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一种基于超材料的变向无线电能传输方法及系统技术方案

技术编号:40737772 阅读:27 留言:0更新日期:2024-03-25 19:58
本发明专利技术涉及无线电能传输技术领域,尤其涉及一种基于超材料的变向无线电能传输方法及系统,包括根据发射线圈、接收线圈和超材料线圈阵列的位置关系,利用HFSS仿真拟合得到超材料线圈阵列的外接电容与等效磁导率的关系;根据入射角、折射角与等效磁导率关系、超材料线圈阵列的外接电容与等效磁导率的关系,得到入射角、折射角与超材料线圈阵列的外接电容的关系;通过调整外接电容的值使入射角和折射角改变,从而改变接收线圈的接收功率。本发明专利技术解决现有无线电能传输中发射线圈与接收线圈相互垂直且接收线圈的位置产生偏移时系统能量传输效果不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电能传输,尤其涉及一种基于超材料的变向无线电能传输方法及系统


技术介绍

1、煤矿井有各种电气设备,而有线电缆、蓄电池、电缆与蓄电池相结合是常用的3种供电方式;有线电缆易磨损、断裂且不能到达所有区域,蓄电池在充电和更换电池时易产生电火花,这使得井下安全生产存在着不便与隐患;而通过使用无线电能传输技术,不仅能够灵活得为井下设备供电,还能避免电火花的产生,将为矿井安全生产提供有效的技术保障手段。

2、但在矿井下,横井与竖井是相互垂直的,发射线圈放置在罐笼中,罐笼则在竖井中上下移动为井壁上的设备供电;若用电设备位于横井中,则发射线圈与接收线圈相互垂直,严重影响传输效果;为了提高此场景下的传输效果,需要改变能量的传输方向;尽管全向无线电能传输也能够改善该场景下的传输效果,但其向四周发散的磁场过于均匀,导致各个方向上的接收功率都较小,且无法在指定方向上提升传输效果。

3、近些年的研究成果表明,电磁超材料具有负折射和负磁导率的特性,能够改变能量的传输方向;为了提高发射线圈与接收线圈垂直时的功率,需要在两个线圈中间放置变向超材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,接收线圈的接收功率最大时,折射角度满足无线电能垂直入射到接收线圈。

3.根据权利要求1所述的基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,入射角、折射角与等效磁导率关系的公式为:

4.根据权利要求1所述的基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,当发射线圈与接收线圈垂直设置、且超材料线圈阵列处于发射线圈和接收线圈延长线的角平分线上、且超材料线圈阵列的中心与发射线圈的中心的距离等于超材料线圈阵列的中心与接收线圈的...

【技术特征摘要】

1.一种基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,接收线圈的接收功率最大时,折射角度满足无线电能垂直入射到接收线圈。

3.根据权利要求1所述的基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,入射角、折射角与等效磁导率关系的公式为:

4.根据权利要求1所述的基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,当发射线圈与接收线圈垂直设置、且超材料线圈阵列处于发射线圈和接收线圈延长线的角平分线上、且超材料线圈阵列的中心与发射线圈的中心的距离等于超材料线圈阵列的中心与接收线圈的中心的距离时,接收线圈的功率最大。

5.根据权利要求1所述的基于超材料的变向无线电能传输方法,其特征在于,超材料线圈阵列包括若干个形状相同的超材料线圈两两之间等距离设置,构成正方形阵列。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖菲杭强浩
申请(专利权)人:常州大学
类型:发明
国别省市:

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