水下测量装置的无线电能传输技术研究

《水下测量装置的无线电能传输技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国舰船研究院硕士学位论文水下测量装置的无线电能传输技术研究专业名称：水声工程作者姓名：富一博指导教师：于沨分类号TM724密级非密UDC621.3编号601202硕硕士士学学位位论论文文水下测量装置的无线电能传输技术研究作者：富一博指导老师：于沨研究员专业学科：水声工程二0一五年三月分类号TM724密级非密UDC621.3编号601202硕士学位论文水下测量装置的无线电能传输技术研究AResearchofWirelessPowerTransferTechnologyUsinginUnderwaterMeas

2、urementDevice导师姓名：于沨职称：研究员学位申请人姓名：富一博学位申请级别：工学硕士专业名称：水声工程研究方向：水声测试技术论文提交时间：2015年3月水下设备的无线电能传输技术研究学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。初论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究做出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：

3、日期：年月日学位论文版权使用授权声明中国舰船研究院和中船重工集团公司第七六〇研究所有权保存本人成交的学位论文复印件及电子版，有权向国家有关部门或机构送交论文复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国舰船研究院和中船重工集团公司第七六〇研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描手段保存或汇编本论文。本学位论文属于：公开√内部秘密，在年解密后适用本授权书（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日I水下设备的无线电能传输技术研究摘要无

4、线电能传输技术作为一种新型电能传输技术，由于具有强大的环境适应性，可以避免传统充电方式的诸多不便，特别适合在特殊环境使用，近年来广受科研工作者的关注。本文从无线电能传输技术的水下应用角度出发，首先阐述了无线电能传输技术的发展历史、工作原理，对比了感应式、谐振式和发射式三种不同原理的无线电能传输技术的特点和优缺点，分析讨论了最适合在水下应用的技术原理，感应式无线电能传输技术发展成熟、安全性高、不需要精确定位，因此本文主要针对感应式电能传输的水下应用进行研究和分析。其次，本文从水下环境不稳定因素出发，针对无线充电系统中

5、的电磁耦合器，建立并推导了松耦合变压器的T型等效电路模型和互感模型，选择出最适合描述松耦合变压器的模型。建立耦合器的线圈未对准模型，分别分析了线圈之间的距离、位置偏移和偏转角对互感的影响情况。对系统的补偿进行理论推导和分析，计算出不同补偿结构的特点和补偿电容，提高系统的传输效率。然后，本文分析总结了水下无线电能传输环境的特点，对分别导论了海水介质、耦合器相对位置、海水涡流场和海水压力对系统的影响。应用Maxwell仿真软件，通过仿真和实验两种手段进行理论的验证。最后，通过前文的分析与实验验证，结合水下环境特点，设计

6、一套水下无线充电系统方案，对耦合变压器的线圈结构、磁芯材料和结构进行分析和优化；设计了整流稳压电路、高频逆变电路的拓扑结构，并且对自主式水下机器人与基站的对接装置进行了设计。关键词：无线电能传输；水下感应式无线充电；谐振补偿；松耦合变压器II水下设备的无线电能传输技术研究AbstractWirelessPowerTransfer(WPT)hasreceivedseriousattentionasanew-typepowertransfertechnologyduetoitspowerfulenvironmental

7、adaptabilitywhichcanavoidlotsofinconveniencewhichthetraditionalwayofpowertransferhasandespeciallysuitableforusingunderwater.ThispaperfirstlydescribesthedevelopmentandworkingprinciplesofWPTfromthepointofusingunderwater.GivedifferencesandcharacteristicsofInducti

8、veCoupledPowerTransfer(ICPT),ResonantWirelessPowerTransferandEmissivepowertransfer.Analyzedanddiscussedthemostsuitabletypeoftechnologyusingunderwater.ICPTisdeveloped,safeanddoesnot