全方向无线电能传输电磁耦合系统仿真分析.pdfVIP

第19卷第1期电源学报Vol.19No.1

2021年1月JournalofPowerSupplyJan.2021

DOI：10.13234/j.issn.2095-2805.2021.1.142中图分类号:TM724文献标志码:A

全方向无线电能传输电磁耦合系统仿真分析

谢文燕，陈为

(福州大学电气工程与自动化学院，福州350108)

摘要:近年来全方向无线电能传输技术由于具有位置鲁棒性好、安全可靠性高和环境亲和力强等独特优势,

受到国内外研究机构和科研院所的广泛关注。高性能的电磁耦合系统作为全方向无线电能传输系统的关键环节,

对实现高效的系统能量传输有着至关重要的作用。首先运用电路理论建立了全方向线圈结构的等效电路模型得

到系统输出电压和输出功率的表达式并给出了系统激励源的控制方案；其次对全方向无线电能传输的充电场景

进行分析分析了三维正交圆环形线圈结构方案的弊端提出了正方体线圈结构方案；最后建立两种磁耦合线圈

结构方案的数学模型得出互感与接收线圈的位置、充电场景和旋转角度的关系。通过仿真实验验证了理论分析的

正确性为全方向无线电能传输电磁耦合系统的设计提供了参考和借鉴。

关键词：全方向；无线电能传输；电磁耦合结构；电磁仿真

SimulationAnalysisofElectromagneticCouplingSystemfo

OmnidirectionalWirelessPoweTransfe

XIEWenyan,CHENWei

(CollegeofElectricalEngineeringandAutomation,FuzhouUniversity,Fuzhou350108,China)

Abstract:Inrecentyears,theomnidirectionalwirelesspowertransfertechnologyhasattractedextensiveattention

ofdomesticandforeignresearchinstitutionsandinstitutesowingtoitsuniqueadvantagessuchasgoodlocationrobust­

ness,highsafetyandreliability,andstrongenvironmentalaffinity.Thehigh-performanceelectromagneticcouplingsys­

temisthekeylinkinanomnidirectionalwirelesspowertransfersystem,whichisimportantfortherealizationofthesys­

temsefficientenergytransfer.First,theequivalentcircuitmodelofanomnidirectionalcoilstructureisestablishedby

usingthecircuittheory,andtheexpressionsofsystemoutputvoltageandoutputpowerareobtained.Inaddition,the

controlschemeforthesystemsexcitationsourceisalsog