无线电能传输装置设计

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1、无线电能传输装置设计中国计量大学本科毕业设计（论文）地下变形测量集成传感器的无线电能传输WirelesspowertransferforIntegratedSensorsofundergrounddeformationmeasurement学生姓名学生专业二级学院学号班级指导教师中国计量大学2016年6月郑重声明本人呈交的毕业设计论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及

2、的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。学生签名：日期：分类号：TP2UDC：密级：公开学校代码：中国计量大学本科毕业设计（论文）地下变形测量集成传感器的无线电能传输—————————————————————————————————————————————————————WirelesspowertransferforIntegratedSensorsofundergrounddeformationmeasurement作者郑建国工学学士自动化学号李

3、青教授申请学位学科专业指导教师培养单位评阅人中国计量大学答辩委员会主席卫东2016年6月致谢在执笔撰写本篇论文的时候，意味着我的四年大学生涯即将告一段落。回顾往昔，唏嘘不已，有的同学在大四已经找到了不错的实习工作，还有的同学考取了研究生，其他的人也都有各自的出路和选择，而我们大家也终将在这段青春岁月里告别，各奔东西。在这最后的半年中很感谢一直都给与我指导和帮助的老师、同学和朋友们，没有大家，就没有我的今天！所以在此我要把最真挚的感谢送给你们！首先我要感谢我的指导老师——李青教授对我在毕业设计上的细心帮助，且提

4、供实验室让我们有能够探究和实践的场所。在这整个的毕业设计过程中，从开题答辩、中期检查一直到最后实物的验收和改进，论文的修改，李青老师认真审核了我的文本资料，找到我的设计中存在的问题，并给我提供了可行的改进方案。其次，我要感谢我的母校中国计量大学以及机电工程学院自动化专业的全体老师，感谢老师们不仅传授我知识，还时刻以身作则教导—————————————————————————————————————————————————————我做人的道理，使我树立起了正确三观。最后，我要感谢我的父母，是他们一手抚养我长大成

5、人，是他们作为我人生中的第一任启蒙老师，不断给我鼓励和支持，才让我有了不断追寻自己梦想的动力。是他们始终辛勤劳作和无私付出，为我创造了良好的学习环境。再次，对他们表达最真挚的感恩。谨以此，向所有帮助过我和关心过我的人们表示感谢！地下变形测量集成传感器的无线电能传输摘要:随着时代迅速发展，人们在生活中愈发离不开许许多多、各式各样的电子设备，通常这些电子设备都需要接各类电源线对其供电，杂乱繁多的电源线和频繁插拔带来的安全隐患令人苦恼。而近年来，磁耦合谐振式无线电能传输（magnetically-coupledre

6、sonantwirelesspowertransfer，MCR-WPT）技术可以说是一种新颖的无线供电方案，它能以较高的传能效率进行中距离无线供电，由此引发人们对此技术的瞩目。它与微波辐射式WPT相比，具有更小的辐射剂量，与感应耦合式WPT相比，有效传能距离相对更远。本文的研究对象是地下变形测量集成传感器的主体线圈结构，传感器本身设置在地下，很有可能受到地下水的影响，给传感器的密封和供电带来困难和隐患，希望能实现较远距离的无线供电，故此研究MCR-WPT技术特点，并进行相关实验，如此一来可消除由于缆线带来的传

7、感器密封问题，从而可令传感器系统在地下复杂环境下长期稳定工作，具有现实意义。—————————————————————————————————————————————————————本文相关研究内容如下：（1）简明介绍了无线电能传输的几种方式和MCR-WPT系统的基本构成。（2）简要介绍了耦合模理论和电路理论对MCR-WPT系统传输机理和性质的分析及相关结论。（3）在MCR-WPT的理论基础上，针对一种地下变形测量集成传感器线圈设计了一个无线电能传输装置，首先从系统的总体架构出发，详尽说明了高频逆变电路部分设

8、计过程中的全桥逆变原理和PWM波发生电路的制作，以及逆变电路所需的驱动芯片、功率MOSFET的选型使用等细节。最后根据设计的电路搭建了一个实验平台，包括高频逆变电路和整流稳压储能电路，利用线圈本身的分布电容构成谐振回路，谐振频率为40KHz，储能元件选用了一个容量4法拉的超级电容，当两个电感线圈最远相距15cm时可有效地对额定电压5.5V的超级电容进行充电，充电速度随着距离的减小而加快。关键词：无线