動態(tài)無線電能傳輸耦合機構(gòu)高頻電磁力研究.pdf

1、動態(tài)無線電能傳輸技術(shù)在大功率場景的應(yīng)用過程中，處于高頻磁場中的耦合機構(gòu)必然會受到高頻電磁力的作用，同時耦合線圈產(chǎn)生的高頻耦合磁場還會對磁場中的運行軌道等材料產(chǎn)生高頻電磁力的作用。在高頻電磁力的長期作用下，將會導致無線電能傳輸裝置的變形、松動、斷裂，甚至脫落，影響系統(tǒng)使用壽命，帶來安全威脅。論文針對動態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)中耦合機構(gòu)的高頻電磁力受力原理及特性問題進行了研究。
　　(1)以線圈陣列式動態(tài)無線電能傳輸耦合機構(gòu)為例，從狹義相對

2、論和電磁波理論出發(fā)，對動態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)進行了合理簡化建模，利用洛倫茲力理論和麥克斯韋張量理論分析了耦合機構(gòu)線圈、屏蔽結(jié)構(gòu)，以及諧振磁場中鐵氧體和金屬材料的高頻電磁力產(chǎn)生原理及作用特性。
　　(2)建立了耦合機構(gòu)、鐵氧體及金屬材料的高頻電磁力問題的伽遼金弱解形式仿真模型，得到了周期作用力和穩(wěn)態(tài)吸斥力的作用特性。通過模擬脈沖電流激勵，獲得了脈沖電流對高頻電磁力的影響規(guī)律以及瞬態(tài)脈沖力的作用特性。并基于金屬鋁的材料參數(shù)，通過不同磁導

3、率和電導率參數(shù)設(shè)置，得到了磁導率和電導率參數(shù)變化對材料所受高頻電磁力的影響規(guī)律。
　　(3)按仿真等比例搭建高頻電磁力等效測試平臺，實驗測量并與仿真對比分析了耦合機構(gòu)、鐵氧體及金屬材料所受高頻電磁力的作用特性與差異，驗證了理論分析及仿真計算的正確性。
　　(4)根據(jù)鐵氧體材料和金屬材料受力特性的差異，提出高頻電磁力的平抑方案，并利用仿真進行了驗證。
　　本文對動態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)耦合機構(gòu)及其諧振磁場中的鐵氧體和金屬材料