功率放大器在电磁测试研究中的应用

　　方向一：无线电能传输

　　无线电能传输又称为无线电力传输、非接触电能传输，是指通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量（如电磁场能、激光、微波及机械波等），隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现无线电能传输的传输方式。

　　本实验为验证理论分析和仿真结果的正确性，构建了如下图所示的电容耦合型无线电能传输系统实验平台。在系统电路参数确定的情况下，改变四块金属板的接地情况，来观察系统输出性能的变化，即：

　　（1）不同接地模式下，输出负载电压与负载阻值的关系；

　　（2）在确定接地模式下，负载输出电压与未接地金属板对地电容的关系。

　　从线圈本体结构的优化设计出发，基于准恒定互感计算与优化方法，设计了在水平方向具有高偏移容忍度的新型线圈结构，在不需要额外增加任何谐振补偿网络和辅助控制装置的情况下，能够大幅度提高系统在水平方向上的抗偏移能力。

　　本实验在系统电路参数确定的情况下，改变系统的谐振频率，单线的长度和负载，并观察负载所能得到的电能，从而验证电路模型和CST仿真结果的正确性。

　　本实验针对电动汽车动态无线充电过程中的系统失配问题，重点分析失配原因以及重新恢复匹配条件，将一种具有自适应调节能力的阻抗匹配网络嵌入二次回路，使电动汽车能够根据当前工况进行自适应阻抗匹配调整，在工况变化的情况下稳定传输效率

　　本实验使用ATA-3090B功率放大器作为信号发生器与电磁线圈之间的桥连装置，将信号发生器发出的信号放大后驱动电磁线圈产生相应的磁场。该套系统设计将用于探究电磁场对生物体的影响，巧妙避开软硬件设计带来的繁杂事项，从而有效提高实验探索进度。

　　本实验通过信号发生器给功率放大器提供一个激励信号（正弦波），功率放大器输出大电流加载到线圈上，当电流通过线圈后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。

　　本实验就通电空心线圈内部的脉冲磁场进行分析，先讨论单-频率脉冲信号激励下，线圈中轴线中点处的磁场，然后分析在频率时变脉冲信号激励下线圈中轴线中点处的磁场的变化规律，并通过自行搭建的测量装置对线圈磁场进行测量，与仿真分析的结果进行对比分析。

　　方向二：电磁无损检测

　　电磁无损检测是无损检测中的重要分支，其是利用材料在电磁场作用下呈现出的电学或磁学性质的变化，判断材料内部组织及有关性能的试验方法。通常包括涡流检测、磁粉检测、漏磁检测等技术。

　　本实验通过对比单频与多频激励下，交流漏磁探头对钢板表面缺陷及其偏角的敏感性，来验证多频交流漏磁方法在缺陷偏角识别以及尺寸量化方面的优越性。

　　本实验根据电磁平衡技术的电磁场传播特点，分析了钢板内外缺陷的检测原理。采用有限元方法，研究了激励频率对内外缺陷响应信号的影响，优化得到20Hz和400Hz的最佳频率组合，并对预制内外缺陷和裂纹的钢板进行了实验验证。多频平衡电磁技术同时兼顾了高/低频激励的优点，可同时提高外表面缺陷的检测能力与内表面缺陷检测的灵敏度。