摘要：无线电能传输技术凭借无直接电气接触的优点,在现代有轨电车得到应用。在这样的大功率应用对象中,效率是影响系统性能的重要因素,线圈设计更是首要考虑的内容。不同于其它应用对象,现代有轨电车停车误差只存在于一个方向,且偏移误差符合正态分布规律。针对这一特征,以满足额定输出功率为前提,提出线圈效率期望作为优化目标,将有轨电车线圈安装尺寸、器件应力等指标作为约束条件。同时,提出增长原边线圈的方式提高副边线圈的偏移特性,采用群举法对矩形线圈的长度、宽度、匝数等进行了优化。最后得到在停车偏移误差离呈现正态分布状况下,线圈的效率期望最优的结果,并对结果进行了实验验证。

摘要：为解决无线充电系统中线圈间耦合系数小、充电效率低的问题,提出一种在不同传输距离下发射线圈和接收线圈半径匹配的优化设计方法。首先建立了该无线充电系统的等效电路,推导出传输效率与互感和线圈内阻的关系;其次对平面环形线圈进行等效建模,得到了两共轴平行圆线圈间的互感公式;然后在特定接收线圈下,利用线圈间互感公式和有限元仿真得到了平均半径比与传输距离的关系,并在自动导引车的充电距离下,优化设计了发射线圈的内外半径;最后对优化前后发射线圈进行了对比实验。实验结果表明,优化后发射线圈可以明显提升系统的传输效率,从而验证了所提设计方法的正确性。

摘要：为了提高无线电能传输系统的传输效率,本文对发射线圈与接收线圈的尺寸匹配关系进行分析,提出一种给定参数下的线圈优化设计方法。首先建立PS型单管逆变ICPT系统等效模型,将传输效率问题转化成强耦合系数的问题。然后以平面螺旋线圈为例,推导出强耦合系数的计算方法,构造了强耦合系数与耦合线圈尺寸和传输距离之间的目标函数,根据该目标函数和约束条件得到强耦合系数最大时各参数的尺寸匹配关系。最后结合巡检机器人的充电距离和接收线圈尺寸,推得发射线圈尺寸并绕制线圈进行实验验证,对线圈优化前后强耦合系数和传输效率的变化进行了分析。实验结果表明优化后系统传输效率明显提高,验证了设计方法的正确性。

摘要：无线电能传输系统耦合线圈设计是影响系统性能的主要因素。针对两线圈磁谐振式无线电能传输系统建模,分析得出只改变线圈品质因数条件下,系统最优传输功率与最大传输效率一定不拟合。应用ANSYS电磁仿真与MATLAB数值计算相结合的方式,分析在无线电能传输系统其它参数确定时,圆形平板线圈匝距、半径、匝数改变时的空间磁场分布与系统传输特性。仿真结果表明,增大线圈半径与匝数、减少线圈匝距均可有效提升系统的传输性能,增大线圈半径可增加传输距离,增大线圈匝数可增加系统工作频率范围。分析结果为优化磁耦合谐振线圈提供了理论依据。

摘要：无线电能传输技术可以克服许多有线电能传输方式的不足,如何对线圈进行合理设计及优化是无线电能传输系统设计的关键问题之一。采用有限元方法,对不同结构的发射、接收线圈参数进行分析求解,找到最优的线圈形式,并进行实验验证。搭建电磁耦合谐振式电能传输平台,通过实验研究频率、电压、电流、传输效率等参数,并引入距离变量和模型化分析,得出最大化传输效率的方案,使系统在不同负载下的传输效率均保持在最佳水平。

摘要：发射线圈和接收线圈是无线充电系统中的关键组成部分,二者的尺寸以及两线圈间的距离影响着系统的传输功率及效率,但对于两个线圈尺寸的最优匹配问题还未有系统的设计方法。针对此,以圆形发射和接收线圈为例,推导两线圈间的互感公式,用Mathcad绘制两线圈间互感随两线圈的径径比、接收线圈与传输距离间径距比变化的曲线,不同径距比下互感随发射线圈宽度变化的曲线,以及互感随发射线圈内外径变化的曲线。根据以上曲线得出两线圈的最优匹配尺寸,并以此进行了3组线圈匹配优化实验,分别绘制出输出电压和系统效率随传输距离的变化曲线。相关实验验证了所提优化方法的可行性。

摘要：针对传统环绕式发射线圈的尺寸过大及穿戴不便等问题,文章提出了一种使用平面螺旋线圈作为发射线圈的胶囊机器人无线供能系统,有效地减小了发射线圈的尺寸,同时避免了穿戴不便的问题,提高了胶囊机器人无线供能系统的适用性。论文给出了系统的等效电路模型,研究了系统传输效率与系统参数的关系;对接收端线圈匝数进行了优化,提高了系统的传输效率;通过阻抗变换将负载的等效阻抗优化为最优负载。最后对基于该方案的无线能量传输系统进行了实验验证。结果表明,样机系统在10 cm传输距离下的传输效率达到了8.8%,传输功率超过了1 W。

摘要：为优化大功率谐振式无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统线圈设计,提高系统传输效率,分析了电流源供能的两线圈串串拓扑结构的等效电路模型,提出了优化平面圆形线圈的4个方面,即更多的线圈匝数、更大的线圈半径、更近的传输距离以及合适的负载大小,并利用COMSOL软件进行仿真验证;利用COMSOL软件还获得了收发线圈在谐振时各自的磁场分布图,从而能够全面、直观地优化谐振式WPT系统线圈设计,实现大功率谐振式WPT系统的高效率传输。结果表明:通过增加线圈匝数、增大线圈平均半径、减小传输距离、选择合适负载对线圈进行优化,并且考虑将平面圆形线圈内外径之差尽可能减小,能够提升谐振式WPT系统的传输效率。

摘要：电动汽车由于其节能、环保和低碳等优点受到越来越多的关注。为提高电动汽车无线充电系统传输效率,优化线圈设计,分析了电流源供能的2线圈串串拓扑结构的等效电路模型,并从线圈互感、线圈等效串联电阻以及负载的角度对平面螺旋方形线圈提出了提高充电效率的4个方面,即:最优的线圈匝数、最优的线圈边长、更短的传输距离以及最佳负载,并利用COMSOL软件进行了仿真验证。仿真优化结果表明:线圈边长d与传输距离D存在近似优化关系:d=2D;电动汽车无线充电系统存在一组最优参数:传输距离D=45 cm、线圈边长d=90 cm、线圈匝数N=30和负载RL=80Ω时,系统传输效率达到88.36%,从而实现了电动汽车高效率无线充电。

摘要：针对胶囊内镜微型化的发展趋势,采用MATLAB详细分析了PCB板平面螺旋线圈构成的无线电能传输系统中接收线圈的线间距、线宽、铜厚、线圈匝数等参数对于品质因数和传输效率的影响。在电源频率为13.56 MHz下,综合考虑各个方面对线圈的影响,得出优化参数如下:线间距为0.254mm、线宽为2.54mm、铜厚为35μm、线圈匝数为6匝。在优化线圈参数的基础上,详细分析了线圈距离对系统传输效率的影响,验证了PCB螺旋线圈应用于胶囊内镜无线供电的可行性。该优化结果对于研究小功率谐振式无线电能传输系统有一定的参考意义。