PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 15

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  wireless power transfer
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote Evaluation of the influence of the skin effect on the maximum efficiency of the WPT system
Stankiewicz Jacek Maciej
Przegląd Elektrotechniczny
|
2023
|
R. 99, nr 1
73--79
EN
The article presents the influence of the skin effect on the maximum possible efficiency in the developed periodic Wireless Power Transfer (WPT) systems. The presented periodic WPT system allows for the simultaneous supply / charging of many low-power receivers. The analysis was performed based on the two proposed methods, i.e. analytical and numerical. The analytical solution of the transmitting-receiving system takes into account the parameters calculated based on analytical equations concerning the influence of magnetic couplings, structure geometry and loads. A numerical solution was also proposed, which allows the number of degrees of freedom to be reduced by applying periodic conditions. In order to verify the proposed methods and check the influence of the skin effect on the efficiency of the WPT system, calculations and analysis were performed for models that took into account the variability of the number of turns, the distance between the transmitting and receiving coils, and the frequency of the energy source. The results prove that taking into account the skin effect in the proposed low-power WPT systems reduces the efficiency of the system by up to 8%
PL
W artykule przedstawiono wpływ efektu naskórkowości na maksymalną możliwą do uzyskania sprawność w opracowanych periodycznych układach Wireless Power Transfer (WPT). Zaprezentowany periodyczny układ WPT pozwala na jednoczesne zasilanie/ładowanie wielu odbiorników małej mocy. Analiza przykładowych wariantów została wykonana na podstawie zaproponowanych dwóch metod, tj. analitycznej i numerycznej. Rozwiązanie analityczne układu nadawczo-odbiorczego, uwzględnia parametry obliczone na podstawie równań analitycznych dotyczących wpływu sprzężeń magnetycznych, geometrii konstrukcji i obciążeń. Zaproponowano również rozwiązanie numeryczne, które pozwala na redukcję liczby stopni swobody poprzez zastosowanie warunków periodycznych. W celu weryfikacji zaproponowanych metod i sprawdzenia wpływu efektu naskórkowości na sprawność układu WPT wykonano obliczenia i analizę dla modeli, w których uwzględniono zmienność liczby zwojów, odległość między cewką nadawczą i odbiorczą oraz częstotliwość źródła energii. Wyniki dowodzą, że uwzględnienie efektu naskórkowości w zaproponowanych układach WPT małej mocy powoduje zmniejszenie sprawności układu nawet o 8%.
2
Content available remote Influence of the coil winding direction on the efficiency of Wireless Power Transfer Systems
Stankiewicz Jacek Maciej
Przegląd Elektrotechniczny
|
2022
|
R. 98, nr 4
148--153
EN
The article presents the results of numerical and analytical analysis of the Wireless Power Transfer System (WPT). The system consists of flat, square coils. Two WPT systems were considered: periodic and aperiodic. In the aperiodic arrangement, adjacent coils had their turns wound in the opposite direction. The influence of the winding direction, the number of turns and the distance between the coils on the efficiency of the WPT system was compared. The analysis covered a wide frequency range from 100 kHz to 1000 kHz. The results obtained with both proposed methods were consistent, which confirmed the correctness of the assumptions made. In periodic and aperiodic models, higher efficiency was achieved for a higher number of turns. The proposed aperiodic models of the WPT system show a higher system efficiency than periodic models by up to 40%. The proposed WPT system can be used for simultaneous charging of many sensors located e.g. in walls.
PL
W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej i analitycznej Systemu Bezprzewodowego Przesyłu Mocy (WPT). System składa się z płaskich cewek kwadratowych. Rozpatrzono dwa układy WPT: periodyczny i aperiodyczny. W układzie aperiodycznym sąsiednie cewki miały nawinięte zwoje w przeciwnym kierunku. Porównano wpływ kierunku uzwojenia, liczby zwojów oraz odległości między cewkami na sprawność układu WPT. Wyniki uzyskane obiema zaproponowanymi metodami były zgodne, co potwierdziło słuszność przyjętych założeń. Analiza została przeprowadzona w szerokim zakresie częstotliwości (100 - 1000 kHz). W modelach periodycznych i aperiodycznych wyższą sprawność uzyskano dla większej liczby zwojów. Zaproponowane aperiodyczne modele systemu WPT wykazują wyższą sprawność układu niż modele periodyczne nawet o 40%. Proponowany system WPT może służyć do jednoczesnego ładowania wielu czujników umieszczonych np. w ścianach.
3
Content available remote Auto-wireless battery charging system for medical and healthcare applications
Al-Nabulsi Jamal I, Owida Hamza Abu, Turab Nidal M., Moh’d Bashar Al-haj
Przegląd Elektrotechniczny
|
2022
|
R. 98, nr 8
128--131
EN
The explosive growth of smart wearable devices has led to significant interest in harvesting human motion energy, especially during walking, for clinical and health purposes. The use of such energy offers a feasible way forward to significantly surpass the battery power limits for implantable and wearable devices. In this study, a complete system is designed to produce electrical energy from human walking then transfer the generated power wirelessly to the intended distance to charge a portable device without the need to substitute the power sources. Lead Zerconate Titanate (PZT)-5H has been implemented with customised specifications to estimate and harvest energy in one step. The obtained experimental results of the generated and stored energy using the proposed design agree with the theoretical results obtained through the calculations. Further investigations are required to improve the proposed system.
PL
Gwałtowny rozwój inteligentnych urządzeń do noszenia doprowadził do znacznego zainteresowania pozyskiwaniem energii ruchu człowieka, zwłaszcza podczas chodzenia, do celów klinicznych i zdrowotnych. Wykorzystanie takiej energii oferuje realny sposób na znaczne przekroczenie limitów mocy baterii dla urządzeń wszczepialnych i noszonych na ciele. W tym badaniu zaprojektowano kompletny system do wytwarzania energii elektrycznej podczas chodzenia ludzi, a następnie bezprzewodowego przesyłania wytworzonej energii na zamierzoną odległość w celu naładowania przenośnego urządzenia bez konieczności zastępowania źródeł zasilania. Lead Zerconate Titanate (PZT)-5H został wdrożony ze spersonalizowanymi specyfikacjami, aby oszacować i zebrać energię w jednym kroku. Otrzymane wyniki doświadczalne energii wytworzonej i zmagazynowanej przy zastosowaniu proponowanej konstrukcji zgadzają się z wynikami teoretycznymi uzyskanymi w wyniku obliczeń. Konieczne są dalsze badania w celu ulepszenia proponowanego systemu.
4
Content available remote Selection of load impedance in order to maximize the receiver power in the periodic WPT system
Stankiewicz Jacek Maciej
Przegląd Elektrotechniczny
|
2021
|
R. 97, nr 11
122--127
EN
The article presents the analytical and numerical approach to solve the periodic Wireless Power Transfer (WPT) system. The model under consideration contained two planes (transmitting and receiving). Each of them was composed of square coils forming a transmitting-receiving WPT cells, in which energy was transmitted. Various geometry variants were included in the analysis, such as the distance between the transmitting and receiving coils, as well as the number of turns and a wide frequency range (0.1-1 MHz). The Finite Element Method (FEM) with the using periodic boundary conditions for the analysis was used. The analysis concerned comparison of the efficiency of the system by appropriate selection of resistance in order to determine the maximum load power. The compliance of the analytical and numerical results indicates the correct selection of the conditions and assumptions of the adopted methods and shows at which system parameters wireless energy transmission is possible. The proposed systems can be used for wireless charging of mobile devices, and can also be used to shape the distribution of the magnetic field.
PL
W artykule przedstawiono analityczne i numeryczne podejście w celu rozwiązania periodycznego układu WPT. Rozpatrywany układ zawierał dwie płaszczyzny (nadawczą i odbiorczą). Każda z nich złożona była z cewek kwadratowych tworzących nadawczo-odbiorcze komórki WPT, w których dochodziło do przesyłu energii. W analizie uwzględniono różne warianty geometrii, takie jak odległość między cewką nadawczą i odbiorczą, a także liczbę zwojów i szeroki zakres częstotliwości (0.1-1 MHz). Do analizy wykorzystano metodę elementów skończonych (FEM) z zastosowaniem periodycznych warunków brzegowych. Analiza dotyczyła porównania sprawności układu poprzez odpowiedni dobór rezystancji w celu wyznaczenia maksymalnej mocy obciążenia. Zgodność wyników analitycznych i numerycznych wskazuje na poprawny dobór warunków i założeń przyjętych metod oraz pokazuje, przy jakich parametrach systemu możliwy jest bezprzewodowy przesył energii. Proponowane systemy mogą służyć do bezprzewodowego ładowania urządzeń mobilnych, a także mogą służyć do kształtowania rozkładu pola magnetycznego.
5
Content available remote Estimating the possibility of maximizing efficiency in the periodic WTP system
Stankiewicz Jacek Maciej
Przegląd Elektrotechniczny
|
2021
|
R. 97, nr 8
128--133
EN
The article presents an analysis of the maximum efficiency available to obtain in periodic Wireless Power Transfer (WPT) systems. The article also proposes analitycal solution of the transmitter-receiver system, taking into account the parameters calculated on the basis of analytical equations concerning the influence of magnetic couplings, structure geometry and the type of loads. The purpose was to quickly determine the output parameters (e.g. power, efficiency) both with analytical model and by using equivalent numerical model. Also a numerical model with simplified structure and boundary conditions as well as equivalent circuit model is proposed to solve WPT system with many magnetically coupled planar coils. A multivarint analysis is performed, which took into account the variability of the number of turns, distance between a transmitting and receiving coil, and a frequency of an energy source. The formulas for the load impedance to maximize efficiency, which are taking into account electrical parameters of the system resulting from its geometry, are presented. The results obtained from proposed models were consistent, which confirmed the correctness of the adopted circuit model. The results allow for a detailed discussion of the dependence of the efficiency and power of the WPT system with respect to geometry of spiral coils.
PL
W artykule przedstawiono analizę maksymalnej możliwej do uzyskania sprawności w układach periodycznych Wireless Power Transfer (WPT). W artykule zaproponowano również rozwiązanie analityczne układu nadawczo-odbiorczego, uwzględniające parametry obliczone na podstawie równań analitycznych dotyczących wpływu sprzężeń magnetycznych, geometrii konstrukcji i rodzaju obciążeń. Celem było szybkie określenie parametrów wyjściowych (np. Moc, sprawność) zarówno za pomocą modelu analitycznego, jak i za pomocą równoważnego modelu numerycznego. Zaproponowano również model numeryczny z uproszczoną strukturą i warunkami brzegowymi, a także model obwodu zastępczego do rozwiązania układu WPT z wieloma cewkami planarnymi sprzężonymi magnetycznie. Przeprowadzono analizę wielowarstwową, w której uwzględniono zmienność liczby zwojów, odległość między cewką nadawczą i odbiorczą oraz częstotliwość źródła energii. Przedstawiono wzory na impedancję obciążenia w celu maksymalizacji sprawności uwzględniające parametry elektryczne układu wynikające z jego geometrii. Wyniki uzyskane z zaproponowanych modeli były zgodne, co potwierdziło poprawność przyjętego modelu obwodu. Uzyskane wyniki pozwalają na szczegółowe omówienie zależności sprawności i mocy układu WPT od geometrii cewek spiralnych.
6
Content available remote Comparison of the efficiency of the WPT system using circular or square planar coils
Stankiewicz Jacek Maciej
Przegląd Elektrotechniczny
|
2021
|
R. 97, nr 10
38--43
EN
The article presents results for numerical analysis of Wireless Power Transfer (WPT) system consisting of transmitting and receiving plane coils. Two types of coils (circular and square) were included in the analysis. The influence of the type of coils, the number of turns and the distance between the coils on the efficiency of the WPT system was compared. The analysis covered a wide range of frequencies from 100 kHz to 1000 kHz. The Finite Element Method (FEM) with the using antiperiodic boundary conditions for the analysis was used. In the low frequency range (within the analysed range) the higher efficiency is for the WPT system composed of square coils. On the other hand, at higher frequency values, higher efficiency values were obtained for the WPT model containing circular coils. Proposed WPT system could be used to charge electric devices as the wireless power transfer system. The results indicate at which system parameters wireless energy transfer is possible.
PL
W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej systemu Wireless Power Transfer (WPT) składającego się z cewek płaskich nadawczo-odbiorczych. W analizie uwzględniono dwa rodzaje cewek (okrągła i kwadratowa). Porównano wpływ rodzaju cewek, liczby zwojów oraz odległości między cewkami na sprawność układu WPT. Analiza obejmowała szeroki zakres częstotliwości od 100 kHz do 1000 kHz. Do analizy wykorzystano Metodę Elementów Skończonych (MES) z wykorzystaniem antyperiodycznych warunków brzegowych. W zakresie niskich częstotliwości (w analizowanym zakresie) wyższa sprawność występuje dla układu WPT złożonego z cewek kwadratowych. Natomiast przy wyższych wartościach częstotliwości wyższe wartości sprawności uzyskano dla modelu WPT zawierającego cewki okrągłe. Proponowany system WPT mógłby służyć do ładowania urządzeń elektrycznych jako bezprzewodowy system przesyłania energii. Wyniki wskazują, przy jakich parametrach układu możliwy jest bezprzewodowy transfer energii.
7
Content available Research on a novel hybrid shielding structure of magnetic coupler for inductive power transfer system
Liu Yun Rui, Wang Chunfang, Xia Dongwei, Yue Rui
Archives of Electrical Engineering
|
2021
|
Vol. 70, nr 1
129--143
EN
With the development of wireless power transfer technology, more and more attention has been paid to its electromagnetic safety. In this paper, a novel hybrid shielding structure composed of the innermost fan-shaped ferrite, the interlayer nanocrystalline stripand the outermost aluminum foil is proposed to shield the electromagnetic field of the inductive power transfer system. Eight structure parameters of the proposed shielding areoptimized by finite element simulation, in order to reduce the magnetic leakage of the system and improve the utilization rate of shielding materials. In addition, the proposed structure is compared with two types of typical double-layer hybrid shielding from the perspectives of the weight, the coupling coefficient and the magnetic flux leakage. Both simulation and experiment results show that the cost and weight of the proposed shield are about 60% lower than the traditional disk shield. More over, the shielding layer proposed in this paper can not only effectively reduce the magnetic flux leakage of the system, but also maintain a high coupling coefficient.
8
Content available remote Wireless power transfer with almost constant output voltage at variable load
Kaczmarczyk Zbigniew, Zellner Michał
Przegląd Elektrotechniczny
|
2020
|
R. 96, nr 7
24--29
EN
A concept, selected properties and a design method of wireless power transfer (WPT) systems with almost constant output voltage at variable load are presented in the paper. The proposed solution has no feedback, and at the same time allows to adjust the ratio of the output voltage to the input voltage despite the use of identical magnetically coupled coils. A theoretical background and an experimental verification are included.
PL
W artykule przedstawiono koncepcję, wybrane właściwości i metodę projektowania układów bezprzewodowego przesyłu energii (WPT - wireless power transfer) elektrycznej z prawie niezmiennym napięciem wyjściowym przy zmiennym obciążeniu. Zaproponowane rozwiązanie nie posiada sprzężeń zwrotnych oraz jednocześnie pozwala na dostosowanie stosunku między napięciem wyjściowym a napięciem wejściowym pomimo zastosowania identycznych cewek sprzężonych magnetycznie. Zamieszczono podstawy teoretyczne i eksperymentalną weryfikację.
9
Content available remote The influence of coils system geometry on the efficiency of wireless power transfer
Stankiewicz Jacek Maciej
Przegląd Elektrotechniczny
|
2020
|
R. 96, nr 6
7--10
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
10
Content available remote The analysis of the influence of the plane coils geometry configuration on the efficiency of WPT system
Stankiewicz Jacek Maciej
Przegląd Elektrotechniczny
|
2020
|
R. 96, nr 10
174--178
EN
The article presents a method and results for numerical and analytical analysis of Wireless Power Transfer (WPT) system consisting of transmitting and receiving plane coils. In the analysis took into account different variants of the WPT system geometry (number of turns, distance between the transmitting-receiving coils). The influence of variable system geometry and the frequency on system efficiency was analysed. The Finite Element Method (FEM) with the using antiperiodicity boundary conditions for the analysis was used. The results obtained by numerical and analytical method indicate at which system parameters wireless energy transfer is possible.
PL
W artykule przedstawiono metody i wyniki analizy numerycznej oraz analitycznej układu Wireless Power Transfer (WPT) złożonego z cewek płaskich (nadawczych i odbiorczych). W analizie uwzględniono różne warianty geometrii układu WPT (liczba zwojów, odległość między cewkami). Analizowano wpływ geometrii układu oraz częstotliwości na sprawność układu. Do analizy wykorzystano metodę elementów skończonych (FEM) z zastosowaniem aperiodycznych warunków brzegowych. Otrzymane wyniki wskazują, przy jakich parametrach układu możliwy jest bezprzewodowy transfer energii.
11
Content available A Review of Methods and Challenges for Improvement in Efficiency and Distance for Wireless Power Transfer Applications
Kuka Sokol, Ni Kai, Alkahtani Mohammed
Power Electronics and Drives
|
2020
|
Vol. 5 (40)
1--25
EN
Over the past few years, interest and research in wireless power transfer (WPT) have been rapidly incrementing, and as an effect, this is a remarkable technology in many electronic devices, electric vehicles and medical devices. However, most of the applications have been limited to very close distances because of efficiency concerns. Even though the inductive power transfer technique is becoming relatively mature, it has not shown near-field results more than a few metres away transmission. This review is focused on two fundamental aspects: the power efficiency and the transmission distance in WPT systems. Introducing the principles and the boundaries, scientific articles will be reviewed and discussed in terms of their methods and respective challenges. This paper also shows more important results in efficiency and distance obtained, clearly explaining the theory behind and obstacles to overcome. Furthermore, an overlook in other aspects and the latest research studies for this technology will be given. Moreover, new issues have been raised including safety and security.
12
Content available remote Derivation of the planar square coil litz-wire winding resistance for sinusoidal currents
Czerwienko Mateusz, Uramek Andrzej, Wojda Rafal P.
Przegląd Elektrotechniczny
|
2019
|
R. 95, nr 6
105--109
EN
In this paper the AC winding resistance of the litz wire wound planar square coil is derived. The Biot-Savart’s law is used to derive analytical expression for the AC winding resistance. Analytical calculations are done for two planar square coils of different size. Experimental verification and comparison of the calculated and measured winding resistances are performed.
PL
W artykule tym, wyprowadzone zostało równanie narezystancję uzwojenia cewek planarnych w kształcie kwadratu przewodzących prąd przemienny. Rezystancja takich cewek nie jest stała lecz zmienia się wraz ze wzrostem czestotliwości. Przyczyną zmiany tejże rezystancji jest przede wszystkim efekt zbliżeniowy, który powstaje podczas indukowania się prądow wirowych w uzwojeniu. Wpływ efektu zbliżeniowego na rezystancje uzwojenia jest silniejszy wraz ze wzrostem czestotliwości. Analityczne równanie na rezystancję uzwojenia dla prądów przemiennych takiej cewki, wyprowadzono bazując na prawie Biot-Savart’s. Experymentalna weryfikacja i porównanie teoretycznych obliczeń została również dokonana i przedstawiona w tym artykule.
13
Content available System identification and tuning of wireless power transfer systems with multiple magnetically coupled resonators
Winges J., Rylander T., Petersson C., Ekman C., Johansson L.-Å., McKelvey T.
Transactions on Environment and Electrical Engineering
|
2017
|
Vol. 2, No. 2
86--92
EN
We present a procedure for system identification and tuning of a wireless power transfer (WPT) system with four magnetically coupled resonators, where each resonator consists of a coil and a capacitor bank. The system-identification procedure involves three main steps: 1) individual measurement of the capacitor banks in the system; 2) measurement of the frequency-dependent two-port impedance matrix of the magnetically coupled resonators; and 3) determining the inductance of all coils and their corresponding coupling coefficients using a Bayesian approach. The Bayesian approach involves solving an optimization problem where we minimize the mismatch between the measured and simulated impedance matrix together with a penalization term that incorporates information from a direct measurement procedure of the inductance and losses of the coils. This identification procedure yields an accurate system model which we use to tune the four capacitance values to recover high system-performance and account for, e.g., manufacturing tolerances and coil displacement. For a prototype WPT system, we achieve 3.3 kW power transfer with 91% system efficiency over an air-gap distance of approximately 20 cm.
14
Content available Robust H∞ output feedback control of bidirectional inductive power transfer systems
Swain A., Almakhles D., Neath M. J., Nasiri A.
Archives of Control Sciences
|
2017
|
Vol. 27, no. 1
41--62
EN
Bidirectional Inductive power transfer (IPT) systems behave as high order resonant networks and hence are highly sensitive to changes in system parameters. Traditional PID controllers often fail to maintain satisfactory power regulation in the presence of parametric uncertainties. To overcome these problems, this paper proposes a robust controller which is designed using linear matrix inequality (LMI) techniques. The output sensitivity to parametric uncertainty is explored and a linear fractional transformation of the nominal model and its uncertainty is discussed to generate a standard configuration for μ-synthesis and LMI analysis. An H∞ controller is designed based on the structured singular value and LMI feasibility analysis with regard to uncertainties in the primary tuning capacitance, the primary and pickup inductors and the mutual inductance. Robust stability and robust performance of the system is studied through μ-synthesis and LMI feasibility analysis. Simulations and experiments are conducted to verify the power regulation performance of the proposed controller.
15
Content available A multi-coil wireless power transfer (MC-WPT) system - analysis method and properties
Kaczmarczyk Z., Bodzek K., Ruszczyk A., Kasprzak M., Domoracki A.
Measurement Automation Monitoring
|
2015
|
Vol. 61, No. 10
480--483
EN
The paper is devoted to some problems of multi-coil wireless power transfer (MC-WPT) systems. It is well known that the effective gap for MC-WPT systems can be extended for relatively long distances preserving high efficiency. The paper is organized as follows. In Section 2, the system is described by a matrix model. This model is prepared to determine system properties. In Section 3, the optimization procedure which allows improving the system performance at the desired operating point is introduced. Section 4 contains the results of experimental verification. Moreover, the paper presents an interesting phenomenon of the current unbalance among the system coils.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.