留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于Maxwell的MCR-WPT系统传输效率影响因素仿真分析

张蔚方 张华 袁天辰 魏丽丽

张蔚方, 张华, 袁天辰, 魏丽丽. 基于Maxwell的MCR-WPT系统传输效率影响因素仿真分析[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(3): 222-227. doi: 10.12299/jsues.22-0373
引用本文: 张蔚方, 张华, 袁天辰, 魏丽丽. 基于Maxwell的MCR-WPT系统传输效率影响因素仿真分析[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(3): 222-227. doi: 10.12299/jsues.22-0373
ZHANG Weifang, ZHANG Hua, YUAN Tianchen, WEI Lili. Simulation analysis of factors affecting transmission efficiency of Maxwell-based MCR-WPT system[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(3): 222-227. doi: 10.12299/jsues.22-0373
Citation: ZHANG Weifang, ZHANG Hua, YUAN Tianchen, WEI Lili. Simulation analysis of factors affecting transmission efficiency of Maxwell-based MCR-WPT system[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(3): 222-227. doi: 10.12299/jsues.22-0373

基于Maxwell的MCR-WPT系统传输效率影响因素仿真分析

doi: 10.12299/jsues.22-0373
详细信息
    作者简介:

    张蔚方(1997−),男,在读硕士,研究方向为无线电能传输. E-mail:1403607153@qq.com

    通讯作者:

    张 华(1978−),男,副教授,博士,研究方向为无线电能传输. E-mail:zhxueju@163.com

  • 中图分类号: TM724

Simulation analysis of factors affecting transmission efficiency of Maxwell-based MCR-WPT system

  • 摘要: 运用耦合模理论与等效电路模型,对典型的磁谐振式无线电能传输系统进行理论分析,得到传输效率与谐振线圈间耦合系数的理论关系. 利用Maxwell仿真平台构建闭合线圈模型,并对线圈参数扫描,对谐振线圈进行仿真分析,得到线圈的结构参数(包括线圈匝数、匝间距、内径)以及线圈间空间距离对系统传输效率的影响. 结果表明,增大线圈匝数可有效提升系统传输效率,线圈存在最优匝间距与内径使系统传输效率最大,适当改变线圈间的空间距离会对系统传输效率产生明显影响. 分析结果为后续针对磁谐振式线圈的优化提供了理论依据.
  • 图  1  单谐振线圈等效电路

    Figure  1.  Equivalent circuit of a single resonant coil

    图  2  两线圈谐振式系统等效电路模型

    Figure  2.  Equivalent circuit model of two-coil resonant system

    图  3  发射线圈与接收线圈模型

    Figure  3.  Transmitter and receiver coil models

    图  4  线圈参数设置

    Figure  4.  Coil parameter settings

    图  5  谐振线圈磁场空间分布

    Figure  5.  Spatial distribution of magnetic field in resonant coil

    图  6  设置参数扫描值

    Figure  6.  Setting parameter scanning values

    图  7  线圈间耦合系数随发射线圈匝数变化

    Figure  7.  Variation of inter-coil coupling coefficient with numbers of turns of transmitting coil

    图  8  线圈间耦合系数随发射线圈匝间距变化

    Figure  8.  Variation of inter-coil coupling coefficient with turn spacing of transmitting coil

    图  9  线圈间耦合系数随发射线圈半径变化

    Figure  9.  Variation of inter-coil coupling coefficient with radius of transmitting coil

    图  10  线圈间耦合系数随接收线圈水平位移变化

    Figure  10.  Variation of inter-coil coupling coefficient with horizontal displacement of receiving coil

    图  11  线圈间耦合系数随接收线圈垂直位移变化

    Figure  11.  Variation of inter-coil coupling coefficient with vertical displacement of receiving coil

  • [1] Kurs A, Karalis A, Moffatt R, Joannopoulos JD, Fisher P, Soljacic M. Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances[J] . Science,2007,317:83.
    [2] 张献, 杨庆新, 陈海燕, 等. 电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证[J] . 中国电机工程学报,2012,32(21):153 − 158.
    [3] 贾金亮, 闫晓强. 磁耦合谐振式无线电能传输特性研究动态[J] . 电工技术学报,2020,35(20):4217 − 4231.
    [4] 张波, 疏许健, 吴理豪, 等. 无线电能传输技术亟待解决的问题及对策[J] . 电力系统自动化,2019,43(18):1 − 12.
    [5] 程岩松, 胡宏民, 叶方圆, 等. 磁耦合谐振式无线电能传输系统建模与仿真[J] . 电工技术,2018(16):135 − 136,140.
    [6] 肖思宇, 马殿光, 张汉花, 等. 耦合谐振式无线电能传输系统的线圈优化[J] . 电工技术学报,2015,30(S1):221 − 225.
    [7] 王琦婷. 磁耦合谐振式无线充电系统线圈的研究[J] . 电工材料,2020(6):56 − 59.
    [8] 傅文珍, 张波, 丘东元, 等. 自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J] . 中国电机工程学报,2009,29(18):21 − 26.
    [9] BERTOLOTTI M. Waves and fields in optoelectronics[J]. Optica Acta: International Journal of Optics, 1985, 32(7): 748.
    [10] 范兴明, 贾二炬, 高琳琳, 等. 磁耦合谐振式WPT系统频率特性分析[J] . 控制工程,2020,27(12):2120 − 2124.
    [11] 倪晨睿, 陈海川, 李登帅, 等. 磁耦合谐振式无线电能传输系统中锥形谐振线圈结构优化[J] . 四川大学学报(自然科学版),2020,57(2):304 − 310.
  • 加载中
图(11)
计量
  • 文章访问数:  149
  • HTML全文浏览量:  33
  • PDF下载量:  179
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-14
  • 刊出日期:  2023-09-30

目录

    /

    返回文章
    返回