程志远，李峥，吴龙飞，陈坤，隋立程

（上海电力大学电气工程学院，上海 200090）

无线电能传输技术因采用非物理接触传能方式，有效解决了插拔式充电磨损问题，避免了电气直接接触，故其具有安全性高、环境适应性强等优势，将有望成为解决水下传能等问题最为有效的手段[1-4]。然而，常规机器人无线充电系统副边多采用方形、圆形等实体磁芯结构[5-6]，增加了机器人负重，降低了机动性，因此本文提出一种新型磁芯结构，即磁环条幅型磁芯结构，该结构有效降低机器人负重的同时，增加了其灵活性与续航能力。

无线充电系统基本结构如图1 所示，系统基本原理为：直流母线电压经逆变电路产生高频交流电，通过谐振网络由松耦合变压器（loosely coupled transformer，LCT）将能量传递至副边，最后经由谐振补偿网络及高频整流环节实现负载供能。

图1 系统基本结构框图Fig.1 System basic structure diagram

目前，已有较多学者针对LCT 进行了研究。文献[7]验证了方形磁芯对传能区域磁场具有良好约束效果，但方形实体磁芯增加了机器人自身载重负担；文献[8]在对平板磁芯磁路分析的基础上提出条幅型磁芯结构，验证了条幅型磁芯结构可用性，但对新结构其他性能并未展开描述；文献[9]提出一种分组串绕线圈加凹凸磁芯的复合结构，提升了系统偏移容忍度，但仅通过仿真分析未经过实验验证；文献[10]对条幅磁芯中磁条与圆环线圈位置关系以及线圈占比进行分析，并搭建实验平台验证其有效性，有关磁条数量对系统相关参数影响描述较少。……