基于铁氧体的磁感应无线输能系统传输效率优化

针对近距离高频磁感应无线能量传输系统中距离改变会使线圈耦合系数和品质因数变化导致效率降低的问题,提出一种基于铁氧体软磁片的优化方案。设计并搭建磁感应无线输能系统平台,通过样机实测,在信号源频率100 kHz,传输距离5 mm,优选负载的情况下,与传统磁感应无线输能系统相比,采用铁氧体软磁片的线圈,系统传输效率提升约24%。验证结果表明,在相同传输距离下,该方案引入铁氧体软磁片可明显提升线圈的耦合系数和品质因数,从而提高系统传输效率。

非接触旋转关节输能系统的设计

针对常规旋转关节输电存在磨损、线缆缠绕折断等问题,引入电磁感应无线输能技术,设计了应用于旋转关节的电能传输系统。分析了影响传输效率的主要因素,利用Maxwell重点讨论了系统参数的设计依据,并对铁氧体耦合线圈进行了仿真。通过实际搭建无线输能测试平台,将仿真与实测的品质因数和耦合系数进行对比,验证了所述方法的正确性和可行性。在此基础上,通过调节旋转关节的传输距离,得到了系统传输效率、输出功率及输出电流与传输距离的关系。结果表明,该旋转关节无线输能系统在传输距离30 mm时,传输效率为30.59%,输出功率为40 W,可实现旋转供电。