非接触电能传输关键技术研究
２１年 期（ 第１ 期）・ 械 研 究 与 应 用 ・ ０ 第５ 总 ２ ２ １ 机
非 接 触 电 能 传 输 关 键 技 术 研 究
孙 述
１０ ７ ） ０ ０ ０ （ 北京 矿 冶 研 究 总 院 ， 京 北
摘
要： 非接 触电能传输采 用电磁耦合感应 的方式进行 电能传输 ， 具有无磨损 、 可靠性高、 柔性好 、 安全性 高及使 用寿
ｔ ｒｏ ａｉ ｈ ｎ ｃ ｉｅ ｐ ｗｅ ｒｎｓ ｉｓｏ ｒｏｍ ａ ｃ ． ｅｉ ｒｔｎｇ ｔｅ ｉｄｕ ｔｖ ｏ ｒｔａ ｍ ｓ ｉｎ ｐｅ ｒ ｎ ｅ ｄ ：ｅ ｎａ ｔ ｓ ｐ ｗ ｒｔａ ｓ ｓ ｉｎ；ｉ ｄ ｃ ｉｅ ｅ ｎ ｕ ｔ ；ｍｕｕ ｌ ｎ ｕ ｔ ｎ ｅ ｌｎ ｒｔａ ｓｏ ｅ ｖ ｔ ａ ｄ ｃａ ｃ ；ｐ ａ ａ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒ ｉ ｍ
压器技 术 ， 将线 圈整合在 电路板上 ， 在保证传输 效能的基础上 ， 有效减小 了传输 系统的体 积。
关键 词 ： 非接 触 电能 传 输 ； 应 ； 感 ； 面 变压 器 感 互 平
中图分类号： Ｍ１ Ｔ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０ ７ ４ １ （０ ２ ０ — １８ ０ １０ — ４４ ２ １ ）５ ０ ４ — ４
命 长的特 点。非接 触电能传输 系统研 究的主要 问题是提 高传 输效率和适 用性。建立 了基 于互感参数 的耦 舍
模 型 ， 反 映 阻 抗 分 析 了初 次 级 电路 的 相 互 能 量 交 换 及 相 互 影 响 。研 究 了功 率 补 偿 的 方 法 和 适 用 范 围 ， 初 用 对 次 级 绕 组 进 行 了详 尽 的 补偿 分析 ， 计 了初 次 级 绕 组 的 补 偿 方 案 。 对耦 合 环 节 进 行 了 实验 研 究 ， 用 平 面 变 设 利
（０ １）
因为 ， １ ｊ Ｌ ＋Ｒ ， ２ ｊ Ｌ ＋Ｒ Ｚ ＝ ｔ ｌ １ Ｚ ＝ ｔ ２ ２＋Ｒ 可 以 ｏ ｏ Ｌ，
并Ｉ ） ＝
－
×
）
得到 阻抗 传输 公 式 ： ，Ｚ １ １一Ｉ ｔ ＝Ｕ ｚＭ ｊ ｏ ｌ
Ｉ ２一Ｉ ２ Ｚ ｌ ｊ ＝０
（） ３
（） ４
・
述 （９ ２ ） 男 ， １８ 一 ， 黑龙江佳木斯人 ， 助理工程师 ， 研究方 向： 机电一体化设备 的设计与制造。
１ ４８ ・
・
机 械 研 究 与 应 用 ・ ０ 年 期（ 第１ 期 ２ ２ 第５ 总 ２ ） １ １
检测与控制
吸收 的复 功率 ， 接反 映 了系统 的功 率传 输性 能 。 直
于存在摩擦和磨损 ， 系统的安全性 、 可靠性及使用寿 命 较低 ， 别是 在化 工 、 矿 等 一 些 易燃 、 特 采 易爆 领 域 ， 极 易 引发 事故 ， 且在 进 行 大 功率 充 电时 ， 种 充 电方 这
式存 在高 压触 电 的危 险 。另外 ， 于不 同部件相 对运 对 动 的设备 ， 传统 的 电能传输 一般 是采 用滑 动接触 的方 式进 行 。这种方 式在 使用 上存 在诸如 滑 动磨损 、 接触 火花 、 积碳 和不 安全 裸漏 导体 等局 限。非 接触式 电能 传输 技术 正是 为 了弥 补这 些 不 足 而发 明 的一 种基 于 感 应 能量传 输 原理 的新技 术 … 。 非接触 电能传 输 系 统结 构 如 图 １所示 。它 由初 级、 次级 和耦合 三个 环 节 组 成 ， 流 电 源产 生 的 交 变 交 电压 经初 级 电路调 理 补 偿后 ， 通过 耦 合 环 节 ， 次 级 经 电路 整流 滤波 后加 载 在 负 载 电路 上 。与传 统 的变 压
擦 、 电 的危 险 ， 触 而且 大 大提 高 了系 统 电 能传 输 的灵 活性 ， 著减 小 了用 电系统 的重量 。非 接触 电能传 输 显
线传输 电能至今 ， 电能 的传输 主要是 由导线进行 ， 电 工 设备 的充 电一 般 也 是 通过 插 头 和 插 座来 进 行 。但
是 这种 连接 容 易受到 腐蚀 、 、 尘 和污物 的影 响 ， 水 灰 由
Ｚ Ｚ， ＋
，
（） ５ 、
由于 ｚ １＋ １ ｌ＝ ， ＝ｊ Ｌ ２＋吼 ， ｗ ２＋ 由式 （ ） 到 负载 电压 和初 级输 入 电压之 比 Ａ ５得
耦 台 环 节 数据 七 ｝ — 能量 ｃ ＝ 次级 环 节
图 １ 非接触 电能传输系统构成框 图
２ 传输 系统耦合环节分析
２ １拓 扑模型 建 立 ．
采用 互感模 型来 分 析非 接触变 压器 中初 、 级绕 次
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ５ ２ １ — ９ ０
作者简介 ： 孙
（２ ｏ ． Ｚ
化 简式 （ ） （ ） ３ 、４ ，得 到负 载上输 出电压 ｕ。 ： ． 为
‘
＝
３ 初次级补偿 电路分 析
初级 采 用 串联补 偿 时 ， 谐 振频 率 下 ， 在 串联 补偿 电容 上 的 电压 降 与初级 端 的感抗 压 降相抵 消 ， 降低 了
对初 级供 电系统 的 电压 要 求 。
组 之 间 的耦合 环节 Ｊ 。图 ２为 非 接触 电能 传 输 系 统
电路 分析模 型 ， 定义 电压 源 电压 为 Ｕ ， 级 绕组 中的 初 电流 为 ， ， Ｍ 。 初 级 电 流 ，在 次级 中感 应 产 生 的 ｊ Ｉ为 ｏ ｔ 电压 ，ｊ Ｍｌ为次 级 中的 电流 ，在初 级线 圈 中的感 应 －ｔ ２ ｏ ２
Ｓｔ ｄｙ ｏ ｅ ｅ ｈ ｌ ｇ ｏ ｏｎ ａｃ ｌｓ ｏ ｅ ｒ ｎｓ ｉｓｏ ｕ ｎ ｋ ｙ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｆ ｒ ｃ ｔ ｔｅ ｓ ｐ ｗ ｒ ｔ ａ ｍ ｓ ｉ ｎ
Ｓｎ Ｓｕ ｕ ｈ
（ ＆
ｇｎｒｌｅ ａｃ ｓｔｔ ｏ ｎｎ ｎ ｅ ｌ ｒｙＢ ｉｎ １０ ７ ， ｈ ａ ｅｅ ｓ ｒ ｉ ｔｕ ｍｉｉ ａｄｍ ｔ ｌ ｇ ， ｅｉｇ ００ ０ Ｃ ｉ ） ａ ｒｅ ｈ ｎ ｉ ｅｆ ｇ ａｕ ｊ ｎ
ｐ ｉ ｇ ｌ ｋ ｉ ｒｓ ａ ｃ ｅ ｎ ｅ ｔｄ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌｎ ｒ ｔ ｎ ｆｒ ｒｔ ｃ ｎ ｌｇ ｉ ｉ ｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｓｅ ． ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ａ ａ ｒ ｓｏ ｍｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，ｔ ｅ ｃ ｉ ｒ ｒ ｔ ｄ ｏ ｈ ｒ ｔ ｄ ｃｒ ｕ ｔ ｎ ｎ ａ ｈ ｏｌ ａ ｅ ｐ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｉ ｅ ｉ ｉ ｓ ｎ ｎ ｃ ｂ ａｄ ａ ｄ ａ ｅｉ ｔｇ ａｅ ｔ ｔ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ， ｉｈ ｃ ｎ ｅｆ ｃｉｅ ｙｒ ｄ ｃ ｅｖ ｌ ｍｅ ｏ ｅ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｙ ｔ ｍ ｉ ｏ ｔｄ — ｏ ｒ ｎ ｒ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｗｉ ｏ ｈ ｒｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｗｈｃ ａ ｆ ｔ ｌ ｅ ｕ ｅ ｔ ｏｕ ｆｔ ａ ｓ ｓｉ ｎ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｕ ｅ ｈ ｅ ｖ ｈ ｈ ｒ ｈ
系统多 功能性 好 、 可靠性 高 、 柔性好 ， 上无 接触无 磨 加
损 的特 性 ， 能够满 足各种 不 同条件 下 电工设 备 的用 电
需求 ， 同时兼 顾 了信息传 输 功能 的需求 。
Ｉ交 源 ｝ 初 路 ＝ 初 绕 Ｉ 流电 ＝ 级电 爿 级 组
Ｉ
Ｉ 负载 次级电路 ＝ 次级绕组 １ ＝ ｛
１ 引 言
自从 １４ ８ ０年科 学 家揭示 电磁 感应 现象及 可用 导
器 结构 相 比 ， 它们 的感 应 耦 合 磁 路 分开 ， 源 和负 载 电
单 元之 间不需 要 机 械连 接 进 行 能 量耦 合 传 输 。这 种 初、 次级 分离 的感 应耦合 电能传输 技术 不仅 消除 了摩
ｃ ｍｐｅ ｓ ｔｏ ｎａｙ ｉ ｎ ｐ ｉ ａｙ ｗｉ ｉ ｓ ｉ ｄ ｔ ｅ ｃ ｍｐｅ ｓ ｔｏ ａ ｋ ｇ ｆ ｔｅ ｐ ｉ ｒ ｎ ｎ ｓ ｉ ｅ ｉ ｎ ｄ，ｈ Ｃ Ｕ— ｏ ｎ ａ ｉｎ ａ ｌｓｓｏ ｒｍ ｒ ｎｄｎｇ ｓ ｍａ ｅ，ｈ ｏ ｎ ａ ｉｎ ｐ ｃ ａ ｅ ｏ ｈ ｒｍａ ｗｉ ｄｉｇ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｔ ｅ Ｏ ｙ
图 ３ 引入反映 阻抗后 的初 、 次级等效 电路
＝ ２２ ： ２２ｅ ：＋ 可Ｍ × ＝ Ｍ （ ） ｏ ｔ ｏ ｔ Ｒ
￣２ ２ ０Ｍ
， ）＝ ｍ（
＋
（） ９
ｚ＝ ｒ静 ２ ）
图 ２ 非接触电能传输系统 电路分析模型
一（ Ｒ
：
２ Ｒ） ｃ ＋ Ｉ ＋ 【 ， ；
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｏ ｔ ｃｌｓ ｏ ｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ｓ ｓ ｍ ｒ ｎ ｆｒ ｏ ｒｗｉ ｌ ｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｏ ｐ ｉ ｇ ． ｔｈ ｓ ｔｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｏ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ｓ ｐ ｗ ｒ ｔ ｓｅ ｙ ｔ ｔａ ｓｅｓ ｐ ｗｅ ｔ ｅｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｃ ｕ ｌ ｅ ａ ｅ ｈ ｃ ｎ Ｉ ａ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｔ ｓｃ ｎ ｎ ｗ ａ ，ｈ ｇ ｅｉｂ ｌ ｙ，ｇ ｏ ｅ ｉ ｉ ｔ ，ｈ ｇ ｅ ｕ ｉ ｎ ｏ ｇ ｌ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓｏ ｈ ｏ ｔｃｌ ｓ ｏ ｅ ａ ｓｅ ｃ — ｏ — ｅ ｒ ｉｈ ｒ ｌ ｉ ｔ ａ ｉ ｏ ｄ ｆ ｘｂｌ ｙ ｉｈ ｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ ｌｎ ｉ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｆ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ｓ ｐ ｗ ｒｔ ｎ ｆｒｔ ｈ ｌ ｉ ｔ ｆ ｔ ｅ ｒ ｅ ｎ ｌｇ ｏ ｕ ｎ ｉ ｒ ｖｎ ｈ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｐ ｌ ａ ｉ ｔ ．Ｆ ｒｔ ｏｏ ｙ ｆｃ ｓ ｏ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｅ ｉｎ ｙ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｂ ｌ ｙ ｉ ｃ ｉ ｉ ｌ ｓ ｙ，ｔ ｅ ｍａｈ ｍａ ｉ ｍｏ ｅ ｓ ｅ ｔ ｂ ｉ ｅ ａ ｅ ｎ ｍｕ ｕ ｌｉ — ｈ ｔ ｅ ｔ ｄ ｌｉ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ａ ｎ ｃ ｓ ｄ ｃａ ｃ ．Ａ ｄ， ｈ ｎ ｒｙ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｅｉ ｔｒ ｃｉ ｎｂ ｔ ｅ ｈ ｒ ｒ ｎ ｅｓ ｃ ｎ ａ ｎ ｉ ｇ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｓｎ ｕ ｔｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ｅｇ ｘ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ｔ ｎｅ ａ ｔ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅｐ ｉ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｄ ｒ ｗｉｄ ｎ ｓａｅ ａ ａｙ ｅ ｙｕ ｉ ｇ ｈ ｏ ｍａ ｈ ｙ ｔ ｅ ｄ ｆ ｉ ｏ ｆｔ ｅ ｒｆ ｃｉ ｎ ｉ ｅ ａ ｃ ．Ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｆ ｈ ｏ ｒｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａｉｎ ｓ ｏ ｅ ａ ｅ ｓｕ ｉｄ，ｈ ｈ ｅｉ ｔ ｎ ｏ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｎｉ ｈ ｌ ｏ ｈ ｔ ｏ ｓ ｏ ｅ ｐ ｗｅ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｈ ｐ ｌ ｔ ｃ ｐ ｒ ｔｄ ｅ ｔｅ ｔ ｏ ｃ ｏ
《基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术》
《基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术》篇一一、引言随着电动汽车（EV）的普及和科技的不断进步，充电技术作为电动汽车的“加油”站，已成为其发展过程中的重要环节。
传统的接触式充电方式在诸多场景下已难以满足高效、便捷、安全的需求。
因此，非接触充电技术应运而生，其中基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术以其独特的优势，在电动汽车充电领域中崭露头角。
本文将详细探讨基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术的原理、特点及其应用前景。
二、高频链矩阵式变流器的基本原理高频链矩阵式变流器是一种新型的电力电子变换器，其核心思想是将传统电力电子变换器中的各相进行独立控制，通过矩阵式变换器将交流电（AC）或直流电（DC）变换成所需频率的高频电能。
与传统的接触式充电相比，高频链矩阵式变流器具有更高的能量转换效率和更小的体积。
三、非接触充电技术的优势非接触充电技术通过电磁感应或电磁共振等方式实现电能传输，无需物理接触即可为电动汽车充电。
相较于传统的接触式充电方式，非接触充电技术具有以下优势：1. 便捷性：无需插拔插头，减少了因插头磨损、松动等问题导致的充电不便。
2. 安全性：避免了因插头接触不良、短路等原因引发的安全事故。
3. 通用性：适用于各种电动汽车，提高了充电的便利性。
四、基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术的实现与应用基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术通过高频电能传输实现电能的高效传输。
其实现过程主要包括以下几个方面：1. 电源侧：将直流电源转换为高频交流电。
2. 发射端：通过高频链矩阵式变流器将高频交流电转换为电磁能。
3. 接收端：通过电磁感应或电磁共振将电磁能转换为电能。
4. 负载侧：为电动汽车提供稳定的直流电源。
该技术在电动汽车充电站、停车场、加油站等场景中具有广泛的应用前景。
通过非接触充电技术，可以实现在无人值守的条件下为电动汽车提供高效的充电服务，提高了用户体验和效率。
五、结论与展望基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术以其独特的优势在电动汽车充电领域中崭露头角。
《基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术》
《基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术》篇一一、引言随着科技的不断进步和新能源领域的发展，非接触充电技术成为了当今的研究热点。
在电动汽车、电子设备等领域，非接触充电技术以其安全、便捷、高效的特点受到了广泛的关注。
其中，基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术，凭借其卓越的效率和性能，日益受到重视。
本文旨在介绍并深入探讨基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术的原理、特点及其应用。
二、高频链矩阵式变流器的基本原理高频链矩阵式变流器是一种新型的电力电子变换器，其基本原理是通过高频链技术实现电能的高效传输。
该技术利用高频开关管和电容、电感等元件，将直流电源的电能转换为高频交流电能，再通过电磁感应原理进行传输。
在接收端，通过整流和滤波等环节将高频交流电能转换为直流电能，为负载提供稳定的电源。
三、非接触充电技术的概述非接触充电技术是一种通过电磁感应或电磁辐射实现电能传输的技术。
相比传统的有线充电方式，非接触充电技术具有安全、便捷、高效等优点。
它无需物理接触即可实现电能的传输，有效避免了因插拔插头等操作带来的不便和安全隐患。
四、基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术，是将高频链技术与非接触充电技术相结合的一种新型充电方式。
它通过高频链矩阵式变流器将直流电源的电能转换为高频交流电能，然后通过电磁感应原理将电能传输至接收端。
在接收端，通过整流和滤波等环节将接收到的电能转换为直流电能，为负载提供稳定的电源。
该技术具有以下特点：1. 高效率：利用高频链技术实现电能的高效传输，降低能量损耗。
2. 安全性高：采用非接触式充电方式，避免了因插拔插头等操作带来的安全隐患。
3. 适用范围广：适用于各种类型的电子设备和电动汽车等。
4. 充电速度快：采用高频链技术，提高了充电速度，缩短了充电时间。
五、应用领域及前景基于高频链矩阵式变流器的非接触充电技术具有广泛的应用前景。
在电动汽车领域，该技术可以实现快速、安全的无线充电，提高电动汽车的续航能力和使用便捷性。
对非接触式感应电能传输的认识
《感应耦合电能传输系统的特性与 设计研究》—浙江大学周雯琪
• 关键问题1—原边变换器的形式
关键问题2—控制方案
1.不控型 2.半控型 3.相互通信的全控型 4.相互独立的全控型
关键问题3—补偿拓扑 关键问题4—松耦合变压器的设计
研究步骤
1．建立松散耦合变压器模型 2．感应耦合电能传输电路的多谐振补偿设计 方法 3．电流型感应耦合电能传输电路的稳态及小 信号建模 4．非接触式充电平台的设计
《用于电动汽车电池充电的非接触 式动力转换系统》—长塚裕一等
• 为了给电动汽车再次充电，需要结构紧凑、轻量化 的非接触式动力转换系统。根据高效率、大气隙、 有一定的误接宽容度的准则，开发了一种采用串并 联电容器、具有矩形铁芯和双边缠绕的新型变换器， 其尺寸为 240mm×300 mm×40 mm, 气隙为(70±20) mm, 横向误接宽容度为 ±125 mm, 次级绕组质量为 4.6 kg。在次级绕组连接了充电控制电路和铅酸电池 的情况下，测量了该系统的性能，在正常位置上获 得了1.5 kW 的输出功率和95% 的效率。 • 对松耦合变压器错位情况进行了研究，结果表明， 在一定限度内的错位对输出电压和功率影响不大， 仍可高效传输
系统框图及电路图
等效电路
松耦合变压器图片及参数
充电系统的特性
主要结论
• 原边串联副边并联的谐振补偿拓扑具有这样的 性质：在谐振频率下其等效电路接近于理想变 压器 • 开发了一种采用串并联电容器、具有矩形铁芯 和双边缠绕的新型变换器，其尺寸为 240mm×300 mm×40 mm, 气隙为(70±20 量为 4.6 kg。在次级绕组连接了充电控制电路 和铅酸电池的情况下，测量了该系统的性能， 在正常位置上获得了1.5 kW 的输出功率和95% 的效率
非接触式供电系统
非接触式供电系统目录摘要 (I)Abstract........................................................... II 1 实验任务及要求. (1)1.1 实验任务 (1)1.2 实验要求 (1)1.3 实验结果说明 (1)2 非接触供电系统背景 (2)3 无线传输原理 (3)3.1微波无线能量传输 (3)3.2电磁感应式无线传输 (4)3.3 电磁共振式无线能量传输 (4)4 磁耦合谐振式无线能量传输系统 (6)4.1能量传输系统的构成 (6)4.2耦合谐振系统 (6)4.3 能量传输过程及其遵循的准则与方程 (6)5 非接触供电系统方案设计 (8)5.1 高频振荡电路设计 (9)5.1.1 设计方案 (9)5.1.2 晶振电路的工作原理 (11)5.2 功率放大器设计 (12)5.2.1 功率放大器原理 (12)5.2.2 功率放大器分类 (12)5.2.3 设计方案 (14)5.2.4功率放大器电路图 (15)5.3 AC/DC电路方案 (15)5.4 耦合线圈 (17)5.4.1 线圈电感 (17)5.4.2 线圈互感 (18)5.4.3 传输系统的最佳频率范围 (18)5.5电路总图及单元电路 (19)6方案实现与测试 (21)6.1 直流电源 (21)6.2 高频晶振振荡电路 (21)6.3 高频功率放大器 (22)6.4桥式整流电路 (24)6.5实现非接触式供电 (24)6.6 实验结果及说明 (25)六总结与体会 (27)参考文献 (28)摘要非接触供电是一种能以电气非接触方式，将功率从功率输送机提供到功率接收机的供电系统，其中功率输送组件连接到功率输送机以及功率接收组件连接到功率接收机。
功率输送组件具有用于输送功率的多个输送侧线圈以及用于接通/断开输送侧线圈的操作的多个输送侧开关。
功率接收组件具有用于接收功率的多个接收侧线圈、用于接通/断开接收侧线圈的操作的多个接收侧开关，另外，具有用于执行控制以便操作在实现最高功率输送效率的组合中的输送侧线圈的任何一个和接收侧线圈的任何一个的判定电路。
非接触供电装置研究与设计
非接触供电装置研究与设计摘要：在研究和分析了非接触电能传输（clpt-contactless power transfer）技术原理和应用领域的基础上，针对其clpt系统的关键技术问题进行讨论，基于ansys有限元分析方法建立了clpt系统的磁路模型、互感模型，分析了系统的传输特性，简化了松耦合变压器参数的计算方法，讨论了各种电容补偿结构对系统传输效率的影响，设计了高频逆变电路。
另外，在理论研究和仿真分析的基础上，搭建了小功率非接触供电装置，验证了设计的正确性。
关键词：非接触电能传输技术；松耦合变压器；电容补偿引言非接触电能传输技术简称 clpt （contactless power transmission），此项技术打破了电能只能通过有线方式传输的思维定势，它能在恶劣或特殊环境下代替传统的电插座，使供电侧与用电侧通过非接触的方式，间隔数毫米至十几厘米进行能量传输[1]。
我国在这一领域的研究起步较晚，从本世纪初开始，国内科研工作者开始进行相关的研究。
2001 年，西安石油学院的李宏首次在国内期刊中系统地讲述了非接触式电能传输技术的原理及应用。
重庆大学孙跃教授及其课题组从2002年开始对非接触式电能传输技术的基础理论及工程应用进行研究，自主研发了三代样机系统，并申请或授权了多项专利。
此外，浙江大学电气工程学院、中科院电工研究所、西安交通大学电气学院、南京航空航天大学等科研机构在基础理论和相应的应用领域内也做了大量的工作。
本文基于非接触式电能传输技术，自主设计完成松耦合变压器，从而设计出非接触供电传输系统，并针对手机非接触供电一些基本技术要求来为小功率负载供电。
由于没有电气连接，从根本上消除了在插拔普通电插座时产生的电火花，从而避免了因电火花引起的灾难事故。
1 非接触供电装置整体结构设计clpt系统是基于电磁感应原理的电能传输方式，电路转换是将输入clpt系统的直流电通过高频逆变电路转为高频交流电提供给松耦合变压器的原边；通过原边与副边线圈之间的电磁耦合将能量传输至松耦合变压器的副边；副边线圈上的感应电动势经整流滤波成为直流电并通过稳压模块加在负载电阻rl上。
基于非接触电能传输电路的技术分析
１ 引 言
现有 的 电能 传 输 方式 分 为 接触 式 电能 传 输 （ ｏｄ ｃｖ ｔ ｎｍｓｏ ） Ｃｎｕｔｅ ａｓ ｉ ｉ 和非接触式 电能传输 （ － ｉ ｒ ｓｎ ｉ ｎ ｄ ｃｖ ｔ ｎｍ ｓｏ ） ｕｔｅ ａｓ ｉ ｉ 。接触式电能传输 由于通过直 ｉ ｒ ｓｎ 接 电气 连接 来实 现 ， 身 固有 一些 难 以克 服 的缺 陷 ， 本 如易磨 损 、 触 电 、 保养 、 管理 等 ， 易 难 难 已经 越来越 不 能适合 一些 特殊 的场 合 。在化 工 、 采矿 等 易燃 、 易爆 场合 ， 采用接触式电能传输 ， 因接触摩擦产生的微小 电火花， 就很可能引起重 大安全事故 。在给移动设 备供 电时 ， 般 采用 滑 动接 触供 电方 式 ， 种 方式在 一 这
率 的主要 因素 ， 究可行 的拓 扑 补偿 结构 ， 高传输 的有 效性 和 稳 定 性 ， 计 提 出 了一个 可 行 性方 研 提 设 案并 开发 出一个用 于基 本验 证 的功 能样机 。
关键词 ： 非接 触 ； 应 式 电能传 输 ； 感 松耦 合
中 图分 类 号 ：Ｍ １４ Ｔ ４ ／７
ＷＡ Ｇ Ｐｎ —ｎｉ，Ａ Ｇ Ｈ ｕ— ｕ Ｎ ｉｇ ａｌ Ｎ ｏ ｊｎ Ｔ
（ Ｓｈｏ ｌ ｔ ｎｃ Ｉ ｏ ａｉ ｎ ｌ ｔｃＥ ｇｎｅｉ ，ｈ ｎｈ ｉ ｉ ｔｎ ｎ ｅ ｉ ，ｈ ｎｈ ｉ ００ ０ Ｃ ｉ ） （ ｃｏｌｆＥｅ ｒ ｉ ｆ ｒ ｔ ｎａｄＥｅ ｒ ｎｉ ｒ ｇ Ｓ ａ ｇ ａ Ｊ ｏｏｇＵ ｉ ｒｔ Ｓ ｇ ０ ３ ， ｈ ａ ｏ ｃｏ ｓｎ ｍ ｏ ｃｉ ｅ ｎ ａ ｖ ｓｙ ａ ａ ２ ｎ
非接触电能传输系统原副边补偿拓扑的研究
一
ｌ ｒ ｍ ＝ Ｚ
瓣
㈤
争 ＝
Ａ ＝ ＝ （ ￡ ２， １＋ Ｃ （ ） ￡ ２
（ １ ９ ）
（ ０ ２）
ＣＰ ＩＴ技术 的 目标是将 电能从原边 传输 到副边 的负载 ， 故 希望原副边的频率特性尽量相同 ， 从而保证高功率 因数传 输。所
以， 尽量 选择副边 的谐振频 率点 与原 边 的方 波驱动频 率相 同 ， 要 通常情况下 ， 由于副边拾取线圈内阻 ｒ 很 小 ， 功率求解 影响不 对 大， 因此 ， 在求解过程 中， 副边 电感 内阻忽略不计 。故设计 系统 的 谐振频率 ｔ 如下式所示 ： ｏ 。
本文首先介 绍四种补 偿拓扑结构 ， 并且分析 出各种 结构 的相
猫ｒＭｒ Ｒ Ｍ Ｒ ， 曲 趟 曲 ｔ ２
（ Ｐ 补偿 结构 ｃ ｓ ） （ Ｐ 补偿结构 ｄ Ｐ ）
应参数 的计 算方法 ， 如补偿 电容 大小等 等 ， 接着分 析各种 拓扑 结 构 的效率 以及 功率 传 输 大 小受 谐 振频 率 以及 耦 合 系数 的影 响
ｄｉ ｅ ｅ ｃ ． Ｔｈ ｓｐａ ｅ ｎ ｌｚ ｓｔ ｔｕｃｕｒｌｆａｕｒ ｓａ ｄ ｍａ ｅ ｉ ｌａ ｈ ｔｈ ｗ ｏ ｃ ｃ ｌｔ ｈ ｒ ｍｅ ｅ ｓ Ｆｏ ｕ ｒ ｎ ｖ ｌａ ｆ ｒｎ ｅ ｆ ｉ ｐ ｒａ ａｙ ｅ ｈｅ ｓｒ ｔ ａ ｅ ｔ ｅ ｎ ｋ ｔｃ ｅ ｒｔ ａ ｏ ｔ ａ ｕａ ｅ ｔｅ ｐａａ ｔｒ ． ｌ ｃ ｓｍｏ ｅ ｏ ｏｔｇｅ
非接触电能传输系统拾取技术研究
Ｉ ｓ ｃ …ｊ ｔ ｏ ＭＩ ｐ
Ｍ
—
然后与调谐 电容 串联 。因为动态 调谐 环 节的等效阻抗 可以在容性到感性之间调节， 动态调 谐环 节与拾取 电感并 联的等效 电感 值就可以调节，拾 取电路 的固有谐振频率就 可 以通过控 制动态 调谐环节 的控制角来 控 制，使拾取 电路的固有调谐频率始终跟随系 统的工作频率，使得系统能有较高的传输功 率和传输效率。
Ｐ ２ ． ４ ）
ｚ ｌ ＝ ｎ “ （
＋
ｑ …
忑 一 击
（ ３ ． １ ）
要想达到完全调谐的目的， 必须使得从 负载侧看，动态调谐环节、拾取 电感、调谐 电容达到完全谐振状态，同样并 由此推倒 出
系统动态 调谐控制角 “ 与系统工作角频率
（ ２ ． １ ）
｝
１
、
非接触 电能传输 系统 概述
相应的诺顿等效 电流短 路电流 为：
．
图３ ． １拾取 电路 串联动态调谐原理图
Ｃ Ｐ Ｔ技术是一种综合了磁场耦合技术、 电力控制理论 以及电子变换技术，基于磁场 松感应耦合原理，实现 电网到用 电设备的非 接触 电能传输的技术。Ｃ Ｐ Ｔ系统的典型结构 如图 １ ． １ 所示 。如图 １ ． １ 所示 ，在 Ｃ Ｐ Ｔ系统 中，首先通过整流滤波电路把 ５ ０ Ｈ ｚ 的工频 交流 电转化为直流电，直流电经过高频逆变 环 节被逆 变为高 频交流 电并注 入 原边 能量 发射线 圈， 在发射线圈周围产生一个高频的 交变磁场 ，这时，副边的接受线圈就可 以感 应得 到一个高频的 电动势，最后 由功率调节 环 节根 据用 电设备 的实际情 况把 这个 高频 的电动势变换成用 电设备所需的 电源。
非接触式充电技术
非接触式充电技术随着科技的不断进步，现代人对电子产品的依赖越来越大。
然而，充电课题一直困扰着人们。
传统的充电方式需要使用充电器与电子设备进行有线连接，这种方式不仅繁琐，还存在电线损坏、插头松动等问题。
为了解决这一难题，非接触式充电技术悄然兴起。
本文将重点探讨非接触式充电技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、非接触式充电技术的原理非接触式充电技术，顾名思义，就是在没有直接接触的情况下给电子设备进行充电。
其原理基于电磁感应技术和谐振技术。
通过发射器与接收器之间的电磁场或者谐振器间的谐振传递，电能可以从发射器传输到接收器，从而实现电子设备的充电。
二、非接触式充电技术的应用非接触式充电技术在各个领域得到了广泛的应用。
1. 电动汽车充电对于电动汽车而言，非接触式充电技术可以有效解决传统有线充电的不便之处。
只需要将电动汽车停放在合适的位置，无需手动连接充电器，就可以自动进行充电。
这大大提高了充电的便捷性和安全性。
2. 移动设备充电非接触式充电技术也适用于移动设备，例如智能手机、平板电脑等。
用户只需将设备放在充电器的充电区域内，即可实现自动充电，无需繁琐的插线操作。
这种充电方式不仅方便了用户的日常使用，还减少了充电线松动、电线损坏等问题。
三、非接触式充电技术的未来发展趋势非接触式充电技术无疑是未来充电领域的重要趋势。
1. 效率的提升目前非接触式充电技术的效率尚有待提高。
发射器与接收器之间的电磁场传输会有一定的能量损耗，因此需要进一步优化技术，提高传输效率。
研究人员正在积极探索新的材料和方法，以提升充电效率。
2. 公共充电设施的推广随着非接触式充电技术的成熟和应用的普及，公共场所也将配备相应的非接触式充电设施，以满足用户的充电需求。
无论是商场、机场还是公交车站，都可以方便地找到充电设备，为人们的出行提供便利。
3. 无线充电网络的建设随着非接触式充电技术的发展，建立起一个覆盖范围广、稳定可靠的无线充电网络成为可能。
《小功率非接触旋转式供能系统的研究》范文
《小功率非接触旋转式供能系统的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，能源的利用和传输方式也在不断更新。
小功率非接触旋转式供能系统作为一种新型的能源传输方式，其独特的优势和广阔的应用前景引起了广泛关注。
本文旨在深入探讨小功率非接触旋转式供能系统的原理、设计、应用及其潜在的研究方向。
二、小功率非接触旋转式供能系统的原理小功率非接触旋转式供能系统主要依赖于电磁感应原理实现能量的非接触传输。
系统主要由供电端和受电端两部分组成，供电端通过电磁场产生能量，受电端通过感应磁场接收能量，从而实现能量的非接触传输。
该系统具有结构简单、安装方便、传输效率高等优点。
三、系统设计与实现1. 供电端设计：供电端主要包括电源、电磁转换器等部分。
电源为系统提供稳定的电能，电磁转换器将电能转换为高频磁场能，为受电端提供能量。
设计时需考虑电源的稳定性、电磁转换器的转换效率等因素。
2. 受电端设计：受电端主要通过感应磁场接收能量，并转换为电能供设备使用。
设计时需考虑感应磁场的强度、接收效率等因素，以保证能量的稳定传输。
3. 系统实现：系统实现过程中需考虑各部分的协调工作，包括电源的供电、电磁转换器的转换、受电端的接收等。
同时，还需对系统进行调试和优化，以提高系统的整体性能。
四、应用领域小功率非接触旋转式供能系统具有广泛的应用领域。
在工业领域，可用于设备的无线供电、机器人供电等；在医疗领域，可用于医疗器械的无线供电、医疗设备的能源补给等；在生活领域，可用于智能家居的能源供应、电子设备的无线充电等。
此外，该系统还可应用于军事、航空等领域，为设备的能源供应提供新的解决方案。
五、潜在研究方向1. 提高传输效率：通过优化电磁转换器的设计、提高感应磁场的强度等方式，进一步提高系统的传输效率。
2. 增强系统稳定性：研究如何提高系统的抗干扰能力、保证能量的稳定传输等方面的技术，以适应更复杂的应用环境。
3. 拓展应用领域：探索小功率非接触旋转式供能系统在更多领域的应用，如无人驾驶、物联网等，为相关领域的发展提供新的动力。