一种具有兼容耦合和抗偏移能力的螺旋双C型双面线圈的设计与研究

来源：电工电能新技术杂志2019年第5期北京时间：

作者：孙祺明， 黎文静， 罗冰洋， 熊松， 陆江华， 王菁，朱国荣

单位：1. 武汉理工大学自动化学院， 湖北 武汉 430070；
\r\n2. 武汉三江航天远方科技有限公司， 湖北 武汉 430040

摘要：提高感应能量传输（IPT）系统中磁耦合结构的耦合系数以及抗偏移能力是提高IPT系统性能的核心要素。随着市场上接收线圈的多样化，有必要研究具有兼容耦合不同线圈（主要分为E型和C型）的线圈结构。在具有兼容耦合E型和C型线圈的螺旋双面（SP）线圈的基础上，本文提出一种螺旋双C（SDC）型双面线圈，该线圈包含两个绕组螺旋缠绕在平板磁心的两面，其中一面两个绕组间距较大，称分开侧；另外一面的两个绕组间距较小，称合并侧。通过改变SDC线圈为正串和反串连接来改变SDC线圈分别为C型和E型结构，从而能分别最优耦合C型线圈和E型线圈。SDC线圈分开侧耦合螺旋单面（RP）线圈（E型线圈），合并侧耦合双D盘单面（DDP）线圈（C型线圈），能获得最好的耦合系数。实验表明，SDC线圈与DDP线圈和RP型线圈的耦合系数较传统SP型线圈分别有10.5%和61.5%的提高；在抗偏移能力上，SDC线圈与DDP和RP线圈耦合时，相对于DDP和RP线圈均有提高，特别是相对于DDP线圈。

关键词：IPT, 兼容耦合, 螺旋双面线圈, 耦合系数, 抗偏移能力

基金资助：国家自然科学基金项目（51777146）、 中央高校基本科研业务费专项资金项目（2018IVA113）