应用于自行小车的非接触供电实验系统研发

1、江苏省高高等学校校大学生生实践创创新训练练计划项项目申请请表项目名称称应用于自自行小车车的非接接触供电电实验系系统研发发项目所属属一级专业业门工学项目所属属二级专业业类机械类项目类型型（） 个个人项目目 （） 团团队项目目项目实施施时间起始时间间： 220099 年 55 月 完完成时间间： 20110 年 5 月月申请人或或申请团团队姓名年级学校所在院系系/专业联系电话话E-maail主持人 金 钰飞飞07级南航机电学院院-机械械工程及及其自动动化15855066687889Shecculaar19988112177yaahooo.coom闫文吉07级南航机电学院院-飞行行器制造造工程158

2、55057735445yeshhanggji成 员员孟岭超07级南航机电学院院-工业业设计15855060095770zmlccnuaaa1998911301266.coom蒋颖姿07级南航机电学院院-工业业设计15855068880663Qiheeyezzideem导 师姓名楼佩煌年龄46单位机电学院院行政职务务/专业业技术职职务部长/教教授主要成果果作为项目目负责人人和主要要研究人人员先后后完成了了国家“8633”高科技技计划项项目、部部省联合合重大科科技攻关关项目、国防预预研项目目20多多项。科科研成果果获得部部省科技技进步一一等奖22项，二二等奖22项，三三等奖55项，荣荣立国防防预研

3、三三等功11次。同同时在学学术期刊刊和国内内外学术术会议上上发表研研究论文文1200多篇，出版学学术著作作8部。一、申请请理由（包括自自身具备备的知识识条件、自己的的特长、兴趣、已有的的实践创创新成果果等）本项目组组为跨专专业团队队，包括括校机械械工程及及其自动动化专业业二年级级、飞行行器制造造专业二二年级、工业设设计二年年级的学学生，学学习成绩绩优秀，在基础础理论和和实践能能力训练练上打下下了良好好的基础础，已经经掌握了了机械设设计、电电工电子子学、网网络技术术及其应应用、PPLC编编程及其其原理、单片机机编程原原理、数数据库应应用技术术、数字字电路和和模拟电电路课程程设计等等基础技技术课程

4、程，能够够熟练运运用各类类工程应应用软件件，如MMatllab、EDAA、PrroE、UG等等，基本本了解了了一个工工程项目目设计开开发的基基本过程程。另外外，本项项目的指指导教师师不但是是本项目目的指导导教师，一年前前已经是是项目组组成员的的本科生生导师，在导师师的指导导下，通通过自学学、参与与研究开开发项目目等方式式学习了了数字信信号处理理器（DDSP）、高频频逆变技技术、分分离式变变压器、感应取取电装置置（拾电电器）等等内容，从我们们项目组组掌握的的知识和和基本技技能以及及之前已已有的校校级大学学生实践践创新训训练计划划项目的的经验，应当可以以自信地地说我们们完全有有能力做做好本项项目的

5、研研究开发发工作！项目组成成员对工工业机电电一体化化技术、磁场耦耦合技术术、自动动化技术术等方面面具有很很大的兴兴趣，在在学习期期间，我我们利用用学校电电工电子子实验室室完成了了“整流滤滤波电路路”、“谐振补补偿”等项目目模块。另外，还在导导师的实实验室，参与了了部分实实验室建建设项目目，在机机电一体体化、分分离变压压器等方方面具有有较好的的技术基基础。通通过这样样的锻炼炼，项目目组成员员已经初初步具备备了一定定的创新新能力和和较强的的团队协协作意识识，如果果能够提提供我们们参加大大学生创创新实践践项目，将更好好地发挥挥我们的的兴趣爱爱好和学学习特长长，我们们坚信能能够持之之以恒地地把大学学生

6、创新新实践项项目做下下去，并并能取得得丰硕的的成果。综上所述述，本项项目组成成员较好好地掌握握了参与与大学生生创新实实践项目目的基本本理论和和基本技技能，对对工业自自动化、机电一一体化等等技术具具有非常常浓厚的的兴趣，通过参参与大学学生挑战战杯创新新大赛等等实践性性环节的的锻炼，取得了了较好的的成绩，并培养养了一定定的创新新意识和和实践能能力。我我们有信信心和能能力以优优异的成成绩完成成大学生生创新实实践项目目。组员成绩绩绩点附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、项目目方案（包括项项目的训训练目标标、前期期

7、准备、组织实实施、过过程管理理、实践践环节、教师指指导、项项目结题题等）本项目以以机械工工程及其其自动化化专业学学生实践践创新训训练为目目标，结结合本专专业机械械制造柔柔性自动动化这一一发展方方向，开开展大学学生实践践创新教教学活动动。本项项目的总总体方案案如下：训练目标标（1）训训练目标标本项目的的训练目目标是以以机械工工程及其其自动化化为背景景，通过过研究非非接触供供电技术术的基本本原理、发展过过程和研研究现状状，探讨讨非接触触供电技技术应用用于电动动自行小小车的可可行性，并对非非接触供供电技术术的关键键技术进进行研究究和开发发，开展展机电控控制、信信息技术术、生产产管理、自动控控制的综综

8、合集成成创新训训练，达达到激发发学习主主动性、积极性性和创造造性，提提高大学学生科学学素质和和文化素素养，培培养大学学生创新新精神、创业精精神和实实践能力力的目标标。（2）研研究项目目非接触供供电（CConttacttlesss PPoweer SSuppply, CPPS），也称为为感应耦耦合电能能传输（Indducttivee Coouplled Powwer Traansmmisssionn, IICPTT）技术术，是指指输电线线路和负负载方在在没有电电气连接接和物理理接触，甚至它它们之间间还有相相对运动动的情况况下，实实现电能能的传输输。非接接触供电电系统的的理论依依据是电电磁感应应原

9、理。该技术术利用现现代电力力电子能能量变换换技术、磁场耦耦合技术术，借助助于现代代控制理理论和微微电子控控制技术术，实现现能力从从静止设设备向可可运动设设备的感感应电能能传输。目前国国际上普普遍采用用的具体体解决方方案是利利用气隙隙变压器器来实现现电能的的非接触触传输。常规变变压器的的原、副副边线圈圈绕在共共同的闭闭合的铁铁芯上，虽然磁磁路耦合合系数很很高，但但原、副副边线圈圈不能相相对运动动。而CCPS变变压器的的原边绕绕组可安安置在输输电轨上上，延伸伸为很长长的环线线，副边边线圈绕绕在围着着原边绕绕组可以以移动的的开口铁铁芯上。其原、副边之之间通过过电磁感感应实现现电能传传输，因因气隙导导

10、致的耦耦合系数数的降低低由提高高原边输输入电源源的频率率加以补补偿。正正是这种种结构，使得非非接触供供电与传传统方式式相比有有以下优优点：供供电系统统和负载载之间无无任何接接触，无无摩擦，易维护护。本项目主主要结合合自动化化物料输输送装备备领域中中电动自自行小车车对非接接触供电电系统的的需求，研究非非接触供供电技术术的基本本原理、发展过过程和研研究现状状，探究究非接触触供电技技术应用用于电动动自行小小车的可可行性，并对非非接触供供电技术术研究的的关键技技术进行行研究的的开发。前期准备备（1）前前期准备备情况本项目是是与江苏苏天奇物物流系统统工程有有限公司司的一个个合作项项目，该该项目的的目的是

11、是研发应应用于自自行小车车的非接接触供电电实验系系统，项项目经费费可以得得到保证证。导师师所在的的实验室室通过“十五”“2111工程”学科建建设项目目的建设设，已经经建立了了一套与与本项目目相关的的完整的的开发平平台。本本项目组组的成员员已经搜搜集了有有关CPPS系统统涉及的的关键技技术，如如效率、辐射和和系统等等，并参参与了部部分工作作，对项项目有了了一个基基本的了了解，并并对下一一步研究究有较大大的兴趣趣。（2）进进一步的的工作 通通过本项项目的实实现将实实现以下下目标： eq oac(,1) 完成成非接触触供电系系统的总总体设计计，包括括原边和和副边两两大部分分。 eq oac(,2)

12、在完完成整流流滤波电电路的基基础上，进行高高频逆变变电路部部分、谐谐振补偿偿电路及及分离变变压器原原边线圈圈部分的的设计和和开发； eq oac(,3) 完成成非接触触供电系系统拾电电器的开开发； eq oac(,4) 系统统集成与与调试、进一步步改进与与提高； eq oac(,5) 可靠靠性测试试与研究究； eq oac(,6) 系统统试运行行。（三）组组织实施施本项目将将主要由由项目承承担人自自主负责责，指导导教师在在关键环环节予以以指导。项目组组将采取取分工协协作的方方式进行行，项目目负责人人将负责责项目总总体设计计、任务务分解、计划制制定、进进度控制制、项目目检查等等工作。项目组成成员

13、按照照分工的的内容独独立完成成相关研研究开发发工作，并按照照总体进进度要求，及时时提供相相关的研研究成果果和研究究报告。（四）过过程管理理 项目实实施过程程中，将将按照项项目实施施计划定定期进行行检查，对出现现的问题题要及时时组织讨讨论，提提出解决决方案，在必要要时请指指导教师师协助解解决。 项目经经费使用用对事先先经过审审查论证证的内容容，只要要由申请请人提出出，项目目负责人人批准即即可使用用。对于于额外需需要的经经费必须须要由申申请人提提出申请请，说明明理由，负责人人批准，指导教教师同意意。（五）实实践环节节项目实施施过程中中需要涉涉及多个个实践性性环节，如零部部件加工工制造，将向学学校工

14、程程训练中中心或所所在学院院专业实实验室完完成。电路板的的制作将将委托专专业加工工厂完成成，电子子元器件件除了需需要电子子封装的的外，由由项目组组成员自自行完成成。项目试验验过程中中，事先先要完成成试验大大纲的制制定，试试验计划划（步骤骤）的确确定，试试验结束束要完成成试验报报告的撰撰写，并并存档保保存。（六）指指导教师师 本项目目指导教教师由机机电学院院常务副副院长楼楼佩煌教教授担任任，他已已经承诺诺为本项项目的实实施提供供必要的的经费支支持，并并提供实实验场所所和技术术指导。（七）项项目结题题 项目完完成后，对项目目要进行行结题，项目成成员分别别撰写研研究报告告和心得得，并提提供下列列成果

15、：（1）项项目总结结报告；（2）提提供一台台模型小小车，并并提供相相关的研研究工作作技术报报告；（3）在在公开期期刊发表表学术论论文34篇；（4）申申请专利利1项。 （八）项项目创新新点传统供电电方式在在给电力力机车、地铁机机车、城城市有轨轨机车等等移动设设备进行行供电时时，一般般是采用用相对滑滑动接触触的方式式传递能能量。实实践表明明，这种种方式在在使用上上存在诸诸如滑动动磨损、接触火火花、碳碳积累、不安全全裸露导导体等缺缺点，不不仅限制制了运动动速度，而且还还由于摩摩擦作用用损伤了了设备，影响了了寿命，甚至有有时还需需要花费费高昂代代价来检检修、维维护设备备，在一一些恶劣劣环境下下（如地地

16、下采矿矿，水下下作业等等）的应应用也受受到了很很大的限限制。非接触供供电技术术是一种种利用电电磁感应应耦合理理论并结结合高频频变换技技术的新新型电能能传输技技术。该该技术借借助于现现代控制制理论和和微电子子控制技技术，实实现能量量从静止止设备向向可运动动设备的的感应电电能传输输，原副副边线圈圈可相对对运动，原边绕绕组可安安置在输输电轨上上，延伸伸为很长长的环线线，副边边线圈绕绕在围着着原边绕绕组可以以移动的的开口铁铁芯上，实现了了电能安安全、可可靠、高高效、灵灵活的非非接触传传输。克克服了传传统电能能传输中中的诸多多不足，开创了了能量传传输的新新方法。其原理理图如图图所示：（九）技技术指标标(

17、1)高高频逆变变后的交交流电频频率：220KHHz；(2)最最大传输输效率：60%；(3)副副边拾取取的最大大功率：1500W。 三、学学校提供供条件（包括项项目开展展所需的的实验实实训情况况、配套套经费、相关扶扶持策等等）（1）学学校现有有的实验验室，特特别是开开放实验验室、创创新实验验室将为为本项目目开放，工程训训练中心心和其他他实验室室技术人人员将提提供必要要的培训训和指导导；（2）学学校提供供1：11的研究究配套经经费；（3）参参与项目目予以承承认一定定的学分分；（4）配配备具有有较高学学术造诣诣的指导导教师指指导完成成项目的的实施。四、预期期成果（1）在在公开期期刊上发发表学术术论文334篇篇；（2）提提供项目目研究报报告和技技术报告告；（3）申申请专利利1项。五、经费费预算项目总经经费为33万元，其中00.6万万元申请请资助，2.44万元由由指导教教师提供供资助。经费预算算如下： （1