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基于无线能量传输的磁耦合线圈结构优化分析开题报告

 2020-04-02 11:04  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1. 课题研究背景及意义

电能对于我们来说是必不可少的。电能到我们的设备主要经过三个大部分:发电厂,传输线路,用电设备。发电厂比较固定,用电设备具有一定的移动性,通用的方法是从发电厂用导线传输到千家万户,然后再通过导线连接我们的用电设备。无论是长距离还是短距离传输电能,都需要用到导线,这就导致了用电设备都有一根连接导线,就好像一根“尾巴”,对于具有移动特性的用电设备来说,导线供电就不再是那么方便,而且导线存在老化问题,既产生安全问题,又影响美观。而无线电能传输,就可以很好的解决这些问题,它可以彻底的把用电设备从导线中解放出来,不再依赖导线而能单独存在。

自19 世纪中期人类发现电磁感应规律后,人类就开始了对无线能量传输技术的摸索和探究。19 世纪末,特斯拉(tesla)首次进行了远距离无线能量传输的实验,但由于当时条件和技术所限实验并未取得成功。在此之后人类经过了一百多年的发展和积累,但能量传输的基本形式并未发生改变(能量都是通过有线的形式进行传输)。当人类进入到 21 世纪后,随着科学技术的发展其给人类的生产和生活带来了日新月异的变化,人们在生活中越来越离不开智能电子设备,但依靠传统的金属导线给电子产品的传输能量的形式并未改变。无线充电技术主要利用的是磁共振、电磁感应线圈以及无线电波等原理而实现的,是现今发展起来的一项充电技术,通过采用无线充电技术可以将人们从繁杂的有线充电中解放出来,避免了因忘带充电设备或是需要携带过多的充电线与适配器而带来的困扰。在电能使用的通用性、便携性、安全性、应急性以及绿色性上,无线传输模式都将获得极大的提高。

相信在不久的将来无线充电技术将会进入到我们的日常生活中,随着无线充电技术研究的不断深入,无线充电技术也能为电动汽车等提供便捷的充电服务,从而对促进新能源汽车的发展应用提供不小的推动力。

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2. 研究的基本内容与方案

2. 主要相关内容的研究及技术方案

2.1不同wpt系统的组成结构与工作原理

2.1.1磁感应耦合式 wpt

磁感应式 wpt 系统的组成部分主要包括整流滤波、高频逆变、原边补偿、可分离变压器、副边补偿和电流调理等。磁感应式 wpt 的工作原理是从电网输入的工频交流经过整流逆变后转换成高频交变电流,并输入到可分离变压器的原边绕组,在高频电磁场的感应耦合作用下将电能传输到 可分离变压器副边,而得到的高频交变电流经电流调理电路转换成负载需要的工作电流,以达到为负载供电的目的。

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3. 研究计划与安排

4. 进度安排

1-2周,查阅相关文献,完成开题报告和文献翻译,完成开题答辩;

3-4周,熟悉理解各种不同无线能量传输系统的电路结构及其工作原理,学习基础电磁理论并了解典型变压器结构及工作原理;

5-8周,熟悉ansys软件使用方法,完成基于maxwell的磁耦合线圈磁场分布仿真分析,分析磁场对系统电路传递影响;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]赵博,张洪亮. ansoft 12在工程电磁场中的应用[m]. 北京:中国水利水电出版社,2009.

[2]找鲁. 基于simplorer场路耦合多物理域联合仿真[m]. 北京:中国水利水电出版社,2014.

[3]吴嘉迅,吴俊勇,张宁,黄威博,杨玉青,徐倪睿.基于磁耦合谐振的无线能量传输的实验研究[j].现代电力,2012,29(01):24-28.

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