空间尺度磁共振无线电能传输的互感特性分析

摘要

针对研究磁共振无线电能传输在空间位置上对互感特性影响未知的问题,提出了一种基于空间尺度的互感特性分析方法.该方法以圆形截面的螺旋线圈为分析对象,依据聂以曼电磁公式,采用泰勒公式展开的优化方法,推导出了空间位置上耦合线圈的互感计算公式.以推导的互感计算公式为基础,通过重构坐标系的方式减少模型空间参数,进而对次级线圈在空间范围内进行定向的俯仰分析.理论分析结果表明,当初级线圈固定于原点、次级线圈在任意空间位置上时,总能在重构坐标后找到唯一俯仰偏转角度,使得耦合线圈间互感处于最大状态.采用三维有限元分析(FEA)方法及搭建实际建模对互感计算公式及特性进行实验验证,实验结果验证了所提互感特性分析的正确性.