—2024—
北洋河工电气论坛
第36期
2024年10月8日,省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室成功举办第36期北洋河工电气论坛。本期论坛围绕无人机无线电能传输技术展开讨论,邀请了中国矿业大学荣灿灿老师进行专题报告。国重实验室副主任张献教授出席论坛,陈聪老师主持论坛。
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开场环节
张献副主任对荣灿灿老师的到来表示诚挚欢迎,对其学术成就表示高度认可。热烈的欢迎仪式让在场的每位师生都感受到了一种积极向上的氛围,同时激发了师生对本期论坛的热切期待和探索热情。
张献副主任致欢迎词
陈聪老师接过主持棒,发表了简洁而热情的开场白。随后,陈聪老师引导大家将注意力集中到荣灿灿老师身上,并邀请他上台讲解,与会师生用热烈的掌声表达了对荣灿灿老师的欢迎。
陈聪老师主持论坛
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报告环节
报告:无人机无线电能传输技术 荣灿灿
荣灿灿老师的报告介绍了无线电能传输技术的发展历程和现状,并指出了无线电能传输技术在无人机研究中的巨大优势。同时,指出了在无人机无线电能传输技术的发展中面临的抗偏移、传输效率、系统稳定性和安全性等挑战,并介绍了阵列线圈、单极性线圈等对解决抗偏移问题的优势与不足。
荣灿灿老师介绍研究背景
荣灿灿老师对无线电能传输在无人机上的应用进行了介绍,深入探讨了无人机无线电能传输技术的关键问题:
问题一
对无线电能传输的发射和接收系统进行电路分析,列出回路方程,并用MATLAB进行了模拟仿真分析,从仿真结果中发现当工作频率等于原副边的谐振频率时效率最高,且当发射线圈与接收线圈的耦合系数越高时,无线电能传输系统对谐振频率的敏感性降低。
问题二
对线圈结构进行了研究与优化,对不同线圈结构进行仿真,对比了不同形状线圈磁场的强度,方形线圈对比圆形线圈可以产生强度更大的磁场,然后,利用遗传算法对线圈匝数进行优化,当随着线圈匝数的增加,传输效率呈现先增大后减小的变化规律,在临界匝数N=15时传输效率最大。
问题三
为了使无线电能输出功率稳定,设计了无人机在不同高度下接收线圈的半径大小,从而使接收线圈在横向偏移及对角偏移下始终处于磁场均匀区域。
问题四
对设计的理论参数进行了实验验证,经过优化后无线电能传输技术实现了100W的稳定功率输出,水平偏移及对角偏移时传输效率分别提高了32.89%和56.23%,大大提升了无人机充电续航的抗偏移能力。
荣灿灿老师介绍研究内容
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互动环节
荣灿灿老师讲解完成后,一位老师询问荣灿灿老师关于超材料在无人机上的使用方面有什么看法?荣灿灿老师回答道,超材料是从光学的研究中引申出的概念,使用在无人机领域,可以减轻无人机的重量,有效提升无人机的性能,但是超材料易受频率影响,要在特定频率下才能使用,这也是无人机领域面临的一大挑战,为进一步研究确定了发展方向。
两位老师探讨问题
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合影留念
报告结束后,与会师生用热烈的掌声表达对荣灿灿老师讲解的赞赏。荣灿灿老师用心的讲解,开拓了学生的眼界,使学生了解了无人机在无线电能传输技术的应用中面临的发展局限,指明了进一步的研究方向,这也激励着学生勇于探索,突破局限,进而推动无人机无线电能传输技术的发展。
会场照片
最后,陈聪老师感谢了荣灿灿老师的精彩报告并颁发证书。本次学术报告圆满结束。
陈聪老师为报告人颁发证书
文字丨刘阳 刘荣美 谢红娟
图片丨王建 刘阳 张艳丽
排版 | 王丹
审核 | 刘福贵 张德权 张献