【正文】 天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)幕咎匦匝芯啃? 名 童芳林 學(xué) 院 電氣工程與自動(dòng)化 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 李 陽(yáng) 職 稱 講師 2013年6月2日附表1天津工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)論文題目磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)幕咎匦匝芯繉W(xué)生姓名童芳林學(xué)院名稱電氣學(xué)院專業(yè)班級(jí)電氣094班課題類型論文類課題意義在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)日益普及之時(shí)，無(wú)線電能傳輸也使在未來(lái)的生活中擺脫那些紛亂的電源線成為可能，并且它對(duì)于新能源的開(kāi)發(fā)和利用、解決未來(lái)能源短缺問(wèn)題有著重要的意義。無(wú)線電能傳輸主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、交通運(yùn)輸、機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)、電池充電等，如果能研發(fā)出大功率、遠(yuǎn)距離的無(wú)線能量傳輸裝置，將有可能引起能源領(lǐng)域一場(chǎng)變革。本課題主要基于磁耦合諧振的最新無(wú)線電能傳輸技術(shù)的基本特性研究，包括頻率特性、距離特性、方向特性等。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的基本特性分析與研究，掌握其傳輸?shù)囊?guī)律，力圖使電能具有較大的傳輸容量和較遠(yuǎn)的傳輸距離。為該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化提供支撐。任務(wù)與進(jìn)度要求課題調(diào)研，實(shí)習(xí)，查中、英文資料； （1~3周）學(xué)習(xí)無(wú)線輸電技術(shù)，電磁耦合等相關(guān)知識(shí)； （4~6周）頻率特性研究； (7~8周）距離特性研究； （9~10周）方向特性研究； (11~12周）撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文； （13~14周）答辯。 （15周）主要參考文獻(xiàn)[1] 楊慶新，陳海燕，[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2007，22（):107110.起止日期2013年2月25日至2013年6月7日備注院長(zhǎng) 教研室主任 指導(dǎo)教師 附表2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告表姓名童芳林學(xué)院電自學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)電氣094題目磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)幕咎匦匝芯恐笇?dǎo)教師李陽(yáng)一、與本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究情況、課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義：有線電能傳輸由于存在諸如產(chǎn)生接觸火花，影響供電的安全性和可靠性，甚至引起爆炸，造成重大事故等弊端，因此一種安全、方便的無(wú)線電能傳輸技術(shù)便成為科學(xué)家們最迫切的追求。無(wú)線電能傳輸技術(shù)始于1889年的美籍克羅地亞裔物理學(xué)家特斯拉的研究，并且在無(wú)限探求下，2007年MIT的科學(xué)家提出了磁耦合諧振式的無(wú)線電能傳輸原理并成功利用該理論在2m范圍內(nèi)點(diǎn)亮一個(gè)60W的燈泡。于是，電磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸技術(shù)作為一種新興的無(wú)線能量傳輸技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)，并在無(wú)線能量傳輸領(lǐng)域引起巨大的反響。本課題將對(duì)磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)念l率、距離和方向這三個(gè)基本特性對(duì)電能傳輸?shù)墓β屎托实挠绊戇M(jìn)行研究，此研究將對(duì)該技術(shù)今后在電動(dòng)汽車、航空航天、油田礦井、水下作業(yè)、電器、醫(yī)療器械等領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，具有重要的科學(xué)意義。二、進(jìn)度及預(yù)期結(jié)果：起止日期主要內(nèi)容預(yù)期結(jié)果查閱期刊文獻(xiàn)，收集資料。學(xué)習(xí)頻率特性。學(xué)習(xí)距離特性。學(xué)習(xí)方向特性。實(shí)驗(yàn)測(cè)試與證明，并獲取數(shù)據(jù)。撰寫(xiě)論文、修改論文。答辯。了解課題；掌握頻率特性；掌握距離特性；掌握方向特性；結(jié)果與理論一致完成論文。完成答辯。完成課題的現(xiàn)有條件磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝備。審查意見(jiàn)指導(dǎo)教師： 年 月 日學(xué)院意見(jiàn)主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日附表3天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱表（論文類）題目磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)幕咎匦匝芯繉W(xué)生姓名童芳林學(xué)生班級(jí)電氣 094班指導(dǎo)教師姓名李陽(yáng)評(píng)審項(xiàng)目指標(biāo)滿分評(píng)分選題能體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生得到較全面訓(xùn)練。題目大小、難度適中，學(xué)生工作量飽滿，經(jīng)努力能完成。10題目與生產(chǎn)、科研等實(shí)際問(wèn)題結(jié)合緊密。10課題調(diào)研、文獻(xiàn)檢索能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)以及從事其他形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案；有分析整理各類信息，從中獲取新知識(shí)的能力。15論文撰寫(xiě)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，理論、觀點(diǎn)、概念表達(dá)準(zhǔn)確、清晰。10文字通順，用語(yǔ)正確，基本無(wú)錯(cuò)別字和病句，圖表清楚，書(shū)寫(xiě)格式符合規(guī)范。10外文應(yīng)用能正確引用外文文獻(xiàn)，翻譯準(zhǔn)確，文字流暢。5論文水平論文論點(diǎn)正確，論點(diǎn)與論據(jù)協(xié)調(diào)一致，論據(jù)充分支持論點(diǎn)，論證過(guò)程有說(shuō)服力。15有必要的數(shù)據(jù)、資料支持，數(shù)據(jù)、資料翔實(shí)可靠，得出的結(jié)論有可驗(yàn)性。15論文有獨(dú)到見(jiàn)解或有一定實(shí)用價(jià)值。10合計(jì)100意見(jiàn)及建議：評(píng)閱人簽名： 年 月 日附表4：天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考核表學(xué)生姓名童芳林學(xué)院名稱電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)班級(jí)電氣094班題目磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)幕咎匦匝芯?．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)：成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日2．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及成績(jī)：成績(jī)：答辯主席（或組長(zhǎng)）簽字： 年 月 日3．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)：給定成績(jī)給定成績(jī)總成績(jī)(a+b+c)摘 要近些年，無(wú)線電能傳輸技術(shù)受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。作為一種新型的無(wú)線電能傳輸方式，磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)具有傳輸功率大、傳輸距離遠(yuǎn)、能量傳輸效率高、穿透性強(qiáng)，以及無(wú)方向性等特點(diǎn)。目前，磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸距離為幾十厘米，傳輸效率可以達(dá)到90%，傳輸功率可以達(dá)到瓦級(jí)。通過(guò)對(duì)磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)幕咎匦缘纳钊胙芯浚蓴U(kuò)大傳輸范圍、增強(qiáng)傳輸效率，具有重要的研究?jī)r(jià)值和實(shí)用價(jià)值。本文首先利用耦合模理論分析了磁耦合諧振式無(wú)線傳能的機(jī)理，然后建立等效模型，在理論上研究了系統(tǒng)的頻率特性并得到了頻率分裂現(xiàn)象的規(guī)律，接著由頻率特性進(jìn)一步推導(dǎo)得到了系統(tǒng)的距離（包括軸向和徑向距離）特性和方向特性。為了進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析的正確性，本文設(shè)計(jì)了磁耦合諧振式無(wú)線傳能的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具體包括：信號(hào)源、功率放大器、發(fā)射與接收系統(tǒng)以及整流調(diào)壓電路等。利用實(shí)驗(yàn)電路對(duì)本文所提理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，包括頻率、距離、方向等特性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析具有較好的一致性，證明了設(shè)計(jì)方案的有效性。關(guān)鍵詞：無(wú)線電能傳輸；磁耦合諧振；頻率特性；距離特性；方向特性ABSTRACTIn recent years, more and more widely attention has been paid to wireless power transmission technology. As a new type of wireless power transmission technology, wireless power transfer technology via magnetic resonance coupling has the characteristics of a higher transfer power, a longer transfer distance and a very higher efficiency, and which can be nearly nondirectional and be able to go through various nonmetallic objects.At present, magnetic coupling resonant wireless power transmission distance can be from scores of centimeters to several meters, transmission efficiency can reach 90%, and transmission power can reach watt grade. Via the indepth study on the basic characteristic of the magnetic coupled resonant wireless power transfer, we can expand the scope of transport, and enhance the transport efficiency, which has important research value and practical value. Firstly this paper had been studied the mechanism of wireless power transfer via magnetic resonance coupling by using the coupled mode theory, then it was theoretical studied the frequency characteristics of the system and the frequency splitting phenomena via establishing the equivalent model. Followed by the frequency characteristics were the system39。s distance (including the axial and radial distance) characteristics and direction characteristics. In order to verify the correctness of theoretical analysis, this paper had also been designed the experiment system of magnetic coupling resonant wireless energy transfer, it specifically included: signal source, power amplifier, transmitting and receiving system, and a rectifying voltage regulating circuit. The theory proposed on this paper was verified by experiments on the circuits of the above design, which including frequency, distance, direction and other characteristic experiments. The experimental results were in good agreement with the theoretical analysis, which proved the validity of the design.Keywords: wireless power transfer；magnetic resonance coupling。 characteristic of frequency。 characteristic of distance。 characteristic of direction 目 錄前言第1章 緒論....................................................................................1 ..............................................................................1 .............................................................1 .................................................................2 .............................................................3......................................................4..............................................................7......................................................................................7第二章 磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸?shù)脑?.................................8.......................