应用于自行小车的非接触供电实验系统研发

1、.：.；江苏省高等学校大学生实际创新训练方案工程恳求表工程称号运用于自行小车的非接触供电实验系统研发工程所属一级专业门工学工程所属二级专业类机械类工程类型 个人工程 团队工程工程实施时间起始时间： 2021 年 5 月 完成时间： 2021 年 5 月恳求人或恳求团队姓名年级学校所在院系/专业联络主持人 金 钰飞07级南航机电学院-机械工程及其自动hecular19881217yahoo闫文吉07级南航机电学院-飞行器制造工eshangjiyahoo成 员孟岭超07级南航机电学院-工业设mlcnuaa19891301

2、26蒋颖姿07级南航机电学院-工业设iheyezidesina导 师姓名楼佩煌年龄46单位机电学院行政职务/专业技术职务部长/教授主要成果作为工程担任人和主要研讨人员先后完成了国家“863高科技方案工程、部省结合艰苦科技攻关工程、国防预研工程20多项。科研成果获得部省科技提高一等奖2项，二等奖2项，三等奖5项，荣立国防预研三等功1次。同时在学术期刊和国内外学术会议上发表研讨论文120多篇，出版学术著作8部。一、恳求理由包括本身具备的知识条件、本人的专长、兴趣、已有的实际创新成果等本工程组为跨专业团队，包括校机械工程及其自动化专业二年级、飞行器制造专业二年级、工业设计二

3、年级的学生，学习成果优秀，在根底实际和实际才干训练上打下了良好的根底，曾经掌握了机械设计、电工电子学、网络技术及其运用、PLC编程及其原理、单片机编程原理、数据库运用技术、数字电路和模拟电路课程设计等根底技术课程，可以熟练运用各类工程运用软件，如Matlab、EDA、ProE、UG等，根本了解了一个工程工程设计开发的根本过程。另外，本工程的指点教师不但是本工程的指点教师，一年前曾经是工程组成员的本科生导师，在导师的指点下，经过自学、参与研讨开发工程等方式学习了数字信号处置器DSP、高频逆变技术、分别式变压器、感应取电安装拾电器等内容，从我们工程组掌握的知识和根本技艺以及之前已有的校级大学生实际

4、创新训练方案工程的阅历，该当可以自信地说我们完全有才干做好本工程的研讨开发任务！工程组成员对工业机电一体化技术、磁场耦合技术、自动化技术等方面具有很大的兴趣，在学习期间，我们利用学校电工电子实验室完成了“整流滤波电路、“谐振补偿等工程模块。另外，还在导师的实验室，参与了部分实验室建立工程，在机电一体化、分别变压器等方面具有较好的技术根底。经过这样的锻炼，工程组成员曾经初步具备了一定的创新才干和较强的团队协作认识，假设可以提供我们参与大学生创新实际工程，将更好地发扬我们的兴趣喜好和学习专长，我们坚信可以持之以恒地把大学生创新实际工程做下去，并能获得丰盛的成果。综上所述，本工程组成员较好地掌握了参

5、与大学生创新实际工程的根本实际和根本技艺，对工业自动化、机电一体化等技术具有非常浓重的兴趣，经过参与大学生挑战杯创新大赛等实际性环节的锻炼，获得了较好的成果，并培育了一定的创新认识和实际才干。我们有自信心和才干以优良的成果完成大学生创新实际工程。组员成果绩点附表组员专业平均学分绩点金钰飞机械工程及其自动化3.3闫文吉飞行器制造工程3.6孟岭超工业设计3.8蒋颖姿工业设计3.4二、工程方案包括工程的训练目的、前期预备、组织实施、过程管理、实际环节、教师指点、工程结题等本工程以机械工程及其自动化专业学生实际创新训练为目的，结合本专业机械制造柔性自动化这一开展方向，开展大学生实际创新教学活动。本工程

6、的总体方案如下：训练目的1训练目的本工程的训练目的是以机械工程及其自动化为背景，经过研讨非接触供电技术的根本原理、开展过程和研讨现状，讨论非接触供电技术运用于电动自行小车的可行性，并对非接触供电技术的关键技术进展研讨和开发，开展机电控制、信息技术、消费管理、自动控制的综合集成创新训练，到达激发学习自动性、积极性和发明性，提高大学生科学素质和文化素养，培育大学生创新精神、创业精神和实际才干的目的。2研讨工程非接触供电Contactless Power Supply, CPS，也称为感应耦合电能传输Inductive Coupled Power Transmission, ICPT技术，是指输电线

7、路和负载方在没有电气衔接和物理接触，甚至它们之间还有相对运动的情况下，实现电能的传输。非接触供电系统的实际根据是电磁感应原理。该技术利用现代电力电子能量变换技术、磁场耦合技术，借助于现代控制实际和微电子控制技术，实现才干从静止设备向可运动设备的感应电能传输。目前国际上普遍采用的详细处理方案是利用气隙变压器来实现电能的非接触传输。常规变压器的原、副边线圈绕在共同的闭合的铁芯上，虽然磁路耦合系数很高，但原、副边线圈不能相对运动。而CPS变压器的原边绕组可安顿在输电轨上，延伸为很长的环线，副边线圈绕在围着原边绕组可以挪动的开口铁芯上。其原、副边之间经过电磁感应实现电能传输，因气隙导致的耦合系数的降低

8、由提高原边输入电源的频率加以补偿。正是这种构造，使得非接触供电与传统方式相比有以下优点：供电系统和负载之间无任何接触，无摩擦，易维护。本工程主要结合自动化物料保送配备领域中电动自行小车对非接触供电系统的需求，研讨非接触供电技术的根本原理、开展过程和研讨现状，探求非接触供电技术运用于电动自行小车的可行性，并对非接触供电技术研讨的关键技术进展研讨的开发。前期预备1前期预备情况本工程是与江苏天奇物流系统工程的一个协作工程，该工程的目的是研发运用于自行小车的非接触供电实验系统，工程经费可以得到保证。导师所在的实验室经过“十五“211工程学科建立工程的建立，曾经建立了一套与本工程相关的完好的开发平台。本

9、工程组的成员曾经搜集了有关CPS系统涉及的关键技术，如效率、辐射和系统等，并参与了部分任务，对工程有了一个根本的了解，并对下一步研讨有较大的兴趣。2进一步的任务 经过本工程的实现将实现以下目的： eq oac(,1) 完成非接触供电系统的总体设计，包括原边和副边两大部分。 eq oac(,2) 在完成整流滤波电路的根底上，进展高频逆变电路部分、谐振补偿电路及分别变压器原边线圈部分的设计和开发； eq oac(,3) 完成非接触供电系统拾电器的开发； eq oac(,4) 系统集成与调试、进一步改良与提高； eq oac(,5) 可靠性测试与研讨； eq oac(,6) 系统试运转。三组织实施本

10、工程将主要由工程承当人自主担任，指点教师在关键环节予以指点。工程组将采取分工协作的方式进展，工程担任人将担任工程总体设计、义务分解、方案制定、进度控制、工程检查等任务。工程组成员按照分工的内容独立完成相关研讨开发任务，并按照总体进度要求，及时提供相关的研讨成果和研讨报告。四过程管理 工程实施过程中，将按照工程实施方案定期进展检查，对出现的问题要及时组织讨论，提出处理方案，在必要时请指点教师协助处理。 工程经费运用对事先经过审查论证的内容，只需由恳求人提出，工程担任人同意即可运用。对于额外需求的经费必需求由恳求人提出恳求，阐明理由，担任人同意，指点教师赞同。五实际环节工程实施过程中需求涉及多个实

11、际性环节，如零部件加工制造，将向学校工程训练中心或所在学院专业实验室完成。电路板的制造将委托专业加工厂完成，电子元器件除了需求电子封装的外，由工程组成员自行完成。工程实验过程中，事先要完成实验大纲的制定，实验方案步骤确实定，实验终了要完成实验报告的撰写，并存档保管。六指点教师 本工程指点教师由机电学院常务副院长楼佩煌教授担任，他曾经承诺为本工程的实施提供必要的经费支持，并提供实验场所和技术指点。七工程结题 工程完成后，对工程要进展结题，工程成员分别撰写研讨报告和心得，并提供以下成果：1工程总结报告；2提供一台模型小车，并提供相关的研讨任务技术报告；3在公开期刊发表学术论文34篇；4恳求专利1项

12、。 八工程创新点传统供电方式在给电力机车、地铁机车、城市有轨机车等挪动设备进展供电时，普通是采用相对滑动接触的方式传送能量。实际阐明，这种方式在运用上存在诸如滑动磨损、接触火花、碳积累、不平安裸露导体等缺陷，不仅限制了运动速度，而且还由于摩擦作用损伤了设备，影响了寿命，甚至有时还需求破费高昂代价来检修、维护设备，在一些恶劣环境下如地下采矿，水下作业等的运用也遭到了很大的限制。非接触供电技术是一种利用电磁感应耦合实际并结合高频变换技术的新型电能传输技术。该技术借助于现代控制实际和微电子控制技术，实现能量从静止设备向可运动设备的感应电能传输，原副边线圈可相对运动，原边绕组可安顿在输电轨上，延伸为很

13、长的环线，副边线圈绕在围着原边绕组可以挪动的开口铁芯上，实现了电能平安、可靠、高效、灵敏的非接触传输。抑制了传统电能传输中的诸多缺乏，开创了能量传输的新方法。其原理图如下图：九技术目的(1)高频逆变后的交流电频率：20KHz；(2)最大传输效率：60%；(3)副边拾取的最大功率：150W。 三、学校提供条件包括工程开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持策等1学校现有的实验室，特别是开放实验室、创新实验室将为本工程开放，工程训练中心和其他实验室技术人员将提供必要的培训和指点；2学校提供1：1的研讨配套经费；3参与工程予以成认一定的学分；4配备具有较高学术造诣的指点教师指点完成工程的实施。四、预期成果1在公开期刊上发表学术论文34篇；2提供工程研讨报告和技术报告；3恳求专利1项。五、经费预算工程总经费为3万元，其中0.6万元恳求资助，2.4万元由指点教师提供资助。经费预算如下： 1元器件