感应耦合电能传输系统中信号传输技术分析-(5855)

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1、重庆t^=学硕1‘学忙论文实用化产品开发，经过多年的努力，该技术在理论和实践卜已获得重大突破。20世纪90年代，新西兰奥克兰大学电子计算机工程系以JohnT．Boys为首的冈队在此领域作了较为深入的研究．其成员主要有呼爱国博士(PatrickAiguoHu)，GrantACovic．OHStielau．AwGreen等，他们在IEEE期刊及会议L先后发表了一11余篇论文，肘感应耦合电能传输技术的原理和设计，以及轨道午非接触式供电和感应充电等应用方面进行了较为详尽的分析‘5I⋯7)嘲。德国奥姆富尔(WAMPELER)公司在其总部建造的试验轨道是目前为止世界上虽丈的感应

2、电能传输系统，总窖量I50KW，轨道长度近400m，气隙为120ram，车上有6个能量接收绕组，每个绕组接收绕组输出25KWp】，该公司还成功地将感应电能传输技术用于电动游船的水下驱动【Iq。并在德国汉诺威2000年世界博览会E的HermesTower观光电梯、德国奥迪公司的发动机装配线的地面运输系统和德国宝马公司的发动机装配线的地面运输系统上成功应用。1993年由德国学者AEsser和ANagel研究了感应耦合电能传输系统中信号传输问题⋯]，次年日本学者JunjiHirai和A咖oKawamura等也开展了类似研究㈣．并在IEEE期刊上发表多篇相关文献I”】ⅢII

3、”】，对感应耦合电能传输系统中信号传输原理进行了分析。到了21世纪各国学者对该问题的研究逐渐增多，如同本东北大学的FumihiroSato等研究了移动机器人的非接触供电技术I】6】及植入式功能电子仿真模块中的非接触电能及信号传输技术【I71，为人造器官的体外非接触供电以及信息传递进行了理论探索。德幽VAHLE(法勒忪司在感应耦合电能技术及系统中的信号传输问题有较为深入的研究，并Jr发了一系列的产品，如图11所Ⅺi，该产品用于移动设备的电能和信号非接触传输。讨_矽圈11移动设备电能与信号小接触传输系统Figl1Contactl器spowerandsignaltrans

4、missionsystem自rmobiledevice同本Yaskawa公司开发了一系列实用产品，图12所示为旋转器件电能与信号非接触传输系统，如图1．3所示非接触充电系统，该系统可以对电池进行非接触式充重陕人学硕E学待论文电．可以实时反馈电池的充电状态信息，并根据反馈的状态信号实时地对充电状态进行控制，实现了对电池的无人干预的智能非接触充电。幽1．3智能’F接触充电系统FigI3Smartcontactlesschargingsystem文献『71阐述了感应耦台电能传输技术的基本理论，从电能发射机构、电能拾取电路结构等方面详细讨论了能量传输的主要因素．并介绍了负载

5、控制方法在感应耦合电能传输系统中的应用问题，为该技术研究提供一些理论方面的指导。文献『111提出了在可旋转变压器磁芯中增加三个信号传输通道的方法实现电能与信号的非接触式传输，文献分别从系统结构、电能传输通道特征、信号传输通道特性等方面阐述了该技术的基本理论。文献『121阐述了感应电能传输系统中信号传输的基本理论，提出了电能与信号传输集成单元(IntegratedPowerandDataTransmittingUnites)概念，文献给出了磁芯重庆人学硕十学位论文1绪论结构的设计，建立了电能传输电路的等效模型，分析了影响电能传输效率的因素，给出了信号传输的频率响应，最

6、后将系统成功应用于工业生产中。文献[14]在文献[12】的基础上重点分析了电能传输对信号传输的干扰问题，提出了在信号线圈磁芯外安装电磁屏蔽环的措施以降低电能磁场对信号传输的干扰，文献建立了实验系统，给出了实验测量波形。文献[17]提出了一种向人体植入设备非接触提供能量和信号的方法，人体外置设备以不同频率向体内传送电能和信号，体内磁芯上绕制了电能线圈和信号线圈，通过电磁感应原理，线圈分别感应电能和信号，从而完成电能和信号的非接触传输。文献[18]介绍了智能充电系统，采用EE磁芯对作为电磁耦合结构，其中电能线圈绕制在E型磁芯中心磁臂上，信号线圈绕制在E型磁芯两边磁臂上，

7、电能传输电路采用串联谐振软开关工作模式，文献分析了逆变器的几种工作模态，并建了感应信号传输系统，采用二进制振幅键控的调制方式，实现充电信息的实时反馈。由以上分析可以看出，国外在感应耦合电能传输系统中信号传输研发上已经取得一定进展，不断提出新的概念、新的理论、新的设计方法，可以预计，在今后相当长的时间内，信号传输问题将成为感应耦合电能传输系统中重要的研究方向之一。1．2．2国内研究现状目前国内对ICPT技术的研究还处于起步阶段【19】，【201，还没有开发出成熟产品。而对感应耦合电能传输系统中信号传输的研究也较为缺乏，目前仅发现南京理工大学机械学院的周晓东在《兵工