证了多端轴式松耦合变压器参数测量方法的正确性;进行了 MP-ICPT实验平台传输特性的实验测定,实验结果表明了新型变压器结构传输大容量功率的可行性和改善MP-ICPT系统传输性能的有效性。

关键词：无线输电多端轴式松耦合变压器 LCC-S补偿参数测量传输特性

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医用CT机无线输电技术研究

医用CT机无线输电技术研究

作者：张子佳华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

医用CT机系统由旋转的扫描部分和固定的电源部分组成,基于医用CT机瞬时高功率稳定输出和长时低功率可靠输出的需求,并且针对旋转部分的接触滑环和电刷存在信号噪声、接触电阻不稳定等问题,本文提出了多线圈串联和多线圈并联的多端磁耦... 详细信息

医用CT机系统由旋转的扫描部分和固定的电源部分组成,基于医用CT机瞬时高功率稳定输出和长时低功率可靠输出的需求,并且针对旋转部分的接触滑环和电刷存在信号噪声、接触电阻不稳定等问题,本文提出了多线圈串联和多线圈并联的多端磁耦合式无线输电模型,建立了最大功率跟踪网络及多线圈电流均衡方法,并搭建了无线输电实验平台。首先,提出了基于多线圈对的端面式磁耦合结构。探究了基于“U”形单端磁耦合结构、“E”形双端磁耦合结构和“UE”形三端磁耦合结构的松耦合变压器。建立了电磁耦合仿真模型,从磁路、互感、线圈接线方式的角度分析电磁耦合机理,在COMSOL云平台进行有限元仿真和理论计算,验证了多端结构用于高功率无线输电的可行性。其次,建立了多端输入-多端输出的非接触感应耦合式电能传输(MIMO-ICPT,multi-input multi-output inductive contactless power transfer)模型。探究了基于“E”形和“UE”形磁耦合结构的MIMO-ICPT系统电路谐振状态下的传输性能,理论分析并仿真验证了最佳磁耦合结构为“E”形。分析并验证了多线圈串联MIMO-ICPT谐振模型具有良好的传输性能及抗故障能力。此外,提出了适用于医用CT机长时低功率可靠输出的多线圈并联MIMO-ICPT谐振模型,提出了分布式电容补偿电流均衡方法,消除了线圈电流差异,并仿真验证其有效性。再次,构建了 MIMO-ICPT系统的阻抗匹配及最大功率跟踪网络,提出了扰动步长根据输出功率自适应变化的扰动观察法和结合未来牛顿动量的粒子群算法。在负载或其他参数变化导致阻抗失匹配的情况下,以阻抗匹配网络的功率增益为目标函数,通过调整DC/DC变换器的占空比至最优值,达到谐振状态下的最大功率输出状态,实现了最大功率跟踪。最后,搭建了 SISO/MIMO-ICPT传输实验研究平台,研究了参数测量实验方法,对多线圈的自感和互感参数进行测量,完成了 SISO-ICPT系统和多线圈串联MIMO-ICPT系统的传输特性实验和多线圈并联MIMO-ICPT系统的分布式电容补偿方法的验证实验,验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：无线输电多端磁耦合结构传输特性阻抗匹配最大功率跟踪

磁共振式无线输电样机对计量和开关的电磁影响分析

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电网技术 2016年第6期40卷 1921-1926页

作者：刘超群魏斌刘家亮侯经洲西安交通大学机械工程学院陕西省西安市710049 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

无线输电技术与常规有线电能传输相比,具有方便灵活、高效、节省空间等优点,成为了热点技术。与能量在自由空间传播相比,无线输电的电磁环境有很大不同,而电磁安全问题也变得日益突出。针对此问题,首先设计并研制了6组百瓦级多频点无线... 详细信息

无线输电技术与常规有线电能传输相比,具有方便灵活、高效、节省空间等优点,成为了热点技术。与能量在自由空间传播相比,无线输电的电磁环境有很大不同,而电磁安全问题也变得日益突出。针对此问题,首先设计并研制了6组百瓦级多频点无线输电样机,然后利用电磁测试仪器Narda-NBM520测试了不同工作频率下的无线输电样机周围的电场强度、磁场强度和功率密度,并与电磁辐射公众安全限值进行对比,结果表明在距离线圈50 cm以上时电场强度、磁场强度和功率密度才符合安全标准。最后分析了无线输电样机对电网接入点的计量和电子开关的影响,结果表明,电表在高频磁场影响下出现了部分计量偏差,极限情况下电子开关出现了损毁情况。

关键词：无线输电磁共振电磁环境测试电磁安全

基于微波传输技术的日光温室无线输电系统设计与试验

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农业工程学报 2018年第16期34卷 214-224页

作者：王立舒刘雷王锦锋文竞晨乔帅翔王书宇东北农业大学电气与信息学院哈尔滨150030

为解决日光温室内部传感器驱动电路的供电受有线供电制约的问题,使传感器安装及其供电设计模块化、简单化,该文运用无线输电及微波传输技术,将磁控管CK-620A产生的微波作为温室内传感器驱动电路的供电电源。以所搭建的光伏微波无线电力... 详细信息

为解决日光温室内部传感器驱动电路的供电受有线供电制约的问题,使传感器安装及其供电设计模块化、简单化,该文运用无线输电及微波传输技术,将磁控管CK-620A产生的微波作为温室内传感器驱动电路的供电电源。以所搭建的光伏微波无线电力传输系统为基础,探究从发射端到接收端的传输过程中,植被散射、空间电磁波环境对传输效率的影响。以冬季哈尔滨市12月份一天内不同距离、不同时间段下以黄瓜为主的日光温室为试验对象,测试并分析了其对光伏微波无线电力传输系统接收功率的影响。探究了提高日光温室无线输电系统传输效率的方法,提出了低功率损耗的微波发射源设计方案,给出了理论电路图。试验结果表明,当发射功率500 W时,系统能够对8 m范围内的传感器设备进行有效供电。但距离场源较近的位置,易受散射的影响。采用6?7结构的微带天线,最大辐射方向的增益与采用矩形喇叭天线的方式相比提高了0.28 d B,即天线的定向性要好一些,在0~8 m内接收功率平均可提高1.58 W。

关键词：温室微波试验无线输电散射微带天线

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无线输电技术应用发展概述

技术与市场 2022年第5期29卷 85-86,89页

作者：张金发张仙花陈学良中车长江运输设备集团有限公司科技开发分公司车辆研究所湖北武汉430000

无线输电技术可以解决车载设备的电源问题。介绍国内外无线输电技术在各领域的应用情况,展望了无线输电技术发展趋势,为铁路货车无线输电提供技术支撑。

关键词：无线输电铁路货车应用发展趋势

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基于非对称磁镀材料线圈的无线输电系统

煤炭学报 2018年第B6期43卷 344-352页

作者：田子建冯柳翟志颖路倩云王文清中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 北京工业职业技术学院北京100042

煤矿井下有线供电有很多弊端,急需将无线输电技术及系统应用于煤矿井下,但是目前常规对称线圈结构难以满足矿井的特殊需求。基于非对称磁镀材料线圈的磁耦合谐振式无线输电系统并分析其传输效率,针对无线输电系统实际应用中常有的发射... 详细信息

煤矿井下有线供电有很多弊端,急需将无线输电技术及系统应用于煤矿井下,但是目前常规对称线圈结构难以满足矿井的特殊需求。基于非对称磁镀材料线圈的磁耦合谐振式无线输电系统并分析其传输效率,针对无线输电系统实际应用中常有的发射端线圈与接收端线圈尺寸有较大差异且位置有水平偏移的问题,进行了分析与研究。提出在常规两线圈结构间加入与发射线圈同轴共面的中继线圈,同时采用五层结构的磁镀导线代替铜导线进行线圈绕制,并建立了系统模型。进行了无线输电系统的互感分析及与常规两线圈系统的比对,对磁镀导线结构相较于普通铜线减少能量损耗的优势进行了分析及仿真。对加入特定位置线圈且使用磁镀导线的无线输电系统及原始两线圈系统进行了构建过程中各阶段的系统模拟仿真及室内实验。认为提出的加入特定位置线圈及采用磁镀导线的方法对非对称的磁耦合无线输电系统的传输效率有明显积极作用,构建的基于磁镀导线且加入特定位置线圈的非对称磁耦合无线输电系统即使结构不对称,仍能保持很高的传输效率,相较于常规两线圈系统而言,传输效率得到显著提升。

关键词：无线输电非对称传输效率磁镀导线同轴共面

带E类功放的磁耦合谐振无线输电系统源线圈优化

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电工技术学报 2017年第10期32卷 162-167页

作者：闫卓王天风张晓晨河北大学电子信息工程学院保定071002 北京理工大学自动化学院北京100081 河北大学工商学院保定071002

首先为磁耦合谐振式无线输电系统设计了一款E类功放作为系统输入端电源。鉴于E类功放性能易受负载参数影响,通过优化无线输电系统源线圈结构来降低因E类功放特性造成的系统性能下降。提出了三类源线圈结构,在多负载情况下分别测试负载... 详细信息

首先为磁耦合谐振式无线输电系统设计了一款E类功放作为系统输入端电源。鉴于E类功放性能易受负载参数影响,通过优化无线输电系统源线圈结构来降低因E类功放特性造成的系统性能下降。提出了三类源线圈结构,在多负载情况下分别测试负载两端电压变化情况,对比研究各结构下负载间耦合情况对负载电压的影响和各结构下系统的传输效率。研究发现多源线圈单谐振结构能通过利用负载间的耦合来降低由磁场分布引起的负载电压变化。而在E类功放下,串联型分立的多源线圈多谐振结构易造成系统性能下降,负载间耦合对负载影响也十分明显。

关键词：磁耦合无线输电 E类功放源线圈优化