[發明專利]一種基于共面雙線圈耦合機構的遠距離無線電能傳輸系統

在審

• 申請號: 202310218994.3
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116365731A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 謝涵宇;豐宇宸;費迎軍;鄧棚亓;范元雙;劉哲;侯嘉赫;簡鴻博;李翔宇;馬駿
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J50/90
• 分類號: H02J50/90;H02J50/10;H01F27/28
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 黃梅

1.一種基于共面雙線圈耦合機構的遠距離無線電能傳輸系統，其特征在于，該系統包括共面雙線圈耦合機構，所述共面雙線圈耦合機構包括原邊共面線圈和副邊共面線圈；

所述原邊共面線圈包括邊長為l₁的方形線圈L₁和邊長為l₂的方形線圈L₂，所述方形線圈L₂放置在所述方形線圈L₁正中并與之共面，所述方形線圈L₁連接逆變器；

所述副邊共面線圈包括邊長為l₃的方形線圈L₃和邊長為l₄的方形線圈L₄，所述方形線圈L₄放置在所述方形線圈L₃正中并與之共面，所述方形線圈L₄連接整流濾波電路；

所述原邊共面線圈和所述副邊共面線圈之間的距離即無線傳輸距離為d。

2.根據權利要求1所述的一種基于共面雙線圈耦合機構的遠距離無線電能傳輸系統，其特征在于，所述方形線圈L₁、所述方形線圈L₂、所述方形線圈L₃、所述方形線圈L₄均采用同一種線繞制成單層線圈。

3.根據權利要求2所述的一種基于共面雙線圈耦合機構的遠距離無線電能傳輸系統，其特征在于，所述共面雙線圈耦合機構的參數采用如下步驟設計：

S1、根據實際需求確定所述方形線圈L₁的邊長l₁和所述方形線圈L₃的邊長l₃；

S2、確定所述方形線圈L₁的繞線寬度a₁和所述方形線圈L₂的繞線寬度a₂均為a且等于一固定值a₀，以及所述方形線圈L₁與所述方形線圈L₂的間隙d₁等于一固定值d₀；

S3、確定所述方形線圈L₃的繞線寬度a₃等于所述方形線圈L₄的繞線寬度a₄等于未知數b，設所述方形線圈L₃與所述方形線圈L₄之間的間隙為d₂；

S4、采用已知電源激勵所述方形線圈L₁，計算所述共面雙線圈耦合機構在不同的b和不同的d₂下的等效耦合系數k_eq，k_eq通過下式計算：

L_{p_eq}為原邊側等效自感，L_{s_eq}為副邊側等效自感，R_L為負載電阻，M_eq為等效互感，G_v為系統的電壓增益，M₁₂為所述方形線圈L₁與所述方形線圈L₂之間的互感，M₃₄為所述方形線圈L₃與所述方形線圈L₄之間的互感，ω為系統的工作角頻率；

S5、確定等效耦合系數k_eq為最大值時的1組以上b、d₂值；

S6、確定b、d₂的值為1組以上b、d₂值中的任意一組；

S7、改變a、d₁，計算所述共面雙線圈耦合機構在不同的a和不同的d₁下的等效耦合系數k_eq；

S8、確定等效耦合系數k_eq為最大值時的1組以上a、d₁值；

S9、確定a、d₁的值為1組以上a、d₁值中的任意一組。

4.根據權利要求3所述的一種基于共面雙線圈耦合機構的遠距離無線電能傳輸系統，其特征在于，l₁＝l₃。