高频磁共振耦合无线电能传输系统谐振线圈参数测量研究开题报告
2021-12-31 10:12
全文总字数：3437字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
本课题拟针对磁共振耦合无线电能传输系统，研究一种空心螺线线圈分布参数的检测技术，通过直接测量各种规格空心线圈的分布参数，结合仿真技术，建立线圈分布参数模型；在此基础上，进一步测量分析线圈分布参数与线圈产生的空间高频磁场强度分布的关系，从而为构建适合磁共振耦合无线电能传输技术的高效的收发线圈模型奠定基础。
国内外研究现状
国内发展概况
我们国家对高频领域的研究也是进十几年才开始的，但这些研究主要集中在一些科研机构和一些高校中，国内的华北电力大学就是其中之一。这些研究还只限于一些理论分析和近似测量，其精确都还不高，与国外还存在一定的差距。另外对其他因素对分布参数的影响还缺乏一定的研究。
2. 研究的基本内容
本课题将空心螺旋管寄生参数测量技术与虚拟仪器技术相结合，从软、硬件两个方面深入研究寄生参数测量技术。
(1)分析线圈寄生参数的特点，制定参数测量方法。
(2)基于直接数字合成器dds技术、单片机技术及模拟电子技术等，进行测量系统系统的软硬件设计。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
一、课题实行方案
系统总体框图如图1所示。该系统主要由信号源电路，两路检波电路，控制电路，上位机及待测电路组成。微处理器控制DDS产生一定频率的信号，该信号具有稳定的幅值，该信号加到一电感和一个精密电阻串联的电路中，在低频时，由一路检波器检测整个待测电路的幅值为U1，另一路检波器检测到电阻两端电压的幅值为U2，检测到的两路幅值经过双通道AD转换器进行同时转换，由已知频率和检测得到的电压的关系，可求得电感值L。
对谐振点频率进行测量时，编程使DDS产生扫频信号，施加到待测电路上，测量电阻两端的电压值，将测得的电压值进行AD转换，对不同频率下的结果进行比较，找出电阻电压的最低点（不需要明确此时的电压值），即发生谐振频率的点，再由f0=1/（2*pi*sqrt(L*C)）计算出分布电容，结果在上位机上显示。
图1 系统总体框图
二、进度
表2毕设进度
|
| 时间 | 预定任务 | 完成情况 |
| 1 | 2016.12~2017.1 | 设定方案，设计个功能单元原理图。制作高频可调DDS信号发生器，验证方案可行性。 | 完成 |
| 2 | 2017.1~2017.2 | 将原高频可调DDS信号发生器改进为频率可调幅度可变DDS信号发生器，通过信号幅值反馈放大的方式进行幅值稳定。 | 完成 |
| 3 | 2017.2~20175.3 | 加入峰值保持和程控放大电路。 | 完成 |
| 4 | 2017.3~2017.4 | 系统软件开发：包括上位机软件开发（LabVIEW控制终端开发）与下位机软件设计。 | 按计划进行中 |
| 5 | 2017.4~2017.5 | 实验分析，利用扫频谐振法，寻找谐振点，得到谐振点频率,分析获取线圈的寄生参数。 | 按计划进行中 |
| 6 | 2017.5~2017.6 | 撰写毕设论文 | 按计划进行中 |
三、预期效果
1.设计出一款空心螺旋管寄生参数检测仪器：该检测仪器要具有10MHz以上的频带。
2.基于LabVIEW平台，开发出自主式的空心螺旋管寄生参数测量系统，实现对空心螺旋管寄生参数的自动测量，分析。
4. 参考文献
[1]彭春燕，周有庆，龚伟，曹志辉．新型螺旋管空心线圈电流互感器，电力系统及其自动化学报，2009，21(4)：53-57．
[2]袁义生．电感器分布电容的建模，华东交通大学学报，2006，23(5)：90．93.
[3]陈龙, 赵艳美, 张宁. 一种计算电感线圈分布电容的简化模型[j]. 南京师大学报(自然科学版), 2014, 37(2): 55-59
