第一篇:無線傳輸發射事業的技術管理論文
摘要:本文以無線傳輸發射事業為主題,結合當下發展新形勢,對其相關的技術管理問題展開具體分析。首先對其進行了簡要概述,主要從創新思路的角度展開,重點從解放思想、和諧發展、機制創新,專業維護、系統維護、過程管理、產業化發展等方面進行了細致闡述。希望通過本文初步論述可以引起更多關注與交流,同時希望可以為該方面的研究提供可資利用的信息,以供參考。
關鍵詞:新形勢;無線傳輸發射;技術管理
科技創新與時代發展共同催生了數字化、計算機、互聯網等新型技術,現在它們已經應用在了生活的各個層面,而且產生了深遠的影響,同時,也推動了廣播電視技術的革新與發展。從目前的發展情況來看,傳統與現代的融合是大趨勢,行業分工出現細化、多元發展的形態,出現了資源的再次整合,總體來看,競爭與繁榮并存,發展與機遇同在。除了技術方面的進步以外,還應該注重于對技術的管理,比如,在當下對于無線傳輸發射事業方面的技術管理就非常值得研究。
一、解放思想、和諧發展
在市場經濟與技術普遍革新的時代,應該進一步解放思想,提高對無線傳輸發射事業在當下的發展與改革的認知,注重技術性革命帶來的促進與重大影響;另一方面,應該認識到和諧發展、促進其融合的必要性,這是因為,計算機與互聯網技術為代表的信息技術再不斷的沖擊著傳統的廣電媒體,因此,應該做好融合事宜,堅持引入新技術。另外,應該以現代化的管理思維去思考管理方面的全面性,比如,對于技術的管理,也應該納入其中;因為只有技術的功能性得到較好的管理,才能更優化,才能更好的將作用發揮到極致。在這些新思想的應用前,還應該注意到我國當下提倡的“以人為本”的發展理念與“和諧共生”的發展期望。
二、將事業與機制創新并舉
從改革開放三十多年來的經驗分析,機制創新在每一項事業中都起到了舉足輕重的作用。從無線傳輸發射事業的發展方面看,近年來的變化是巨大的,比如在技術裝備方面的更新、在技術手段方面的改善、在維護方式方面的便捷化以及隊伍結構的優化與調整,加之環境建設的不斷完善等,都可以很好的促進無線傳輸發射技術與無線傳輸發射事業共同發展,機制的改革創新與無線傳輸發射事業共同發展。以十年來的發展可以認識到,設備總功率的提升、傳輸總時間的增加、發射總時間的翻倍等。但是體制創新較為薄弱,傳統的管理思維模式較為牢固,因此,應該加強反思能力,增加多樣性,寬容差異性,正確對待個性化的發展與獨立表達的風格。首先,應該使老舊傳輸發射業務與新的業務發展相結合,并且為其整合與融合提供便利條件;其次,應該以創新為主導,將發展作為第一要素加以認知,并積極去進行機制探索與創新;第三,應該以技術管理為中心,并對其各層面進行挖掘式探析,比如對于用人機制、激勵機制、全臺管理機制等方面的探索等;第四,應該做好檢驗機制的創新,從系統化的角度進行體系化的評估體系建設。
三、做好傳統方式向現代方式的轉型準備
首先,在電臺技術管理方面,有四大基礎環節,分別是技術運維、技術安全、技改大修、技術培訓,傳統的管理方式采用值班與檢修相結合,并形成了應知應會加崗位責任制,而且還形成了預案技術運維管理;其次,新形勢下的智能化發展等,體現了新技術要求適合于其身的管理方式;現代化的處理方式主要是利用網絡信息與一體化、自動化完成值班、抄表、換頻、檢修等任務。因此,應該注重二者的差異與共同之處,充分的理解技術運維方式的重要價值,并對其重新進行定位分析,防止因盲目及操之過急而帶來麻煩;還應該調動各方面積極性,解決好人員的重組問題,職能管理部門應該加強分類指導??傊?,應該積極的促進傳統向現代的逐步良好過渡,切勿操之過急。第三,具體來講,應該更新設備,并做好技術應用方面的學習與研討,重要的是通過對這些新技術的應用實現對其有效的管理,也就是說,把技術應用吃透、弄精,然后,在其基礎上,加強技術管理,以此推動整體的轉型。因為從整體上講,技術與科學是推動人類社會向前發展的動力;此前,人們注重利用科學與應用技術,但現在,應該在技術應用的基礎上,探討管理問題,實質上,也是對技術的科學應用與合理配置,以及優化升級,比如德國工業4.0的出現,就是通過技術管理與優化實現的,所以,應該積極的抓好無線傳輸發射事業的技術管理,從而提升其整體的升級改造能力。
四、加強專業維護與系統維護
首先,應該承認,近些年來的改革與發展,確實改變了諸多弊病,但是,以系統維護的角度分析,各方面還存在諸多不足,比如在思想認識、理論聯系實踐以及科學合的措施跟進方面一直略顯不足,所以,應該積極的加強專業維護與系統維護兩個方面。換句話講在維護管理中,應該進行重點維護、系統維修相結合的管理理念。其次,應該做好人才的選拔與人才的培養,盡可能的向社會招賢納士,在內部實行競爭激勵制度,并利用一系列的資源,進行綜合性治理,以專業化的技術性培訓為主,以現代化的管理思維進行頭腦訓練,還可以進行一些“頭腦風暴”之類的小桌會議等,不斷的促進人才素質的提升,以此保證專業化人才的基礎牢固化;第三,即是在人才培訓與培育的基礎上,進行團隊建設,最好是以合作精神為主導,先進行一些理念方面的講解與更新,轉變思維,有一個整體上的認識方面的更新;第四,應該堅持現代化的科學管理理念,以技術管理、資源管理、財務管理等相結合,形成一種全面化的綜合管理模式,如此,才能更好的為無線傳輸發射事業提供更為強勁的動力。
五、從結果管理到過程管理的轉變
當前形勢下的無線傳輸發射事業,需要加強技術管理,然而技術滲透于每個必要的細節之中,因此,就應該認真的去研究技術,并且對其各個細節進行記錄與分型,利用經驗積累,完成從設備機械的維護到設備維護機構的調整,通過全局運維管理,完成各方面的改造升級工作。另一方面,應該將過程化管理與產業發展結合起來,并利用管理上的進步與事業上的延伸融合,達到多元化發展的目的。另外,還應該注意對管理人才的培養,一方面加強對其專業知識與技能的訓練工作,另一方面,應該對其組織性建設、團隊建設添加一些新的力,從而將人才培養提升到一個新的階段,以此與現代化的傳播能力相適應。最后,還應該注重專家群體與一專多能相結合,避免出現顧此失彼的現象。
六、產業化經營發展之路
無線傳輸發射事業的技術管理是為了提升其事業,為其發展提供可靠保障。但是從當前市場經濟環境與不斷的改革深化背景看,將其產業化是重要的發展趨勢之一。因而,應該在無線傳輸相關企業單位中進行一些產業化問題的研討。首先,應該確保無線傳輸發射事業的絕對向好發展,并努力提升其管理水平,優化技術管理,做好它的轉型與現代化改革,應用現代化的管理思維克服傳統的管理思維帶來的負面影響,最終做好這一事業的繁榮發展;其次,該事業的發展,有力于促進一種新的思維方式,比如,促進其向產業化方向發展,從而提升產業化經營的手段與戰略部署,從而逐漸進行兩者的協調共處,共同向前;第三,分析其中的原因可以認識到,市場經濟環境下的人民需求與經濟表現的形式更加多樣、豐富,而且新技術的更新,新業務的擴展,投資、融資方面的多元渠道的開拓等,都有利的使單一的公益性服務受到了極大刺激,有利于形成多方向發展的產業化運營方式,并且由于多層需求的增加,廣電產業化的發展趨向與發展之路也已開啟。第四,應該構建起更為和諧的技術發展環境,換句話講,即處理好技術與發展之間的矛盾,以技術促進發展,以加強技術管理推動整體發展向著環保、節約、和諧的方向發展。第五,在這方面的發展,應該以事業作為基礎,以產業作為發展目標,堅持資源的有效利用以及發展方向的科學化,堅持以人為本,并利用創新思維進行一系更的事業、產業協調發展等。
七、結束語
總而言之,筆者認為在新的時代,就應該堅持與時俱進、因時制宜;所以,在無線傳輸發展事業方面,一方面應該加強技術的引入與研究,另一方面更應該加強在普遍的技術發展狀況下的技術管理。尤其是應該堅持創新精神,進一步解放思想、轉變理念,搞好隊伍建設,增強新形勢下的適應性,還應該以和諧發展、可持續發展為戰略上的導向,以專業與系統的維護技術為保障,從而促進廣電無線傳輸發射事業的全面發展。
參考文獻:
[1]王靜.廣電應發揮自身優勢向混合型傳輸轉型——第十屆京、津、滬、渝有線電視技術研討會和廣電無線傳輸發射新技術研討會紀實[J].廣播電視信息,2012(12).[2]國家廣電總局無線電臺管理局.構建現代廣播電視傳播體系——我國廣播電視無線傳輸發射事業發展掃描[J].中國無線電,2013(8).[3]張建立.新形勢下的無線傳輸事業發展[J].廣播電視信息,2014(8).
第二篇:廣電傳輸發射技術交流會情況報告
2011年第七屆全國廣播電視 傳輸發射技術交流會情況報告
一、會議情況
2011年4月12日至18日,第七屆全國廣播電視傳輸發射技術交流會在成都召開,交流會共邀請全國18個省市156名無線傳輸管理中心、地方臺站的技術維護人員參加,主要圍繞發射機維護保養、雷電防護、安全播出、數字傳輸技術等方面進行經驗交流。我有幸參加了這次技術交流會。
在交流會上,廈門廣電集團發射傳輸中心首席工程xxx成等四名嘉賓作了《中波天調網絡與防雷結構的優化》、《中波天調網絡阻抗匹配與工作帶寬》等五場技術交流講座;與會人員還互動交流了發射機維護管理經驗、設備自動化管理、雷電防護等內容。
二、交流感悟
我參加交流會幾天來,在講座和各種交流活動中,通過參加講座、課間討論、資料閱讀、考察學習等方式,開拓了視野,增長了見識,學習了其他臺站先進的管理經驗和維護方法,具體說來有以下幾點感悟:
1、發射機維護是一項應用型工作,只有把理論與實踐良好地結合在一起,才能干好工作。在第一場講座中,交流嘉賓就對原裝進口中波天調網絡設備中,防雷結構工作不穩定的現象提出了質疑,并通過大膽設想,小心論證,針對性提出了改造優化方案,經過長期的觀察論證改造,設計了新的防雷結構,解決了問題,申請了發明專利。由此可見,實踐在維護工作中的重要性。
2、默默無聞、無私奉獻是廣電人優秀品質。在考察途中,我與廣東南方傳媒集團幾名工程師進行了深入交流。他們中有年輕的工程師,有年過半百的老專家,許多人幾十年如一日地在粵北山區的臺站工作,不計個人得失,揮灑青春熱血,默默奉獻終身。這也讓我想到了我們臺里在海島、在高山、在坑道里的同志們,他們也是在平凡的崗位,鑄就一個又一個的不平凡。
3、廣電技術發展日新月異。例如此次會議中介紹的一種曲線式中波小天線,大大克服了傳統中波天線缺點:一是采用了加頂技術降低了天線高度,免去了傳統拉線,大大提高了抗風防震能力;二是天線底部反射板采用10m*10m的地板,大大減少了占地面積;三是加寬發射系統的寬帶并大大提高了其防雷性能;四是實現了小天線三頻共塔;且該天線性能穩定可靠,覆蓋效果與傳統中波天線相當。
三、總結
參加本次交流會給我提供了一次極好的走出去學習的機會,既學到了新知識、有了新收獲,也認識到了許多新朋友。經過這次發射技術交流會,我也要把學習到的好經驗、好做法帶回到日常的技術維護工作中來,腳踏實地,努力工作,進一步提高自身的各項素質能力,為分臺的建設發展添磚加瓦。
第三篇:無線電力傳輸講座知識總結
無線電力傳輸定義:以非接觸的無線方式實現電源與用電設備之間的電力傳輸。
1889: 尼古拉?特斯拉提出無線電力傳輸的構想。無線電力傳輸方式: 電磁感應式 諧振耦合式
輻射式(無線電波、微波、激光方、超聲波等方式)
電磁感應式
定義:(非接觸感應式)電能傳輸電路的基本特征就是 原副邊電路分離。原邊電路與副邊電路之間有一段空隙,通過磁場耦合感應相聯系。特點: 較大氣隙存在,使得原副邊無電接觸,彌補了傳統接觸式電能的固有缺陷; 較大氣隙的存在使得系統構成的耦合關系屬于松耦合,使得漏磁與激磁相當,甚至比激磁高; 傳輸距離較短,實用上多在mm級。缺點:
電磁感應方式傳輸控制不好,在其范圍內的金屬都會產生電磁感應消耗電源能量,另外還會使設備的線路感應發熱,嚴重時會損壞設備。諧振耦合式傳輸
諧振耦合方式(WiTricity技術):系統采用兩個相同頻率的諧振物體產生很強的相互耦合,能量在兩物體間交互,利用線圈及放置兩端的平板電容器,共同組成諧振電路,實現能量的無線傳輸。)輸電線中的電能傳入用銅制造的天線中; 2)天線以9.90MHz的波長振動,產生電磁波; 3)天線發出的能量傳播到2米(6.5英尺)外;
4)同樣以9.90MHz的頻率震動的接收線圈,能量充入設備中
5)沒有轉換成能接收的能量不會被線圈重新吸收。不能產生9.90MHz共振的人和其他物體不會對它產生干擾。
2008年8月,Intel西雅圖實驗室的Joshua R.Smith研究小組基于磁諧振耦合無線能量傳輸技術開發出可為小型電器充電的無線傳能裝置能夠實現在1m距離內給60W燈泡提供電能,效率可達75%。特點:
? 利用磁場通過近場傳輸,輻射小,具有方向性。中等距離傳輸,傳輸效率較高。能量傳輸不受空間障礙物(非磁性)影響。?
傳輸效果與頻率及天線尺寸關系密切。缺點:
? 諧振耦合方式安全實現問題比較嚴重,要想更好的實現諧振耦合,需要傳輸頻率在幾兆到幾百兆赫茲之間,而這一段頻率又是產生諧振最困難的波段。
輻射式傳輸
無線電波式:主要由微波發射裝置和微波接收裝置組成,接收電路 可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負載 作出調整的同時保持穩定的直流電壓。
微波和激光的無線能量傳輸技術
微波無線能量傳輸技術目前尚處于研發階段,其技術優點是成本較低,技術瓶頸是效率太低,而且容易發熱,損壞設備。
2009年,Lasermotive使用激光二極管,在數百米的距離傳輸了1千瓦以上的功率,打破了多項世界紀錄,并贏得了美國航空航天局(NASA)的大獎。無線電方式問題主要在于其在能量傳輸過程中能量損耗太大,傳輸效率太低。
如果輻射是全方向性的,則能量傳輸效率會十分的低;如果是定向輻射,也要求具有不間斷可視的方位和十分復雜的追蹤儀器設備。應用及前景 1.醫療
2.游戲,娛樂
3電動汽車的無線充電
待解決的問題: 電磁輻射安全問題 電磁兼容問題
系統整體性能的提高 產品推廣中的標準統一 電力公司如何計費、收費 電磁輻射安全:
傳統供電:傳輸路徑上,能量可控。無線通訊:微小功率。
無線電力傳輸:①路徑上能量不易控;②能量功率較大。危害機理:
1.熱效應:人體是導體,接受電磁波而產生渦流,發熱。
2.非熱效應:人體組織和器官存在微弱電磁場,受電磁波而破壞平衡,影響人體機能。
3.積累效應:高能電磁輻射造成的危害未來得及自我修復之前再次受到輻射,傷害程度就會積累。
高能量的能量密度勢必會對人身安全及健康帶來影響。如:
地磁場50-60μT,核磁共振0.5-4T; 陽光的功率密度一般為100mW/cm2。
所以采用無線輸電時要考慮避免對人身的傷害。電磁耦合共振中程傳輸
? “中程”距離:可達感應線圈半徑8倍的距離。
? 發射裝置與能量源相連,并不向外發射電磁波,而是利用振蕩器產生高頻振蕩電流,在發射線圈周圍形成一個非輻射磁場,即將電能轉換成磁場; ? 當接收裝置的固有頻率與收到的電磁波頻率相同時,接收電路中產生的振蕩電流最強,完成磁場到電能的轉換,從而實現電能的高效傳輸。
? 電磁耦合共振中程傳輸
能量的傳輸是在一個共振系統內部進行,對系統外的物體(非共振頻率)不會產生影響。
一般情況,其磁場強度與地磁場相似,50-60μT 微波/激光遠程傳輸
無線電波波長越短,其定向性越好,彌散越??;
電力通過振蕩器變換成微波/激光電力,從送電的天線向遠處以微波/激光形式無線送電;
接收天線由半波長的偶極天線、整流二極管、低通濾波器及旁路電容組成,可接收微波/激光并轉為直流電力。微波/激光遠程傳輸
微波:頻率為300MHz~300GHz的電磁波 ;
現有的研究中,兩種頻率比較常用:2.45GHz、5.8GHz,可穿越云層。激光:3.846*10^(14)Hz到7.895*10^(14)Hz。
障礙物會影響激光與接收裝置之間的能量交換,穿越云層能量損耗大。在接收整流天線口徑面以外的區域基本都是符合輻射安全標準的,在接收天線口徑面內的輻射相對較強,需要在接收系統外圍建立保護禁區。目前一般采用的微波功率密度約為5mW/cm2
無線能量傳輸系統在工作時周圍空間會存在高頻電磁場,這就要求系統本身具有較高的電磁兼容指標。電磁兼容性問題三個因素: 電磁干擾源; 耦合途徑; 敏感設備。
從這三個因素入手,對癥下藥,消除其中某一個因素,就能解決電磁兼容問題。因此采取有效的抗干擾措施、屏蔽技術、合理使用電磁波不同的頻段、避免交叉、重疊等造成不必要的電磁干擾。微波電磁兼容問題
微波:頻率為300MHz~300GHz的電磁波 ;
現有的研究中,兩種頻率比較常用:2.45GHz、5.8GHz,這兩個頻率已經分配給ITUR無線廣播、工業和醫學當中使用。同頻率間的電磁干擾是必須考慮的。
電磁感應式:
包括輸入整流、高頻逆變、可分離變壓器和輸出整流濾波等環節??煞蛛x變? ? ?
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? 壓器按其原邊與副邊的相對運動狀況又可分為:靜止、旋轉和相對運動三種形式。
電磁感應式:
? 滿足要求的前提下,縮短傳輸距離,提高效率; ? 提高原邊與副邊的橫向位置精確度;
? 避免金屬異物進入傳輸線圈之間引起局部發熱現象。
由RF電路產生與諧振線圈固有頻率相同的高頻正弦信號,經過線性功率放大之后,注入到發送端LC諧振線圈,經過非輻射性高頻磁場耦合,能量傳遞到接收端諧振線圈,經過輸出整流濾波之后為負載供給能量。傳輸距離一般為8倍線圈距離??s小銅線圈;增大傳輸距離。微波式:
高性能天線;微波源;微波接收整流設備。
微波式-微波源:
? 微波電子管在高電壓下可以放大較高功率的微波,具有較高的效率(70%); ? 半導體放大器通常只放大低功率微波,其所需要的電壓也比較低,然而它的成本卻較高。
微波式-整流設備:
? 硅整流二極管天線:由一個天線及高頻整流電路所構成,高頻整流電路能夠將微波信號經由肖特基二極管整流成直流電源。
如:一個微波吸收效率為85%的硅整流二極管天線,其覆蓋直徑為5km。Qi標準—產生背景
設備使用的充電器千差萬別,電源插口形式、設備插口形式、電壓等級、電流容量均存在較大差異,因此往往每臺設備都配有專用的電源轉換器,這既產生了極大的浪費和污染。
一個充電設備可供各種不同企業、不同品牌的便攜終端充電,Qi應運而來。Qi 標準的組成及基本原理
目前WPC 確定的Qi 標準1.0 版本是低功率技術規范,針對不超過5 瓦特的電子設備。針對不超過120 瓦特的中等功率技術規范制定工作也已于2010 年10 月啟動。
? 第一部分對無線充電器及接收器的界面進行定義;
? 第二部分和第三部分是對產品的表現要求和認證測試的要求。只有獲得認證的產品才能允許使用Qi 標識。
一塊充電板內部可以有多個變壓器原邊繞組部分,這決定了一塊充電板可同時為多少待充電設備充電的數量。原邊繞組和副邊繞組分別和無線通信控制單元連接,對能量變換進行檢測和控制。
第四篇:畢業實習個人小結--無線傳輸
個人小結
為期一個月的畢業實習已經結束,一個月只是時間長河中的一瞬間,但對于我來說確實千金難買的寶貴光陰。十幾年的學習生涯就要接近尾聲,實習是我跨入社會進行的一個熱身運動。畢業后,我們又邁入一個新的起點。新的旅程艱難又寬廣,我們又要迎接新的 挑戰,實習其實就是把自己學到的知識運用到平時的實際工作中去,在實習中不斷的磨練自己,增加一些實踐經驗,從中找出自己的不足之處,虛心學習一些實用知識,在實習工作中不斷學習,反復推敲,事事總結,增加自己的經驗。在整個實習過程中,每天都會有新的體會與發現,是對在校期間綜合理論的再學習與應用,力求適應并掌握書本以外的知識,增長和擴充知識面。
我本次畢業實習的內容是煉油廠應急響應系統的后臺數據處理與發布。應急響應系統是一種對企業突發事故進行快速、有序、安全地組織恢復的機制,能夠提供準確有效的分析統計數據,以便盡可能減少對生命財產安全的影響。隨著社會的不斷發展進步,當前的諸多企業安全管理工作已經不滿足企業的發展壯大,因為大多數都多停留在定期檢查的水平上,定性分析和隱患管理的方法落后、被動、反應慢,很難適應現代化的企業管理需要。突發事件具有危害性,不僅可能造成生命財產的巨大損失,甚至可能影響社會穩定。因此,為了有效預防突發公共事件的發生和控制突發公共事件帶來的損失和影響,企業建立可靠的應急系統就顯得非常必要。
這個項目的主要內容是煉油廠安全生產應急響應系統的是數據處理與后臺發布,功能是將前端數據采集系統采集到的數據用WEB網站進行處理并發布,在煉油廠的實際應用中可以使監控者實時的了解各個信息采集點采集的風向、風速等參數,以便在突發緊急狀況時可以快速的做出正確決定,以減少安全事故對煉油廠生命財產安全造成的損失。雖然我主要是做后臺發布,但是也參與了前端的數據采集系統的開發。在做前端數據采集系統的時候,由于煉油廠區不能使用移動通信來傳輸數據,原因是開銷太大,所以我們在設計的時候選用的是由無線通信來傳輸數據,但是無線通信也是存在一系列的實際問題,比如說干擾、傳輸距離、穩定性等問題,這些都是要進行多次測試的。我們首先是配置了連接主機的發送端,以及傳輸傳感器采集到的數據的接收端,在這兩個端口實現的過程中也遇到了許多問題,比如說數據傳輸延時、傳輸距離短、接受數據為亂碼、短距離接收不到數據等問題。經過長時間的努力以及在老師的幫助下,我和同組的另一位同學克服了這些問題。并且成功的完成了第一套裝備的配置。其后,由于信息采集點距離主樓太遠,單憑無線傳輸距離是不夠的,又在之間加了中繼器使得傳輸的實際距離達到一千米之遠。
三月十四號,在老師的帶領下,我們帶著已完成的裝備去了在南京浦口區的揚子石化糧油廠,并且在主樓以及一座群樓上裝上了發送端以及接收端,進行現場測試。數據的發送與接收是沒有問題的,可能是因為風向風速傳感器存在一些瑕疵,使得我們只能接收到實時風速而沒有風向,不過這已經是接近成功了。
在完成WEB后臺發布的時候,由于要與前端數據采集系統相連接,所以要創建觸發器,經常會遇到無法實現或者運行不下去的情況,然后便有了浮躁的情緒,但我知道最重要的是能夠適時地調節自己的心態,在困難面前,理順思路,尋找突破點,一步一個腳印的慢慢來實現自己既定的目標。越是不懂的東西才要去學,在學習的過程中你會收獲很多,在學習之后你會感覺到很有成就感,這也是我在這段時間的畢業實習設計中體會到的。我想這是一次對意志的磨練,也是對我實際能力的一次提升,相信這對我今后走向工作崗位是至關重要的。這次實踐是對自己大學四年所學的一次大檢閱,使我明白自己知識還很淺薄,雖然馬上要畢業了,但是自己的求學之路還很長,以后更應該在工作中學習,努力使自己成為一個可以參與工作能獨立完成設計的人。
總之,畢業實習使我獲得了人生第一筆寶貴的工作經驗,雖然在步入社會后,還有很多東西要學習,很多教訓要吸收,但我想我已經做好了足夠的準備,無論是心態上還是技能上?,F代社會的競爭是殘酷的,但只要努力地付出,我的職業生涯就必定會開出希望的花,結出成功的果——我相信
第五篇:無線電能傳輸裝置設計報告
無線電能傳輸裝置設計報告
摘要
磁耦合諧振式無線電能傳輸是眾多短距離電能特殊傳輸技術之一,它因其便捷,節
能環保而受到廣泛關注。現在磁耦合諧振式無線電能傳輸距離已經可以達到米級的范圍,甚至有些技術還能穿透障礙物,相信當無線傳輸距離問題解決以后該技術無疑對無線電能技術的發展具有重大的意義。該文主要講述了運用磁耦合諧振無限能量傳輸的原理設計制作的小型無線電能傳輸設備。該設備主要包括驅動發射線圈電路,磁耦合諧振傳輸電路,磁耦合諧振接收電路,整流濾波電路,以及顯示電路模塊等。當發射和接收端都達到諧振頻率時即可實現能量的最大傳輸。該設備在題目要求下可實現10cm以上,效率高達26%的能量傳輸,并且可以實現點亮30cm以外的2W的燈泡。
關鍵詞磁耦合諧振
無線電能傳輸
發射距離
接收效率
一、設計任務
設計并制作一個磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置,其結構框圖如圖1所示。
要求:(1)保持發射線圈與接收線圈間距離x =10cm、輸入直流電壓U1=15V時,調整負載使接收端輸出直流電流I2=0.5A,輸出直流電壓U2≥8 V,盡可能提高該無線電能傳輸裝置的效率η。(2)輸入直流電壓U1=15V,輸入直流電流不大于1A,接收端負載為2只串聯LED燈(白色、1W)。在保持LED燈不滅的條件下,盡可能延長發射線圈與接收線圈間距離x。
二、方案論證
2.1驅動發射線圈電路 方案一 :采用集成發射芯片XKT408和T5336搭建發射驅動電路。無線充電/供電主控制芯片XKT-408A,采用CMOS制程工藝,具有精度高穩定性好等特點,其專門用于無線感應智能充電、供電管理系統中,可靠性能高。XKT-408A芯片負責處理該系統中的無線電能傳輸功能,采用電磁能量轉換原理并配合接收部分做能量轉換及電路的實時監控。其主要特點為:
1.自動適應供電電壓調節功能使之能夠在較寬的電壓下均能工作 2.自動頻率鎖定 3.自動負檢測負載 4.自動功率控制 5.高速能量輸電傳送 6.高效電磁能量轉換
7.智能檢測系統,免調試 方案二:
采用MOS管無穩態多諧振蕩器,由兩路MOS管,高頻扼流圈和二極管組成對稱的振蕩器電路,原理圖如下所示:
該方案電路簡單明了,元器件少,并且操作起來簡單。綜上所述,我們選擇方案二。
2.2 磁耦合諧振傳輸和接收電路
方案一:
電磁感應式傳輸方式電能傳輸電路的基本特征是原邊與副邊電路分離,通過磁場耦合感應聯系。該電路的優點包括存在較大氣隙,使得原副邊無電接觸,可實現無線傳輸,較大的氣隙的存在使得系統構成的耦合關系屬于松耦合,使得漏磁與激磁相當,甚至比激磁高。缺點包括傳輸距離短,實際上多在mm級。電磁感應方式傳輸控制不好,在其范圍內的金屬都會產生電磁感應消耗電源能量,另外還會使設備的線路感應發熱,嚴重時會損壞設備。方案二:
諧振耦合方式該方案是由麻省理工學院物理系,電子工程,計算機科學系,以及軍事納米技術研究所得研究人員提出的。系統采用兩個相同頻率的諧振物體產生很強的相互耦合,能量在兩物題間交互,利用線圈及放置兩端的平板電容器共同組成諧振電路,實現能量的無線傳輸。該方式的優點包括。利用磁場通過近場傳輸,輻射小,具有方向性。中等距離傳輸,傳輸效率高。能量傳輸不受空間障礙物的影響。傳輸效果與頻率及天線尺寸密切。缺點包括諧振耦合方式安全實現問題比較嚴重,要想更好的實現諧振耦合,需要傳輸頻率在幾兆到幾百兆赫茲之間,而這一段頻率又是產生諧振最困難的波段。
其原理圖如下所示:
圖2-2 諧振耦合式電能傳輸原理圖
方案三:
無線電波式(輻射式)該方案類似于早期使用的礦石收音機,主要由微波發射裝置和微波接收裝置組成,接收電路可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負載做出調整的同時保持穩定的直流電壓。但其缺點有微波無線能量傳輸技術目前尚處于研發階段,其技術優點是成本較低,技術瓶頸是效率太低,而且容易發熱,損壞設備。
綜合本題目的各項要求,要求功率傳輸效率較高,同時距離要盡可能較大,我們選擇方案二,諧振耦合方式進行信號和能量的傳輸。
2.3 整流濾波電路模塊 方案一:
半波整流電路半波整流是指利用二極管的單向導電性進行整流,在輸入為標準正弦波的情況下,輸出獲得正弦波的正半部分,負半部分則損失掉。其電路圖如下所示
半波整流電路雖然達到了整流的目的,但是負載電壓及負載電流的大小隨時間變化,并且半
波整流是以犧牲一般交流為代價而換取整流效果的,電流利用率很低。
方案二:
橋式整流電路橋式整流是對二極管半波整流的一種改進,橋式整流利用四個二極管兩兩對接,輸入正弦波的正版部分得出正的輸出;輸入正弦波的負半部分時,另兩只管導通,由于這兩只管是反接的,所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高了一倍。所以我們采用的是橋式整流。其電路圖如下所示
.2.3 整流濾波電路模塊
方案一:
半波整流電路半波整流是指利用二極管的單向導電性進行整流,在輸入為標準正弦波的情況下,輸出獲得正弦波的正半部分,負半部分則損失掉。其電路圖如下所示圖2-3 半波整流電路圖半波整流電路雖然達到了整流的目的,但是負載電壓及負載電流的大小隨時間變化,并且半波整流是以犧牲一般交流為代價而換取整流效果的,電流利用率很低。方案二:
橋式整流電路橋式整流是對二極管半波整流的一種改進,橋式整流利用四個二極管兩兩對接,輸入正弦波的正版部分得出正的輸出;輸入正弦波的負半部分時,另兩只管導通,由于這兩只管是反接的,所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高了一倍。所以我們采用的是橋式整流。其電路圖如下所示圖2-4:橋式整流電路圖 綜合題目分析,我們選擇橋式整流電路,來提高效率的目的。2.4整流穩壓模塊
由于在接受過程中,會受到周圍環境的影響,所以如果直接利用單片機的AD 采集模塊進行數據采集,由于單片機采集數據速度較快,會使得顯示的數據不穩定,有很很大的漂移。所以我們在接收端添加了整流穩壓電路,本次比賽我們采用線性可調穩壓器LM317進行穩壓,使得輸出電壓得以穩定,便于顯示。2.5顯示控制模塊 方案一:
選用AT89C51控制12864顯示輸出電壓和電流,該方案的有利之處該單片機的使用相對成熟,網上有豐富的關于該單片機的資源,并且IO口操作簡單,價格便宜等。但是如果這樣控制模塊就會顯得很龐大,并且IO口不多,功耗大。方案二:
選用TI公司的開發板msp430,該控制板執行速度和效率相對較高,并且功耗低,處理能力強,系統工作穩定,但是控制起來相對復雜。在本次比賽中,我們選用方案二。三.理論分析與計算: 3.1系統整體模塊
本系統整體采用磁耦合諧振式無線電能傳輸,主要方案選取了兩個MOS管輪流導通,LC并聯諧振,將直流電能轉化成高頻電磁波發射出去,接受端與發射端諧振匹配,最大限度接受高頻電磁波,在經過后期的整流穩壓處理,通過單片機的控制可以在12864液晶上顯示出來。
圖3-1系統整體方案圖
3.2 發射端諧振驅動電路
原理分析:圖中左半部分電位器R1實際是一個撥碼開關,當開關合上時兩個MOS管都被上拉電阻驅動,但此時的工作狀態是暫穩態,并且在接通電源的瞬間,兩個MOS并不是同時導通的,總會有一個接通的更快,另一個MOS管關閉。當導通的MOS管的柵極電壓通過二極管驅動到零之后另一個MOS管被切斷,諧振回路的電壓會上升,當電壓上升到某點后促使導通二極管的g極電壓突變為0,然后MOS管由導通變為截止,同時另一路MOS管開始工作。如此反復就形成交變電壓。此時高頻厄流電感充當電流源,一旦通過它的電壓變成了交流,從而使電路中產生狡辯磁場。此時,電路的電流將被限制到一個恒定值。右半部分由電容和發射線圈組成LC諧振電路,所謂磁耦合諧振式無限能量傳輸就是利用兩個具有相同諧振頻率的線圈在相距一定的距離時,由于磁場耦合產生諧振,進行能量傳輸。耦合的效率決定了的代數和,并且與施感電流呈線性關系,是各施感電流獨立產生的磁通鏈疊加的結果。設發射線圈和接收線圈的電壓和電流分別為u1,i1和u2,i2,且都取關聯參考方向,互感為M,則兩耦合電感的電壓電流關系為:
耦合因數用k表示,有 的大小與兩個線圈的結構和相互位置以及周圍磁介質有關。改變或調整他們的相互位置有 可能改變耦合因數的大小。
3.3 接收端諧振電路
3.3.1電路如下圖所示:
圖3-3 接收端諧振回路
由上述分析可知發射與接收電路的諧振頻率是關鍵,其次就是發射與接收線圈的品質因 數,品質因數越高,能量的損耗越小。需要注意的是要考慮趨膚效應,趨膚效應本質上是衰減電磁波向導體內傳播引起的效應,當線圈固有頻率較高時,粗導線線圈會受到趨膚效應的影響而使導線的利用率降低,因此必須考慮趨膚效應對傳輸距離的影響。3.4主要元器件參數計算根據題目要求輸入電壓為15V,電流為1A左右,所以輸入功率會大于15W,在綜合考慮MOS管的工作電壓和電流,此處我們采用的是IRF640,根據電路參整流二極管選用1N4148即可滿足,其他類似的高速二極管也可滿足。高頻厄流電感采用的是47uH,此處可根據電路做適當調整。發射線圈選用高品質因數的銅線繞成的,這部分電路我們是采用改變電容值來改變諧振頻率從而達到發射功率最大。同樣,接收端也是通過改變電容值來調整諧振頻率,從而與前級達到匹配。線圈的電感值大小可通過下面公式來計算:
為取得最大的接收功率,接收端選用同樣參數的線圈和電容。在整個的實驗過程中,發射端與接收端的電感與電容值的選取是最重要的,它們共同決定了傳輸電磁波的頻率,要想達到能量(功率)傳輸,我們應該選取電磁波頻率較低的部分進行傳輸,但是要想令電磁波傳輸一定的距離,則需要電磁波的頻率達到較高的部分進行傳輸,所以此次試驗就需要我們自己根據題目要求來選取合適的電磁波頻率即可。
圖3-4 穩壓模塊原理圖
1,2腳之間為1.25V電壓基準。為保證穩壓器的輸出性能,R1應小于240歐姆。改變R2阻值即可調整穩壓電壓值。D1,D2用于保護LM317。計算公式為:Uo=(1+R2/R1)*1.25 四.測試結果與誤差分析:
4.1 硬件測試 經過上述的理論分析與計算,按照設計出的原理圖進行硬件焊接,并對電路進行一系列的調試。上電測試,利用直流穩壓電源輸出15V,加到發送端上,剛上電時,由于我們沒有意識到,要想讓自激式振蕩電路起振,必須讓電源同時瞬時加到電路中,才能讓電路正常工作,害怕電路一瞬間加太大的的電壓會引起瞬間大電流脈沖,燒壞MOS管,加電時直接接上電源較低電壓,再慢慢往上升,可是,MOS管總會出現一個管子很熱,另一個不工作的狀態。后來經過測試,總結,我們決定在MOS管前加一個撥碼開關,來控制這個自激振蕩電路可以起振,正常工作。在經過這個改正后我們將輸出接在示波器上觀察振蕩波形。并通過LC諧振網絡估計其振蕩頻率與實際輸出波形的振蕩頻率相比較,發現兩者基本相近。但是要想達到題目所給的要求,必須滿足傳輸效率要較高,所以要達到發射與接受的匹配,在本次比賽中,我們為了要達到匹配,我們令發射部分與接受部分采用相同材質的漆包線繞制的20cm直徑的發射接受線圈,為了達到題目對接受端電壓,電流,功率的要求,我們經過多次繞制,按照一定的順序,改善這電感值和品質因數,用1mm漆包線繞制10圈,用1mm漆包線繞制5圈,用1mm漆包線兩匝并饒繞制2圈等多種線圈。最后,我們發現用無氧銅2mm漆包線繞制的20cm直徑的發射接受線圈,且用兩股并繞兩圈的方式(此時其電感量經測量大約在2uH—3uH之間,品質因數在3左右),可以達到較好的效果。但是在之前的分析中我們知道,要想讓振蕩電路發射端發射的功率達到最大,我們需要將諧振頻率,調諧在電路固有頻率上,經過多次改變與線圈并聯的電容值,我們最后得到了發射端諧振頻率與自激振蕩固有頻率,與接收端諧振頻率基本諧振在同一個諧振頻率上,使得接收端接受得到較平滑的正弦波,幅度也較大,滿足題目要求,經過整流后,在滑動變阻器做負載的情況下,可得到超過8V的電壓,電流基本可達到0.5V,滿足題目(1)的要求。同時當負載換成兩個串聯的1W LED燈的時候,距離可達到35cm左右的距離,滿足題目(2)的要求。
4.3實物照片
整體電路實物圖: 發射接收線圈:
直流穩壓模塊:
整流模塊:
五、結論、心得體會
經過幾十天的日夜奮斗,小組成員互相協作,團結互助,完成了實驗的大部分項目,并且很好的滿足了題目要求。在本次設計過程中可謂困難重重,期間遇到了許多棘手的問題,特別是發射諧振回路和接收諧振回路的匹配部分花費了我們大量的時間和精力,但是我們始終沒有放棄,最終在我們共同地努力和默契地配合下得到了令我們滿意的結果。通過本次競賽,首先不但讓我們學習到了很多關于無線電能傳輸方面的理論知識,而且通過實際的焊接電路和調試將這些理論知識掌握的更好了。其次,我們對電路的設計、調試有了深刻的印象,我們的動手能力以及處理問題的能力都有了很大的提高,并加深了對開關電源的理解,同時也深刻的體會到了共同協作和團隊精神的重要性。