基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法技术

技术编号:44006932 阅读:16 留言:0更新日期:2025-01-10 20:24
本发明专利技术涉及感应式无线电能传输技术领域,提供了一种基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法。该方法旨在解决双层线圈中因层间位移电流引起的损耗问题,适用于对称和非对称双层线圈。主要方案包括构建含分布参数的双层线圈等效电路模型,计算线圈自感、互感及匝间电容,结合微积分原理和欧姆定律计算绝缘介质等效电阻,构建IDC损耗与层间串联补偿电容之间的数学模型,并求解最小化IDC损耗所对应的层间串联补偿电容最优值。本发明专利技术用于优化双层线圈设计,减少层间位移电流损耗,提高系统效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及感应式无线电能传输,尤其涉及基于分布式补偿的双层线圈损耗优化方法。


技术介绍

1、感应式无线电能传输(ipt)技术以其灵活性和安全性等优点,在各个领域引起了广泛的关注。互感是ipt系统的关键技术指标之一,系统的功率传输性能与之密切相关。构建双层线圈是增加互感的常用方法之一,已广泛应用于植入式生物医学应用、消费电子、多米诺谐振器ipt系统等多个领域。

2、与单层线圈不同,双层线圈的损耗不仅包括趋肤效应和邻近效应引起的功率损耗,还包括idc损耗。当电流流过双层线圈时,不同层中的任意两匝线圈之间都存在电势差,这将导致层间绝缘材料中的产生位移电流。由流过层间绝缘材料的位移电流引起的功率损耗称为idc损耗。到目前为止,由趋肤效应和邻近效应引起的功率损失已经得到了深入的研究。然而,仅有少量学者开展了关于双层线圈idc损耗的研究。例如,哈尔滨工业大学王懿杰等人针对于多层线圈提出了一种改进型的补偿方法[1],通过使绕组线圈在每层中从外到内遵循相同的顺序并使用层补偿来降低idc损耗。然而,该专利中所提方法将限制每一层线圈的绕向,增加导线用量,降低线本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法,其特征在于,包括以下步骤:明确双层线圈的几何参数,几何参数包括每一层线圈匝数、内外径以及线径;

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法,其特征在于,含分布参数的等效电路通用模型中各个元件的具体连接关系为:两层中各匝线圈和层间串联补偿电容串联连接,任意两匝线圈间的耦合电容和绝缘介质等效电阻相互并联并连接至相应的两匝线圈。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法,其特征在于,含分布参数的等效电路通用模型用于任意对称或非对称双层线圈,在该...

【技术特征摘要】

1.一种基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法,其特征在于,包括以下步骤:明确双层线圈的几何参数,几何参数包括每一层线圈匝数、内外径以及线径;

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法,其特征在于,含分布参数的等效电路通用模型中各个元件的具体连接关系为:两层中各匝线圈和层间串联补偿电容串联连接,任意两匝线圈间的耦合电容和绝缘介质等效电阻相互并联并连接至相应的两匝线圈。

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式补偿的双层线圈层间位移电流损耗优化方法,其特征在于,含分布参数的等效电路通用模型用于任意对称或非对称双层线圈,在该模型中以每一匝线圈为研究对象,将每一匝线圈看作一个等势圆环,第一层中每一匝线圈自感为l1x,内阻为rllx(x=1,…,n1),第二层中每一匝线圈自感为l2y,内阻为rl2y,l1x和l2y间的匝间电容为cl1x_l2y,匝间...

【专利技术属性】
技术研发人员:邱作成张一鸣陈阳麦瑞坤何正友
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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