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关键词

低速

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无线能量传输

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恒压输出

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涡流损耗

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海洋环境

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恒压

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解调电路

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功率检测

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微波功率源

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耦合机构设计

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建模与控制

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抗偏移技术

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转动

(10)

作者

谭欣雨

(10)
满恩彤

(10)
魏芝浩

(10)
柯俏俏

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李巍

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石勇

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穆鹏华

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王中训

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秦庆磊

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陆江华

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杨磊

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黄钟

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赵发定

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王春芳

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李卓玥

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董硕

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田婷

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排序

水下磁耦合式无线电能传输系统建模与分析会员

期刊论文

作者：赵航 , 张杰 , 许知博 , 贾静 , 杨磊 , 冯保祥

页码： 195 - 203

摘要

2023/01/01

7

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无线电能传输技术是解决水下设备续航问题的有效手段，但无线电能传输技术在水下应用时会受到海洋环境的影响。针对水下磁耦合式无线电能传输MCR-WPT（magnetically-coupled resonant wireless power transfer）系统，论述了磁耦合式无线电能传输系统的系统组成，建立了水下磁耦合式无线电能传输系统电路模型，并对海洋环境中产生的涡流损耗进行了定量分析。根据海洋环境分析了海水水流冲击对磁耦合式无线电能传输系统影响，并搭建实验平台进行验证。
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无人平台野外无线充电线圈设计与优化分析会员

期刊论文

作者：许非凡 , 魏曙光 , 袁东 , 李嘉麒

页码： 184 - 194

摘要

2023/01/01

6

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野外陆战环境下无人平台进行无线充电时，发射端和接收端耦合线圈的偏移和偏转会导致耦合线圈互感变化较大，为了解决这一问题，需要对无人平台无线充电时使用的耦合线圈进行特殊的结构设计。首先分析野外陆战环境下无线充电的战技指标，为实现螺线管SP（solenoid pad）型线圈和DD（double-D）型线圈的优势互补，设计满足野外陆战环境无线充电的高适应性的耦合线圈，提出了一种SP-DDP双层组合线圈（double-layer coupling structure with solenoid pad and double-D pad），并对该结构的线圈参数进行优化。仿真及实验结果表明，优化后的线圈能够实现尺寸200 mm×200 mm×7.8 mm的条件下，在传输距离50 mm、X轴方向偏移160 mm、Y轴方向偏移120 mm时互感变化幅度小于20%，提出的线圈结构具备抗偏移、抗偏转特性。
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动态无线充电用主从协同式接收线圈设计与研究会员

期刊论文

作者：李振杰 , 杨学智 , 马骏 , 班明飞 , 刘一琦

页码： 176 - 183

摘要

2023/01/01

6

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基于分时工作原理，提出了一种空间占用率低、控制简单的主从MA（main-auxiliary）协同式接收线圈，可以有效提高动态无线充电DWC（dynamic wireless charging）系统的抗错位能力。首先，设计了MA线圈的结构和电路拓扑，两个从线圈（A线圈）反向串联，对称分布在主线圈（M线圈）的两侧。其次，基于分时工作原理计算了MA线圈在侧移方向（y方向）上的输出性能，A线圈仅在发生侧移时工作并提高总输出功率。进一步，通过仿真确定了主从线圈宽度wM和wA的最佳比例，比较了此情况下MA线圈与方形线圈的有效侧移范围和抗侧移性能。最后，搭建了实验样机。实验表明MA线圈的有效侧移范围达到0.183子，相比同尺寸下方形线圈的性能提升了23%。
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基于双耦合线圈的无人机轻量化无线充电耦合机构设计会员

期刊论文

作者：李阳 , 安张磊 , 孟航 , 寇苏雅 , 蒲晓飞

页码： 168 - 175

摘要

2023/01/01

6

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针对中大型无人机无线充电需求，设计了一种双耦合线圈无人机无线充电耦合机构，该耦合机构在满足无人机接收侧轻量化设计的同时，具有较高的传输能效与一定的抗偏移能力。双接收线圈安装在无人机双侧底部支架位置，双发射线圈安装在与无人机支架倾斜角度相同的梯形发射平台上，以减小无人机大范围偏移，同时采用顺向串联的形式，保证无线充电的均匀性。采用串联-串联S-S（series-series）补偿结构，运用有限元仿真，对比分析耦合线圈不同参数对传输效率的影响，以轻量化为原则对耦合线圈进行优化设计。通过搭建无人机无线充电实验系统进行验证，结果表明，该耦合机构可有效地对无人机电池以1.2 kW功率进行充电，传输效率为95.554%，无人机侧耦合机构质量为320 g，符合无人机耦合机构轻量化设计需求，且具有一定的抗偏移能力。
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基于正交DD线圈副边去耦合干扰的双负载无线电能传输系统会员

期刊论文

作者：夏晨阳 , 任刚 , 韩毅 , 羌颖 , 颜天煜 , 张兆丞

页码： 161 - 167

摘要

2023/01/01

5

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在双负载无线电能传输系统中，副边线圈之间的耦合干扰问题成为制约系统性能的重要因素。为此，提出一种单发射-双接收磁耦合机构，旨在解决两个副边线圈之间的耦合干扰问题，并通过原边线圈的设计实现两个负载获得相同的能量输出。在不采用屏蔽材料和控制方法的情况下，该机构仅通过线圈结构设计即可实现两个副边线圈的完全解耦。实验结果表明，采用该机构的无线电能传输系统在双负载情况下，两负载互不影响且系统能量传输效率可达88.7%。
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部分元等效电路理论在无线电能传输系统中的应用研究会员

期刊论文

作者：李巍 , 柯俏俏

页码： 152 - 160

摘要

2023/01/01

5

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磁耦合谐振式无线电能传输技术凭借其传输距离远、传输效率高等优势逐渐成为了无线电能传输方面研究的热点，而磁耦合谐振系统的设计和优化依赖于准确的参数计算和系统性能计算。针对这一问题提出采用部分元等效电路PEEC（partial element equivalent circuit）法进行计算。首先介绍了PEEC的基本理论以及部分参数的计算方法，然后建立耦合线圈的部分元等效电路模型，对平面矩形螺旋线圈的自感和互感进行计算，通过计算结果和实验结果的对比验证了PEEC法计算参数的高效性和准确性。在此基础上，分别建立了双线圈系统和单共振磁耦合谐振式无线电能传输系统，采用PEEC法结合电路法对2个系统的传输特性分别进行了研究和分析，并通过与有限元法计算结果的对比，验证了所提方法的准确性和快速性。
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电动汽车无线充电磁耦合器屏蔽层的优化设计会员

期刊论文

作者：李卓玥 , 王春芳 , 魏芝浩 , 满恩彤 , 谭欣雨

页码： 144 - 151

摘要

2023/01/01

6

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针对电动汽车车载无线充电磁耦合器体积和重量大、铁氧体易碎裂的问题，提出了一种由铁氧体磁片、纳米晶带材及铝箔构成的复合屏蔽层磁耦合器。通过Maxwell分别对铁氧体和四种纳米晶磁芯的性能进行分析和比较，在机器学习得出磁耦合器最优磁芯结构的基础上，优化设计了复合屏蔽层结构及各部分材料构成比例，与传统铁氧体磁片和铝板构成的磁耦合器相比，所提出的复合屏蔽层磁耦合器在减小了体积和重量的同时，互感和耦合系数分别提高了8.2%和0.7%，成本减小了47%。最后搭建了传输距离为12 cm的实验平台进行了验证。
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一种频率和功率可调的固态微波功率源会员

期刊论文

作者：赵发定 , 黄钟

页码： 136 - 143

摘要

2023/01/01

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现有大功率无线能量传输系统多采用磁控管作为射频源，虽输出功率高，但带宽较窄且质量重，不利于系统集成，为此设计了一套功率和频率可调的固态微波功率源。该微波功率源采用具有宽带特性的放大器件和反馈调节方式，获得了较宽的带宽和输出功率动态范围。系统集成在28 cm×19 cm×10 cm的机箱中，具有体积小、可靠性高、散热性能良好和重量轻等优点，在无线能量传输/环境射频能量收集（模拟环境中射频能量产生设备，如基站、WIFI等）系统中具有很强的工程应用价值。在室温环境下，测试结果表明该固态微波功率源频率可调范围为0.7~2.8 GHz，频率调节步进为1 MHz，最大频率偏移量<0.3 MHz；功率可调范围为20.0~39.5 dBm，输出功率最大误差为±0.5 dB。此设计方法为高功率微波功率源研究与设计提供了一定指导。
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低速转动多负载MCR-WPT系统研究会员

期刊论文

作者：陈旭玲 , 许欣慰 , 刘成 , 田婷 , 董硕

页码： 129 - 135

摘要

2023/01/01

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目前，磁耦合谐振式无线电能传输MCR-WPT（magnetic coupling resonance-wireless power transmission）的研究主要集中在单发射多负载静止和单发射单负载转动2种形式。通过对单发射低速转动多负载状态下的系统进行研究，建立单发射多负载系统并进行理论分析，使用COMSOL对静止状态下多负载接收线圈进行仿真，设置静止状态与旋转状态作对比实验，分析接收端转动对MCR-WPT系统传输效率的影响，探讨低速旋转状态下系统传输效率的变化规律。结果表明，在低速转动三负载时，系统能够保持稳定的功率输出，单个负载的传输效率可以达到23.260%，总传输效率达到69.768%，低速转动对传输效率影响较小。
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基于线性自抗扰控制的无线电能恒压无通信传输方法会员

期刊论文

作者：彭思敏 , 张慧成 , 吴铁洲 , 田勇

页码： 120 - 133

摘要

2023/01/01

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针对负载动态变化易导致磁耦合无线电能传输系统传输效率低、输出电压波动大的问题，提出一种基于线性自抗扰控制的无线电能恒压无通信传输方法。该方法在系统的输入端采用锁相环跟踪谐振频率，并采用扰动观察法实现最小输入功率跟踪；同时，在输出端采用基于线性自抗扰控制的移相半控整流电路控制策略，使系统工作于恒定电压输出、高效传输的状态，且系统输入端与输出端之间无需通信。仿真结果表明，当负载和参考电压发生变化时，系统的输出电压始终恒定在参考值，系统传输效率保持在90%左右。
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2023年第6期