空間磁能無線集能轉換器技術研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由監(jiān)控區(qū)域內部署的多個傳感器節(jié)點互相通信形成的網(wǎng)絡系統(tǒng)。但是在目前的技術條件下，傳感器節(jié)點只能依賴電池的供電進行工作，這意味著當無法及時提供外界能量的時候，傳感器網(wǎng)絡會耗盡壽命從而停止工作運行。所以，關于如何延長無線傳感器網(wǎng)絡的工作時間是研究領域中的一個長期熱點和難點。而在多種無線集能技術中，基于空間磁能的集能技術對于無線傳感器網(wǎng)絡的應用和智能電網(wǎng)的發(fā)展具有極大的促進作用，在未來具有廣闊的應用前景。
　　在智能電網(wǎng)

2、尤其是高壓變電站中，磁場分量豐富。為了將磁能轉換為電能以供無線傳感器供電，本文建立了圓柱型環(huán)繞式磁能轉換器拓撲的數(shù)學分析模型，并從磁性骨架材料、磁性骨架結構參數(shù)和集能線圈的匝數(shù)三個方面優(yōu)化其感應電動勢的數(shù)值，從而得到圓柱型環(huán)繞式磁能轉換器的設計原則并進行仿真驗證，結果驗證了磁能轉換器的良好工作性能。提出了一種改進的球型環(huán)繞式磁能轉換器，研究了其內外半徑的大小變化對其集能效果的影響，對比了兩種環(huán)繞式磁能轉換器的集能能力，驗證了球型模型的高

3、效性，并給出了優(yōu)化效果最好時的結構條件，最后經(jīng)過仿真驗證了理論的正確性。
　　考慮實際中磁場源無法穿過能轉換器內部的情況，提出了分離式磁能轉換器的拓撲結構，建立了分離式磁能轉換器的數(shù)學分析模型，并從集能線圈匝數(shù)、骨架材料相對磁導率、空間磁感應強度和鐵芯骨架的結構等四個方面對集能轉換器的感應電動勢進行優(yōu)化分析，最終的仿真結果對實際應用具有指導性的意義。
　　為了解決傳統(tǒng)智能電網(wǎng)用無線集能裝置調理單元能量轉換效率較低，輸出電壓不