用于动态无线电能传输的新型线圈结构设计

作     者：李争 孙仲淳 唐明磊 谢奇龙 孙鹤旭 LI Zheng;SUN Zhongchun;TANG Minglei;XIE Qilong;SUN Hexu

作者机构：河北科技大学电气工程学院石家庄050018 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 

基　　金：国家自然科学基金(51877070,U20A20198) 河北省自然科学基金(E2021208008) 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2024年第56卷第9期

页      码：85-94页

摘      要：为改善动态无线电能传输(dynamic wireless power transfer,DWPT)过程中,因发射阵列之间摆放间距过大而产生的输出电压和输出功率的波动问题,提出一种新型发射结构。首先,在BPP(bipolar pad)线圈结构基础上,将主发射(domination transmitter,Dtx)线圈与补偿(compensation,Cx)线圈串联组成一个发射段,并对DWPT系统采用分段控制,以减小损耗;其次,采用解耦电容解耦Dtx线圈与Cx线圈,并分析了系统的电路原理;然后,利用Ansys Maxwell有限元分析软件对耦合结构进行优化设计,并选择最佳的切换位置,以减小功率的波动;最后,搭建实验平台以验证结构的可行性。实验结果表明:新型磁耦合结构输出功率的波动为3.9%,输出电压的波动为2.9%,与改进前的耦合结构相比,输出功率的波动降低了15.8%,输出电压的波动降低了7.6%;在相邻Dtx线圈的过渡区域中,与改进前的耦合结构相比,输出功率提高了33.8%,且系统传输效率稳定在88%左右。所提出的新型发射结构有助于减小移动过程中输出电压和输出功率的波动,可为磁耦合结构的设计与应用提供理论支持。

主 题 词：动态无线电能传输 磁耦合结构 功率波动 补偿线圈 分段控制 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11918/202404063

馆 藏 号：203140678...