基于电磁超材料的磁耦合谐振式无线电能传输研究

作者：韩子新; 王存旭^*

来源：沈阳工程学院学报(自然科学版), 2022, 18(03): 51-76.

DOI：10.13888/j.cnki.jsie(ns).2022.03.009

• 磁耦合谐振
• 无线电能传输
• 电磁超材料
• 等效磁导率

为了解决磁耦合谐振式无线电能传输效率偏低的问题，利用电磁超材料的负磁导率特性，减小无线电能传输系统的漏磁，增加系统的传输效率和传输距离。同时，为了降低电磁超材料的谐振频率，设计了一种新型的电磁超材料单元结构。首先，建立了磁耦合谐振式无线电能传输系统的电路模型，并推导了系统的传输特性公式，利用传输特性公式和数值仿真设计了发射和接收线圈的参数；其次，利用等效磁介质理论推导了电磁超材料圆形螺旋线圈晶格单元的等效磁导率公式，并利用数值仿真设计了等效磁导率为-1-0.001j的电磁超材料；最后，通过实验验证可知，当无线电能传输系统的传输距离在10 cm～60 cm范围内变化时，电磁超材料对无线电能传输系统的效率均有提升，当传输距离为40 cm时，效率提升最大，为33%，证明了理论分析和参数设计的正确性。

• 单位
  沈阳工程学院; 自动化学院