功率放大器在電磁測(cè)試研究中的應(yīng)用

　　方向一：無(wú)線電能傳輸

　　無(wú)線電能傳輸又稱(chēng)為無(wú)線電力傳輸、非接觸電能傳輸，是指通過(guò)發(fā)射器將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的中繼能量（如電磁場(chǎng)能、激光、微波及機(jī)械波等），隔空傳輸一段距離后，再通過(guò)接收器將中繼能量轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能傳輸?shù)膫鬏敺绞健?/p>

　　本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證理論分析和仿真結(jié)果的正確性，構(gòu)建了如下圖所示的電容耦合型無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在系統(tǒng)電路參數(shù)確定的情況下，改變四塊金屬板的接地情況，來(lái)觀察系統(tǒng)輸出性能的變化，即：

　　（1）不同接地模式下，輸出負(fù)載電壓與負(fù)載阻值的關(guān)系；

　　（2）在確定接地模式下，負(fù)載輸出電壓與未接地金屬板對(duì)地電容的關(guān)系。

　　從線圈本體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)出發(fā)，基于準(zhǔn)恒定互感計(jì)算與優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)了在水平方向具有高偏移容忍度的新型線圈結(jié)構(gòu)，在不需要額外增加任何諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和輔助控制裝置的情況下，能夠大幅度提高系統(tǒng)在水平方向上的抗偏移能力。

　　本實(shí)驗(yàn)在系統(tǒng)電路參數(shù)確定的情況下，改變系統(tǒng)的諧振頻率，單線的長(zhǎng)度和負(fù)載，并觀察負(fù)載所能得到的電能，從而驗(yàn)證電路模型和CST仿真結(jié)果的正確性。

　　本實(shí)驗(yàn)針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電過(guò)程中的系統(tǒng)失配問(wèn)題，重點(diǎn)分析失配原因以及重新恢復(fù)匹配條件，將一種具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)嵌入二次回路，使電動(dòng)汽車(chē)能夠根據(jù)當(dāng)前工況進(jìn)行自適應(yīng)阻抗匹配調(diào)整，在工況變化的情況下穩(wěn)定傳輸效率

　　本實(shí)驗(yàn)使用ATA-3090B功率放大器作為信號(hào)發(fā)生器與電磁線圈之間的橋連裝置，將信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)電磁線圈產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)。該套系統(tǒng)設(shè)計(jì)將用于探究電磁場(chǎng)對(duì)生物體的影響，巧妙避開(kāi)軟硬件設(shè)計(jì)帶來(lái)的繁雜事項(xiàng)，從而有效提高實(shí)驗(yàn)探索進(jìn)度。

　　本實(shí)驗(yàn)通過(guò)信號(hào)發(fā)生器給功率放大器提供一個(gè)激勵(lì)信號(hào)（正弦波），功率放大器輸出大電流加載到線圈上，當(dāng)電流通過(guò)線圈后，在線圈中形成磁場(chǎng)感應(yīng)，感應(yīng)磁場(chǎng)又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流來(lái)抵制通過(guò)線圈中的電流。

　　本實(shí)驗(yàn)就通電空心線圈內(nèi)部的脈沖磁場(chǎng)進(jìn)行分析，先討論單-頻率脈沖信號(hào)激勵(lì)下，線圈中軸線中點(diǎn)處的磁場(chǎng)，然后分析在頻率時(shí)變脈沖信號(hào)激勵(lì)下線圈中軸線中點(diǎn)處的磁場(chǎng)的變化規(guī)律，并通過(guò)自行搭建的測(cè)量裝置對(duì)線圈磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，與仿真分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

　　方向二：電磁無(wú)損檢測(cè)

　　電磁無(wú)損檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)中的重要分支，其是利用材料在電磁場(chǎng)作用下呈現(xiàn)出的電學(xué)或磁學(xué)性質(zhì)的變化，判斷材料內(nèi)部組織及有關(guān)性能的試驗(yàn)方法。通常包括渦流檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、漏磁檢測(cè)等技術(shù)。

　　本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)比單頻與多頻激勵(lì)下，交流漏磁探頭對(duì)鋼板表面缺陷及其偏角的敏感性，來(lái)驗(yàn)證多頻交流漏磁方法在缺陷偏角識(shí)別以及尺寸量化方面的*性。

　　本實(shí)驗(yàn)根據(jù)電磁平衡技術(shù)的電磁場(chǎng)傳播特點(diǎn)，分析了鋼板內(nèi)外缺陷的檢測(cè)原理。采用有限元方法，研究了激勵(lì)頻率對(duì)內(nèi)外缺陷響應(yīng)信號(hào)的影響，優(yōu)化得到20Hz和400Hz的最佳頻率組合，并對(duì)預(yù)制內(nèi)外缺陷和裂紋的鋼板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。多頻平衡電磁技術(shù)同時(shí)兼顧了高/低頻激勵(lì)的優(yōu)點(diǎn)，可同時(shí)提高外表面缺陷的檢測(cè)能力與內(nèi)表面缺陷檢測(cè)的靈敏度。