徐百汇，高 嵬



无线电能传输装置空心线圈间的互感计算

徐百汇1，高 嵬2

（1.海军东海舰队装备部，浙江宁波315122；2. 海军工程大学电气工程学院, 武汉430033）

无线电能传输系统中，线圈间的分隔距离以及不对中，使得系统的最大效率得不到保证。本文基于一个更加有效和普适的模型，重新推导了用于评估圆形线圈间互感的数学模型，并适用于存在及不存在不对中情况的两种条件。同时，文中给出了利用MATLAB软件得出的计算结果。这些结果为后期无线电能传输系统中线圈的设计、计算积累了理论和计算基础。关键词：无线电能传输 线圈 互感

0 引言

无线电能传输系统能够实现电能经由线圈，以高频电磁场作为媒介传输到电气设备[1–3]，但由于线圈本身的距离和不对中等因素影响，往往无法实现电能传输效率的最大化。

基于线圈是否对中的条件计算线圈间的互感是研究线圈互感问题的基本途径[1–6]。基于麦克斯韦定律、诺依曼定律、毕-萨定律以及磁矢量方法等的应用，文献[3-7]给出了很多种互感计算模型。这些模型以解析或半解析的形式，通过椭圆积分的第一、二或第三种形式给出，即霍伊曼-蓝布达方程、贝塞尔方程和拉格朗日方程[6-10]。尽管如此，一个更加先进和相关度更高的模型已经在[6,7]文献中推导得出，该模型对评估不对中线圈的互感大有帮助。

本文的目的在于，在是否考虑同轴位置的情况下，利用对于文献[6,7]中进行修改后更加有效和普适的模型，重新梳理推导出用于评估两线圈间互感的数学模型。……