磁耦合諧振式無線電能與信息同步傳輸技術研究

《磁耦合諧振式無線電能與信息同步傳輸技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、碩士學位論文磁耦合諧振式無線電能與信息同步傳輸技術研究WIRELESSPOWERANDDATASYNCHRONOUSTRANSMISSIONTECHNOLOGYBASEDONMAGNETICRESONANCE王洋哈爾濱工業(yè)大學2015年6月-I-國內圖書分類號：TM724學校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工程碩士學位論文磁耦合諧振式無線電能與信息同步傳輸技術研究碩士研究生：王洋導師：朱春波教授申請學位：工程碩士學科：儀器儀表工程所在單位：電氣工程及自動化學院答辯日期：2015年6月28日授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學-II-Classified

2、Index:TM724U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringWIRELESSPOWERANDDATASYNCHRONOUSTRANSMISSIONTECHNOLOGYBASEDONMAGNETICRESONANCECandidate：WangYangSupervisor：Prof.WeiguoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentandMeterEngineeringAffiliation：Dept.of

3、AutomaticTestandControlDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology-III-哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文摘要在眾多應用中，不僅需要電能的無線傳輸，同時還要求系統(tǒng)具有實時通信能力。近場通信技術日趨成熟，而無線能量傳輸技術正處于發(fā)展階段，現(xiàn)已在小型家電中有了實際應用。同樣工作在近場的近場通信與無線能量傳輸技術在傳輸機理上具有非常高的相似性，因此將二者結合可實現(xiàn)具有信息價值的能量進行無線傳輸，使被充電設備無線返回相關測量信息或反饋

4、閉環(huán)控制信號。本文集中于研究磁耦合諧振式無線電能與信息同步傳輸技術在主軸軸向力及扭矩檢測系統(tǒng)中的應用，重點針對低功率近距離的電能傳輸與信息回傳技術的原理、系統(tǒng)設計及特性進行分析研究。首先對無線電能傳輸系統(tǒng)的基本理論進行推導分析，利用互感耦合模型的一系列公式，計算電能傳輸效率以及負載吸收功率函數(shù)關系式，并引出反映阻抗的概念。理論計算可以優(yōu)化電能傳輸系統(tǒng)的設計并有效地指導實際系統(tǒng)的搭建。分析近場通信原理，利用電磁感應計算公式研究其負載調制的通信方式。在此基礎上研究具有信息價值的無線電能傳輸系統(tǒng)的理論模型，以實現(xiàn)在設備之間耦合的低功率、非傳播的準靜態(tài)場內進行無線電能與信

5、息的同步傳輸。其次根據實際應用背景對無線電能與信息同步傳輸系統(tǒng)進行了硬件設計：通過建模仿真確定系統(tǒng)補償結構以及其整體設計；設計功率放大器，由逆變電路和與其配置的驅動模塊以及外圍緩沖電路組成；針對主軸傳感器的特殊性，設計滿足結構要求的耦合結構，并在此基礎上優(yōu)化線圈結構，通過仿真軟件的仿真計算驗證耦合系數(shù)的提高；在實現(xiàn)無線電能傳輸基本系統(tǒng)的基礎上設計通信電路，其中包括負載調制以及信息解調電路；完成系統(tǒng)原端、副端控制電路設計。最后以主軸安全檢測系統(tǒng)為研究對象設計搭建實驗平臺，并以此平臺實現(xiàn)非接觸式電能與信息的同步傳輸技術。給出了系統(tǒng)整體實驗，并進行了系統(tǒng)側移實驗分析；分

6、析通信速率與包絡質量，其中系統(tǒng)設計要求通信速率在0.5~1kbit/s之間，工作頻率為50kHz，無線傳輸距離在4mm-20mm之間。實際設計中，能量和信息傳輸共用同一耦合機構，可簡化系統(tǒng)設計以及避免傳輸過程中的相互干擾。關鍵詞：同步傳輸；補償結構；負載調制；耦合機構；近距離傳輸-I-哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文AbstractCurrently,therearemanyareasinwhichthecombinationofwirelesspowertransmission(WPT)technologyandthenearfieldcommunication(

7、NFC)isrequired.TheNFCtechnologydevelopsfasterthantheWPTwhichhasbeenonlyusedinsomesmallhouseholdappliances.TheNFCtechnologyworksinthenearfieldregionandsharesmanycommontheoriesandmodelswiththeWPT,sotheycancombinetogetherandmakethesystemofWPTreturnbacktheinformationorthefeedbackcontrolsi

8、gnal.