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    188宝金博页面版: 旋转磁场感应式双能道WPT系统的耦合环流及传输特性分析

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    内容提示： 第 46 卷 第 6 期 中 国 电 机 工 程 学 报 Vol.46 No.6 Mar. 20, 2026 2538 2026 年 3 月 20 日 Proceedings of the CSEE ?2026 Chin.Soc.for Elec.Eng. DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.241802 文章编号：0258-8013 (2026) 06-2538-16 中图分类号：TM 724 文献标识码：A 旋转磁场感应式双能道 WPT 系统的 耦合环流及传输特性分析 谢诗云，张小钦 * ，李青青，吴莲，黄杰，陈龙 (重庆理工大学，重庆市 巴南区 400054) Analysis of Circulating Current and Transmission Characteristics of the Dual-channel WPT System With Rotating Magnetic Field...

    文档格式：PDF | 页数：16 | 浏览次数：3 | 上传日期：2026-04-06 14:28:11 | 文档星级：
    第 46 卷 第 6 期 中 国 电 机 工 程 学 报 Vol.46 No.6 Mar. 20, 2026 2538 2026 年 3 月 20 日 Proceedings of the CSEE ©2026 Chin.Soc.for Elec.Eng. DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.241802 文章编号：0258-8013 (2026) 06-2538-16 中图分类号：TM 724 文献标识码：A 旋转磁场感应式双能道 WPT 系统的 耦合环流及传输特性分析 谢诗云，张小钦 * ，李青青，吴莲，黄杰，陈龙 (重庆理工大学，重庆市 巴南区 400054) Analysis of Circulating Current and Transmission Characteristics of the Dual-channel WPT System With Rotating Magnetic Field XIE Shiyun, ZHANG Xiaoqin * , LI Qingqing, WU Lian, HUANG Jie, CHEN Long (Chongqing University of Technology, Banan District, Chongqing 400054, China) ABSTRACT: Dual-channel wireless power transfer (WPT) system with rotating magnetic field coupling delivers energy to equipment with a high freedom degree over a wide spatial range. The same-side and cross mutual inductance of the magnetic coupling induces a circulating current in the dual-channel WPT system. This circulating current influences configuration of the resonant circuit as well as the balance between the dual channel. The amplitude-phase relationship between the circulating current and the transmission current also determines the system output power. In this paper, a dual-channel WPT system model considering the same-side coupled mutual inductance is established. The coupling paths of the circulating currents are analysed, and expressions for the energy transfer currents as well as the circulating currents are derived. The components and mechanisms of the circulating current are revealed. Accordingly, a configuration for the resonant circuit considering the effect of the circulating current is proposed. The effect of each component of the circulating current on the transmission power is given. The balance condition of the two channels and the critical condition of the zero output power are derived. The simulation and experimental results have verified the distribution of circulating current and the system transmission characteristic analysis. KEY WORDS: wireless power transfer; circulating current; transmission characteristics; power balance 摘要：旋转磁场感应式双能道无线电能传输(wireless power transfer，WPT)系统可对用电设备进行宽空间范围和高自由 基金项目：国家自然科学基金项目(52207004)；重庆市188宝金博页面版委员会科学技术研究计划(KJQN202501164)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (52207004); Science and Technology Research Program of Chongqing Education Commission (KJQN202501164) 度的电能输送。旋转磁场耦合机构的同侧及交叉互感在双能道 WPT 系统引起耦合环流，该环流关系到谐振电路的参数配置及双能道传输功率的平衡度，环流与传能电流的幅相关系还对系统输出功率产生影响。该文建立计及同侧耦合互感的双能道 WPT 系统模型，分析环流的耦合路径并推导传能电流与环流的表达式，揭示环流的组成分量及其形成机理。据此，提出一种计及环流作用的谐振电路参数配置方法，给出了环流各分量对两路能道传输功率的作用规律，推导双能道输入功率的平衡条件及系统输出零功率的临界条件。仿真与实验结果验证所提耦合环流分布规律及系统传输特性分析结果的正确性。 关键词：无线电能传输；耦合环流；传输特性；功率平衡 0 引言 无线电能传输(wireless power transfer，WPT)技术不存在接触损耗、积尘和机械磨损等维护问题，电能传输模式更加安全、便捷、灵活，可适应恶劣环境的用电需求，在电动车、家用电器、无人飞行器、医疗植入设备、电子产品等领域具有广泛应用前景 [1-4] 。旋转磁场感应式 WPT 系统具有宽范围传输空间并可实现高自由度的电能拾。艿焦谕庋д叩母叨裙刈 [5-7] 。 旋转磁场感应式 WPT 系统的机构形式主要分为三维正交线圈和二维正交线圈 [1] 。基于三维正交线圈的 WPT 系统通过调控 3 组发射线圈的电流幅相参数，实现耦合磁场矢量均匀分布于接收机构的空间范围，可应用于无人飞行器和医疗植入设备等场合 [2,8-9] 。 基于二维正交线圈的 WPT 系统采用 90??相 位差的两路电流激励 2 组发射线圈，能在接收机构

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