The influence of coils system geometry on the efficiency of wireless power transfer

• Autorzy: Stankiewicz Jacek Maciej

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.06.02

Warianty tytułu

PL

Wpływ geometrii układu cewek na sprawność bezprzewodowego przesyłu energii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents an analysis of the effectiveness of the Wireless Power Transfer (WPT) periodic system consisting of transmitting and receiving coils. In the analysis taken into account various variants of the system geometry (radius of the coil, number of turns, distance between the transmitting-receiving coils). The influence of variable system geometry and frequency on system efficiency was analysed. The Finite Element Method (FEM) with the using periodic boundary conditions for the analysis was used. Based on the results obtained, it was checked at which system parameters wireless power transfer of the system is possible.

PL

W artykule przedstawiono analizę efektywności układu periodycznego WPT (Wireless Power Transfer) złożonego z cewek nadawczych i odbiorczych. W analizie uwzględniono różne warianty geometrii układu (promień cewki, liczba zwojów, odległość między cewkami). Analizowano wpływ zmiennej geometrii układu oraz częstotliwości na sprawność układu. Do analizy wykorzystano metodę elementów skończonych (FEM) z zastosowaniem periodycznych warunków brzegowych. Na podstawie uzyskanych wyników sprawdzono, przy jakich parametrach układu możliwy jest bezprzewodowy transfer energii

Słowa kluczowe

EN

wireless power transfer; WPT; numerical analysis; magnetic field; FEM; finite element method

PL

bezprzewodowa transmisja energii; WPT; numeryczna analiza; pole magnetyczne; FEM

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 6
• Strony: 7--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stankiewicz Jacek Maciej

• Białystok University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Wiejska 45D, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Luo Z., Wei X., Analysis of Square and Circular Planar Spiral Coils in Wireless Power Transfer System for Electric Vehicles, IEEE Trans. Ind. Electron. 65 (2018) 331-341
• [2] Zhang Z., Pang H., Georgiadis A., Cecati C., Wireless Power Transfer-An Overview, IEEE Trans. Ind. Electron. 66 (2019), no. 2, 1044-1058
• [3] Kim D., Abu-Siada A., Sutinjo A., State-of-the-art literature review of WPT: Current limitations andsolutions on IPT, Electr. Pow. Syst. Res. 154 (2018) 493–502
• [4] Steckiewicz A., Choroszucho A., Optimization-based synthesis of a metamaterial electric cloak using nonhomogeneous composite materials, Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 33 (2019), No. 14, 1933-1941
• [5] Rozman M., Fernando M., Adebisi B., Rabie K.M., Collins T., Kharel R., Ikpehai A., A New Technique for Reducing Size of a WPT System Using Two-Loop Strongly-Resonant Inductors, Energies, 10 (2017) 1614
• [6] Steckiewicz A., Choroszucho A., Numerical investigation of quasi-static magnetic cloak performance in time-varying magnetic field, Romanian Journal of Physics, 64 (2019), 606, 1-11
• [7] Meeker D.C., An improved continuum skin and proximity effect model for hexagonally packed wires, J. Comput. Appl. Math. 236 (2012) 4635–4644.
• [8] Siwek K., Osowski S., Particle swarm optimization in synthesis of electric circuits, in Proc. 17th International Conference Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), Sandomierz, Poland, (2016)
• [9] Liu X., Wang G., A Novel Wireless Power Transfer System With Double Intermediate Resonant Coils, IEEE Trans. Ind. Electron. 63 (2016), no. 4, 2174-2180
• [10] Rim C.T., Mi C., Wireless Power Transfer for Electric Vehicles and Mobile Devices, John Wiley & Sons, (2017), 473-490
• [11] Batra T., Schaltz E., Ahn S., Effect of ferrite addition above the base ferrite on the coupling factor of wireless power transfer for vehicle applications, Journal of Applied Physics, 117 (2015) 17D517
• [12] Barman S.D., Reza A.W., Kumar N., Karim Md. E., Munir A.B., Wireless powering by magnetic resonant coupling: Recent trends in wireless power transfer system and its applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51 (2015) 1525- 1552

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).