氣動(dòng)系統(tǒng)無線供電技術(shù)研究.pdf

1、氣動(dòng)技術(shù)因其工作介質(zhì)清潔、成本低、高出力、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)被越來越多地應(yīng)用于各個(gè)自動(dòng)控制領(lǐng)域。從本世紀(jì)初開始，隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)正發(fā)生著革命性的變化。廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)中的氣動(dòng)技術(shù)在也面臨著引進(jìn)無線通信技術(shù)的沖擊。無線傳感網(wǎng)絡(luò)是氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線通信的基礎(chǔ)。目前困擾無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)難點(diǎn)就是節(jié)點(diǎn)的供電問題，無線供電技術(shù)可以有效解決這個(gè)難題，使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)走向?qū)嵱谩?br>　　無線供電技術(shù)因其廣闊的工程應(yīng)用前景成為當(dāng)

2、前最活躍的研究方向之一。按照傳輸距離的長短無線供電技術(shù)主要分為三種：電磁感應(yīng)式無線供電、磁諧振耦合式無線供電以及微波式的無線供電。磁諧振耦合式無線供電技術(shù)屬于中等距離的無線電能傳輸技術(shù)。
　　本文以小功率、收發(fā)裝置小型化為前提設(shè)計(jì)了磁諧振耦合式無線供電裝置。以諧振器作為核心元件的磁諧振耦合無線供電系統(tǒng)，電能的無線傳輸是由收發(fā)線圈在近場(chǎng)因諧振產(chǎn)生耦合而實(shí)現(xiàn)的，因此諧振器的性能對(duì)傳輸效率起著決定性的作用。大多數(shù)的諧振器在傳輸距離超過自

3、身直徑后傳輸效率就會(huì)直線下降，為提高傳輸距離，本文設(shè)計(jì)了一款基于同軸線的新型平面諧振器，該諧振器結(jié)構(gòu)簡單，不需要接入集總電容，在二倍諧振器直徑距離下仍然保持40％的傳輸效率。利用HFSS軟件對(duì)諧振器的諧振頻率和傳輸效率進(jìn)行仿真分析，并將諧振線圈接入系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好。
　　本文最終實(shí)現(xiàn)了在距離30cm下傳輸24W的電能，電源效率46.2%，傳輸效率43.64%，系統(tǒng)總效率20.17%。最后，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)