无线充电系统耦合器自感与互感的非线性研究

摘要

当前在电动汽车无线充电系统的耦合器中,铁氧体板被广泛使用.本文借助数值计算方法深入研究带有铁氧体板的耦合器的自感与互感的非线性,并考虑铁氧体板的厚度、线圈与铁氧体板的间距、铁氧体板的尺寸以及传输距离等4个关键参数对非线性的影响.研究发现:自感与互感的非线性受铁氧体板厚度的影响最大,受线圈与铁氧体板的间距以及铁氧体板的尺寸的影响较小,而受传输距离的影响很小.此外,自感与互感非线性对应的饱和电流与铁氧体板的厚度和线圈与铁氧体板的间距正相关,与铁氧体板的尺寸成负相关,而互感的饱和电流随传输距离的增大而小幅增大.继而给出了对应最小饱和电流的4种参数组合,并得到了最小饱和电流为160 A,即当线圈电流小于160 A时,耦合器的自感与互感为线性,耦合器可看作线性设备.最后,利用实验验证了仿真结果的正确性,并利用耦合器在电流不大时的线性特性对耦合器周围的磁场进行了分析.