简易无线供电系统设计[J]

简易无线供电系统设计*

夏增林陈启军

同济大学控制科学与工程系, 上海200092

*注：微软亚洲研究院研究项目指导人：许峰雄主任研究员

摘要：无线供电是一种方便安全的新技术，无需任何物理上的连接，电能可以近距离无接触地传输给负载。本文根据电磁感应原理，设计了一种简易的无线供电原型，并对其进行了一个初步的分析和探讨。该系统相当于一个分离式疏松耦合变压器，选用Ferrite芯增加其耦合效率、减少漏磁。

关键词：电磁耦合，无线供电，铁氧体

中图分类号：TM15 文献标记码：A

Design of A Simple Wireless Powering System

XIA ,Zenglin CHEN,Qijun

Department of Control Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, P.R.China

Abstract: Wireless powering system is a new technique, which is convenient and safe. Power energy can be transferred to the load without any physical connections. Based on electromagnetic coupling, this paper presents a simple wireless powering prototype, as well as its primary analysis and discussion. It works like a loosely coupled transformer whose primary side and secondary side are detachable. Ferrite pot core is used to improve the coupling efficiency and reduce the magnetic leakage.

Key words:Electromagnetic Coupling, Inductive Powering, Detachable Transformer, Ferrite

1.引言

通常，对手机、笔记本等移动设备的电池充电时需要一个充电器，一端连在市电电源上，另外一端连在移动设备上，频繁的插拔不但使用不便，而且容易损坏，同时也不安全。在工作环境恶劣的场合，比如水中，应该尽可能避免电气接触。有时，需要对封闭容器内的传感器等电路供电，一般采用电池。然而，电池的使用寿命毕竟有限，当电量耗尽时，将封闭容器打开更换电池是非常麻烦的事情，有时也是不允许的。

鉴于这些情况，本文设计了一种近距离无线供电方案，无需任何物理上的连接，通过电磁场感应原理，将电能以无线的方式传输给负载。这种近距离无线供电技术有着广泛的应用前景。比如无线充电器，只需将手机、PDA等移动设备放上去，无需插拔连线就可以充电，给人们的生活带来了很大的方便。

目前，国际上对无线供电技术的研究起步不久。本文设计了一种简易的无线供电原型，并对其中一些问题进行了初步的探讨和分析。

2.基本原理

根据电磁感应原理，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。变压器就是基于这一原理工作的，它通过交变磁场把电源输出的能量传送到负载。一般的变压器的原边和副边由闭合铁心（或其他磁性材料）连接在一起，原线圈和副线圈之间紧密耦合，不可分离。如图1(a)或图1(b)所示。

图1 一般的变压器（不可分离紧密耦合）

本文提出的无线供电原理与变压器类似。但与一般变压器不同的是，它的原边和副边是分离的，没有任何物理上的连接接触，如图2所示。相对于紧密耦合的变压器来说，这种疏松耦合的结构具有相对较大的漏磁。原边和副边之间的空隙（Gap）越大，漏磁越大。为提高系统的传输效率，减少电磁辐射对人体的影响，在本系统中，Gap<6mm。

Primary Secondary

图2 分离式疏松耦合变压器

3.系统构成与分析

总体结构

图3所示是一个简易的近距离无线供电系统的结构图。其中原线圈(Primary Coil)、原磁心(Primary Core)及其控制电路构成了发射端。副线圈(Secondary Coil)、

副磁心(Secondary Core)及其整流滤波、DC-DC转换器等电路构成了接收端，该部

分可集成在移动设备等负载中。当需要供电时，将负载的接收线圈靠近发射线圈，

通过电磁感应，发射端的能量即传输到接收端。

图3 简易无线供电系统的结构

电路分析

图3中四个Power MOSFET Q1、Q2、Q3和Q4构成桥式逆变电路。当Q1/Q4

时导通时，Q2/Q3须关断；相反，当Q2/Q3时导通时，Q1/Q4须关断。Q1/Q4和Q2/Q3的轮流开通，将直流电转变成交流电，为发射端线圈提供交变电流。开关频率f=100kHz 。

由于Power MOSFET 存在着较大的输入电容，驱动电路为开关时的充放电提

供了足够大的电流，保证了足够的开关速度。为了能使Q1和Q2的正常开启，其控制电压需大于DC 值与MOSFET 开启门限电压之和。

通过电磁场的耦合，副线圈感应出交变的电压，经过整流滤波后变为直流电压，

之后再经过DC--> DC 转换器，输出指定的电压值给负载供电。

由于原线圈和副线圈的电感、耦合系数等因素的互相关联，上述电路的完整分

析比较复杂，下面只进行一下简单的分析。

在忽略线圈的分布式电容、电阻和磁芯损耗电阻等的影响下，图3的简易等效

电路图如图4所示。

图4 简易等效电路图

设原线圈电感L1，副线圈电感为L2，它们之间的互感为M ，则耦合系数k 为，

原边线圈电感L1被分成两部分，一部分是其漏磁电感L 1,leak ，另一部分是磁

化电感L 1,m ，它们的值如图4中所示。

根据阻抗变换规则，副边的电容C2和负载阻抗Z L 等效到原边后的阻抗如图4

中所示。

为了降低损耗，增加系统的效率，原边补偿电容C1应与原线圈的漏磁电感

L 1,leak 构成串联谐振电路。原线圈的磁化电感L 1,m 与副边补偿电容C2的等效电容构成并联谐振。

根据谐振时，

将两组谐振电路的电容值和电感值带入公式（2）中，分别有，

公式（3）和（4）为估算电容C1和C2提供了依据，还需要与试验的方法相结合，测试出合适的值。

4.磁性材料

为了使励磁电流产生尽可能大的磁通，增加原线圈与副线圈之间的耦合系数，同时为了减少漏磁辐射对人体的危害，图2中的原边磁心(Primary Core) 和副边磁心(Secondary Core)选用了Ferrite Pot Core，其形状和基本材料属性如图5所示。

磁性材料可分为硬磁材料和软磁材料。其中软磁材料磁导率大，矫顽力小,磁滞损耗低，磁滞回线成细长条形状，这种材料容易磁化，也容易退磁，适用于交变磁场。

同时还要通过磁路计算，选用的磁性材料饱和磁感应强度要大于实际的磁感

应强度需求。还要注意磁性材料损耗与频率的关系特性。

图5 Ferrite Pot Core的形状和材料

对于图5中所示的形状，缺口G处是为了线圈线引线的方便，为防止漏磁，缺口应该足够小。内圈（F）和外圈（A－E）足够大有利于增加原线圈与副线圈中心轴线不吻合时的耦合效率。

5.结束语

本文设计了一种简易的无线供电原型，并对电路模型、耦合结构和磁性材料等问题进行了初步的分析和探讨。由于其方便、安全等特点，无线供电技术有着广泛的应用前景。

参考文献：

[1] Sakamoto, H.; Harada, K.; “A novel converter for non-contact charging with electromagnetic coupling” ,Magnetics, IEEE Transactions on , V olume: 29 , Issue: 6 , Nov 1993 Pages:3228 - 3230 [2] “SMD Coil Formers and Cores”, technical note, Philips Magnetic Products

[3]Jie Wu, Victor Quinn, and Gary H. Bernstein, “A simple, wireless powering scheme for

MEMS devices,” Proc. of SPIE V ol. 4559, 2001.

作者简介

夏增林：男，1979－, 汉族，籍贯：辽宁，硕士研究生，同济大学控制科学与工程系（上海200092），研究方向：智能小区、无线供电、嵌入式系统，email：xiazenglin@https://www.wendangku.net/doc/ac13755137.html, 陈启军：男，1966－，汉族，籍贯：湖北，教授，博士生导师，同济大学控制科学与工程系，主要研究方向：机器人控制、智能小区。

无线供电技术报告

数字电子技术课程设计 技术报告 课程名称：数字电子技术 题目：无线供电系统 院（系）：电气工程学院 专业班级：自动化 姓名：陈颖程哲飞李剑锋 2014.12.18

目录第一章绪论 第二章系统硬件部分 第三章系统软件部分 第四章总结

第一章绪论 无线供电，是一种方便安全的新技术，无需任何物理上的连接，电能可以近距离无接触地传输给负载。实际上近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现。 该项技术的原理其实非常简单，我们日常所接触到的电磁波都承载着能量。无线电广播在发射时，大部分的能量都四散在了空中，而这项技术就是要用一种非放射性的场来聚集这些能量。我们都知道，特定频率的电磁波会引起物体的震动，两个固有频率相同的物体就可以传递这种震动，从而传递能量。我们可以让一个诸如铜制天线的物体发射电磁波，而让接收器来接收，转化为能量。理论上说，所有现在使用电池的电器都可以换用这种方式供电。实现无线输电的方法大致有两种，一种是利用两个线圈的电磁感应方法，另一种是将电能以激光或者微波的形式，发射到远端的接收天线，然后通过整流、调制等处理后，作用于负载。具体来说有以下几种： 电磁耦合 电磁耦合对电源工程师来说，再也熟悉不过了，变压器就是利用这个原理来传递能量。如果把变压器的两个绕组分开，就是某种意义上的无线供电。电动牙刷的充电就是个典型案例，但是用电磁耦合的方式有很大的缺点，没有高磁导率的磁芯作为介质，磁力线会严重发散到空气中，导致转递效率下降，特别在两个线圈远离的时候，下降的非常厉害。所以不适合大功率，远距离的无线供电。 光电耦合 把电能转化为光能，比如激光，通过光将能量传递到目的地再转化为电能。这种无线供电技术比较直观，而且光电转换技术也相对应用广泛。但是光的传递路径具有缺陷，就是传递路径中不能有障碍物。所以这种技术，也是有很大的应用缺陷。

基于单片机的红外遥控小车设计

单片机系统设计实例 红外遥控小车 专业：信息对抗技术 姓名：吴志飞 学号：1411050121 指导教师：张东阳

目录 1 绪论 (1) 2 系统分析 (2) 2.1系统框架 (2) 2.2电机驱动模块 (3) 2.3 LCD显示模块 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1主控模块的电路设计 (6) 3.1.1AT89C51单片机的简介 (8) 3.1.2AT89C51管脚功能 (8) 3.2红外遥控模块的电路设计 (9) 3.2.1红外遥控的实现原理 (10) 3.2.2红外发射器 (11) 3.2.3红外接收器 (12) 3.3电机驱动模块的电路设计 (12) 3.4显示模块的电路设计 (13) 4 系统软件设计 (14) 4.1程序代码 (14) 4.2软件流程图 (17) 5 调试与仿真 (18) 5.1在keil中进行调试 (18) 5.2在Proteus中进行仿真 (19) 6 总结 (21) 参考文献 (22) I

沈阳理工大学课程设计说明书 1 绪论 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快,，智能化程度越来越高，应用范围也越来越广，包括海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。同时，当今机器人技术发展的如火如荼，其在国防等众多领域的应用广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段，参加者多数为学生，目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神，同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展，同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。 本次课设设计的红外遥控智能小车可以分为四大组成部分：红外遥控部分、显示部分、执行部分、控制部分。智能小车可以实现按遥控指示前行，后退，左转和右转。该设计主要通过对系统硬件电路的设计，软件设计和程序的编写，然后通过后期软硬件调试达到设计初衷。 1

低压配电系统的工厂供电课程设计知识分享

低压配电系统的工厂供电课程设计 姓 名 学 号 院、系、部 电气工程系 班 号 完成时间 2012年6月18日 ※※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2009级 工厂供电课程设计

设计任务书 一、设计内容： (1)由总降压变电所的配出电压和用电设备的电压要求，参考国际规定的标准电压等级确定车间变电所的电压级别。 (2)计算负荷采用需用的系数法，计算出单台设备支线、用电设备组干线和车间变电所低压母线和进线的计算负荷。 (3)由计算负荷结果，确定补偿方式，计算出补偿容量，选择电容器个数和电容柜个数。 (4)按对负荷可靠性要求，确定车间变电所电气主接线。 (5)按车间变电所低压母线的计算负荷，确定变电器的容量和台数。 (6)导线截面积的选择，支线和干线按发热条件选择，进线电缆按经济电缆密度选择，按允许发热，电压损耗进行校验。 (7)短路电流计算，绘制计算电路和等值电路图，确定短路点，计算出各短路点短路电流值及短路容量。 (8)车间变电所低压母线按发热条件选择，按短路的热合力校验。 (9)按国家规定的标准符号和图符，用CAD画出车间变电所的电气主接线图、车间配电系统和配电平面图。 二、设计条件： (1)机加车间符合全部为三级负荷，对供电可靠性要求不高。

(2)车间平面布置图如下图所示 （3）车间电气设备各细表如下表所示 设备代号设备名称台数单台容量（kW）效率功率因数启动倍数备注1~3 普通车床C630-1 3 7.6 0.88 0.81 6 4 内圆磨床M2120 1 7.2 5 0.88 0.83 6 5，16 砂轮机S3SL-300 2 1.5 0.92 0.82 6.5 6 平面磨床M7130 1 7.6 0.88 0.82 6 7~9 牛头刨床B6050 3 4 0.87 0.82 6 11，12 普通车床C6140 2 6.125 0.89 0.81 6 13~15 普通车床C616 3 4.6 0.90 0.81 6 17，18 单臂龙门刨床B1012 2 67.8 0.86 0.81 2.5 19 龙门刨床B2016 1 66.8 0.86 0.81 2.5 20，21 普通车床C630 2 10.125 0.88 0.81 6 22 立式钻床Z535 1 4.625 0.90 0.80 6 23 立式车床C534J1 1 80 0.86 0.80 3 24 摇臂钻床Z35 1 8.5 0.87 0.82 5.5

大学供电系统设计

学号09750201 工业与民用供电课程设计 设计说明书 某大学校区供电系统设计 起止日期：2013 年1 月7 日至2013 年 1 月12 日 学生姓名安从源 班级09电气2班 成绩 指导教师(签字) 控制与机械工程学院 2013年1月12日

供电技术课程设计任务书 （任务序号09750201） 一、基础材料 本课程设计针对某大学校区供电系统设计。 ⒈负荷的水平与类型 ⑴负荷水平：（见附表） ⑵负荷类型：本供电区域负荷属于二级负荷，要求不间断供电。 ⑶该校最大负荷利用小时数为5600小时。 ⑷ 0.4kV负荷的同时系数为0.7，10kV负荷的同时系数为0.8。 ⒉电源情况 ⑴由该厂东北方向8KM处一个35KV电压等级线路提供一个电源A，其出口短路容量S d=150MVA。 ⑵由该厂西北方向5KM处一个10KV电压等级线路提供一个电源B，其出口短路容量S d=75MVA。 ⑶功率因数：电源A要求功率因数大于0.92，电源B要求功率因数大于0.95。 ⑷供电电价为两部电价 基本电价：按变压器容量计算每月基本电价，15元/ KVA。 电度电价：35KV供电电压时0.70元/kwh，10KV供电电压时0.75元/kwh。 ⒊环境情况 ⑴环境年平均气温15℃。 ⑵ 35kV变电站为独立建筑物，10kV变电站布置在相关建筑物的地下室或底层内。 ⑶各级变压器均为室内布置。 二、设计范围 ⒈确定全校计算负荷。 ⒉确定全校的供电系统结构形式。 ⒊确定35KV变电站、10KV变电站的主接线形式、变压器台数及容量。 ⒋计算35kV及10kV断路器出口处短路电流。 ⒌确定35kv断路器及隔离开关，确定35kv电缆及10kv电缆型号。 ⒍确定无功功率补偿装置。 ⒎确定总降压变电所及车间变电所的平、立面图。 三、设计成果 ⒈设计计算书。 ⒉供电系统结构示意图一张。 ⒊ 35KV变电所一次设备主接线图一张。 ⒋ 35KV变电所的平面图、剖面图一张。 ⒌母线电压测量及绝缘监视电路图一张。 ⒍定时限过流保护的原理图与展开图一张。 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期：2010年01月12日

无线输电的四种方式

无线输电的四种方式 Jenny was compiled in January 2021

1电磁感应原理 此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。在变压器的原边通入交变电流，副边会由于电磁感应原理感应出电动势，若副边电路连通，即可出现感应电流。电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。 相对于无线输电而言，变压器的原边相当于电能发射线圈，副边相当于电能接收线圈，这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。 虽然电磁感应原理在电力系统中应用的初衷并不侧重于电能的传输，而是利用能量的转化改变电压、电流的数量级，但其对无线输电确实产生了一定的启发作用——尤其是电能的小功率、短距离传送。 目前使用电磁感应传递电能的主要有电动牙刷，以及手机、相机、MP3等小型便携式电子设备，由充电底座对其进行无线充电。电能发射线圈安装在充电底座内，接收线圈则安装在电子设备中。这种原理的无线输电方式市场上已经存在。 2谐振式无线输电 这种无线输电方式与无线通信原理类似，其发送端谐振回路的电磁波全方位开放式弥漫于整个空间，在接收端回路谐振在该特定的频率上，从而实现能量的传递。这种输电方式在接收端输出功率比较小时可以得到较高的传输效率。但其存在电磁辐射，传输功率越大，距离越远，效率越低，辐射就越严重。因此这种方式也是只适用于小功率、短距离的场合。 3磁耦合共振原理 这种方式需要发射和接收两个共振系统，可分别由感应线圈制成。通过调整发射频率使发射端以某一频率振动，其产生的不是弥漫于各处的普通电磁波，而是一种非辐射磁场，即把电能转换成磁场，在两个线圈间形成一种能量通道。接收端的固有频率与发射端频率相同，因而发生了共振。随着每一次共振，接收端感应器中会有更多的电压产生。经过产生

单片机的红外遥控器解码设计

第1章红外解码系统分析 第1节设计要求 整个控制系统的设计要求：被控设备的控制实时反应，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s；整个系统的抗干扰能力强，防止误动作；整个系统的安装、操作简单，维护方便；成本低。 红外载波、编码电路设计要求：单片机定时器精确产生38KHz红外载波；根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。 红外解码电路设计要求：精确接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理，最后输出TTL电平信号；对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。 设备扩展模块设计要求：直流控制交流；抗干扰能力强；反应迅速不产生误动作；能承受大电流冲击。 第2节总体设计方案 2.1方案论证 驱动与开关 方案一：采用晶闸管直接驱动。 其优点是体积小，电路简单，外围元件少。但控制电流小，大电流晶闸管成本高，并且隔离性能差。 方案二：采用三极管驱动继电器。 其体积大，外围元件多。优点是控制电流大，隔离性能好。 根据实际情况，拟采用方案二。 2.2总体设计框图 经过上述方案的分析选择，得出系统硬件由以下几部分组成：电视红外遥控器，51单片机最小系统，接收放大于一体集成红外接收头，1602液晶显示驱动电路。 整体设计思路为：根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89S2将从ROM读取出来的值，按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波（周期是26.3μs）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作，如图1-1所示。

手机无线充电技术详解

手机无线充电技术详解 未来的愿景：每个人的手机上，只需要有个充电的APP，就可以实现无线充电，网上付费。随时随地，不受环境限制。 不久前三星Galaxy S8发布，其亮点功能之一便是无线充电。三星Galaxy S8搭配了折叠式无线充电器，利用无线充电，三星Galaxy S8的电量能被很快充满。但一个尴尬的事实是，无线充电仍然只是少数厂商的坚持。不过在三星坚持的同时，苹果也暴露了布局无线充电的野心，两大巨头的不谋而合，很可能在这个尚未被重视的领域再次开战。 就目前手机行业现状来说，无线充电尚未大面积流行，没火的原因并不是因为无线充电没有搭载的必要，而是现阶段该技术还存在诸多短板。三星的无线充电方案已经达到了手机无线充电领域最为前端的水准，但仍需要在技术方面得到质的飞跃。 有消息称，三星Galaxy S8无线充电支持Qi和PMA两种协议，这两种协议仍有两大短板尚未解决——传输距离短，摆放位置要求严格，这也是阻碍无线充电流行起来的技术门槛。为何技术难点迟迟难以攻克，我们先要从无线充电的原理讲起。 手机无线充电原理 无线充电的原理就是利用电磁波感应，其过程类似于变压器通电，在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电。无线充电技术的原理研究可以追溯到19世纪30年代，科学家迈克尔?法拉第首先发现了电磁感应原理，即周围磁场

的变化将使电线中产生电流。到了19世纪90年代，爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手，伟大的科学家尼古拉?特斯拉证实了无线传输电波的可能性。现阶段无线充电存在四种不同的商用技术：电磁感应技术、无线电波技术、电磁共振技术、电场耦合技术，主要用在手机无线充电的技术是电磁感应技术和电磁共振技术。当然无线供电在以后的家电，以及发展势头正猛的电动汽车上也有比较广阔的前景。一旦无线充电突破技术壁垒，在保证转化率、安全性、易用性的同时，高效快速的充电就会像科幻小说《三体》里描述的那样，给人类带来生产力的进一步发展。在这里，我们单说一下关乎手机充电的电磁感应、电磁共振。 ①电磁感应式充电 初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的手机无线充电解决方案就采用了电磁感应，手机无线充电使用的充电座和终端分别内置了线圈，二者靠近便开始从充电座向终端供电。为提高供电效率，需要使线圈之间的位置对齐，不产生偏移。 现阶段电磁感应无线充电相对于磁场共振充电能够拥有更高的转化率，充电转化率可达80%左右，目前该技术被广泛的运用到了手机无线充电领域。但这种方式的无线充电技术也存在比较明显的弊端——传输距离短、位置要求严格。现阶段上市的无线充电手机，都需要手机与充电板接触才能进行无线充电，而且对放置位置有着极为苛刻的要求。 采用这种方式的无线充电传输距离难以改进，所以厂商针对其放置位置要求严苛的情况进行了改良。2011年8月从事智能手机外设业务的日本Oar公司推出了

工厂供电系统设计(精制甲类)

《工厂供配电课程设计》课程设计 报告书 题目：______________________ 姓名：______________________ 学号：______________________ 专业班级：______________________ 完成日期：______________________

前言 供配电技术就是研究电能的供给与分配问题。电能是现代工业生产，民用住宅及企事业单位的主要能源和动力，是现代物质文明的基础。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 在企事业单位，信息化，网络化都是建立在电气化的基础上。高校是人才培养的基地，是人群居住较密集的地方，电力供应如果突然中断，将造成校园秩序的严重混乱，因此做好学校供配电设计，对于保证正常的工作、生活、学习具有重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，工厂供电工作要很好地为工业生产、企事业单位服务，切实保证生产和生活用电的需要，并做好节能工作。 本课程设计任务是********************供配电设计。

某高校生活区配电系统设计

摘要 本次设计题目为某高校生活区配电系统设计，该系统通过降压变压器与10kv公共电源干线相连，然后向学校供给电能。该校对供电可靠性要求也较高。因此，必须采用可靠性较高的接线形式。 本次设计主要内容包括：负荷计算、短路电流计算、电气主接线的设计、电气设备的选择与校验（包括主变压器的选择、断路器及隔离开关的选择与校验、导体的选择与校验、电流互感器的选择与校验、电压互感器的选择和避雷器的选择等）和变配电所的布置与结构设计。其中，主接线代表了变配电所主体结构，它对各种电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系，并将长期影响电力系统运行的可靠性、安全性、灵活性和经济性。 在设计的过程中，本人参阅了大量的供配电系统设计、变配电所设计、建筑电气设计规范等相关的规范和设计手册，最后对该校供配电系统进行了初步设计。本设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。 关键词：变压器电气主接线电气设备继电保护

目录 摘要 第1章绪论 (1) 1.1 供配电设计的意义和要求 (1) 1.2 供配电设计必须遵循的一般原则 (1) 1.3 设计步骤 (2) 1.4 本次设计的主要工作 (4) 第2章系统计算负荷及无功功率补偿 (5) 2.1 负荷计算 (5) 2.1.1 负荷计算的内容和目的 (5) 2.1.2计负荷的确定 (5) 2.1.3 按需要系数法确定计算负荷的公式 (5) 2.1.4 负荷计算的结果 (6) 2.2无功功率补偿及其计算 (7) 2.2.1 无功补偿的目的 (7) 2.2.2 无功功率的人工补偿装置 (7) 2.2.3 并联电容器的选择计算方法 (8) 2.2.4 无功功率补偿的计算 (8) 第3章变配电所位置和主变压器及主接线方案的选择 (10) 3.1 变配电所位置的选择 (10) 3.1.1 变配电所型式的概述 (10) 3.1.2变配电所位置选择的一般原则 (10) 3.2 变电所主变压器的选择 (11) 3.2.1 变电所主变压器选型的原则 (11) 3.2.2 变电所主变压器台数的选择 (11) 3.2.3 变电所主变压器容量的选择 (11) 3.3 变配电所主接线方案的选择 (12) 3.3.1 变配电所主接线设计要求 (12) 3.3.2 变配电所主接线方案的拟定 (13) 第4章短路电流计算 (17) 4.1 计算短路电流的目的 (17) 4.2 短路计算的方法 (17) 4.3 标么值法计算短路电流 (17) 4.3.1 标么值的概念 (17) 4.3.2 电力系统各元件电抗标么值的计算 (18) 4.3.3 用标么值法进行短路计算的方法 (18) 4.4 短路电流的计算过程与结果 (19) 第5章变配电所一次设备的选择校验 (22) 5.1 一次设备选择与校验的条件与项目 (22) 5.1.1 一次设备选择与校验的条件 (22) 5.1.2 一次设备选择与校验的项目 (22)

无线供电技术简介

无线供电技术发展简介 第一章无线供电技术概述 电能传输和信号传递是电力电子技术所涉及的两个主要方面，两者往往共存于同一个电力电子应用系统当中，电能用来给系统运行提供动力或能量，而信号用来检测系统操作状态或传递控制指令。如今，信号传输以移动手机和无线INTERNET为例，以空气为媒介已经实现了长距离的非接触传递，极大地方便人们的生存生活；而电能的传输仍然主要有导线直接接触进行传输，电工电子设备的供电通过插头和插座来进行，其发展远远滞后于信号传输的发展。长期以来，利用磁耦合原理实现电能传输只是在传统变压器和感应电机当中得到了运用，基于此原理以空气为磁介质实现高等级电能传输最开始认为是不可能的，更不用提通过空气实现远距离的电能传送了。近年来，很多新的方法应用，无线供电又受到了热捧。在给移动设备进行供电采用无线供电技术(Wireless Power Technology)，简称WPT，越来越成为人们关心的课题。 无线供电技术（WPT）是一种新型的电能传输技术，其具备两大优点：一是让电器与电源完全隔离，使电器的灵活性、美观性、安全性、密封性的表现更好；二是WPT可以通过非导体来传播电能，如水、空气、土壤、玻璃等，因此可以实现隔物供电。 第二章无线供电的历史、发展与现状 实际上无线供电的设想早在一百多年前就已经出现。在1890年，尼古拉·特斯拉，这位现代交流电系统的奠基者就开始构想无线供电方法，最后提出了一个非常宏大的方案——把地球作为内导体、距离地面约60 km的电离层作为外导体，在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力。 到了20世纪20年代中期，日本的H．Yagi和s．Uda论述了无线供电概念的可行性；20世纪30年代美国的学者开始研究不利用导线去点亮电灯的输电方案。随着大功率、高效率真空电子管微波源的研制成功，20世纪60-70年代，Raytheon公司的William C．Brown 做了大量的无线供电方面的研究工作，使得这一概念变成实验结果，奠定了现代无线供电的实验基础。他所演示的直流—直流转换效率在54%左右。 2000年以后，无线充供电新技术越来越频繁地在各大通信技术展、电源新技术展上露面，各大公司也纷纷推出自己的研究成果。2007年6月，麻省理工大学的Marin Sohjacic和他的研究团队公开做了一个演示，他们给一个直径60 cm的线圈通电，点亮了大约2 m之外连接在另一个线圈上的60 w灯泡。在2008年8月的英特尔开发者论坛上，西雅图实验室的约书亚·史密斯(Joshua R．Smith)领导的研究小组再次向公众展示了这项基于“磁耦合共振”原理的无线供电技术，在展示中成功地点亮了一个1米开外的60 w灯泡，而在电源和灯泡之间没有使用任何电线，此次系统中无线电力的传输效率达到了75％。在2009年Windows 7的发布会上，微软CEO鲍尔默更是带来了最新的无线视频输出和无线供电技术。 目前广泛应用的主要有以下4中无线供电方式：电磁耦合、光电耦合、电磁共振、微波

基于单片机的红外遥控系统设计

课程设计 基于单片机的红外遥控系统设计 学院：计算机与通信工程学院 专业：通信工程 班级：通信11-3班 姓名： 学号：

天津理工大学 摘要 本设计采用51单片机作为遥控发射接收芯片，HS003B作为红外一体化接收发射管，在此基础上设计了一个简易的智能红外遥控系统。系统包括接收和发射两大部分，发射部分有16个按键，接收部分含有8盏彩色LED灯、一片二位数码管和蜂鸣器系统。发射部分通过键盘扫描判断哪个键被按下，经过单片机编码程序进行编码，控制红外发射电路发送信号。接收部分解码信号，实现相应的输出。本设计方案结合红外遥控设计简单、作方便、成本低廉等特点。 关键字：红外遥控信号调制编码解码

天津理工大学 目录 摘要................................................................................................................................................... I I 1.绪论 (1) 1.1课题目的和意义 (1) 1.2红外线简介 (1) 1.3红外遥控系统简介 (1) 2 课题方案和设计思路 (2) 2.1总体方案 (2) 2.2红外发射器设计 (3) 2.2.1红外发射器原理 (3) 2.2.2红外编码 (3) 2.3红外接收端设计 (4) 3硬件结构设计与介绍 (5) 3.1AT89C51系列单片机功能特点 (5) 3.1.1主要特性 (5) 3.1.2管脚说明 (5) 3.1.3基本电路 (7) 3.2红外发射电路 (8) 3.3红外接收电路设计 (9) 3.3.1红外接收模块 (9) 3.3.2数码管 (9) 3.3.3彩灯系统 (10) 3.3.4蜂鸣器系统 (11) 3.3.5红外接收端电路图 (12) 4 软件设计 (12) 4.1定时/计数器功能简介 (12) 4.2遥控码的发射 (13) 4.3红外接收 (14) 5.课程设计总结和心得 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 附录1P ROTEUS仿真图 (17) 附录2发射程序 (17) 附录3接收程序 (20)

工厂供电课程设计作业

一、工厂供电的意义和要求 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 二、工厂供电设计的一般原则 按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策； 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 （2）安全可靠、先进合理； 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 （3）近期为主、考虑发展； 应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 （4）全局出发、统筹兼顾。 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。 三、设计内容及步骤

某小区供配电系统设计

南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 学院（系）：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生： 指导教师： 完成日期 2014 年 5 月

南阳理工学院本科生毕业设计（论文） 某小区供配电系统设计 Design for the Power Supply and distribution system of a residence community 总计： 36 页 表格： 10 个 插图： 9 幅

南阳理工学院本科毕业设计（论文） 某小区供配电系统设计 Design for the Power Supply and distribution system of a residence community 学院：电子与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师（职称）： 评阅教师： 完成日期： 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology

某小区供配电系统设计 ［摘要］住宅小区供配电系统的稳定运行直接影响着人们的日常生活及秩序。因此研究小区供配电系统如何更好的实现安全、可靠、经济运行具有现实的意义。本课题初步对住宅小区的供配电系统进行设计，并根据国家相关标准对所设计的内容进行规范化。分析小区的原始数据和供电特点，对小区各类负荷进行计算；通过计算负荷选择变压器的容量和数目完成变电所的设计；合理选择电气主接线方式；根据短路电流选择合适的电力电缆；确定建筑物防雷等级，做好小区的防雷接地保护。设计过程中不仅要保证供电的质量和安全性，还应尽量满足供电的经济性，节省能源和材料。 ［关键词］计算负荷；短路电流；变压器；供配电设计；防雷接地 Design for the Power Supply and Distribution System of a Residence Community Electrical Engineering and Automation Specialty MA Jun-yao Abstract: Residence community for safe and reliable operation of the distribution system directly affects people's daily lives.This project is initially designed for the power supply and distribution system of the residence community. And also the design is normalized in accordance with the relevant national regulations and standards. So the power supply and distribution system in residence community district how to realize the safe, reliable and economic operation has realistic meaning. Analysis the raw data for the residence community and load calculation of the residence community. Based on the calculated load the measures of power supply and distribution of the residence community is designed. It includes the electric main wiring design, transformer and distribution substation design. Meanwhile the appropriate electric power cable are selected according to the short-circuit current. And the protection design about grounding for lightning is also essential. Not only must the quality and safety of power supply be ensured, but also the economical power supply, energy-saving and material-saving should be met as much as possible. Key words:Load calculation; Short-circuit current; Transformer; Power supply and distribution design; Grounding for lightning 目录

无线供电无线供电无线供电无线供电IC

无线供电IC VOXxxMPxx及其应用 作者：古人 时间：2007-9-1 无线供电（WirelessPower）是一个古老又时新的话题。从1831年法拉第的第一台发电机的发明，使有线供电成为现实以来，在长达两个世纪的漫长过程中，无数的科学家和幻想家都希望有朝一日能实现无线供电，并为之奋斗不息。近来，在Internet上，无线供电可谓是捷报频传，如无线供电的蓝牙耳机、无线供电的电动牙刷、无线供电的圣诞树等等，特别是美国麻省理工学院的无线供电，竟能在2米外点亮一只60W灯泡，真是神奇！ 在google中输入“无线供电”进行搜索，意外地发现，无线供电不但实用而且已经产业化了。明天科技公司的VOXxxMPxx系列(x为数字)无线供电IC就是一个先例。它有多个型号，如VOX06MP01、VOX12MP05、VOX24MP20等，从网上下载它们的使用说明书后发现，这些型号的无线供电IC具有不同的工作电压和无线供电能力，它们分别是1W、5W 和20W（指接收端实际接收到的电功率），它们的应用电路十分简单，外围元件极少，只有两三个常见电容或电阻，更令人兴奋的是，其价格也十分便宜，均在人民币十元以内，颇具实用价值。 现将此类IC的应用归纳如下，以供参考。 ： 一、VOX00MP00的主要特征 的主要特征： 1、 三极或四极结构、厚膜封装。 2、 DC-AC转换。应用电路简单，调试方便。 3、 发射线圈和接收线圈是完全分离的。发射线圈在用电器我外，接收线圈在用电器内， 电能从用电器外部传到用电器内部，因此，实现了电力的无线传输（无线连接）， 也实现了电源与电器的彻底分离,增强了电器的安全性、灵活性、防水性、神密性 等。 4、 发射线圈和接收线圈的匝数很少，仅需数圈便可工作，且形状可任意改变，适用于 不同的电器。 5、 不依赖任何介质而工作。电力的无线输送可以穿越多种介质，如空气、木质材料、 玻璃、甚至水等非金属介质，并实现了同样的功能和效率。但贴近的金属将严重影 响其工作效率。 6、 工作时不干扰常用家电，对人畜无害，也不影响磁卡数据。 二、工作电路 现将它们的工作电路摘录如下：

红外遥控发射和接收系统课程设计

红外遥控发射和接收系统设计 摘要 本设计是以红外技术为基础,可以实现无线遥控,摆脱了信息传递需要导线的限制,而且红外实现方式灵活,得到了广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展,红外集成芯片价格的降低,更加扩展了红外的应用范围。现在在我们的日常生活中都能感受到红外的应用，以及它给我们带来的便利。本设计充分利用能够很容易买到的普通电视机遥控器，通过编码发射红外线，然后由通用红外接收芯片sw0038实现对红外的接收，但是因为考虑到题目的要求仅仅是实现对一个开关的简单开管控制，所以舍弃了依靠单片机来对遥控器发出的红外进行解码实现多种控制的方案。本方案简洁可行，充分利用现有的资源进行开发，取得比较好的效果，并且具有良好的移植性，可以通过简单的修改就应用到其他领域。 关键字：红外遥控红外解码双稳态 Abstract This design is take the infrared technology as a foundation, realizing the wireless remote control, getting rid of the the limit of wire information transmission. Beacause infrared technology is easy to be realized,it is widely used in many fields. Specially ,with the chip technology development, infrared integrated chip price reducing, even more expanded the infrared application scope . Now in our daily life ,we can feel the application of the infrared, and the convenience it has brought us.In this design,I take ordinary television remote control device to realize coding and Infrared Emission,then it is received by the general infrared receive chip sw0038 .what the topic requests is merely the realization of a simple switch control,so I give up the program on the MCU. The program is simple and feasible, making full use of the existing resources for development, and achieve fairly good results.It has a good portability,so only after a little change,it can be transplanted to other fields. Key word: infrared remote control infrared decode bistability

无线充电技术三大主流标准简介

无线充电技术三大主流标准简介 虽然大部分人对无线充电技术并不感到陌生，但诺基亚Lumia 920发布以后，无线充电功能还是受到人们的普遍关注。作为主打卖点之一，无线充电让Lumia 920与目前主流的手机产品形成了差异化，个性鲜明。但实际上，诺基亚并不是最早在手机上使用无线充电技术的厂商，一年前飞利浦就曾推出过Qi无线充电标准的手机，但最终并未引起消费者关注。 实际上，目前的无线充电技术还不算成熟，不仅技术发展缓慢，标准也尚未统一。目前主流的无线充电标准有三种：Power Matters Alliance（PMA）标准、Qi标准、Alliance for Wireless Power（A4WP）标准。下面我们就针对这三种标准进行简单介绍。 1. Power Matters Alliance标准 Power Matters Alliance标准是由Duracell Powermat公司发起的，而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司Powermat合资经营，拥有比较出色的综合实力。除此以外，Powermat还是Alliance for Wireless Power（A4WP）标准的支持成员之一。 目前已经有ATT、Google和星巴克三家公司加盟了PMA联盟（Power Matters Alliance缩写）。PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备，打造无线供电标准，在无线充电领域中具有领导地位。 目前Duracell Powermat公司推出过一款WiCC充电卡采用的就是Power Matters Alliance 标准。WiCC比SD卡大一圈，内部嵌入了用于电磁感应式非接触充电的线圈和电极等组件，卡片的厚度较薄，插入现有智能手机电池旁边即可利用，利用该卡片可使很多便携终端轻松支持非接触充电。 WiCC充电卡 另外作为支持，星巴克计划在波士顿地区17家门店进行Duracell Powermat无线充电试点，这将为PMA在美国立足提供有力的支撑。星巴克首席数字官Adam Brotman表示：星巴克将在部分桌面上安置无线充电设备，看看顾客反应如何。如果顾客没有与iPhone或

某工厂供电系统的设计_毕业说明书

毕业设计(论文) 题目某工厂供电系统的设计

摘要 作为当今工业发展最重要的能源和动力，电能既可以由其他能量转化也可以转化为其他的能量。电能的输送和分配具有可靠、经济、安全、快捷的特点。电力用户包括工业、农业、交通运输等国民经济各个部门以及市政和居民生活用电等。因此，保证可靠、安全、经济、高质量的供电对于工农业的生产和人民生活有着很大的影响和重要意义。 冶金厂供配电设计应根据各个车间的负荷数量和性质、无功补偿、变压器的台数和容量的选择、短路电流的计算以及变电所高低压侧电气设备选择等因素，从而为该冶金厂提供安全可靠、优质的电力资源，并可最大限度的减少公司的资金投入和降低运行成本。使用的方法：工厂的供配电设计应考虑多个方面，运用负荷计算，变压器容量、型号、数量的计算，无限大容量电源系统供电时短路电流的计算，以确定各高低压侧电气设及导线的规格，再进行变压器继电保护装置的设计和整定以及防雷接地设计。最终为本冶金机械修造厂设计一个安全可靠、经济合理、技术先进的供配电控制系统图，满足该厂的生产需求。 关键词：电力系统；继电保护；供配电；负荷计算；短路电流

Abstract As of today's most important industrial development of energy and power, power not only by other energy conversion can also be converted into other en ergy. Electricity transmission and distribution of reliable, economical, safe, fast. Electricity users, including industry, agriculture,transportation and other various n ational economic sectors aswell as municipal and residential electricity. Therefor e, to ensure reliable, safe, economical,high quality power supply for industrial a nd agricultural production and people's lives have a great impact and significanc e of. Metallurgical plant for distribution design should be based on the number and nature of each workshop load, reactive power compensation, transformer st ation numberand choice of capacity, the calculation of shortcircuit current and t he substation high and low pressure side of the electrical equipment selection a nd other factors, which forthe metallurgical plant providing safe,reliable, high-qu ality power resources, and can minimize the company's capital investment and l ower operating costs. Using the method: the plant for distribution design should take intoaccount various aspects, the use of load calculation, transformer capaci ty, model, quantity calculation, the calculation of the infinite bulk power system short-circuitcurrent when powered to determine the high and low pressure side of the electrical equipment and wire specifications, design and tuning of transf ormer protection devices, and lightning protection and grounding design.Final-ba sed metallurgicalmachinery repair workshop to design a safe and reliable and ec onomically reasonable, technologically advanced power supply control system di agram to meet the production needs of the plant. Key words：Power systems; protection; supply and distribution; load calcul ation; short-circuit current