摘要：无线传感器是高压电气设备在线监测系统的关键部件,而工作电源已成为其进一步发展和应用的关键技术。为此,提出了采用磁谐振非接触电源给在线监测无线传感器供电和相应的无线传感器方案。首先以金属部件多、工作环境苛刻的典型高压电气设备开关柜为应用场合,确定了磁谐振非接触电源关键参数,然后采用电路互感模型研究了引入效率系数kQ作为非接触电源磁谐振线圈的设计目标参数,在此基础上采用基于电磁场有限元仿真的方法优化设计了磁谐振线圈。在样机测试实验时,采用分别施加高电压大电流和开关柜多金属这2种环境来模拟非接触电源的实际工作环境。样机实验和运行结果表明:磁谐振非接触电源额定输出功率为0.5 W、电压为3.3 V,最大传输效率为32%,在最高工作环境电压为20 kV、电流为1 kA的实验中,以及金属部件多、工作环境恶劣的开关柜中有良好适应性。研究表明:磁谐振非接触电源不仅安装比较方便,而且可以给安装在高压侧的无线传感器提供稳定充足的电能;为提高电能传输效率,应尽可能提高效率系数kQ。

摘要：本文阐述了磁谐振无线电能传输的工作原理,从电路角度对系统进行建模分析。针对磁谐振无线电能传输系统满足最大输出功率时效率比较低的情况,提出以最大功效积为优化函数。针对线圈设计过程中各参数之间的制约关系,提出了在尺寸有限的情况下的PCB线圈优化设计方法。以最大功效积为目标函数,运用理论与仿真分析结合的手段,解决了在尺寸有限的情况下的PCB线圈优化设计问题。最后根据优化结果,制作出一组线圈,并对发射和接收线圈间的互感及交流电阻进行测试,测试结果与理论计算和仿真结果基本一致,验证了所提优化方法的可行性。

摘要：针对线圈设计过程中各参数之间的特性和相互制约关系,提出了一种在有限尺寸空间下的PCB线圈优化设计方法,综合考虑线圈的匝数、线间距、线宽以及铜厚的影响,以传输效率为优化目标,运用理论与仿真分析相结合的手段,解决了在有限尺寸下的PCB线圈优化设计问题。最后根据优化结果,制作了一组线圈,并对线圈之间的互感及交流电阻进行了测试,测试结果与理论计算和仿真结果基本一致,验证了该方法的可行性。

摘要：针对实际应用中对磁耦合结构提出的小体积要求,提出了一种在有限尺寸空间下优化设计磁耦合结构的方法。优化的方法综合考虑了线圈的工作频率、线圈结构、匝间距、导线半径等因素,以传输效率为优化目标,采用理论计算和仿真分析相结合的手段,解决了有限尺寸空间下磁耦合结构的优化设计问题。最后根据优化设计结果制作了一组线圈,并对其自感、互感、内阻进行了测试,测试结果与仿真分析结果或理论计算结果基本一致,验证了该优化设计方法的可行性。

摘要：磁耦合结构是磁谐振无线电能传输系统的关键核心部分，其传输性能的好坏直接影响到该传输方式的进一步推广应用。针对在实际应用中对磁耦合结构提出的小体积要求，提出了一种在有限尺寸空间下优化设计磁耦合结构的方法。该方法综合考虑了线圈的工作频率、线圈结构、匝间距、导线半径等因素，以传输效率为优化目标，采用理论计算和仿真分析相结合的手段，解决了有限尺寸空间下磁耦合结构的优化设计问题。最后根据优化设计结果，制作了一组线圈，并对其自感、互感、内阻进行了测试，测试结果与仿真分析结果或理论计算结果基本一致，验证了该优化设计方法的可行性。

摘要：针对磁谐振无线电能传输系统带整流滤波负载的情况,提出采用基波分析法,分别对两线圈、四线圈电流断续、四线圈电流连续情况下进行建模与分析,得到相应状态下整流滤波电路的等效输入阻抗。通过PSIM仿真以及设计制作的试验样机验证了上述分析的正确性,可为磁谐振无线电能传输系统的搭建以及进行阻抗匹配提供有效的参考。