无线电能传输

摘要： 随着电动车辆的发展与投入,无线电能传输(WPT)技术受到越来越多的关注。这里针对电动大巴大功率充电的需求,,研发了一套WPT系统。该系统适用于380 V三相交流电网输入,采用基于LCC-S型谐振补偿拓扑的感应式WPT技术,其输出功率可达30kW。同时在结构设计方面考虑到车体空间限制,在车载侧采用三重化Buck电路进行充电调压控制。最后通过实验验证了所设计的WPT系统可实现电动大巴大功率充电需求,并且具有良好的电能传输能力,效率可达92.7%。

摘要： 本文为研究该负载、互感、频率对无线电能传输系统的影响结果,建立WPT系统电路数学模型,然后通过ADS软件仿真模拟了该系统中能量的传输过程,分析了无线电能传输功率。仿真结果表明当频率为谐振频率,耦合系数为0.1时,输出功率随着负载的变化先增加到极值后缓慢减小。

摘要： 在无线充电过程中,电池阻值的变化会引起输出功率的波动,从而减短电池寿命,影响充电安全。针对磁耦合谐振式无线电能传输变负载系统,通常是在接收端加入控制电路使输出功率稳定,但这增加了用电设备的体积。因此,文中提出了基于反射阻抗原理的2种恒功率控制策略:Sepic电路恒功率输出控制策略和移相控制恒功率输出控制策略。首先分析了负载电阻对输出功率的影响;然后分别推导了Sepic电路驱动信号的占空比、移相控制中驱动信号的移相角与输出功率的关系,给出了恒功率控制策略的原理;最后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证了文中理论分析及所提控制策略的正确性。仿真结果表明,2种控制策略均能有效实现恒功率输出。

摘要： 双向无线电能传输系统需要精确的控制策略来同步和调节两侧的功率流。为弥补现有控制策略的不足,提出了一种新型的控制器,该控制器位于双向无线电能传输系统的接收侧,使用在接收侧测得的有功功率和无功功率来进行功率流的调节,通过控制接收侧转换器的开关频率使得双向无线电能传输系统能够在预期的功率下稳定运行,保持无功功率为0。当系统参数发生变化引起系统失谐时,该控制器也能够调节系统在预先设定的功率下以0无功功率稳定运行。仿真实验验证了该控制器的可行性。

摘要： 针对移动监测型传感器种类不同且位置可变的特性,确定LCC/S磁谐振耦合机构工作模式。由于该型无线电能传输系统谐振补偿拓扑参数配置困难,使得系统难以同时兼顾输出效率与输出功率,提出一种以系统传输效率为目标函数,以传感器移动范围内所需功率为限制条件的约束模型;然后引入罚函数将约束模型转化为无约束模型,通过粒子群算法进行参数优化,使得系统在满足传感器所需功率的同时传输效率最大化。最后通过仿真验证了所提优化方法的有效性。

摘要： 无线电能传输(WPT)系统在实际应用过程中,收发侧线圈经常会不可避免的面临偏移工况,这会导致输出功率剧烈波动从而造成系统的不正常工作。针对此现象,提出了一种单调谐因子的PSS型WPT系统,该方法通过选定合适的补偿电容基准值和调谐因子对发射侧补偿网络电路进行抗偏移优化设计,使得WPT系统能在较大的线圈偏移范围内依然保持输出功率的相对稳定,同时研究了系统发射线圈电流的自调节情况,并分析其对维持输出功率稳定的作用机理。最后,设计出一台95W的功率样机对所提出的单调谐因子PSS型WPT系统进行实验验证,实验结果表明,该实验样机能在线圈最大偏移量小于40%的范围内,实现系统输出功率波动率小于9.89%,同时最大整机效率达到90.7%。

摘要： 针对无线电能传输(WPT)系统线圈相对位置偏移引起传输效率降低、输出电流不稳定和发射线圈过电流问题,提出一种抗偏移恒流输出型WPT系统及其参数配置方法。该系统将LCC-LCC和串联-串联(S-S)补偿网络进行输入串联和输出串联,并采用QDQPs磁耦合结构。在此基础上,通过合理的参数配置,不仅实现了与负载无关的恒流输出,而且可以实现抗x方向、y方向、z方向以及xy方向线圈同时偏移的性能,还可以避免发射线圈过电流。该文分析所提系统的传输特性,从理论上证明了系统具有良好的抗偏移性能。最后,搭建了一个280W实验平台,验证了理论分析的正确性和可行性。

摘要： 针对泛在监测背景下低成本、复杂度低的全方位无线电能传输系统需求,从线圈设计角度提出了一种使用单电源的全方位无线电能传输系统。该系统发射线圈设计为一条导线制成的六面连通立方体,接收线圈为单个矩形线圈。通过磁场分布和互感特性的仿真分析,选择了最优的全方位线圈结构。实验表明在发射线圈任意角度传输功率和效率均能满足无线电能传输系统要求。最终从传输距离和传输角度两个方面,总结了全方位系统的电能传输规律,为接收线圈的最佳安装范围提供依据。

摘要： 为解决多中继线圈无线电能传输(WPT)系统中存在的交叉耦合问题,这里设计了一组磁交叉解耦的线圈结构,在多级中继线圈中插入一层特殊的屏蔽材料,以抑制非相邻线圈的耦合,同时保持相邻线圈间耦合较强。进一步地,选取LCC-Multi-S型拓扑,分析了交叉解耦双中继系统的频率特性、输出特性及负载特性,仿真和实验验证了这种交叉解耦线圈结构的有效性,抑制了频率漂移,提升了系统效率和稳定性。

摘要： 无线电能传输技术已经渐渐融入我们生活的各个角落,不可避免的会带来一些技术上的问题,由于无线电能传输系统在其结构上存在耦合间隙,当磁耦合的无线电能传输系统的发射端线圈和接收端线圈中出现非磁性金属异物(例如铜、铝)时,此时系统会被这些金属异物影响传输性能,甚至产生不可挽回的安全损失,因此异物检测技术受到广泛的关注,所以本文针对常用的LCC型补偿无线电能传输系统,提出了一种基于功率损耗参数的非磁性金属异物检测方法,当金属异物出现在发射、接收线圈中,并且与发射线圈发生耦合时,导致功率损耗受到影响,发生改变,通过搭建仿真,结果证明,所设计的检测方案可以有效检测出金属异物的存在。

摘要： 无线电能传输技术具有安全、灵活、可靠性高、易维护的优点.本文针对显示模组在老化测试过程中,显示模组老化测试设备采用电刷供电方式造成导轨上的供电设备和显示模组之间接触不良甚至打火现象,进而导致轨道上的个别电刷点损坏无法给显示膜组供电;在模组测试设备采用电刷供电中的打火现象存在严重的安全隐患.基于现有模组测试设备中存在的问题,无线电能传输技术在老化显示模组测试设备中的使用可以避免电刷设备中的一些不司靠和不安全因素,使老化显示模组测试设备高效,安全,稳定的运行,使用寿命更长.

摘要： 近年来无线电能传输技术已经引起了人们的广泛关注.铁氧体磁性材在该系统中的应用,对提升系统效率及降低泄露场起到至关重要的作用,成为该系统不可或缺的部分.本文介绍了铁氧体磁性材料在无线电能传输系统的作用,材料电磁参数及结构形式对系统特性的影响.结合文献研究,提出了应用于无线电能传输系统的新型磁性器件以及材料制备新工艺技术的必要性.

摘要： 利用相关数学工具对强耦合线圈模型的设计进行了理论分析,采用磁场谐振的方式传输能量,成功实现了中远距离的无线电能传输,并对部分实验现象进行了实验探究与理论解释,包括:频率分裂,趋肤效应.

摘要： 国家大力支持清洁能源的背景下,电动汽车得到了长足发展,而常规插枪式充电存在可操作性差、安全性低、占地面积大等缺点,很大程度上限制了电动汽车的大面积推广.相比而言,无线电能传输技术具有安全性、可操作性强、智能化等优点,基于无线电能传输技术的电动汽车充电系统具有极强的研究价值和广阔的应用前景,本文以SS结构无线充电系统进行分析和研究.

摘要： 为了提高基于磁耦合谐振的无线传输技术的传输效率,采用Ansys仿真软件对两个线圈无线传输系统进行建模,并对该模型进行了仿真计算.该研究包括线圈匝数、材料特性、频率特性和传输距离.相关实验电路验证了系统频率特性和传输距离对传输效率的影响.它为如何提高无线电能量传输效率提供了有效的参考.通过分析以往的改进方案,基于电磁场仿真原理优化无线传输效率,验证了频率分裂现象.

摘要： 自1882年,Thomas Edison在美国纽约建成第一个座完整的电力系统开始,电网发展已经走过135个岁月.中国电力建设也从积贫积弱、电能不足、设备简陋的困境中走了出来,新时期内电力系统也面临着重大的改革和发展,在解决问题的同时会面对更多的问题,在发展的同时会遇到更大的瓶颈.现在电网走出了初级阶段,但随着时代的需求和引导,特高压技术、柔性交流输电、智能电网等技术必然会引领下一步的改革与发展,而电力发展的终极阶段必然是分布式电源和无线电能传输系统的应用,每一个重大进步与发展必然会带来一些或好或坏的影响,电网发展需要这样的变更,社会发展也离不开电力系统的进步.

摘要： T参数模型适合于级联网络的建模和分析,可以反映寄生参数和分布参数带来的影响,在高频场合或大系统建模中有良好的应用价值.本文针对T参数模型在无线电能传输(Wireless Power Technology,WPT)系统中的应用开展研究.论文首先采用T参数模型对WPT系统建模,并给出模型中各个参数的获取方法.然后基于T参数模型,推导得到WPT系统工作特性的通用表达式和系统实现最大功率传输或最高效率的负载条件.最后,论文搭建了测试平台,将基于T参数模型的S/P补偿的WPT系统的理论分析结果与实验测试结果进行对比.测试所得的效率、功率传输曲线和最优负载与理论计算结果吻合较好,表明了T参数模型能够有效地描述WPT系统的工作特性,同时也验证了T模型参数获取方法的有效性.

摘要： 在无线电能传输(WPT)系统中,线圈是一种用来传递能量的磁性元件,线圈上的邻近效应会增加系统的损耗,从而使得WPT系统的传输效率降低.本文基于线圈的横截面平面模型,对线圈的邻近效应进行了分析.分析了存在邻近效应的情况下,线圈匝间距对线圈的影响,并提出了针对线圈匝间距的优化方法.通过分析WPT系统效率公式,得出影响效率的主要因素,针对影响效率的主要因素进行线圈的优化设计.最后通过仿真验证了最优化设计的合理性.

摘要： 补偿谐振电路是无线电能传输(Wireless power transfer,WPT)电路的一个重要研究方向.本文以无线电能传输四种基本补偿拓扑电路为主,求出输出电流电压增益;比较分析了四种基本补偿拓扑电路的输出电流电压增益特性;分析了各个补偿拓扑的输出特性选择S/P补偿拓扑,实验验证了S/P补偿电路在突加负载时,输出电压Uos增大,输出电流Is恒定不变.

摘要： 针对感应耦合电能传输(CPT)系统中的信号传输问题,提出一种基于能量通道的数字信号传输方法.这种方法是通过将高频的信号加载到能量波形从而实现对数字信号进行调幅调制,电能接收端在通过功率调节单元接收到电能的同时,可以提取调制信号特征最终进行进行信号复原,在不改变感应耦合电能传输系统主电路拓扑结构的情况下,实现了数字信号的传输.通过仿真验证了该方法的可行性.

摘要： 公开了一种无线电能传输电路、无线电能发射端和无线电能接收端，通过将谐振电路中的电容分为两个，并分别以串联方式设置于线圈的两端，使得一部分对地共模电流由线圈流向地，同时，另一部分对地共模电流由地流向线圈，从而相互抵消，抑制总的对地共模电流。

摘要： 本发明公开了一种电能发射端、无线电能传输装置和无线电能传输方法，其通过电流调制电路调节原边线圈的电流信号，使得流过原边线圈的电流为恒定频率恒定幅值的交变电流信号，这样可保证无论副边与原边的耦合情况是否良好或副边负载发生变动的情况下，原边传输至副边的能量不会发生变动，可保证能量传输效率达到最大化。相对于现有技术，本发明无需复杂的反馈机制，并且可优于副边电路的设计，本发明所使用的系统结构简单，能应用于较复杂的环境，且效率高。

摘要： 本发明提出了磁感应无线电能传输线圈及磁感应式无线电能传输系统，该系统中的发射线圈和接收线圈采用了新型的线圈形式，该线圈由两个独立的互不连接的平面螺旋结构构成。两个平面螺旋结构所在平面相互平行，绕线方向相反。两个平面螺旋结构分别接至高频交流电源或负载的两极。相比于传统磁感应无线能量传输线圈结构，本结构无需外接补偿电路，在能量发射端，可直接接在交流供电电源上，在能量接收端，可直接接在交流负载或者整流电路上。采用本线圈结构组成的磁感应无线电能传输系统由于没有补偿电路，其结构更加简单紧凑、可靠性更高，在无线实时供能以及无线充电领域具有很大的工程应用前景。

摘要： 本发明属于磁耦合无线电能传输技术领域，具体涉及一种无线电能传输机构及高压取电无线电能传输系统。所述机构包括依次设置的发射单元、多个中继单元和接收单元，发射单元的发射线圈通过中继单元的中继线圈将电能传输给接收单元的接收线圈；每个中继线圈均为双层结构，包括由一根导线绕制而成的前中继子线圈和后中继子线圈；前中继子线圈靠近接收线圈，后中继子线圈远离接收线圈，不同单元间的相邻线圈耦合，不同单元间的非相邻线圈解耦。本发明的多级中继单元中的每个中继线圈均采用双层线圈结构，且不同单元间的相邻线圈耦合，不同单元间的非相邻线圈解耦，从而消除非相邻线圈间的交叉耦合，提升了无线电能传输系统的传输性能。

摘要： 公开了一种无线电能传输电路、无线电能发射端和无线电能接收端，通过将谐振电路中的电容分为两个，并分别以串联方式设置于线圈的两端，使得一部分对地共模电流由线圈流向地，同时，另一部分对地共模电流由地流向线圈，从而相互抵消，抑制总的对地共模电流。

摘要： 本发明公开了一种电能发射端、无线电能传输装置和无线电能传输方法，其通过电流调制电路调节原边线圈的电流信号，使得流过原边线圈的电流为恒定频率恒定幅值的交变电流信号，这样可保证无论副边与原边的耦合情况是否良好或副边负载发生变动的情况下，原边传输至副边的能量不会发生变动，可保证能量传输效率达到最大化。相对于现有技术，本发明无需复杂的反馈机制，并且可优于副边电路的设计，本发明所使用的系统结构简单，能应用于较复杂的环境，且效率高。

摘要： 一种无线电能传输装置，包括：包括用于控制整流电路中的开关的控制器，其中，所述整流电路耦合至接收器线圈的两个端子，所述接收器线圈被配置为磁耦合到无线电能传输系统的发射器线圈；其中，响应于无线电能传输系统的高系统增益应用，所述控制器将整流电路配置为半桥整流器，以及响应于无线电力传输系统的低系统增益应用，所述控制器将所述整流电路配置为全桥整流器。本申请还提供一种控制器及方法。本申请的无线电能传输装置中的接收器可与多种运行条件兼容。

摘要： 一种无线电能传输装置，控制器，用于控制接收器中的开关，所述接收器包括用于磁耦合至无线电能传输系统的发射器线圈的第一接收器线圈、耦合至所述第一接收器线圈的两个端子的整流电路、第二接收器线圈和第一辅助开关，其中，所述第二接收器线圈与第一辅助开关串联，所述第二接收器线圈用于磁耦合至发射器线圈；其中，响应于装置的低功率模式，所述控制器用于导通第一辅助开关，使得第一接收器线圈和第二接收器线圈串联连接以提高所述无线电能传输系统的增益。本申请还提供一种无线电能传输方法及控制器。本申请的无线电能传输装置中的接收器可与不同的功率模式兼容。

摘要： 本发明公开了一种空心谐振立体线圈、无线电能传输用耦合线圈及机械转轴用无线电能传输装置，空心谐振立体线圈，包含至少一层线圈结构；每层线圈结构由内环线圈和外环线圈组成，且每层线圈结构的内环线圈和外环线圈的绕制方向相反。线圈结构层数大于等于二时，多层线圈结构上下分层设置，且所有内环线圈的绕制方向相同，所有外环线圈的绕制方向相同。无线电能传输用耦合线圈，发射线圈和接收线圈均采用空心谐振立体线圈。机械转轴用无线电能传输装置，包括内部均安装有空心谐振立体线圈的第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体配合形成金属密封环结构，且第一壳体和/或第二壳体可独立自由转动，实现了旋转结构无线能量超高效率传输。

摘要： 本发明公开了一种空心立体谐振线圈、无线电能传输用耦合线圈及机械转轴用无线电能传输装置，空心立体谐振线圈，是由绕制方向相反且相距一定间隔的上下两部分组成的空心圆柱体线圈结构，工作频率为10khz‑1mhz，上下两部分的间距为0.5‑50mm。无线电能传输用耦合线圈的两个传输线圈均采用空心立体谐振线圈，且一个传输线圈套设在另一个线圈外围，位于内环的传输线圈为内环线圈，位于外环的传输线圈为外环线圈。机械转轴用无线电能传输装置包括轮状金属壳体，轮状金属壳体由内环壳体和外环壳体密封转动连接形成，内环线圈安装在内环壳体内，外环线圈安装在外环壳体内，内环壳体与转轴固定连接，实现了滑环系统的无线传能。