功率放大器在電磁測試研究中的應(yīng)用

　　方向一：無線電能傳輸

　　無線電能傳輸又稱為無線電力傳輸、非接觸電能傳輸，是指通過發(fā)射器將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的中繼能量（如電磁場能、激光、微波及機(jī)械波等），隔空傳輸一段距離后，再通過接收器將中繼能量轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸?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線電能傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺。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)針對電動汽車動態(tài)無線充電過程中的系統(tǒng)失配問題，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，使電動汽車能夠根據(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發(fā)生器與電磁線圈之間的橋連裝置，將信號發(fā)生器發(fā)出的信號放大后驅(qū)動電磁線圈產(chǎn)生相應(yīng)的磁場。該套系統(tǒng)設(shè)計(jì)將用于探究電磁場對生物體的影響，巧妙避開軟硬件設(shè)計(jì)帶來的繁雜事項(xiàng)，從而有效提高實(shí)驗(yàn)探索進(jìn)度。

　　本實(shí)驗(yàn)通過信號發(fā)生器給功率放大器提供一個激勵信號（正弦波），功率放大器輸出大電流加載到線圈上，當(dāng)電流通過線圈后，在線圈中形成磁場感應(yīng)，感應(yīng)磁場又會產(chǎn)生感應(yīng)電流來抵制通過線圈中的電流。

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

　　方向二：電磁無損檢測

　　電磁無損檢測是無損檢測中的重要分支，其是利用材料在電磁場作用下呈現(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、磁粉檢測、漏磁檢測等技術(shù)。

　　本實(shí)驗(yàn)通過對比單頻與多頻激勵下，交流漏磁探頭對鋼板表面缺陷及其偏角的敏感性，來驗(yàn)證多頻交流漏磁方法在缺陷偏角識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)的電磁場傳播特點(diǎn)，分析了鋼板內(nèi)外缺陷的檢測原理。采用有限元方法，研究了激勵頻率對內(nèi)外缺陷響應(yīng)信號的影響，優(yōu)化得到20Hz和400Hz的最佳頻率組合，并對預(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)同時兼顧了高/低頻激勵的優(yōu)點(diǎn)，可同時提高外表面缺陷的檢測能力與內(nèi)表面缺陷檢測的靈敏度。