Analiza układu bezprzewodowego przesyłu energii z szeregowo-szeregowym obwodem rezonansowym

• Autorzy: Kurzawa M. , Wojciechowski R. M.

Warianty tytułu

EN

The analysis of wireless energy transmission system with series–series resonant circuit

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (18-19.04.2016 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono obwodowy model układu bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej umożliwiający analizę statycznych i dynamicznych stanów pracy. Rozpatrzono układ złożony z transformatora powietrznego z szeregowo–szeregowym obwodem rezonansowym, elementów obwodu zasilającego i odbiorczego. Przedstawiono równania opisujące rozpatrywany układ bezprzewodowy. Podano warunki doboru pojemności obwodów rezonansowych. W celu rozwiązania równań opisujących rozpatrywany układ bezprzewodowej transmisji energii zastosowano metodę polegającą na dyskretyzacji czasu, tj. metodę kolejnych kroków czasowych (ang. time stepping method) oraz schemat numeryczny z parametrem wagowym. Przeprowadzono analizę stanów pracy układu. Przedstawiono wybrane wyniki obliczeń symulacyjnych.

EN

The paper deals with a circuit model of the wireless energy transmission system allowing the analysis of static and dynamic of the operating conditions. The system consisting of an air transformer with a series–series resonant circuit and the elements of circuits of transmitter and receiver has been considered. The equations of the studied wireless system have been given. The way of selection of capacity for the resonant circuits has been proposed and discussed. In order to solve the equations describing the considered wireless power transmission system the time stepping method and the numerical scheme with weight parameter have been applied. The selected results of simulation have been presented and discussed.

Słowa kluczowe

PL

bezprzewodowa transmisja energii elektrycznej; transformator powietrzny; model obwodowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: No. 86
• Strony: 241--253
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kurzawa M.

• Politechnika Poznańska

autor

Wojciechowski R. M.

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Blakiewicz G., Bezprzewodowe zasilanie sensorów medycznych. Przegląd Elektrotechniczny, n. 9/2014, pp. 12–14.
• [2] Cheong J.H. et al., An inductively powered implantable blood flow sensor microsystem of vascular grafts, IEEE Tran. Biomed. Eng., 2012, vol. 59, pp. 2466–2475.
• [3] Choi B., Nho J., Cha H., Ahn T., Design and implementation of low–profile contactless battery charger using planar printed circuit board windings as energy transfer device, IEEE Tran. Ind. Electron., 2004, vol. 51, no. 1, pp. 140–147.
• [4] Cieśla T., Kaczmarczyk Z., Grzesik B., Stępień M., Obwody do bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej, Elektryka, 2009, no. 4, pp. 135–149.
• [5] Cieśla T., Układ do bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej, Rozprawa Doktorska, Politechnika Śląska, Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki, Gliwice 2012.
• [6] Khan I., Khan S., Khalifa O., Wireless transfer of power to low power implanted biomedical devices: coil design considerations, IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Graz, Austria, 2012.
• [7] Lee S., Cheng Ch., Liang M., A low–power bidirectional telemetry device with a near–field charging feature for a cardiac micro stimulator, IEEE TBioCAS, 2012, vol. 5, no.4, pp 357–367.
• [8] Li X., Zhang H., Peng F., Yang T., Wang B., Fang D., A wirelles magnetic resonance energy transfer system for micro implantable medical sensors, Sensors 2012. N. 12. p. 10292–10308
• [9] Maradewicz A., Kaźmierkowski M., Resonant converter based contactless power supply for robots and manipulators, JAMRIS, 2008, vol. 2, no. 3, pp. 20–25.
• [10] Maradewicz A., Miśkiewicz R., Systemy bezstykowego zasilania komputerów przenośnych, Prace Instytutu Elektrotechniki, 2008, no. 236, pp. 47–62.
• [11] Miura H., Arai S., Kakubari Y., Sato F., Matsuki H., Sato T., Improvement of the transcutaneous energy transmission system utilizing ferrite cored coils for artificial hearts, IEEE Trans. Magn., 2006, vol. 42, no. 10, pp. 3578–3580.
• [12] Rahman S., Ahmed O., Islam S., Awal R., Design and construction of wireless power transfer system using magnetic resonant coupling, AJEA Journal, 2014, vol. 2, no. 2, pp. 11 – 15.
• [13] Sakamoto H., Harada K., Washimiya S., Tekehara K., Matsuo Y., Nakao F., Large air–gap coupler for inductive charger, IEEE Trans. Magn., 1999, vol. 35, no. 5, pp. 3526–3528.
• [14] Waters B., Sample A., Bonde P., Smith J., Powering a vantricular assist device (vad) with the free–range resonant electrical energy delivery (FREE–D) system, Proceedings of the IEEE, 2012, vol. 100, no. 1, pp. 138–149.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.