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基于正四面体的无线电能传输系统多自由度电能拾取机构
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM46[电气工程—电器]
  • 作者机构:重庆大学自动化学院,重庆市沙坪坝区400044
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51377183); 重庆市国际科技合作基地项目(CSTC2015GJHZ40001); 中央高校基本科研业务费专项资金资助(106112016CDJZR175510)
中文摘要:

传统无线电能传输系统对拾取结构的方向性较为敏感,拾取机构角度变化将会较大地影响系统功率传输特性。针对无线电能传输系统三维空间内多自由度拾取问题,该文提出一种基于正四面体的电能拾取机构,给出拾取电感摆放位置及连接方式,完成拾取机构磁通分析,提出拾取机构在空间内旋转时不同绕线方式的互感计算方法,设计拾取线圈的最优绕线方案,通过Maxwell有限元仿真获得拾取线圈间的相互耦合关系。实验结果表明:当耦合机构以任意角度旋转时,系统多自由度运行的效率维持在60%,负载功率维持在30W。此种类型的拾取机构不仅能提升系统的多自由度拾取能力,还可以保持输出的稳定性,减小系统对输出控制环节的依赖,减小拾取装置体积。

英文摘要:

The traditional Wireless Power Transfer(WPT) system is sensitive to the directivity of pickup structure. The pickup angle will greatly affect the system power transmission characteristics. To solve the problems existing in the conventional wireless power transfer system for multi-angle power pickup in a three-dimensional space, a novel pick-up mechanism based on the regular tetrahedron was put forward. The placement and connection of pickup inductances were introduced. Through analyzing the magnetic flux of pick-up mechanism, the mutual inductance calculation methods of different winding schemes for rotating pickup mechanism was proposed, and the optimal winding scheme of the pickup mechanism was designed. Through Maxwell finite element simulation, the mutual coupling relationship between pickup coils were obtained. The experimental results show that the system efficiency is maintained at 60%, and the load power is maintained at 30 W when the pickup mechanism working at an arbitrary angle of rotation. This structure of pickup mechanism can not only enhance the ability of multi-degree-of-freedom power pickup, it can also maintain the stability of the output, reduce the dependence on the output control link and reduce the pickup volume as well.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970