Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thiết kế Dải Tần và Tối ưu Hóa Tham Số của Hệ thống MCRWPT Dựa trên Tối ưu Hoán Vị Đàn Bướm
Tóm tắt
Dải tần là một tham số quan trọng cho truyền tải điện không dây cộng hưởng từ (MCRWPT), bao gồm các tần số trung tâm và băng thông. Do sự hạn chế của kinh nghiệm kỹ thuật, các phương pháp thiết kế dải tần truyền thống chỉ tập trung vào các tần số trung tâm. Nghiên cứu này đề xuất một phương pháp thiết kế hệ thống MCRWPT dựa trên tối ưu hoán vị đàn bướm (PSO) mới và nhằm đạt được dải tần cụ thể. Lý thuyết phân tích mô hình được sử dụng để phát triển mô hình của hệ thống MCRWPT. Một hàm độ thích nghi tối ưu bao gồm các tần số trung tâm, băng thông và công suất tối đa được đề xuất trong phương pháp này. Một nhóm trọng số được cung cấp để chuẩn hóa hàm độ thích nghi. Một yếu tố thích ứng, thay đổi theo vị trí của các hạt, được đề xuất để cải thiện sự hội tụ của PSO. Phân tích hàm mật độ xác suất được thực hiện để xác minh sự hội tụ của PSO. Kết quả lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng hệ thống MCRWPT được thiết kế bằng phương pháp này có thể hoạt động tại một tổ hợp cụ thể của các tần số trung tâm, băng thông và công suất tối đa. Các thí nghiệm và phân tích sự phụ thuộc tham số được thực hiện để hướng dẫn cho các điều chỉnh tiếp theo. Theo phân tích sự phụ thuộc tham số, dải tần có sự liên kết mạnh với các tham số điện. So với phương pháp truyền thống, phương pháp được đề xuất có thể thiết kế băng thông một cách chính xác, và sai số của thiết kế trong trường hợp của bài báo này không vượt quá 3%.
Từ khóa
#MCRWPT #tối ưu hoán vị đàn bướm #thiết kế dải tần #tối ưu hóa tham số #truyền tải điện không dâyTài liệu tham khảo
Kurs A, Karalis A, Moffatt R, Joannopoulos JD, Fisher P, Soljacic M (2007) Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances. Science 317(5834):83–86
Karalis A, Joannopoulos JD, Soljacic M (2008) Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer. Ann Physics 323(1):34–48
RamRakhyani AK, Lazzi G (2012) Multicoil telemetry system for compensation of coil misalignment effects in implanta ble systems. IEEE Antennas Wirel Propag 11:1675–1678
Hu C, Sun Y, Lv X, Wang Z, Xiong Q (2015) Magnetic coupler design procedure for IPT system and its application to EVs’ wireless charging. Int J Appl Electromagn Mech 47(3):861–873
Chen J, Li S, Chen S, He S, Shi Z (2017) Q-charge: a quadcopter-based wireless charging platform for large-scale sensing applications. IEEE Netw 31(6):56–61
A4WP wireless power transfer system baseline system specification (2014) BSS Standard A4WP-S-0001 V1.2
System description wireless power transfer volume1: low power (2013) Wireless power consortium specification
PMA inductive wireless power and charging transmitter specification: system release 1 (2014) Standard PMA-TS-003-0 V1.00
Wang G, Wang P, Tang Y, Liu W (2012) Analysis of dual band power and data telemetry for biomedical implants. IEEE Trans Biomed Circuits Syst 6(3):208–215
Jow UM, Ghovanloo M (2010) Optimization of data coils in a multiband wireless link for neuroprosthetic implantable devices. IEEE Trans Biomed Circuits Syst 4(5):301–310
Pantic Z, Lee K, Lukic SM (2014) Multifrequency inductive power transfer. IEEE Trans Power Electron 29(11):5995–6005
Sun Y, Yan P, Wang Z, Luan Y (2016) The parallel transmission of power and data with the shared channel for an inductive power transfer system. IEEE Trans Power Electron 31(8):5495–5502
Kung M, Lin K (2015) Enhanced analysis and design method of dual-band coil module for near-field wireless power transfer systems. IEEE Trans Microw Theory Tech 63(3):821–832
Kung M, Lin K (2018) Dual-band coil module with repeaters for diverse wireless power transfer applications. IEEE Trans Microw Theory Tech 66(1):332–345
Riehl PS, Satyamoorthy A, Akram H, Yen Y, Yang J, Juan B (2015) Wireless power systems for mobile devices supporting inductive and resonant operating modes. IEEE Trans Microw Theory Tech 63(3):780–790
Ahn D, Mercier PP (2016) Wireless power transfer with concurrent 200-kHz and 6.78-MHz operation in a single-transmitter device. IEEE Trans Power Electron 31(7):5018–5029
Sun Y, Liao Z, Ye Z, Tang C, Wang P (2018) Research on frequency splitting characteristic of MCR-WPT systems based on vibration theory. Trans Chin Electrotech Soc 33(13):3140–3148
Liao Z, Sun Y, Ye Z, Tang C, Ge X (2020) Research on resonance mechanism and resonant point distribution characteristic of magnetic coupling wireless power transfer systems. Trans Chin Electrotech Soc 35(2):15–224
Liao Z, Sun Y, Ye Z, Tang C, Wang P (2019) Resonant analysis of magnetic coupling wireless power transfer systems. IEEE Trans Power Electron 34(6):5513–5523
Yao Y, Wang Y, Liu X, Pei Y, Xu D, Liu X (2019) Particle swarm optimization-based parameter design method for S/CLC-compensated IPT systems featuring high tolerance to misalignment and load variation. IEEE Trans Power Electron 34(6):5268–5282
Wei G, Jin X, Wang C, Feng J, Zhu C, Matveevich M (2020) An automatic coil design method with modified AC resistance evaluation for achieving maximum coil–coil efficiency in WPT systems. IEEE Trans Power Electron 35(6):6114–6126
Kennedy J, Eberhart R (1995) Particle swarm optimization. In: Proceedings of IEEE international conference on neural networks, Perth, pp 1942–1948
Eberhart R, Kennedy J (1995) A new optimizer using particle swarm theory. In: Proceedings of the sixth international symposium on micro machine and human science, Nagoya, pp 39–43