杜欣欣
- 作品数：9 被引量：34H指数：3
- 供职机构：中国矿业大学（北京）更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程电气工程更多>>
- 煤矿井下金属结构等效储能模型耦合电磁波能量安全性分析
- 2024年
- 煤矿井下无线通信设备发射的电磁波能量可以被周围金属结构耦合吸收,这种现象存在点燃矿井内爆炸性气体的危险。现有针对井下金属结构耦合电磁波安全性研究只是对金属结构等效阻性模型耦合电磁波能量进行分析,缺乏对金属结构耦合电磁波能量在时间上积累的储能过程研究。针对上述问题,提出一种适用于金属结构耦合−积累−释放电磁波能量研究的等效储能结构模型,即金属结构等效容性储能模型与金属结构等效感性储能模型。首先通过低衰减度传输线模型,推导出发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离与接收端感应电压之间的关系。然后建立金属结构等效储能模型,推导出接收端参数与放电火花能量之间的数学关系式,分析了接收端参数对放电火花能量的影响。最后通过接收端感应电压与感应电压有效值的关系,推导出发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离与放电火花能量之间的数学关系式,分析了发射天线输出功率、发射天线与金属结构之间距离对放电火花能量的影响,并给出在其他参数确定情况下2种金属结构等效储能模型各自的理论参考安全点。仿真结果表明:①对于金属结构等效容性储能模型,放电火花能量随着等效储能电容、接收端感应电压有效值增大而增大,安全点向左偏移,对等效储能电容、接收端感应电压有效值的安全要求变得严苛。②放电火花能量随着发射天线功率增大而增大,随着发射天线与金属结构之间距离增大而减小,得到金属结构等效容性储能模型理论参考安全点。③对于金属结构等效感性储能模型,放电火花能量随着等效储能电感、接收端感应电压有效值增大而增大,安全点向左偏移,对等效储能电感、接收端感应电压有效值的安全要求变得严苛。④放电火花能量随着发射天线功率增大
- 田子建侯明硕孙静杜欣欣杜欣欣
- 关键词：金属结构
- 障碍物对磁耦合谐振无线输电系统传输效率的影响被引量：5
- 2015年
- 分析了煤矿井下对无线电能传输的需求,研究了微波、电磁感应、磁耦合谐振3种无线输电技术的特点及其在煤矿井下的适用性,认为磁耦合谐振无线输电技术可用于煤矿井下;重点分析了不同材质的障碍物对磁耦合谐振无线输电系统传输效率的影响,采用HFSS三维电磁仿真软件搭建了磁耦合谐振无线输电系统仿真模型,分别采用金属障碍物和非金属障碍物进行实验研究,结果表明非金属障碍物对磁耦合谐振无线输电系统的传输效率没有影响,金属障碍物则会降低系统传输效率,且增加金属障碍物厚度或侧面积会加大影响程度。
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- 关键词：无线输电障碍物
- 磁耦合谐振式无线电能传输系统功率优化被引量：8
- 2016年
- 以互感理论分析了磁耦合谐振式无线电能传输系统原理,介绍了阻抗匹配理论及相应的参数计算方法,提出将收、发线圈互感的变化等效成系统阻抗参数的改变,建立了含有阻抗匹配器的磁耦合谐振式无线电能传输系统模型。仿真结果验证了在相同的条件下,具有阻抗匹配器的磁耦合谐振式无线电能传输系统可有效提高负载功率。
- 田子建曹阳阳樊京杜欣欣
- 关键词：阻抗匹配
- 收发线圈水平侧移对磁耦合谐振式无线电能传输系统的影响被引量：1
- 2017年
- 针对在磁耦合谐振式无线输电系统中发射线圈和接收线圈之间发生平行不共轴的水平侧移问题,分别采用互感耦合理论和二端口网络理论对其进行建模分析,并通过数学推导得出用s参数表示的归一化功率和传输效率表达式。运用HFSS软件仿真了系统在过耦合、临界耦合和欠耦合状态下,水平侧移量对系统传输性能的影响;提出一种用于改善系统的优化结构。最后,通过实验验证了仿真结果,并验证所提出的优化结构可有效消除侧移所带来的负面影响,改善系统传输效率。
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- 关键词：水平侧移二端口网络
- 磁耦合谐振无线输电系统不同拓扑结构的分析被引量：18
- 2015年
- 无线输电系统中,工作频率和距离是主要的输入变量,而较高的输出功率和传输效率是目标。对于磁耦合谐振无线输电系统,输入变量与目标的关系取决于磁耦合谐振无线输电系统的拓扑结构,磁耦合谐振无线输电系统的拓扑结构可分为串串结构、串并结构、并串结构和并并结构,本文应用等效电路方法对这四种拓扑结构进行了详细的分析,得到了输出功率和传输效率的表达式,研究了功率和效率关于频率、距离的关系,并进行了比较。通过研究和仿真分析发现,在谐振频率点附近四种拓扑结构的系统均达到最优匹配,并且得到了最佳传输距离。还证明了系统最大传输效率只与接收端电路结构有关,与发射端电路结构没有必然联系。本文还制作了串并结构的实验模型,验证了理论分析和仿真结论的正确性。
- 田子建杜欣欣樊京曹阳阳
- 关键词：拓扑结构输出功率
- 不对称磁耦合谐振式无线输电系统中继线圈研究被引量：2
- 2015年
- 针对磁耦合谐振式无线输电系统在实际应用中发射线圈与接收线圈难以对称、系统传输效率较低的问题,搭建了发射线圈大、接收线圈小的不对称系统模型,提出在发射线圈和接收线圈间增加中继线圈的方法来提高系统传输效率,并提出一种中继线圈与发射线圈同轴同平面的结构;通过仿真对比了该方法与增加发射线圈匝数方法对系统传输效率的影响,结果表明增加中继线圈的方法能更有效地提高系统传输效率,且体积更小;在实验室环境下搭建了系统实验平台,验证了理论分析和仿真结论的正确性。
- 田子建杜欣欣樊京曹阳阳
- 关键词：无线输电
- 插入中继线圈的不对称的无线输电系统及方法
- 本发明公开了磁耦合谐振无线电能传输技术领域中一种插入中继线圈的不对称的无线输电系统及方法，中继线圈与发射线圈同轴同平面，主要解决了发射线圈尺寸大于接收线圈尺寸的无线输电系统在中远距离下传输效率较低的问题，该方法通过在系统...
- 田子建杜欣欣
- 文献传递
- 一种矿井下金属设备耦合电磁波能量的安全评价方法
- 本发明公开了一种矿井下金属设备耦合电磁波能量的安全评价方法，该方法包括：测量矿井下无线设备发射端参数、矿井下无线设备与矿井下金属设备的距离；将矿井下金属设备按照储能金属类型判断方法划分为：感性储能金属设备、容性储能金属设...
- 田子建 侯明硕刘斌杜欣欣
- 插入中继线圈的不对称的无线输电系统
- 本实用新型公开了磁耦合谐振无线电能传输技术领域中一种插入中继线圈的不对称的无线输电系统，中继线圈与发射线圈同轴同平面，主要解决了发射线圈尺寸大于接收线圈尺寸的无线输电系统在中远距离下传输效率较低的问题，该实用新型通过在系...
- 田子建杜欣欣
- 文献传递
