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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

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-14
  • 刊出日期:  2023-09-30

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