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本文以管廊轨道巡检机器人为对象,针对地下管廊环境存在易燃易爆气体和腐蚀性物质致使管廊轨道巡检机器人不能使用易产生火花的滑触线供电以及昂贵的动力电池供电等问题,借助电磁感应原理,研究一种适用于管廊轨道巡检机器人的动态无线供电技术及低成本高效率且安全可靠的动态无线供电系统。面向管廊轨道巡检机器人的动态无线供电系统,本文重点研究了基于磁感应原理的动态无线供电系统的传输效率及其主要影响因素,探讨提高传输效率的途径方法。首先建立了该动态无线供电系统,应用互感理论和耦合模理论建立了系统分析模型;分析了系统的能量传输过程、特点及其影响因素,确定了提高传输效率和输出功率的技术方案。其次应用有限元分析软件COMSOL仿真分析了磁耦合机构的参数与物理结构形态对系统传能效率的影响,由此进行了磁耦合机构优化。然后,通过对无线供电系统中电能经过的逆变、补偿与保护等环节的分析,构建了完整的实验供电系统,借用MATLAB仿真软件对实验分析,证明了本文系统的有效性。本文的主要研究成果如下:1、以本学术团队研制的管廊轨道巡检机器人无线供电为目标,基于磁感应原理设计了一种动态无线供电系统;应用互感理论和耦合模理论,建立了无线供电系统等效模型,推导了输出功率与传输效率数学模型,分析了能量传输过程、系统参数、高频阻抗等因素对输出功率和传输效率的影响,确定了提高传输效率和输出功率的技术方案。分别应用互感理论分析了模型的电路特性和耦合模理论分析了模型的电磁场特性,且二者结果是一致的。2、本文分析发现:动态无线供电系统中的磁耦合机构在移动过程中,互感系数随其位置的改变而变化,并对系统的电能传输效率和功率产生较大影响。据此,应用诺伊曼公式导出了不同结构类型线圈组合时的耦合机构互感计算表达式,并分析圆形线圈、方形线圈及螺旋线圈等的互感系数随位置变化的规律;在此基础上,应用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对不同结构组合的耦合机构进行了磁场和功率流仿真分析,结果表明:直导线-圆形耦合机构能较好减少动态无线供电系统的能量散逸和提高传输效率。最后,选定直导线-圆形耦合机构为本文研究的动态无线供电系统的耦合机构。