Análisis de las características de la mutua inductancia de bobinas rectangulares basado en la tecnología de blindaje electromagnético de doble cara y estudio de los efectos del desalineamiento posicional
Autores: Leng, Yang; Luo, Derong; Li, Zhongqi; Yu, Fei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de las características de la mutua inductancia de bobinas rectangulares basado en la tecnología de blindaje electromagnético de doble cara y estudio de los efectos del desalineamiento posicional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Transferencia de energía inalámbrica
Inductancia mutua
Desalineación posicional
Estructuras de bobina
Blindaje electromagnético
Optimización de eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En los sistemas de transferencia de energía inalámbrica, el desalineamiento posicional relativo entre las bobinas transmisoras y receptoras impacta significativamente en las características de inductancia mutua del sistema, limitando así la estabilidad de la potencia de salida del sistema y el potencial de optimización de eficiencia de transmisión. Por lo tanto, las fórmulas precisas para calcular la inductancia mutua son cruciales para optimizar las estructuras de bobinas y lograr la estabilidad de inductancia mutua. Este estudio se centra en las características de inductancia mutua de bobinas rectangulares bajo condiciones de desalineamiento posicional en un entorno de blindaje electromagnético de doble cara. Inicialmente, la investigación deduce la densidad de flujo magnético incidente inducida por la corriente en bobinas rectangulares a través de la transformada de Fourier dual y el método del potencial vector magnético. Posteriormente, se emplean las ecuaciones de Maxwell y las condiciones de contorno para examinar analíticamente las corrientes de Foucault inducidas dentro de la capa de blindaje, lo que permite el cálculo de la densidad de flujo magnético reflejado. Basándose en estos análisis, el estudio deriva una fórmula para la inductancia mutua utilizando el método de densidad de flujo magnético. Se construyó un prototipo para la verificación experimental. Los resultados del experimento muestran que el error máximo entre la inductancia mutua medida y el resultado calculado es inferior al 3,8%, lo que verifica la viabilidad y la precisión del método de cálculo propuesto. Las simulaciones y la validación empírica demuestran la precisión y practicidad superiores de la fórmula propuesta. Esta investigación no solo ofrece un camino tecnológico innovador para mejorar la estabilidad y eficiencia de los sistemas de transferencia de energía inalámbrica, sino que también proporciona una sólida base teórica y un marco guía para el diseño y la optimización de bobinas.
Descripción
En los sistemas de transferencia de energía inalámbrica, el desalineamiento posicional relativo entre las bobinas transmisoras y receptoras impacta significativamente en las características de inductancia mutua del sistema, limitando así la estabilidad de la potencia de salida del sistema y el potencial de optimización de eficiencia de transmisión. Por lo tanto, las fórmulas precisas para calcular la inductancia mutua son cruciales para optimizar las estructuras de bobinas y lograr la estabilidad de inductancia mutua. Este estudio se centra en las características de inductancia mutua de bobinas rectangulares bajo condiciones de desalineamiento posicional en un entorno de blindaje electromagnético de doble cara. Inicialmente, la investigación deduce la densidad de flujo magnético incidente inducida por la corriente en bobinas rectangulares a través de la transformada de Fourier dual y el método del potencial vector magnético. Posteriormente, se emplean las ecuaciones de Maxwell y las condiciones de contorno para examinar analíticamente las corrientes de Foucault inducidas dentro de la capa de blindaje, lo que permite el cálculo de la densidad de flujo magnético reflejado. Basándose en estos análisis, el estudio deriva una fórmula para la inductancia mutua utilizando el método de densidad de flujo magnético. Se construyó un prototipo para la verificación experimental. Los resultados del experimento muestran que el error máximo entre la inductancia mutua medida y el resultado calculado es inferior al 3,8%, lo que verifica la viabilidad y la precisión del método de cálculo propuesto. Las simulaciones y la validación empírica demuestran la precisión y practicidad superiores de la fórmula propuesta. Esta investigación no solo ofrece un camino tecnológico innovador para mejorar la estabilidad y eficiencia de los sistemas de transferencia de energía inalámbrica, sino que también proporciona una sólida base teórica y un marco guía para el diseño y la optimización de bobinas.