基于改进型三维螺线管磁耦合结构的多线圈长气隙无线电能传输系统研究

为了在330kV支柱绝缘子高电位点处给状态监测设备供电,文中提出一种基于改进型三维螺线管的五线圈磁耦合结构。依靠现有绝缘距离实现了长气隙无线电能传输,其传输距离为2.9m。该磁结构可以有效地约束磁场,达到提升耦合系数的目的。文中借助有限元仿真模型,分析高压电场与松耦合变压器磁场间的相互影响,研究表明,磁结构的嵌入不会破坏绝缘支柱的绝缘特性,而支柱绝缘子对磁场的影响亦不明显。文中对该结构的五线圈耦合电路模型进行分析,理想情况下,其谐振电路具有恒压输入-恒压输出的特性。在长达3m的样机平台下的实验结果表明,该系统在传输功率为16W时,可以实现34.35%的系统最高效率。