非接触感应供电技术和其在扭矩测试中应用

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1、非接触感应供电技术和其在扭矩测试中应用　　摘要：非接触感应供电结合了电子电力技术与电磁感应耦合技术，已在电动汽车、手机充电及机器人等领域得到广泛应用。通过对非接触感应供电系统结构和原理的分析，研究了原、副边电路的补偿以及频率选择等关键技术，得出了原、副边补偿电容的计算方法。根据扭矩测试的供电需求设计了具体电路，并对设计电路的输出电压进行了测试，结果表明，在一定距离范围内本供电电路能够满足扭矩测试的供电需要，为扭矩测试供电提供了新思路。关键字：非接触感应供电技术；原、副边补偿；频率选择；扭矩测试；电路设

2、计中图分类号：TN710?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）23?0154?04ContactlessinductivepowersupplytechniqueanditsapplicationintorquetestDINGChuang，ZHAOYong?dong，JIANGPeng?cheng，FENGFu?zhou（DepartmentofMechanicalEngineering，AcademyofArmoredForcesEngineering，Beijing1000

3、72，China）Abstract：Contactlessinductivepowersupply13combinedpowerelectronicswithelectromagneticinductioncouplingtechnology，andithasbeenusedwidelyinmanyfields，suchaselectricvehicle，mobilephonecharging，androbotandsoon.Throughtheanalysisonthestructureandpri

4、ncipleofthecontactlessinductivepowersupplysystem，thekeytechnologyofprimaryandsecondarycircuitcompensationandfrequencyselectionareresearched，andthecomputingmethodofprimaryandsecondarycompensationelectriccapacityisobtained.Itprovidedspecificcircuitaccordi

5、ngtotheneedoftorquetest，andtestedtheoutputvoltagecharacteristic.Theresultsshowthatthecircuitcouldmeettheneedofpowersupplyintorquetestinacertainscope，anditprovidedanewidea.Keywords：contactlessinductivepowersupplytechnique；primaryandsecondarycompensation；

6、frequencyselection；torquetest；circuitdesign0引言13目前，向处于旋转状态的扭矩测试系统提供能量的方法主要有两种：滑环供电，电池供电[1]。滑环供电采用电刷与集电环滑动接触的方式，在使用上存在诸如滑动磨损，接触火花，碳积和不安全裸露导体等局限；而电池供电存在电能有限以及对供电环境要求高等一系列缺点和不足，使得这两种供电方式均不能满足扭矩测试的需要，所以研究一种为旋转轴扭矩测试系统供电的方式尤为重要。非接触感应供电技术的发展为旋转轴扭矩测试供电提供了新的方向[2

7、?3]。非接触感应供电结合电子电力技术与电磁感应耦合技术，实现了不通过物理连接或接触进行电能传输，克服了传统供电方式存在的缺点与不足，从而保证了传输过程中的安全、可靠。相对于传统的变压器感应供电，非接触感应供电属于疏松耦合供电，通过采用原、副边谐振补偿技术并控制电源输出电流频率，不但提高了传输性能，同时降低了成本[4]。国外对该技术的研究始于20世纪70年代，目前已取得了一定的进展，有关非接触供电系统项目的开发研究仍在不断进行中，而国内在该领域的研究还是一片空白[5?6]。1非接触感应供电系统构成及原

8、理非接触感应供电系统利用电磁感应原理通过非接触的耦合方式实现能量传递，图1给出了能量传输框图[7]。图1能量传输框图13系统通过逆变电路将直流电转换为高频等幅交流信号驱动原边绕组，使其在周围一定范围的空间内产生磁场强度不大但高频变化的电磁场。副边绕组位于该电磁场中，副边绕组磁通量的高频变化使得副边绕组中产生一定幅值的高频感应电动势，经过整流、滤波、稳压可得到具有一定驱动能力的直流电，为扭矩测试提供能量。感应供电系统的原边绕组和副边绕组之间没有任何直接的接