[发明专利]分组密绕式无线能量发射机构及其绕线参数选取方法

摘要

本发明提供了一种分组密绕式无线能量发射机构及其绕线参数选取方法，包括原边线圈和原边磁芯，原边线圈为两组线圈串绕组成的回型盘状线圈，该第一组线圈设置在第二组线圈的内部，所述原边线圈的尺寸大于无线能量接收机构的副边线圈的尺寸。在无线电能传输系统的发射端采用分组密绕式回型线圈，其互感耦合值与横向抗偏移能力均大幅度提升，当副边线圈发生横向偏移时，原边仍有线圈与副边线圈相对应，以保证总是有较多的磁力线穿过副边线圈，从而使接收端耦合到更多能量，本发明在保证足够纵向耦合能力的同时，提高其横向抗偏移能力，有效减少空气中的漏磁，且保证线圈尺寸不增加。

主权项

1.一种分组密绕式无线能量发射机构的绕线参数选取方法，所述绕线参数选取方法适用于分组密绕式无线能量发射机构，所述分组密绕式无线能量发射机构包括原边线圈和原边磁芯，所述原边线圈为第一组线圈和第二组线圈串绕组成的回型盘状线圈，该第一组线圈设置在第二组线圈的内部，所述原边线圈的尺寸大于无线能量接收机构的副边线圈的尺寸，其特征在于，包括如下步骤：S1：将互感耦合值M锁定在某个区域范围内；S2：设置参数：第一组线圈的1/2外径为d₁、第二组线圈的1/2外径为d₂、线径为R，其中，第一组线圈的匝数为N₁，第二组线圈的匝数为N₂，第一组线圈的内径r₁，第一组线圈的1/2外径d₁与第二组线圈的内径r的间距Δd均为待定值；S3：判断是否同时满足以下条件：d₂≥d₁＞0，r₁＞0，R＞0，N₁＝(d₁‑r₁)/R≥1，如果是，则进入步骤S4，否则，跳转至步骤S2；S4：Δd＝nR，1≤n≤(d₂‑r₁‑N₁*R)/R，n初值为1；N₂＝(d₂‑r₁‑N₁*R‑Δd)/R；S5：判断是否同时满足以下条件：N₂≥0，Δd≥0，如果是，则进入步骤S6，否则，进入步骤S7；S6：令n＝n+1，并跳转回步骤S4；S7：通过有限元软件仿真进行参数化扫描分析，选出一组最佳参数r₁、N₁、N₂、Δd；S8：计算该最佳参数下的回型盘状线圈的绕线长度l₂，令传统单组密绕的绕线长度l₁与回型盘状线圈的绕线长度l₂相等，即l₁＝l₂，计算此时传统单组密绕的线圈匝数N₀；S9：将分组密绕与传统单组密绕的互感耦合值及互感偏移百分比进行对比；S10：判断分组密绕的抗偏移性是否更好，如果是，则进入步骤S11，否则，跳转至步骤S7；S11：该组最佳参数即为分组密绕式无线能量发射机构的绕线参数。