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海洋环境下非接触式电能传输系统的优化设计.pdf
112 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2011年 第30卷 第 l2期
海洋环境下非接触式电能传输系统的优化设计
陆晴云,李德骏,李泽松,周 杰,林 麟,陈 鹰
(浙江大学 流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州310027)
摘 要:对应用于海洋环境中的非接触式电能传输系统进行原理模型、仿真模型与实验模型的搭建。通
过理论计算与电路仿真测试 ,分别对系统的谐振频率等参数进行分析。对密封封装后的系统进行实验测
量,验证了模型的正确性。上述方法优化了系统的设计,避免了复杂的实验探测过程。该系统可以连接
120V直流电源,传输400W左右电能,传输效率达到90%,可应用于海底观测网中深海机电设备的安全
供 电。
关键词:海洋;非接触式电能传输;电路仿真;谐振频率
中图分类号:TM724 文献标识码:B 文章编号:1000-9787(2011)12-0112-04
Optimization design0facontactlesspowertransmission
syst·em n[or OCean aOOlli■caU·■on
LUQing—yun,LIDe-jun,LIZe—song,ZHOUJie,LINLin,CHENYing
(StateKeyLabofFluidPowerandMechatronicSystems,Zh~iangUniversity,Hangzhou310027,China)
Abstract:Acontactlesspowertransmission(CLPT)systemforoceanapplicationisinvestigatedbyitsmodelsof
principle,simulation,and experiment.Theresonancerfequency ofthissystem isanalyzed both bytheoretical
calculationandcircuitsimulation.Themodelsarevalidated byexperimenttestaftersealingencapsulation.The
methodcansimplifythedesignprocessofCLPT system,whichcanbeconnectedto120V DC electricpowerand
transmitpowerupto400W ,transmissionefficiencyreach90% .Thissystem canbeusedtosupplypowertothe
oceanmeehatronicequipmentsmore safely.
Keywords:ocean;contactlesspowertransmission;circuitsimulition;resonancerfequency
0 引 言 动,因此,可以有效适应恶劣的工作环境,非常适合海洋环
进入21世纪后,海底观测技术正在迅速发展起来,各 境下的应用 。
个国家之间对于海洋资源的争夺也 日趋激烈,通过光电复 1 水下非接触式电能传输系统
合缆进行电能传输的海底观测网正成为研究的热点。美国 水下非接触式 电能传输系统利用电磁感应原理,以
的 “NEPTUNE”计划,欧洲的“ESONET”计划,日本的 “ARE— “电一磁一电”的方式实现初次级之间的电能传输 。如图1
NA”计划就是典型的代表 。 所示 ,电源端的直流电经过逆变 电路转变成高频交流 电,作
海底观测系统中海洋机电设备的安全供电是系统设计 为耦合器初级线圈的输入,初级线圈输出交变的磁通将磁
的关键要点。传统输 电方式是通过湿插拔水密接插件连接
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