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时间:2018-04-23
《应用于无尾家电的非接触式无线能量传输技术_张剑韬》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2014年9月电工技术学报Vol.29No.9第29卷第9期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYSep.2014应用于无尾家电的非接触式无线能量传输技术张剑韬朱春波陈清泉(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001)摘要基于磁耦合谐振原理,采用平板磁心能量传输结构,可实现家用电器无尾化,从而避免插电式充电所带来的安全隐患。本文提出的无线能量传输系统采用一次侧加磁心,二次侧不加磁心的不对称结构,一方面实现了高功率、高传输效率的无线充电过程;另一方面减小了二次侧的尺寸、体积和重量。首先,本文建立了
2、系统磁耦合谐振模型并优化了谐振参数;其次,仿真得到一、二次侧之间的空间耦合系数分布曲线;最后,通过搭建系统硬件平台,实现了60~150mm距离的无线能量传输,传输功率为700W,传输效率最高可达80%。关键词:电气工程无线能量传输无尾家电磁心中图分类号:TM724ContactlessWirelessEnergyTransferTechnologyAppliedtoTail-FreeHouseholdAppliancesZhangJiantaoZhuChunboChenQingquan(HarbinInstituteofTechnologyHarbi
3、n150001China)AbstractBasedontheprincipleofmagneticresonance,tail-freehouseholdappliancescanbeobtainedbyusingtheenergytransmissionoftheflatmagneticwithacoretoavoidsecurityrisksbroughtbythechargingmeansofplug-in.Thewirelessenergytransfersystemassociatedwiththispaperisbasedonthest
4、ructureofaprimarywindingwithamagneticcoreandasecondarywindingwithoutamagneticcore.Ahighpowerandhightransferefficiencyinthewirelesschargingprocessandareducedsecondaryinthedimension,volumeandweightareachievedbyusingthesystem.Firstly,amagneticcouplingresonantmodelisestablishedandt
5、heresonantparametersareoptimized.Thenadistributioncurveofacouplingcoefficientisobtainedviathesimulation.Finally,awirelesstransferdistanceof60millimeterto150millimeter,anoutputpowerof700W,andtransferefficiencyofupto84.5%areachievedviatheestablishmentofahardwareexperimentalplatfo
6、rm.Keywords:Electricalengineering,wirelessenergytransfer,tail-freehouseholdappliances,magneticcore统的线缆传输方式,解决了接口插拔所导致的电火1引言[2]花及接口老化等问题,同时更易实现自动化。随自2007年美国麻省理工学院Soljacic教授及其着智能家电的普及,将无线能量传输技术应用于现团队实现2m外点亮60W灯泡[1],无线能量传输技代家庭生活中具有诸多优点,如实现家电无尾化使术受到越来越多的关注。无线能量传输技术舍弃传居家生活更加整洁;避免插拔线
7、缆所引起触电及火花危险;以及实现智能家电自动化操作。[3-5]本文应用磁耦合谐振技术,能量发射端采用国家自然科学基金(51277037)和黑龙江省自然科学基金(E200947)资助项目。平板磁心结构,提高了系统整体耦合系数,降低了收稿日期2013-09-04系统工作频率,同时具有磁屏蔽作用,减少了无线34电工技术学报2014年9月装置对周围其他电子产品的影响。而安装于家电产1rI11I1j+LI11j=MIU21品中的能量接收线圈,采用无磁心线圈结构,不仅jC1(1)减小了系统体积和重量,同时提高了系统的可靠性rI22+jLI
8、22+jMIU1+3=0和实用性。针对家电无线供能过程中存在发射装置根据系统电路,列写电流方程如下:与接收装
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