一种研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110739779A(43)申请公布日2020.01.31(21)申请号201911018839.7(22)申请日2019.10.24(71)申请人郑州轻工业学院地址450000河南省郑州市金水区东风路5号(72)发明人高鹏飞田晓盈邱洪波栗三一岳伟超刘小梅高超刘晓云(74)专利代理机构郑州金成知识产权事务所(普通合伙)41121代理人郭乃凤(51)Int.Cl.H02J50/12(2016.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法(57)摘要本发明公开了一种研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法，根据磁耦合谐振无线电能传输系统的等效电路图求得系统的传输效率公式，根据线圈间的互感公式求得发射线圈与接收线圈之间的互感，确定发射线圈与接收线圈的绕制材质，根据所确定材质的温度系数求得温度与所述材质电导率之间的关系公式，求得发射线圈与接收线圈的欧姆损耗及辐射损耗电阻与温度之间的关系公式，求得磁耦合谐振无线电能传输效率与温度之间的关系公式，进行仿真分析。本发明有助于高温、低温以及温度变化较大的环境中的磁耦合谐振无线电能传输系统的设计，对无线电能传输技术在锅炉等高温环境、制冷车间等低温环境以及环境温度变化较大的煤矿井下等特殊场合的应用有着重要的意义。CN110739779ACN110739779A权利要求书1/1页1.一种研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：步骤A：根据磁耦合谐振无线电能传输系统的等效电路图求得系统的传输效率公式；步骤B：根据线圈间的互感公式求得发射线圈与接收线圈之间的互感；步骤C：确定发射线圈与接收线圈的绕制材质；步骤D：根据步骤C中所确定材质的温度系数求得温度与步骤C中所述材质电导率之间的关系公式；步骤E：根据高频情况下线圈的欧姆损耗及辐射损耗电阻的计算公式以及步骤D中得到的温度与电导率之间的关系公式求得发射线圈与接收线圈的欧姆损耗及辐射损耗电阻与温度之间的关系公式；步骤F：根据步骤A中求得的磁耦合谐振无线电能传输系的传输效率公式、步骤B中得到的发射线圈与接收线圈之间的互感以及步骤E中得到的发射线圈与接收线圈的欧姆损耗及辐射损耗电阻与温度之间的关系公式求得磁耦合谐振无线电能传输效率与温度之间的关系公式；步骤G：根据步骤F中得到的磁耦合谐振无线电能传输效率与温度之间的关系公式进行仿真分析。2.根据权利要求1所述的一种研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法，其特征在于，通过温度与发射线圈、接收线圈绕制材质电导率之间的关系公式推导温度与发射线圈、接收线圈的欧姆损耗与辐射损耗电阻之间的关系公式。3.根据权利要求1所述的一种研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法，其特征在于，通过温度与发射线圈、接收线圈的欧姆损耗与辐射损耗电阻之间的关系公式推导温度与磁耦合谐振无线电能传输效率之间的关系公式。2CN110739779A说明书1/6页一种研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法技术领域[0001]本发明属于磁耦合谐振无线电能传输技术领域，涉及一种研究磁耦合谐振无线电能传输效率影响因素的方法，特别是一种适合研究温度对磁耦合谐振无线电能传输效率影响的方法。背景技术[0002]随着科技的进步与国民生活水平的提高，各种电器设备逐渐进入了人们的日常生活中，人们对供电方式的便利性与智能性要求越来越高，传统的导线供电方式已经完全不能满足人们的需求，因此无线电能传输技术应运而生。无线电能传输与无线通信一样，实现了无导线传输。无线电能传输技术是借助于磁场、电场、微波等软介质实现的电能传递，是集电磁学、电力电子学、天线技术、电路分析理论、高频电子学、耦合模理论、无线通信技术等多学科的交叉理论与应用研究。无线电能传输技术避免了电源与用电设备的直接接触，是一种安全高效的传输方式，能够应用于复杂恶劣的环境中，被美国《技术评论》杂志评为未来十大科研方向之一。该技术不仅可以应用在军事、航空、家电、电车等领域，还可以扩展应用到煤矿井下、油田勘探、水下勘测、医疗植入等具有特殊要求的领域。[0003]目前，无线电能传输的方式主要有微波式、电磁感应式、磁耦合谐振式等三种。微波式无线电能传输技术具有功率大、定向性好、传输距离远等优点，但是由于其频率高、波长小，容易受障碍物的影响，只能在空旷环境下使用。该技术多应用于空间发电以及军事领域。另外该技术具有电磁辐射大、受天气及地形影响大的缺点。电磁感应式无线电能传输技术的原理与分离式变压器相似，具有传输效率高、传输功率大等优点。但是由于初级线圈与次级线圈之间需要进行电磁耦合，所以传输距离不能太大，一般在毫米级别，在初