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Diseño de una estructura de bobinado cilíndrico para transferencia de energía inalámbrica utilizada en aplicaciones rotatorias

Autores: Abou Houran, Mohamad; Yang, Xu; Chen, Wenjie

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Diseño de una estructura de bobinado cilíndrico para transferencia de energía inalámbrica utilizada en aplicaciones rotatorias


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Cilíndrico
Transferencia inalámbrica de energía
Bobinas
Campos electromagnéticos
Eficiencia
ángulos de rotación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se propone una estructura conjunta cilíndrica para sistemas de transferencia de energía inalámbrica (WPT). Las bobinas del transmisor (Tx) y del receptor (Rx) se enrollaron en estructuras hemisféricas y cilíndricas, respectivamente. La bobina Rx gira libremente alrededor de la dirección axial de la bobina Tx. Se presentan y discuten diferentes métodos de enrollado de las bobinas Tx y Rx. Los campos electromagnéticos (EMFs) alrededor de los enrollados de WPT deben ser inferiores a los límites establecidos por las normas de WPT. Por lo tanto, los enrollados de WPT se diseñaron para reducir el nivel de EMF y mantener una eficiencia constante de transferencia de energía (PTE). Se discuten en detalle los procedimientos de diseño de los enrollados. Se realizó un análisis de EMF bajo diferentes ángulos de rotación (alfa). El diseño seleccionado redujo la variación de la inductancia mutua (). Como resultado, se mantuvo una PTE constante al rotar la bobina Rx entre 0 grados y 85 grados. Además, los campos magnéticos de fuga (LMFs) cerca de las bobinas de WPT del diseño elegido se redujeron en un 63.6% en comparación con otros métodos de enrollado que tienen la misma eficiencia. Finalmente, se construyó un prototipo para validar la idea propuesta. Los resultados experimentales estuvieron en buen acuerdo con los resultados de la simulación. El sistema de WPT mantuvo una eficiencia constante a pesar de la rotación de la bobina Rx, donde la eficiencia solo disminuyó en un 2.15% cuando la bobina Rx rotó entre 0 grados y 85 grados.

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