一种用于制作高Q值共振磁耦合无线传能线圈的导线结构

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1、第48卷第1期武汉大学学报(工学版)Vo1．48No．12015年2月EngineeringJournalofWuhanUniversityFeb．2015DOI：10．14188／j．1671—8844—201501—018文章编号：1671—8844(2015)01—0097—05一种用于制作高Q值共振磁耦合无线传能线圈的导线结构梁凯彬，王军华(武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072)摘要：在共振磁耦合无线能量传输(MCR—WPT)系统中，传输损耗主要有欧姆损耗和辐射损耗．该系统主要利用近场进行能量传输，辐射损耗相比于欧姆损耗可以忽略不计．欧姆损耗包含了由于集肤效应和邻近效应引起的

2、高频交流损耗．为了提高传输效率，可以对导线结构重新设计，设计的目标主要包含2个方面：一是能够在一定程度上减小欧姆损耗，另一方面需要提高品质因数．提出的一种用于制作高Q值无线传能线圈的新导线结构，在铜芯与外包绝缘层之间增加铁和镍这2种介质，形成加强型的“镀磁导线”．相对于传统的导线而言，Q值提升．同时内铜芯采用绞线方式，能够减小由于临近效应引起的损耗．这种结构的导线在成无线传能线圈时，能够获得更强的磁场能量，从而能够传输更大的功率．关键词：无线电能传输；共振磁耦合；传输效率；Q值；集肤效应；镀磁导线中图分类号：TM855文献标志码：AAnewwirestructureforproductin

3、gofhighQvalueandmagneticresonantcouplingwirelessenergytransfercoilLIANGKaibin，WANGJunhua(SchoolofElectricalEngineering，WuhanUniversity，Wuhan430072，China)Abstract：Forthewirelesscouplingofthemagneticresonanceenergytransfer(MCR-WPT)system，thesystemtransmissionlossismainlytheohmiclossandradiationloss．

4、TheMCR—WPTsystemtakesadvan—tageofthenear—fieldforenergytransmission，andtheradiationlossescanbenegligiblecomparedtotheohmiclosses．Ohmiclossesincludedthehigh—frequencyAClossescausedbytheskineffectandproximityeffect．Therefore，thedesignofthewirestructureisneededinordertoimprovethetransmissionefficien-

5、cy．ItcanhelptoreduceohmiclossesatacertainextentandcanimprovetheQfactor．Inthispaper，anewwirestructurewithhighfactorforMCR—WPTisintroduced．TheQfactorofthewireisraisedcomparedtoconventionalwirestructurebyaddingironandnickellayersbetweentheinsulatingsleeveandcoppercore，whichthenformsacoatedwire．Additi

6、onally，theadoptionofstrandedconductoroninnercoppercorereducesthelossduetoskineffectandproximityeffect．Suchwireconstructionenableslargerpowertobetransferredbygeneratingstrongermagneticfieldintensity．Keywords：wirelesspowertransfer；magneticresonantcoupling；powertransferefficiencY；qualityfactor；skinef

7、fect；magnetoplatedwire自从麻省理工学院发表共振磁耦合无线传能技术研究成果以来，共振磁耦合无线电能传输系统收稿日期：2014—04—10作者简介：梁凯彬(1990一)，男，硕士研究生，主要从事电磁场、无线电能传输的研究，E—mail：lvsilence@gmail．com．通讯作者：王军华(1981一)，男，教授，博士生导师，主要从事无线电能传输、电力系统输配电设备、电磁场工程应用研究，E_mail：