松耦合感应式电能传输技术的应用研究.pdfVIP

学兔兔 第5期 (总第162期) 机 械 工 程 与 自 动 化 No．5 2010年 1O月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MATION 0ct． 文章编号：1672—6413(2010)05—0121—03 松耦合感应式电能传输技术的应用研究 庞明鑫，高晓旭，王时英，吕 明 (太原理2r-大学 机械工程学院，山西 太原 030024) 摘要：针对超声波平行轴珩齿系统中电信号传输方式存在的问题，提出了应用电磁感应原理的新型电信号非接 触式传输方式，建立了由超声波电源、非接触传输装置和超声换能器组成的机电系统，并通过电路理论分析， 得到了谐振工作时的匹配条件。基于ANSOFT Maxwell 2D仿真软件，分析了制约松耦合感应能量传输系统 传输效率的关键因素，对今后松耦合感应电能传输的应用研究具有重大意义。 关键词：松耦合感应能量传输；超声珩齿；传输效率 中图分类号：TG663：TG61—8．2 文献标识码：A 0 引言 副边电路可以通过变压器线圈匝比进行电气变换；而 超声波平行轴硬珩齿是一种在传统的珩齿过程 松耦合变压器的原、副边是分离的，气隙大，漏磁大， 中，给工件加上超声频振动以提高加工精度、表面质 耦合系数小，能量传输的能力和效率低，其原、副边 量的精密与超精密加工技术，该技术既提高了瞬时珩 电路电压不符合变压器线圈匝比。一般变压器与可分 削速度，又充分发挥了珩齿工艺特点口]。 离变压器结构示意图如图2所示。 针对超声波平行轴硬珩齿系统功率大、传输电压 高等特点，本文提出了一种基于电磁感应原理的电信 原 副 原 副 号松耦合式感应能量传输系统。该传输系统利用电磁 边 边 边 边 绕 绕 绕 绕 耦合来传递电信号，不需要采用导线直接连接的方式， 组 组 组 组 避免了物理上的直接接触和摩擦，从而可以避免传统 碳刷、集流环直接连接电信号传输方式的诸多缺陷。 (a)一股变压器 (b)口J分离变压器 1 系统的结构特点及工作原理 图2 变压器示意图 松耦合感应电能传输系统是一种基于电磁感应耦 2 系统等效电路的建立 合理论、现代电力电子能量变化技术及控制理论的新 在松耦合感应电能传输系统中，漏感与励磁电感 型电能传输方式I2]。松耦合感应电能传输系统的典型 相当，甚至比励磁高，限制了电能传输的大小。为此， 结构如图1所示。 通常需要在原、副边采用补偿网络来提升电能传输的 大小和效率，同时减小电源变换器的电压、电流应力。 该系统中，因磁耦合装置为松耦合，通常用于磁元件 分析的变压器模型不再适用，必须采用耦合电感模型 超声波 原边 电源 补偿 换能器 工具 分析该系统中的电磁关系，同时考虑漏感和励磁电感