19658.浮標非接觸電能傳輸電磁耦合器設(shè)計

1、浮標非接觸電能傳輸浮標非接觸電能傳輸電磁耦合器電磁耦合器設(shè)計設(shè)計OptimizationDesignofBuoysContactlessPowerTransmissionElectromagicCoupler學(xué)科專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)研究生：梁彬指導(dǎo)教師：郭敬濱副教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一三年十一月摘要21世紀是海洋的世紀，人類對海洋一直在進行探索，近年來，海洋立體監(jiān)測網(wǎng)就是人們探索海洋，認識海洋的重要舉措，海洋立體監(jiān)測網(wǎng)

2、的完善和發(fā)展，能更加方便的服務(wù)于人類的日常生活。海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)就是海洋立體監(jiān)測網(wǎng)中的重要一環(huán)，由于海洋浮標可以長期值守在人跡罕至，條件惡劣的海域，因此海洋浮標對于海洋立體監(jiān)測網(wǎng)的全天候，不間斷海洋監(jiān)測具有重要意義，但是目前從國內(nèi)外的研究中可以發(fā)現(xiàn)，海洋浮標的技術(shù)雖然一直在不斷進步，但是對于海洋浮標水下系統(tǒng)的供電方式的研究并沒有很大的突破，國際上普遍流行的作法是采用水下系統(tǒng)自帶電池來提供電能，這種供電方式當電池耗盡時需要出海進行電池的更

3、換，需要耗費大量的人力物力財力，而且更換電池的過程中監(jiān)測需要中斷，這可能會丟失一些重要數(shù)據(jù)的采集等。本文從解決海洋浮標供電問題出發(fā)，在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于電磁感應(yīng)原理的新型的海洋浮標非接觸電能傳輸系統(tǒng)，并對其中的核心部件電磁耦合器進行了設(shè)計，由于國內(nèi)外研究海洋浮標非接觸電能傳輸系統(tǒng)時，對于電磁耦合器的具體設(shè)計沒有具體的敘述，只是定性的探討了電磁耦合器的選材以及磁芯形狀等，對于電磁耦合器磁芯的選取及設(shè)計沒有說服力的依據(jù)，因此本

4、文主要從實際應(yīng)用情況出發(fā)，較為詳細的敘述了電磁耦合器的設(shè)計過程，具體計算了磁芯的結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)，對于電能傳輸過程的電能損耗進行了分析，量化了電磁耦合器的損耗，提出了利用諧振原理補償電纜線上的感抗，減小無功功率所占的比例，提高非接觸電能傳輸系統(tǒng)整體的效率。經(jīng)過實驗本文提出的海洋浮標非接觸電能傳輸系統(tǒng)總體效率大約為57%，系統(tǒng)傳輸功率達到了22.8W，基本實現(xiàn)了非接觸電能的小功率傳輸，對解決海洋浮標系統(tǒng)的電能供給問題具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵