国家自然科学基金(61371026)
- 作品数：11 被引量：56H指数：5
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- 单线电能传输的实验研究被引量：6
- 2016年
- 研究了由两个特斯拉线圈构成的小型单线电能传输系统,介绍了该系统的基本组成与设计参数,重点研究了系统在不同负载和不同传输距离情况下的电压增益频率特性,发现系统具有两个不同的谐振频率,随着传输距离的改变,系统的两个谐振频率会发生偏移。在传输能力方面,以信号发生器作为高频电源,当系统的传输距离为20m时,依然可以点亮LED,证明了单线电能传输的可行性。实验还发现,金属障碍物并不会影响系统的电压增益。利用海水代替单根导线进行实验,发现借助海水也可以进行电能传输,这为向海岛输送电能提供了新的可能。最后,分析了系统中存在的能量损耗和谐振频率偏移问题,并提出了相应的解决方案。
- 张泽然陈希有周宇翔杨杰
- 电声电型非电气接触式全桥模块门极隔离电源研究被引量：3
- 2020年
- 多电平换流器中,一般采用变压器实现每个全桥模块门极驱动电路和电源之间的隔离和绝缘。该文基于超声波式非接触电能传输技术,提出电声电型非电气接触式全桥模块门极隔离电源,它主要包括发射换能器、接收换能器、亚克力棒传输介质和补偿电路。分别给出声电、电声换能器和传输介质的设计依据,介绍了换能器的等效电路,采用COMSOL软件对压电换能器进行仿真并介绍了压电换能器的最简等效电路。详细叙述了补偿电路的设计方法,包括发射侧补偿电路的设计方法和接收侧补偿电路的设计方法。搭建实验平台,验证了补偿电路的有效性,对比了超声波式非接触电能传输技术和磁感应式非接触电能传输技术的抗电磁干扰能力。实验表明,该文设计的隔离电源可以有效地为门极驱动电路供电,使全桥模块正常工作,与磁感应式门极驱动电源相比,具有抗电磁干扰强的特点,适用于电磁环境复杂的各种门极驱动场合。
- 吴茂鹏陈希有齐琛牟宪民
- 关键词：补偿电路
- 磁场耦合无线电能传输系统最大功率要素分析被引量：12
- 2017年
- 针对无线电能传输系统的功率和效率问题,在特定频率下研究了影响无线电能传输系统最大传输功率的若干要素。以磁场耦合单元为核心建立简化模型,包括发射回路、接收回路,以及两个回路之间的磁场耦合单元。分别研究发射回路电抗、接收回路电抗、互感电抗等在单独变化,或协同变化时,如何影响最大功率传输条件,最大功率值和传输效率等。研究发现,不同情况下的最大功率传输条件之间存在内在联系;在发射回路与接收回路电阻乘积较小时,松耦合谐振才能传输最大功率。此结论不依赖于阻抗补偿形式,并且对感应耦合式和磁场共振式无线电能传输系统均适用。仿真和实验结果与理论分析结果一致。
- 陈希有周宇翔李冠林孙学斌吴茂鹏
- 关键词：磁场耦合最大功率回路阻抗
- 海下超声耦合无线电能传输系统电学阻抗变换技术被引量：17
- 2015年
- 压电换能器是常用的电声和声电能量转换器件。根据压电换能器在机电谐振状态下显容性的电学阻抗特征,分别研究发射端和接收端压电换能器的阻抗变换问题。在发射端,着眼于消除换能器的容性无功功率,以减轻发射电源的负担,同时能够根据需要提供发射超声波所需要的有功功率;在接收端,着眼于消除等效输出阻抗的容性虚部,并减小实部,以便当负载电阻变动时,能够获得相对稳定的输出电压。给出实现上述阻抗变换的LC网络结构和参数计算方法,并以天然海水为介质、以压电超声换能器为电声和声电转换器件,搭建水下无线电能传输实验装置,以检验阻抗变换效果。实验结果证明了所提阻抗变换技术的有效性。
- 许康陈希有刘丹宁
- 关键词：无线电能传输超声波压电换能器阻抗变换
- PWM逆变器三种混沌频率调制功率谱分析被引量：3
- 2017年
- 为了分析混沌载波频率逆变器在脉宽调制(PWM)方式下输出线电压功率频谱密度(PSD),经过适当简化,提出了一种PSD的理论计算公式。以正弦、空间矢量和最小开关损耗3种PWM方式为例,利用Matlab计算,并对比实验结果,验证所提PSD计算方法的正确性。计算结果表明,随着载波频率变化范围增大,PSD扩展得越宽,谐波功率峰值下降得越低。当载波频率窄范围变化时,不同PWM方式下PSD集中在整数倍期望载波频率附近并保留了各自恒定载波频率调制时输出电压频谱特点,与实验结果良好符合:当载波频率宽范围变化时,PSD分布趋于一致,但理论计算与实际测量存在较大误差。
- 高逍男陈希有孙学斌潘振方
- 关键词：逆变器脉宽调制
- 具有稳流输出的无线电能传输电路被引量：7
- 2014年
- 针对LC串联谐振和并联谐振在工作频率发生漂移时,电路整体功率传输能力及效率都会明显下降的问题,提出一种一次侧带有LCC(电感-电容-电容)复合谐振网络的无线电能传输电路。依据互感模型,在基波条件下,分别建立了耦合线圈一次侧与二次侧的等效电路,得到了谐振频率和输出电流表达式,并进一步导出了复合谐振网络中电感与电容的计算公式。实验结果表明,谐振频率与负载电阻无关,在谐振频率下,当耦合线圈的距离保持不变(即互感恒定)时,输出电流的有效值恒定,具有电流源特性。通过实验与仿真结果的比较,验证了对该电路分析与设计结果的正确性和有效性。因此该电路适合于需要电流源供电的负载,经改进后还可用于电场耦合式无线电能传输。
- 陈希有刘玉昆
- 关键词：无线电能传输磁场耦合电场耦合
- 基于E类功率放大器的非接触感应耦合电能传输系统被引量：1
- 2017年
- 为了提高非接触感应耦合电能传输系统的可靠性,提出了一种基于E类功率放大器的拓扑结构.将发射线圈和接收线圈的耦合电感进行等效变换,把发射线圈的漏感作为E类功率放大器谐振单元,把励磁电感作为折算后负载电阻的匹配电感.在电能非接触传输的同时实现了阻抗变换,把等效负载电阻限制在一定的范围内.提出的拓扑结构简单,无需额外的补偿网络.并且负载电阻变化时,均能满足E类功率放大器的零电压软开关条件.仿真和实验结果验证了新拓扑结构电路的可行性.
- 牟宪民陈希有焦海坤周宇翔
- 关键词：非接触电能传输感应耦合E类功率放大器零电压软开关
- 海水中感应耦合与超声耦合无线电能传输技术对比被引量：8
- 2018年
- 通过原理分析,提出了海水中感应耦合无线电能传输(ICWPT)系统的电路模型,其中考虑了海水的涡流效应,建立了匹配条件下传输效率的表达式。作为对比,基于单个超声换能器的电路模型,建立了包含两个超声换能器的超声耦合无线电能传输(UCWPT)系统电路模型,分析了匹配条件下的传输效率。分别以矩形耦合线圈作为电磁耦合装置,以压电复合材料换能器作为电声和声电转换装置,搭建了在海水槽中ICWPT和UCWPT系统实验平台。分别从传输效率与工作频率的关系、传输效率与耦合距离的关系进行了比较,并对传输功率进行了讨论。研究发现,ICWPT的传输效率与频率的关系曲线比UCWPT的效率与频率关系曲线更加平坦。较远距离时,UCWPT的传输效率高于ICWPT的传输效率。
- 陈希有许康牟宪民李冠林
- 关键词：超声波感应耦合无线电能传输
- 逆变器占空比的通解
- 2016年
- 基于前人对载波调制方法(Carrier PWM)和空间矢量调制方法(SVPWM)二者统一性的研究,从逆变器的调制方程出发,提出了逆变器的占空比通解形式。作为通解的具体应用,设计了一种使逆变器开关动作次数最少的调制策略,并与传统的开关频率优化PWM(SFOPWM)进行类比,从理论和实验方面证明所提出的占空比通解的正确性与可行性。最后,给出了输出线电压含负序分量的仿真结果以及含三次谐波分量的实验结果,进一步证明了提出的通解形式其良好的应用性。
- 陈希有高逍男黄凯
- 关键词：逆变器空间矢量脉宽调制
- 科研实践与电路教学相互促进案例分析被引量：1
- 2018年
- 教师科研活动与教学活动是相辅相成的。用所教授的课程内容解决科研中的工程问题,或者将工程问题经简化后应用于教学,可以做到理论与实践的密切结合,达到科研与教学相长的效果。本文结合笔者从事的非接触电能传输技术研究和电路理论课程教学,从阻抗变换、最大功率传输、稳态性能测算等内容,分析了科研实践与电路教学相互促进、共同提高的具体案例。
- 陈希有牟宪民李冠林齐琛
- 关键词：电路教学非接触电能传输案例分析
