磁性波导中静磁体波传输特性的改进

分析了斜向静磁场情况下静磁正向体波在双层磁性波导中的传播特性,计算了YIG薄膜波导中静磁波传输功率与磁波薄膜磁化强度,斜向场倾角,间隔层尺寸的依赖关系。结果表明,通过改变双层波导薄膜的饱和磁化强度,间隔距离,可在较大的范围内调节静磁波的传输特性,改进静磁波的传输质量,同时,双层磁性薄膜波导中静磁波的传输特性优于单层膜情形,前者可以有效地提高静磁波的传输功率,有利于静磁波技术应用于静磁波器件和磁光波导器件。     

电梯轿厢无接触式电能传输装置的研制

研制的电梯轿厢无接触式电能传输装置采用磁耦合原理实现电能的无接触传输,可避免传统供电方式中轿厢的随行电缆疲劳破损的弊病.按楼层电站式的无接触取电方案,确保了无接触能源传输系统的绿色和环保,可避免高频导轨磁场裸露所引起的污染和隐患.静止式盘型可分离变压器的原、副边线圈串联了谐振电容以消除其漏感,使得在谐振频率点附近保持了较高的电压增益和功率传输能力.馈电部件和受电部件中均引入了闭环控制策略,使部件工作在最佳状态.在装置的传输功率超过300 W、无接触距离10～15mm的情况下,其传输效率达到了84％.     

通过磁现象与电现象的对称性探讨磁单极

本文以物理定律具有对称性的观点,讨论了磁现象和电现象的对称性与磁单极的关系。在进一步研究磁现象和电现象的对称性时,发现电场可以是涡旋场,也可以是有势场,磁场却只有涡旋场而没有静磁场,即出现了磁现象与电现象的不完全对称性。如果我们承认狄拉克的磁单极假设,那么磁荷的静磁场就是有势场,则磁流的电场与电流的磁场就是相似的,实现了电磁现象的完全对称性和麦克斯韦理论的完全对称性。     

有源植入系统的磁耦合能量传输参数优化

有源植入式医疗设备的金属外壳在磁耦合能量传输应用中,由于涡流效应而限制了磁耦合能量传输的效率,且带来装置发热问题。针对该问题,该文建立含金属介质的磁耦合能量传输的等效电路模型,提出以接收效率为优化目标的系统设计方法,并用于可充电脑起搏器的研制。根据等效电路模型,接收效率取决于接收线圈匝数、负载阻抗和阻抗匹配参数;较高的等效负载阻抗会带来接收线圈最佳匝数增加,同时导致传输功率、传输效率和接收效率增加;电容串联补偿时,最佳补偿电容在较大值时获得,电容并联补偿时,最佳补偿电容在较小值时获得。动物试验结果表明,所研制的可充电脑起搏器在无温度控制下,最高温度多数分布在36~38℃,满足临床使用要求。     

磁谐振无线电能传输功率关系及频率失谐分析

为了进一步了解磁谐振无线电能系统参数和传输特性之间的关系以及线圈固有谐振频率失谐和传输特性之间的关系,首先通过能量守恒定律对系统的功率关系进行了分析,接着通过定义线圈的广义失谐因子对磁谐振无线电能传输系统的失谐机理进行了分析,最后通过50 k Hz的无线传输系统对理论分析的正确性进行验证。研究结果表明,在传输距离为20 cm的情况下,当系统失谐时,其传输效率为74.79%,传输功率为271.27 W;当系统谐振时,其传输效率为80.08%,传输功率为285.66 W。磁谐振无线电能传输系统满足复功率守恒,且在线圈的固有谐振频率发生偏移时,其传输效率和传输功率均会降低。     

电动汽车无线充电系统SS型补偿拓扑研究

随着电动汽车的普及,电动汽车的无线充电技术受到了广泛的关注.磁耦合谐振式无线传输系统的传输功率大,传输距离适中,因此磁耦合谐振式无线充电技术普遍应用于电动汽车无线充电.磁耦合谐振式无线充电系统可视为松耦合变压器,系统的原、副边线圈之间存在较大的漏感,需要添加相应的补偿拓扑来提升系统的功率和传输效率.对SS型补偿拓扑进行分析,并通过Matlab软件对其进行仿真,分析在不同的负载、电感和频率下系统的输出功率、传输效率的改变.结果显示SS型补偿拓扑的磁耦合谐振式无线传输系统可以承受较大范围的频率波动,输出功率和传输效率也较高,表明该拓扑结构适用于电动汽车无线充电系统中.     

基于车载自组织网络的数据和能量协同路由算法

针对车载自组织网络中路边单元具有较高碳足迹和部署成本的问题, 提出一种车载自组织网络中数据与能量协同的路由算法, 通过路边单元间的能量合作及路边单元与下行车辆能量传输的方法, 实现网络生命周期最大化. 其中路边单元节点可从自然界和车辆中收集能量, 并通过能量协作将路边单元节点获得的部分能量传输给邻居路边单元节点. 通过分析数据速率、 传输功率和能量传输, 解决了能量和数据路由中最大网络生命周期的问题, 确定了能量和数据路由联合优化策略的必要条件, 并基于分布式Lagrange-Newton迭 代算法更新数据流、 能量流和功率控制, 使算法能更快地收敛到最优操作点. 实验结果表明, 在车载自组织网络中的能量合作框架可有效改善网络生命周期.     

基于车载自组织网络的数据和能量协同路由算法

针对车载自组织网络中路边单元具有较高碳足迹和部署成本的问题, 提出一种车载自组织网络中数据与能量协同的路由算法, 通过路边单元间的能量合作及路边单元与下行车辆能量传输的方法, 实现网络生命周期最大化. 其中路边单元节点可从自然界和车辆中收集能量, 并通过能量协作将路边单元节点获得的部分能量传输给邻居路边单元节点. 通过分析数据速率、 传输功率和能量传输, 解决了能量和数据路由中最大网络生命周期的问题, 确定了能量和数据路由联合优化策略的必要条件, 并基于分布式Lagrange-Newton迭 代算法更新数据流、 能量流和功率控制, 使算法能更快地收敛到最优操作点. 实验结果表明, 在车载自组织网络中的能量合作框架可有效改善网络生命周期.     

基于磁耦合谐振的线圈优化设计

磁耦合谐振无线能量传输技术近几年已经引起了广泛的关注和研究,但因为收发线圈体积较大,对于小功率设备的实际应用存在一定的困难.针对该问题,首先建立无线能量传输模型,从理论角度分析线圈Q值在能量传输中的作用;其次,通过三维电磁仿真软件HFSS对手持设备尺寸大小的平面螺旋电感进行优化设计;最后搭建一个小型无线能量传输系统,实现距离为0.1m、传输效率为60%、接收功率为5 W的能量传输,为小体积线圈在小功率设备中的应用提供参考.     

磁单极与电荷量子化

应用对偶原理引入了磁单极和点电荷的奇异势,并导出了磁单极存在时的能量守恒定律公式及狄拉克量子化条件,从而说明电荷、磁荷的量子化是互定的。     

无源感应装定系统的改进型传号反转码

针对现有编码在无源感应装定系统中能量传输效率不高的问题,在使用2ASK调制的条件下,通过改变1个码元周期内高电平的等效平均持续时间的方法,设计了一种改进型传号反转码(coded mark inversion,CMI)作为基带码,并分析了该码的能量传输效率、功率谱及AWGN信道非相干解调的误码性能,并成功地运用于无源感应装定系统中,最后给出了解码方法和实测电压波形。该编码相对于CMI码的能量传输效率提高了60%,而且具备CMI位定时信息易于提取的优点,可以在非相干解调中充分利用其位定时信息解决接收端内部震荡器不稳定造成的采样时刻误差累积问题。     

一种LCIPT系统的分析设计

给出了非接触感应式电能传输（LCIPT）的基本原理，分析了影响电能传输效率的一些主要因素．给出了在小信号（低功率）的情况下，能量传输的实验结果和分析结果，并针对这些因素的补偿给出了一种反激式电路设计．     

磁耦合谐振式无线电能传输系统特性研究

在设计磁耦合谐振式无线电能传输系统时,其参数选择对系统传输性能至关重要.对发射与接收端都采用串联电路模型来分析其传输特性,得出系统频率、传输距离和负载电阻与传输功率及传输效率的关系方程.通过仿真发现系统频率的改变对传输功率的作用更为显著,不同的负载电阻对应一个最佳传输距离使得传输功率最大.基于NE555多谐振荡器设计了一套频率可调的无线电能传输装置,通过实验验证了仿真分析的合理性,研究结果可指导磁耦合谐振式无线电能传输系统选择合适的频率、传输距离及负载电阻,使得传输性能较优.     

磁共振无线电能传输系统线圈模型优化设计

根据系统线圈模型,从磁场对系统传输性能影响角度分析,利用导磁体可以控制磁流方向,改变磁场分布的特性,实现改变感应电压影响输出的效率。实验通过对比有导磁体线圈和无导磁体线圈两种不同结构下的传输特性,验证在实际应用中采用导磁体能够有效地提高磁共振无线电能传输效率。     

变压器中的电磁能量分布与功率传输

基于电磁场理论讨论变压器的能量传输机制.借助一个简化的变压器模型,以场路结合并对照的方式,通过理论分析和数值验证,讨论了变压器中磁场与感应电场分布、能量分布的特点及对二次侧负载的依赖性;分析和计算了坡印亭矢量.结果表明:铁心中主磁通并不传输能量.它的作用是在空间建立感应电场;感应电场与空气中的漏磁场一起形成坡印亭矢量,实现功率传输.进一步讨论了有功功率和无功功率的传输,给出了坡印亭矢量的空间分布图像,以期建立一个直观的认识.最后,给出了一次侧与二次侧绕组交错叠绕和同轴叠绕两种更加贴近实际情况的例子.     

SVC对云南电网输电能力的影响

从提高输电能力方面研究交换虚拟电路(Swithing Virtual Circact,SVC)的影响。通过基于时域仿真的输电能力和基于功率传输路径的电压稳定性分析,确定SVC的作用和初步装设地点。对2015年云南电网的外送断面暂态功率传输极限进行了仿真分析。仿真结果表明,云广直流单极闭锁为外送断面暂态稳定传输极限的约束故障;对云南电网SVC装设方案进行计算和分析,获得了对云南外送极限的能力提高的效果,并给出了理想配置地点。     

磁耦合谐振式无线能量传输理论研究与实验验证

针对三线圈磁耦合谐振式无线能量传输系统中线圈距离对系统性能的影响问题,分别从理论上推导出负载功率和传输效率关于线圈间距的函数表达式、计算相邻线圈最佳间距的函数关系式,提出利用求解非线性规划问题的方法求解中继线圈最佳位置。基于以上推导设计了系统软件,该软件能够根据给定的系统参数直接输出传输功率、系统效率等值并进行优化。最后通过实验验证了理论和设计的可行性,对于不同的系统可以通过理论和软件来确定各个线圈的最佳位置。     

非对称TMP耦合实现非互易性传输

磁光结构中的OTS或者TPP可能会呈现非互易性。提出将一金属层嵌在2个不同的MPC之间,进行简单易行的非互易性传输,推导出TM波在外磁场Voigt效应下的磁光材料传播时的传输矩阵,得到了研究两非对称Tamm磁等离子体激元(TMP)结构的传输矩阵和透射率、场分布的计算方法,实现了可调的非互易性传输通道。     

导轨式非接触电能传输系统功率和效率的分析与优化

针对常用的导轨式非接触电能传输(CPT)系统传输功率和效率的优化问题,基于阻抗特性,提出了一种计算导轨式CPT系统传输功率和效率的新方法.通过分析得出了系统传输功率与磁芯等效磁阻、系统工作频率以及与原边导轨和副边线圈匝数等因素之间的关系.同时根据实际系统的传输功率要求,给出了导轨式CPT系统的一种优化设计方法,该方法通过优化系统输入电压和原、副边线圈匝数等参数,实现功率传输的优化控制,并最大限度地提高系统的效率.最后,通过实验验证了理论分析的正确性.     

强流中子管微波离子源磁场模式设计

根据强流中子管的特殊要求和微波离子源微波吸收及传输原理,设计出等离子腔结构,其对微波可无阻传输,对高压有隔离作用,又根据强流中子管微波离子源对磁场模式的要求给出多联线结构、双磁环结构、加导磁磁路磁场等多种磁场模式的设计结果及实验数据,并做应讨论。