具有目标面最优磁屏蔽效果的IPT谐振式无功屏蔽系统研究

感应电能传输系统的漏磁会威胁人体安全,干扰电子设备。为最大限度减少漏磁,基于谐振式无功屏蔽的研究,提出一种优化屏蔽线圈等效电感的方法。首先,基于串串拓扑,建立目标面磁感应强度平方和与等效电感的函数关系,以磁感应强度平方和最小为目标推导出最优电感表达式,发现最优电感与输入电压、输出电压、屏蔽线圈匝数有关;然后,利用磁感应强度平方和表达式,优化输入电压与输出电压,利用有限元仿真,优化屏蔽线圈匝数,进而确定最优电感;最后,搭建功率为500W的实验样机,选取3组屏蔽参数与无屏蔽工况进行对比实验,结果表明,磁屏蔽效果会随等效电感的减小先减小后增大,等效电感为最优电感时测量点的磁感应强度平方和约占无屏蔽工况时的16.05%。此外,该方法对原系统几乎无影响,效率仅变化0.177%。