无线电能传输磁耦合线圈的设计与优化

作者：李阳; 马靖男; 李明; 刘柳; 赵景太; 刘雪莉

来源：电器与能效管理技术, 2019, (17): 56-70.

DOI：10.16628/j.cnki.2095-8188.2019.17.010

• 无线电能传输(WPT)
• 线圈参数优化
• 传输特性
• 传输效率

为优化无线电能传输(WPT)系统和提高系统传输效率,在分析线圈参数对传输功率、效率的影响后,提出了一套针对传输功率为1.5 kW、传输距离为200 mm系统的线圈优化设计方案。为了研究线圈参数(线圈匝数N、线圈内半径r、线圈匝间距s、线圈线径a)对系统传输功率和效率的影响,首先基于电路理论推导得出了传输功率、效率与线圈参数的表达式,然后基于有限元仿真软件搭建了有限元仿真模型,对发射与接收线圈参数对系统传输性能的影响以及空间磁场分布进行了研究,由此提出了一种多参数优化方案。最后,利用所提方案对固定距离下的WPT系统进行了优化并进行了仿真和试验验证。试验结果表明优化后的系统传输效率较优化前提高了7%,试验和仿真结果与理论分析具有较好的一致性,证明所提方法的有效性和正确性。

• 单位
  中车唐山机车车辆有限公司; 天津工业大学