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      無線充電技術(shù)在畜牧信息化養(yǎng)殖中的應(yīng)用

      2017-03-12 07:07聶語魏東輝
      科教導(dǎo)刊·電子版 2017年1期
      關(guān)鍵詞:養(yǎng)殖業(yè)

      聶語 魏東輝

      摘 要 信息技術(shù)在畜牧業(yè)生產(chǎn)、管理、服務(wù)等領(lǐng)域應(yīng)用程度在逐年增加,畜牧信息化養(yǎng)殖過程中,應(yīng)用了大量的信息采集模塊,能源補給問題越顯突出。以往多數(shù)采用的是更換電池或者有線充電的方法,采用更電池的方法會使得工作人員的頻繁進(jìn)出,容易帶入病菌等影響奶、肉質(zhì)量的因素,而采用有線充電則對使用者而言太過于麻煩。提出了無線充電技術(shù)在畜牧信息化養(yǎng)殖中的應(yīng)用,利用新型磁耦合諧振技術(shù)完成無線充電,這樣可以減少人為因素對養(yǎng)殖環(huán)境的影響,也減少了有線充電的麻煩。

      關(guān)鍵詞 無線充電技術(shù) 畜牧信息化 養(yǎng)殖業(yè)

      中圖分類號:F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

      1研究背景

      信息技術(shù)在畜牧業(yè)生產(chǎn)、管理、服務(wù)等領(lǐng)域應(yīng)用程度也在逐年增加,畜牧信息化養(yǎng)殖過程中,我們應(yīng)用了大量的信息采集模塊,研究畜牧業(yè)生產(chǎn)全過程信息自動化采集與處理技術(shù),精準(zhǔn)化養(yǎng)殖技術(shù),基于信息技術(shù)的畜禽疫病快速診斷技術(shù),飼料配方優(yōu)化分析模擬技術(shù),構(gòu)建完善的畜牧業(yè)規(guī)?;B(yǎng)殖管理技術(shù)體系。對于模塊能源補給問題,以往多數(shù)采用的是更換電池或者有線充電的方法,采用更電池的方法會使得工作人員的頻繁進(jìn)出,容易帶入病菌等影響奶、肉質(zhì)量的因素,而采用有線充電則對使用者而言太過于麻煩。

      2解決的問題

      基于上述問題,我們提出了無線充電技術(shù)在畜牧信息化養(yǎng)殖中的應(yīng)用,這樣可以減少人為因素對養(yǎng)殖環(huán)境的影響,也減少了有線充電的麻煩。針對影響無線充電系統(tǒng)指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,特別突出了傳輸端對充電距離、效率的影響,根據(jù)設(shè)定的無線充電系統(tǒng)的性能指標(biāo),進(jìn)行方案論證、設(shè)計與實現(xiàn),特別的給出了該充電系統(tǒng)進(jìn)行ID識別的過程,通過反復(fù)測試與改進(jìn),使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定指標(biāo),從而完成整個無線充電系統(tǒng)的設(shè)計,為畜牧信息化養(yǎng)殖提供可靠的能源補給,為黑龍江畜牧產(chǎn)業(yè)化順利快速的發(fā)展提供有力的保障。

      3電路的設(shè)計

      根據(jù)基本要求設(shè)計了一套實驗裝置,其主要結(jié)構(gòu)包括發(fā)射回路和接收回路,通過其中的發(fā)射線圈與接收線圈的磁耦合作用,進(jìn)行電磁能量的傳送。

      發(fā)射回路部分包括:直流電源、逆變電路及其MOS管的驅(qū)動和控制電路、耦合發(fā)射線圈、諧振電容。其中,耦合發(fā)射線圈與諧振電容主要構(gòu)成發(fā)射回路的諧振電路。

      接收回路部分包括:耦合接收線圈、補償電容、整流濾波電路、負(fù)載。耦合接收線圈與補償電容同樣構(gòu)成了接收回路的諧振電路。

      3.1新型磁耦合諧振系統(tǒng)能量傳輸機理的研究

      感應(yīng)耦合能量傳輸與變壓器傳遞功率有類似之處,感應(yīng)耦合能量傳輸是通過使用特殊結(jié)構(gòu)變壓器的電磁感應(yīng)實現(xiàn)的,在這種變壓器中初級能量通過氣隙或其他介質(zhì)感應(yīng)耦合到次級,故和傳統(tǒng)變壓器有很大的不同,較大氣隙導(dǎo)致變壓器具有較大漏感,利用中高頻電磁諧振是解決這一問題的較優(yōu)選擇。

      3.2設(shè)計驅(qū)動發(fā)射線圈電路,搭建無線能量傳輸裝置

      新型感應(yīng)耦合能量無線傳輸系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

      圖1:新型感應(yīng)耦合能量無線傳輸系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

      3.3電路的調(diào)試

      裝置由電源驅(qū)動電路、發(fā)射線圈、諧振線圈、接收線圈和燈泡(負(fù)載)構(gòu)成,其中,諧振線圈并不是必要組成部分,沒有諧振線圈,該裝置也能正常工作,加入諧振線圈的目的是為了增加能量傳輸距離。發(fā)射線圈、諧振線圈、接收線圈三者同軸,通過電阻阻值的大小改變SG3525輸出的頻率以及占空比,制作不同的線圈反復(fù)更換改變線圈參數(shù),調(diào)節(jié)直流 電源的輸出電壓和輸出電流值,觀察在直流電源、頻率、線圈參數(shù)、諧振線圈個數(shù)等參數(shù)改變時,系統(tǒng)傳輸距離及效率的變化。

      4結(jié)論

      本文對影響無線充電系統(tǒng)指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,特別突出了傳輸端對充電距離、效率的影響。根據(jù)設(shè)定的無線充電系統(tǒng)的性能指標(biāo),進(jìn)行方案論證、設(shè)計與實現(xiàn),通過反復(fù)測試與改進(jìn),使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定指標(biāo),從而使新型感應(yīng)耦合能量傳輸裝置可以在一定的傳輸距離下對數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行一定效率的電能補給,為畜牧信息化采集設(shè)備提供可靠的能源補給,具有以下幾個創(chuàng)新點:

      (1)無線供電可以克服傳統(tǒng)導(dǎo)線供電方式所具有的電擊、火花、磨損等缺陷,實現(xiàn)電能傳輸過程的安全、可靠、靈活及高效。

      (2)突破現(xiàn)有的較小功率和短距離方面的研究,對于其傳輸電能的容量、效率、距離、電磁干擾方面都有進(jìn)一步提高。

      (3)實現(xiàn)了將無線充電技術(shù)應(yīng)用于畜牧信息化采集領(lǐng)域。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 張獻(xiàn),楊慶新,崔玉龍,劉會軍,金亮.大功率無線電能傳輸系統(tǒng)能量發(fā)射線圈設(shè)計、優(yōu)化與驗證[J].電工技術(shù)學(xué)報,2013(10):12-18.

      [2] 黃學(xué)良,譚林林,陳中,強浩,周亞龍,王維,曹偉杰.無線電能傳輸技術(shù)研究與應(yīng)用綜述[J].電工技術(shù)學(xué)報,2013(10):1-11.

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