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由于安全,可靠,灵活和隐蔽等优点,无线电能传输技术为各种海洋机电设备提供了新的电能供给方式,正在受到越来越多的关注。文章主要针对感应式无线电能传输技术在水下的应用进行分析和研究。
尽管在陆地上,感应式无线电能传输技术在各种场合已经得到了良好的应用,但是海水的电气特性与空气有明显的差别,将会直接影响到水下无线电能传输系统的传输性能,加上水下环境的复杂性以及应用领域的特殊性,水下无线电能传输技术显然面临着更多的问题,目前国内外尚缺乏对其完整、详细的研究。
为了揭示感应式无线电能传输技术在水下的传输机理和传输性能,从而推动其在海洋探索和海洋作业领域的发展,文章结合数值计算和有限元仿真,对载有正弦交流电的单线圈,双线圈系统的时谐场进行了模型建立,研究电涡流损耗的表达式以及影响因素;阐述和分析了水下无线电能传输系统中的其他损耗的组成和分布。通过实验验证了文中提出的损耗模型的正确性及有效性。
通过说明耦合线圈在水下各种参数,如电感电容的变化,为系统电路模型的建立提供基础,引入了水下修正互感。对不同补偿拓扑建立了新的数学模型,将海水的影响直接等效到电路中,说明水下无线电能传输系统的频率特性,从理论上解释了水下频率偏移现象。并通过实验证明了分析的正确性。
最后,为适应水下设备鱼雷型的外观,提出柔性耦合线圈配置,研究了弯曲角度下关键参数的变化。对两大类具有实用价值的柔性线圈系统配置进行设计对比和优化,以耦合系数为目标说明了各自的适用范围和性能。通过场路联合仿真建立无线电能传输系统,说明了弯曲角度对系统传输效率的影响。
尽管在陆地上,感应式无线电能传输技术在各种场合已经得到了良好的应用,但是海水的电气特性与空气有明显的差别,将会直接影响到水下无线电能传输系统的传输性能,加上水下环境的复杂性以及应用领域的特殊性,水下无线电能传输技术显然面临着更多的问题,目前国内外尚缺乏对其完整、详细的研究。
为了揭示感应式无线电能传输技术在水下的传输机理和传输性能,从而推动其在海洋探索和海洋作业领域的发展,文章结合数值计算和有限元仿真,对载有正弦交流电的单线圈,双线圈系统的时谐场进行了模型建立,研究电涡流损耗的表达式以及影响因素;阐述和分析了水下无线电能传输系统中的其他损耗的组成和分布。通过实验验证了文中提出的损耗模型的正确性及有效性。
通过说明耦合线圈在水下各种参数,如电感电容的变化,为系统电路模型的建立提供基础,引入了水下修正互感。对不同补偿拓扑建立了新的数学模型,将海水的影响直接等效到电路中,说明水下无线电能传输系统的频率特性,从理论上解释了水下频率偏移现象。并通过实验证明了分析的正确性。
最后,为适应水下设备鱼雷型的外观,提出柔性耦合线圈配置,研究了弯曲角度下关键参数的变化。对两大类具有实用价值的柔性线圈系统配置进行设计对比和优化,以耦合系数为目标说明了各自的适用范围和性能。通过场路联合仿真建立无线电能传输系统,说明了弯曲角度对系统传输效率的影响。