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基于自谐振线圈参数优化的多中继无线供电系统效率提升研究
被引量：
3
1
作者
张民
闫一骅
+3 位作者
杨环宇
刘野然
何正友
李勇
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期1181-1189,共9页
印刷电路板(printed circuitboard,PCB)自谐振线圈可以避免绕线引起的偏差,且不受分立补偿电容的影响,应用在多中继无线供电系统中极具前景。针对PCB自谐振线圈结构参数优化不完全所导致的多中继无线供电系统传输效率低下的问题,该文给...
印刷电路板(printed circuitboard,PCB)自谐振线圈可以避免绕线引起的偏差,且不受分立补偿电容的影响,应用在多中继无线供电系统中极具前景。针对PCB自谐振线圈结构参数优化不完全所导致的多中继无线供电系统传输效率低下的问题,该文给出了一种用以提升系统传输效率的PCB自谐振线圈结构参数优化设计方法。首先,建立了多中继无线供电系统的传输效率模型,并分析了线圈的电参数对传输效率的影响机理;其次,详细推导了线圈电参数与线圈的匝数、介质厚度、线宽、铜箔厚度、介质损耗角正切值以及介电常数之间的关系;然后,基于上述关系,以传输效率最高为目标,优化了线圈参数;最后,利用优化后的PCB自谐振线圈搭建了一套五线圈无线供电系统实验样机。实验结果表明,采用优化后的PCB自谐振线圈传输效率最高可达76.5%,相比优化前33.1%的传输效率,提高了43.4%。
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关键词
多中继无线供电
系统
传输效率
印刷电路板自谐振线圈
参数优化
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职称材料
多中继无线供电系统线圈-电路参数优化设计研究
被引量：
1
2
作者
李勇
崔学彦
刘野然
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期5256-5265,共10页
多中继无线供电系统包含线圈自感、互感、内阻、工作频率、补偿电容等众多设计参数。在满足负载功率需求的前提下,如何优化这些参数来设计系统输入输出特性并提升系统效率仍不明确。为此,该文以系统传输效率最优为目标,以同时实现恒压...
多中继无线供电系统包含线圈自感、互感、内阻、工作频率、补偿电容等众多设计参数。在满足负载功率需求的前提下,如何优化这些参数来设计系统输入输出特性并提升系统效率仍不明确。为此,该文以系统传输效率最优为目标,以同时实现恒压输出和零相角(zero phase angle,ZPA)输入特性为约束条件,提出了一种多中继无线供电系统线圈-电路参数优化设计方法。首先,基于二端口网络模型分析了恒压输出和ZPA输入的实现条件,以及传输效率的关键影响因素;其次,基于耦合系数与品质因数乘积指标对宽频率范围内的线圈最优匝数进行了分析;并根据所得到的最优线圈参数,提出了考虑恒压输出与ZPA输入特性的系统电路参数优化设计方法;最后,基于优化的线圈和电路参数搭建了一套五线圈无线供电系统样机,对线圈特性、输入输出特性以及系统效率进行了实验,验证了所提出参数优化设计方法的有效性。
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关键词
多中继无线供电
系统
参数优化
传输效率
恒压输出
零相角输入
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职称材料
面向高压输电杆塔在线监测设备的多级无线供电系统设计与一体化绝缘子装置研制
3
作者
张民
张鑫
+3 位作者
刘野然
李勇
何正友
吴宁
《电网技术》
北大核心
2025年第2期834-843,I0115,共11页
感应取电+多中继无线供电为高压输电杆塔在线监测设备提供了一种不受天气影响且安全稳定的新型供电方式。然而,目前多中继无线供电技术还缺少完整的系统设计和高压环境下的运行验证。为此,该文提出了一套面向35kV电压等级的多中继无线...
感应取电+多中继无线供电为高压输电杆塔在线监测设备提供了一种不受天气影响且安全稳定的新型供电方式。然而,目前多中继无线供电技术还缺少完整的系统设计和高压环境下的运行验证。为此,该文提出了一套面向35kV电压等级的多中继无线供电系统方案,并研制了具有无线电能传输功能的一体化绝缘子装置。首先,基于系统电路模型,以实现恒压输出和零相角输入为目标,设计了五线圈-多中继无线供电系统的补偿电容参数,并给出了功率变换电路设计方案;其次,给出了多中继线圈与环氧树脂绝缘子的一体化封装方案和封装流程,并制作了一套一体化绝缘子装置;最后,通过实验验证了多中继无线供电系统的恒压特性,并且通过高压实验验证了融合多中继线圈的一体化绝缘子的绝缘性能以及在高压环境下实现无线能量传输的可行性。实验结果表明,整套设备输出功率达到44.38W,传输效率达84.5%,一体化绝缘子装置满足35kV电压等级绝缘耐压要求。
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关键词
输电杆塔在线监测设备
多中继无线供电
一体化绝缘子
恒压输出
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职称材料
题名
基于自谐振线圈参数优化的多中继无线供电系统效率提升研究
被引量：
3
1
作者
张民
闫一骅
杨环宇
刘野然
何正友
李勇
机构
西南交通大学电气工程学院
国家电网四川天府新区供电公司
出处
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第3期1181-1189,共9页
基金
四川省自然科学基金项目(2022NSFSC1879)
中国科学技术协会青年人才托举工程(YESS20200265)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金(2682023ZTPV026)
西南交通大学新型交叉学科培育基金-前沿科技培育项目(2682022KJ005)。
文摘
印刷电路板(printed circuitboard,PCB)自谐振线圈可以避免绕线引起的偏差,且不受分立补偿电容的影响,应用在多中继无线供电系统中极具前景。针对PCB自谐振线圈结构参数优化不完全所导致的多中继无线供电系统传输效率低下的问题,该文给出了一种用以提升系统传输效率的PCB自谐振线圈结构参数优化设计方法。首先,建立了多中继无线供电系统的传输效率模型,并分析了线圈的电参数对传输效率的影响机理;其次,详细推导了线圈电参数与线圈的匝数、介质厚度、线宽、铜箔厚度、介质损耗角正切值以及介电常数之间的关系;然后,基于上述关系,以传输效率最高为目标,优化了线圈参数;最后,利用优化后的PCB自谐振线圈搭建了一套五线圈无线供电系统实验样机。实验结果表明,采用优化后的PCB自谐振线圈传输效率最高可达76.5%,相比优化前33.1%的传输效率,提高了43.4%。
关键词
多中继无线供电
系统
传输效率
印刷电路板自谐振线圈
参数优化
Keywords
multi-relay wireless power transfer system
transmission efficiency
PCB self-resonance coil
parameter optimization
分类号
TM721 [电气工程—电力系统及自动化]
在线阅读
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职称材料
题名
多中继无线供电系统线圈-电路参数优化设计研究
被引量：
1
2
作者
李勇
崔学彦
刘野然
机构
西南交通大学电气工程学院
出处
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期5256-5265,共10页
基金
四川省自然科学基金项目(2022NSFSC1879)
中国科学技术协会青年人才托举工程(YESS20200265)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2682023ZTPV026)
西南交通大学新型交叉学科培育基金-前沿科技培育项目(2682022KJ005)。
文摘
多中继无线供电系统包含线圈自感、互感、内阻、工作频率、补偿电容等众多设计参数。在满足负载功率需求的前提下,如何优化这些参数来设计系统输入输出特性并提升系统效率仍不明确。为此,该文以系统传输效率最优为目标,以同时实现恒压输出和零相角(zero phase angle,ZPA)输入特性为约束条件,提出了一种多中继无线供电系统线圈-电路参数优化设计方法。首先,基于二端口网络模型分析了恒压输出和ZPA输入的实现条件,以及传输效率的关键影响因素;其次,基于耦合系数与品质因数乘积指标对宽频率范围内的线圈最优匝数进行了分析;并根据所得到的最优线圈参数,提出了考虑恒压输出与ZPA输入特性的系统电路参数优化设计方法;最后,基于优化的线圈和电路参数搭建了一套五线圈无线供电系统样机,对线圈特性、输入输出特性以及系统效率进行了实验,验证了所提出参数优化设计方法的有效性。
关键词
多中继无线供电
系统
参数优化
传输效率
恒压输出
零相角输入
Keywords
multi-relay wireless power transfer system
parameter optimization
transmission efficiency
constant voltage output
zero phase angle input
分类号
TM721 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
面向高压输电杆塔在线监测设备的多级无线供电系统设计与一体化绝缘子装置研制
3
作者
张民
张鑫
刘野然
李勇
何正友
吴宁
机构
西南交通大学电气工程学院
国家电网有限公司
广西电网有限责任公司电力科学研究院
出处
《电网技术》
北大核心
2025年第2期834-843,I0115,共11页
基金
四川省自然科学基金杰出青年科学基金项目(24NSFJQ0199)
四川省自然科学基金项目(2022NSFSC1879)
+2 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2682023ZTPY026)
西南交通大学新型交叉学科培育基金-前沿科技培育项目(2682022KJ005)
广西重点研发计划项目(2021AB24009)。
文摘
感应取电+多中继无线供电为高压输电杆塔在线监测设备提供了一种不受天气影响且安全稳定的新型供电方式。然而,目前多中继无线供电技术还缺少完整的系统设计和高压环境下的运行验证。为此,该文提出了一套面向35kV电压等级的多中继无线供电系统方案,并研制了具有无线电能传输功能的一体化绝缘子装置。首先,基于系统电路模型,以实现恒压输出和零相角输入为目标,设计了五线圈-多中继无线供电系统的补偿电容参数,并给出了功率变换电路设计方案;其次,给出了多中继线圈与环氧树脂绝缘子的一体化封装方案和封装流程,并制作了一套一体化绝缘子装置;最后,通过实验验证了多中继无线供电系统的恒压特性,并且通过高压实验验证了融合多中继线圈的一体化绝缘子的绝缘性能以及在高压环境下实现无线能量传输的可行性。实验结果表明,整套设备输出功率达到44.38W,传输效率达84.5%,一体化绝缘子装置满足35kV电压等级绝缘耐压要求。
关键词
输电杆塔在线监测设备
多中继无线供电
一体化绝缘子
恒压输出
Keywords
on-line monitoring equipment for transmission towers
multi-relay wireless power transfer
integrated insulator
constant voltage output
分类号
TM721 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于自谐振线圈参数优化的多中继无线供电系统效率提升研究
张民
闫一骅
杨环宇
刘野然
何正友
李勇
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2024
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
多中继无线供电系统线圈-电路参数优化设计研究
李勇
崔学彦
刘野然
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
面向高压输电杆塔在线监测设备的多级无线供电系统设计与一体化绝缘子装置研制
张民
张鑫
刘野然
李勇
何正友
吴宁
《电网技术》
北大核心
2025
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