谐振式WPT耦合线圈形状设计与参数优化

来源：电工电能新技术杂志2019年第7期北京时间：

作者：诸嘉慧， 高强， 刘齐， 范维， 潘加玉

单位：1. 中国电力科学研究院有限公司， 北京 100192；
\r\n2. 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院， 辽宁 沈阳 110006；
\r\n3. 辽宁东科电力有限公司， 辽宁 沈阳 110179

摘要：耦合线圈是无线电能传输系统的核心部分，它直接影响着电能传输的性能，线圈的最佳形状与参数亟需深入研究。本文针对无线电能传输系统构建了高频电路模型，推导出耦合电能传输系统的功率与效率表达式，随后借助COMSOL Multiphysics 对平面圆形、平面方形与螺旋筒形三种常见形状进行了仿真分析，得出不同距离下功率与效率的曲线图。确定了耦合线圈的最佳形状，并在最佳形状下进行不同线圈参数仿真，得出最佳谐振线圈参数变化规律，即线圈直径和线径越大，而且匝间距越小，线圈的品质因数越高。本文为无线电能传输系统的优化与设计提供了依据与参考。

关键词：无线电能传输, 磁耦合谐振, 线圈形状, 线圈参数

基金资助：国家电网公司科技项目“设备监测传感器取能技术研究及应用”（GY71-17-007）