无线电能传输中的QDS线圈偏移特性研究.pdfVIP

2022 年 7 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 13 第 37 卷第 13 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jul. 2022 DOI:10.19595/ki.1000-6753.tces.210651 无线电能传输中的QDS 线圈偏移特性研究 1 1 2 1 孔令超 李厚基 潘 搏 王 勇 （1. 上海交通大学电子信息与工程学院 上海 200240 2. 上海航天技术研究院 上海 201109 ） 摘要 在无线电能传输系统中，不可避免地会出现发射线圈和接收线圈未对准的情况，这会 降低线圈的耦合系数和传输效率。目前常用的线圈，例如DD 线圈、DDQ 线圈等，仅在一个方向 上具有良好的偏移特性。为了解决这个问题，该文提出了一种在多个方向上都有良好抗偏移能力 的 QDS 线圈。首先研究了线圈的磁耦合结构，推导了 QDS 线圈互感的理论表达式；然后利用 JMAG 软件，对方形线圈、DD 线圈、QD 线圈和QDS 线圈进行仿真，通过分析线圈的磁感应强 度分布特性和偏移特性，证明QDS 线圈具有较强的抗偏移能力；最后，搭建了平台，测量线圈偏 移时的互感，通过与方形线圈、DD 线圈和QD 线圈进行比较分析，验证了QDS 线圈的优势。 关键词：无线电能传输 偏移特性 QDS 线圈 JMAG 中图分类号：TM937 Research on Quadruple D Square Coil with High Misalignment Tolerance for Wireless Power Transfer Kong Lingchao 1 Li Houji 1 Pan Bo2 Wang Yong 1 （1. School of Electronic Information and Electrical Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai 200240 2. Shanghai Academy of Spaceflight Technology Shanghai 201109 China ） Abstract In the wireless power transfer system, the misalignment of transmitting and receiving coils is inevitable, which reduces the coupling coefficient and efficiency of the coils. However, the existing coils, such as double D (DD), have good misalignment tolerance in only one direction. In order to solve this problem, a quadruple D square coil with high misalignment tolerance in multi directions is proposed. Firstly, the magnetic coupling structure of the coil is studied, and the theoretical expression of the mutual inductance of the QDS coil is derived. Then the JMAG software was use