NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG DO LỆCH TRỤC VÀ LỆCH GÓC GIỮA HAI CUỘN CỘNG HƯỞNG TỚI HIỆU SUẤT CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY
165 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.75.2021.57-64Từ khóa:
Truyền năng lượng không dây; Cộng hưởng từ; Lệch trục; Lệch góc.Tóm tắt
Trong hệ thống truyền năng lượng không dây (WPT - Wireless Power Transfer), năng lượng được truyền từ cuộn phát sang cuộn thu thông qua tương tác trường gần. Hệ số ghép cặp giữa cuộn cộng hưởng phát và thu là một trong những thông số quan trọng tác động tới hiệu suất của hệ thống. Trong các ứng dụng thực tế, việc hai cuộn cộng hưởng này bị lệch trục hoặc lệch góc là điều khó có thể tránh khỏi, điều đó làm giảm hệ số ghép cặp giữa hai cuộn phát và thu. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày các phân tích và khảo sát chi tiết về độ lệch ảnh hưởng tới hiệu suất truyền dẫn của hệ thống WPT. Một hệ thống WPT cộng hưởng từ hoạt động ở vùng tần số 6,78 MHz đã được chế tạo và đo đạc trong các điều kiện độ lệch khác nhau.
Tài liệu tham khảo
[1]. N. Tesla, “Apparatus for transmitting electrical energy,” 1119732, 1914.
[2]. W. Lee and Y.-K. Yoon, “Wireless power transfer systems using metamaterials: A review,” IEEE Access, vol. 8, pp. 147930–147947, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3015176.
[3]. X. Dang, P. Jayathurathnage, S. A. Tretyakov, and C. R. Simovski, “Self-tuning multi-transmitter wireless power transfer to freely positioned receivers,” IEEE Access, vol. 8, pp. 119940–119950, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3005657.
[4]. M. Song et al., “Smart table based on a metasurface for wireless power transfer,” Phys. Rev. Appl., vol. 11, no. 054046, pp. 1–9, 2019, doi: 10.1103/PhysRevApplied.11.054046.
[5]. J. H. Choi, S. H. Kang, and C. W. Jung, “Magnetic resonant wireless power transfer with L-shape arranged resonators for laptop computer,” J. Electromagn. Eng. Sci., vol. 17, no. 3, pp. 126–132, 2017, doi: 10.5515/JKIEES.2017.17.3.126.
[6]. H. Zhou, B. Zhu, W. Hu, Z. Liu, and X. Gao, “Modelling and practical implementation of 2-Coil wireless power transfer systems,” J. Electr. Comput. Eng., vol. 2014, no. 906537, pp. 1–8, 2014, doi: 10.1155/2014/906537.
[7]. S. Y. R. Hui, W. Zhong, and C. K. Lee, “A critical review of recent progress in mid-range wireless power transfer,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 29, no. 9, pp. 4500–4511, 2014, doi: 10.1109/TPEL.2013.2249670.
[8]. T. S. Pham et al., “Enhanced efficiency of asymmetric wireless power transmission using defects in 2D magnetic metamaterials,” J. Electron. Mater., vol. 50, no. 2, pp. 443–449, 2021, doi: 10.1007/s11664-020-08586-w.
[9]. M. Xia and S. Aïssa, “On the efficiency of far-field wireless power transfer,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 63, no. 11, pp. 2835–2847, 2015, doi: 10.1109/TSP.2015.2417497.
[10]. J. Garnica, R. A. Chinga, and J. Lin, “Wireless power transmission: From far field to near field,” Proc. IEEE, vol. 101, no. 6, pp. 1321–1331, 2013, doi: 10.1109/JPROC.2013.2251411.
[11]. M. Kod, J. Zhou, Y. Huang, M. Hussein, A. P. Sohrab, and C. Song, “An approach to improve the misalignment and wireless power transfer into biomedical implants using meandered wearable loop antenna,” Wirel. Power Transf., vol. 2021, no. 6621899, pp. 1–12, 2021, doi: 10.1155/2021/6621899.
[12]. T. P. Duong and J.-W. Lee, “A dynamically adaptable impedance-matching system for midrange wireless power transfer with misalignment,” Energies, vol. 2015, no. 8. pp. 7593–7617, 2015, doi: 10.3390/en8087593.
[13]. A. L. A. K. Ranaweera, C. A. Moscoso, and J.-W. Lee, “Anisotropic metamaterial for efficiency enhancement of mid-range wireless power transfer under coil misalignment,” J. Phys. D. Appl. Phys., vol. 48, no. 455104, pp. 1–8, 2015, doi: 10.1088/0022-3727/48/45/455104.
[14]. T. P. Duong and J. W. Lee, “Experimental results of high-efficiency resonant coupling wireless power transfer using a variable coupling method,” IEEE Microw. Wirel. Components Lett., vol. 21, no. 8, pp. 442–444, 2011, doi: 10.1109/LMWC.2011.2160163.
[15]. S. Wang et al., “Enhancing the stability of medium range and misalignment wireless power transfer system by negative magnetic metamaterials,” Materials, vol. 13, no. 5695. pp. 1–11, 2020, doi: 10.3390/ma13245695.
[16]. S. Raju, R. Wu, M. Chan, and C. P. Yue, “Modeling of Mutual Coupling Between Planar Inductors in Wireless Power Applications,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 29, no. 1, pp. 481–490, 2014, doi: 10.1109/TPEL.2013.2253334.
[17]. A. Vallecchi, S. Chu, L. Solymar, C. J. Stevens, and E. Shamonina, “Coupling between coils in the presence of conducting medium,” IET Microwaves, Antennas Propag., vol. 13, no. 1, pp. 55–62, Jan. 2019, doi: 10.1049/iet-map.2018.5292.
