变线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统

王亚檬^1,2，武兴华^1,2，吝伶艳^1,2，宋建成^1,2

1. 太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室2. 太原理工大学煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室

摘 要：针对传统单一线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统存在传输效率受限于传输距离的问题,设计了一种变线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统。建立了系统的等效电路模型;分析了系统分别采用两线圈结构和四线圈结构时的传输效率与传输距离之间的关系;根据两线圈结构时系统传输效率随着传输距离的增大而逐渐减小、四线圈结构时系统传输效率随着传输距离的增大先增后减的结论,提出了传输距离小于线圈半径时采用两线圈结构、传输距离大于线圈半径时采用四线圈结构的变线圈结构谐振耦合方式,以实现不同传输距离时传输效率的最大化。仿真和实验结果验证了该系统的有效性和可行性。

关键词：无线电能传输;磁耦合谐振;变线圈;两线圈;四线圈;传输效率;