旋转机械故障诊断系统的无线供电研究.pdf

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1、第49卷第1期电力电子技术Vo1．49，No．12015年1月PowerElectronicsJanuary2015旋转机械故障诊断系统的无线供电研究林晓龙，韩振南，刘邱祖，刘庆(太原理工大学，机械工程学院，山西太原030024)摘要：这里提出采用电磁耦合谐振无线电能传输技术为旋转机械上嵌入式故障诊断系统传感器供电。建立耦合理论模型和等效电路模型，分析传输距离、线圈参数对互感和传输效率的影响。并通过ANSYS有限元分析传输过程中电磁场变化情况，为该技术研究提供理论依据。实验成功实现20am上7．5w的无线电能传输，效率达62％。根据嵌入式传感器的运动特点，设计三

2、维线圈实现接收端多方向连续稳定接收能量。实验中接收端任意角度均能点亮发光二极管(LED)灯，证明方案的可行性。关键词：无线电能传输；电磁耦合谐振；旋转机械；故障诊断中图分类号：V242．3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)01—0043—04ResearchontheWirelessPowerTransmissionforFaultDiagnosisSystemofRotatingMachineUNXiao-long，HANZhen—nan，LIUQiu—ZU，LIUQing(Ta／yuanUniversofTechnology，Taiyua

3、n030024，China)Abstract：Wirelesspowertransmissiontechnologybasedonelectromagneticresonantcouplingisintroducedtothepo—wersupplyofrotatingmachinefaultdiagnosissystemsensors．Firsdy，coupledtheoreticalmodelandequivalentcircuitmodelareestablished，influenceofthetransmissiondistanceandcoilpar

4、ametersonthemutualinductanceandtrans．missioneficiencyareanalyzed．Then，thedistributionalchangeofelectromagneticfieldisanalyzedbyANSYSfiniteelementmethod，whichsuppliestheoreticalbasisfortheresearchofthistechnology．Theexperimentalresultsshowthat7．5Wwirelesspowertransmissionatadistanceof

5、20cmcanberealized，andtransmissioneficiencyis62％．Accord-ingtothemovementcharacteristicsofembeddedsensor，thetriaxialcoilisdesignedtoreceivemuhidirectionalpowercontinuouslyandsteadily．Receivingterminaliscapableoflightinglightemitteddiode(LED)atanydirectionalangle，whichdemonstratesthefea

6、sibilityofthismethod．Keywords：wirelesspowertransmission；electromagneticresonantcoupling；rotatingmachine；faultdiagnosisFoundationProject：SupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50775157)；BasicResearchPro—jectinShanxiProvince(No．2012011012—1)1引言优势为：较电磁感应的传输距离、效率有巨大提高；突破了微波

7、传输易受环境干扰的缺点，具有良好的为处于运动状态的嵌入式系统供电主要有4种穿透性；因此更适合工业现场中距离无线供电。途径f-1：电池供电．汇流环供电，利用自然能源供应然而当前国内外对电磁耦合谐振无线能量传能量及无线能量传输。前3种方法均存在不足，无输技术的研究应用处于起步阶段，要使该技术实现线电能传输是一项以电磁场为载体的电能传输技在工业领域的实用化，还有很多问题需要解决。这术，可免除电源与负载之间的金属导体直接连接，里从电磁耦合谐振无线供电系统模型出发．研究该有效避免电弧或电火花在易燃易爆及水下等特殊技术的基本原理，分析了线圈参数和传输距离对传工况下的安全事故

8、，实现电能无线传输。目前