三相旋转磁场高效耦合自取能研究

作     者：颜沛武 刘子超 张文斌 黄汝金 谭清华 Yan Peiwu;Liu Zichao;Zhang Wenbin;Huang Rujin;Tan Qinghua

作者机构：昆明理工大学机电工程学院昆明650500 昆明品启科技有限公司昆明650211 昆明理工大学理学院昆明650500 

基　　金：促进绿色能源发展的新型智能传感技术研发(202104BN050011)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年第45卷第6期

页      码：288-296页

摘      要：目前三芯电缆自取能效率低已经成为限制电缆沿线在线监测技术发展的关键,为此提出了一种用于三芯电缆的全新磁场自取能方案。与基于互感器原理的传统取能方案不同,创新性地提出了一种基于电机原理的磁场取能方案,此方案提升了磁芯与三相电流产生的旋转磁场的耦合程度,将线圈正法线与电缆表面切向平行改为与径向平行,并给出了最佳取能位置。仿真结果表明,该方案相比以往方案可获得更高的线圈开路电压和输出功率,在磁场自取能效率上有显著提升。结合有限元仿真与神经网络算法,进一步分析一次侧电流、磁芯材料和磁芯尺寸等参数对线圈开路电压的影响,并给出具体的优化设计方案。最后制作样机,在实验室条件下开展相关实验,根据实验结果,一次侧电流50 A,三组线圈共2100匝时最大输出功率为2.243 mW。

主 题 词：三芯电缆 旋转磁场 自取能 磁芯设计 

学科分类：08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2312015

馆 藏 号：203143988...