Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AURA
AUTO MOTO SERWIS
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
GAZETA CUKROWNICZA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
ODZIEŻ
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
OPAKOWANIE
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
Menu
Menu
Menu
Prenumerata
Prenumerata
Publikacje
Publikacje
Drukarnia
Drukarnia
Kolportaż
Kolportaż
Reklama
Reklama
O nas
O nas
ui-button
Twój Koszyk
Twój koszyk jest pusty.
Niezalogowany
Niezalogowany
Zaloguj się
Zarejestruj się
Reset hasła
Czasopismo
|
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
|
Rocznik 2021 - zeszyt 8
Estimating the possibility of maximizing efficiency in the periodic WTP system
10.15199/48.2021.08.22
Jacek Maciej STANKIEWICZ
nr katalogowy: 132839
10.15199/48.2021.08.22
Streszczenie
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.
Abstract
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. (Oszacowanie możliwości maksymalizacji sprawności w periodycznym systemie WPT).
Słowa kluczowe
wireless power transfer (WPT)
magnetic fields
numerical and analytical analysis
Finite Element Method (FEM).
Keywords
bezprzewodowa transmisja energii (WPT)
pole magnetyczne
analiza numeryczna i analityczna
FEM.
Bibliografia
[1] Barman S.D., Reza A.W., Kumar N., Karim Md. E. , Muni r 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 [2] Liu X. , Wang G. , A Novel Wireless Power Transfer System With Double Intermediate Resonant Coils, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63 (2016), 2174-2180 [3] Wenxing Z, Chi Kwan L , Hui S.Y.R. , General analysis on the use of Tesla's resonators in domino forms for wireless power transfer, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 60 (2013), no. 1, 261-70 [4] Zhang Z., Pang H., Georgiadis A., Cecati C., Wireless Power Transfer-An Overview, IEEE Trans. Ind. Electron., 66 (2019), no. 2, 1044-1058 [5] Luo Z., Wei X., Analysis of Square and Circular Planar Spiral Coils in Wireless Power Transfer System for Electric Vehicles, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65 (2018), 331-341 [6] Bat ra T. , Schal tz 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 [7] Rim C.T. , Mi C. , Wireless Power Transfer for Electric Vehicles and Mobile Devices; John Wiley & Sons, Ltd.: Hoboken, United States, 2017, 473-490 [8] Fuj imoto K. , Itoh K. , Antennas for Small Mobile Terminals, 2nd ed., Artech House: Norwood, USA, 2018, 30-70 [9] Manivannan P. , Bharathi raja S. , Qi Open Wireless Charging Standard – A Wireless Technology for the Future, International Journal of Engineering and Computer Science, 2 (2013), no. 3, 573-579 [10] Steckiewi c z A . , Stankiewicz J.M., Choroszucho A. , Numerical and Circuit Modeling of the Low-Power Periodic WPT Systems, Energies, 13 (2020), no. 10, 1-17 [11] 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 [12] Liu X. , Wang G. , A Novel Wireless Power Transfer System With Double Intermediate Resonant Coils, IEEE Trans. Ind. Electron., 63 (2016), pp. 2174-2180 [13] El Rayes M.M., Nagib G., Abdelaal W.G.A., A Review on Wireless Power Transfer, IJETT, 40 (2016), 272- 280 [14] Re P.D.H., Podilchak S.K., Rotenberg S., Gous set i s G. , Lee J. , Circularly Polarized Retrodirective Antenna Array for Wireless Power Transmission, In Proceedings of 2017 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), Paris, France, 19-24 March (2017), pp. 891-895 [15] Nikoletseas S., Yang Y. , Georgiadis A., Wireless Power Transfer Algorithms, Technologies and Applications in Ad Hoc Communication Networks, Springer: Cham, Switzerland, (2016), pp. 31-51 [16] 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 [17] Li X., Zhang H., Peng F., Li Y. , Yang T., Wang B., Fang D., A wireless magnetic resonance energy transfer system for micro implantable medical sensors, Sensors, 12 (2012), 10292-10308 [18] Fi tzpat r i ck D. , Implantable Electronic Medical Devices; Academic Press: San Diego, United States, 2014, 7-35 [19] Kesler M. , Highly Resonant wireless power transfer: safe, efficient and over distance, WiTricity Corporation, 2013 [20] Martin P., Ho B.J., Grupen N., Muñoz S. , Sr ivas tasa M. , An iBeacon Primer for Indoor Localization, In Proceedings of the 1st ACM Conference on Embedded Systems for Energy-Efficient Buildings (BuildSys’14), Memphis, USA, 3-6 November 2014, 190-191 [21] Choroszucho A. , Analysis of the influence of the complex structure of clay hollow bricks on the values of electric field intensity by using the FDTD method, Archives of Electrical Engineering, 65 (2016), no. 4, pp. 745-759 [22] Ping L., Qi-tao Y., Yun-liang L.: Analysis of electromagnetic propagation into reinforced concrete walls by FEM-PML methods. IEEE International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, ICMMT 2008 Proceedings, s. 1-4, 2008. [23] Mohan S., Hershenson M., Boyd S., Lee T., Simple Accurate Expressions for Planar Spiral Inductances, IEEE Journal of solid-state circuits, 34 (1999), no. 10, 1419-1424 [24] Liu S. , Su J. , Lai J. , Accurate Expressions of Mutual Inductance and Their Calculation of Archimedean Spiral Coils, Energies, 12 (2017), no. 10, 1-14
Treść płatna
Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp -
zaloguj się
.
Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!
Publikacja
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-8 , nr katalogowy 132839
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
10.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2021-8
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
55.00 zł
Do koszyka
Prenumerata
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
Nowość
762.00 zł
Do koszyka
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
1002.00 zł brutto
927.78 zł netto
74.22 zł VAT
(stawka VAT 8%)
1002.00 zł
Do koszyka
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista
Szczegóły pakietu
Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna
960.00 zł brutto
888.89 zł netto
71.11 zł VAT
(stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka
42.00 zł brutto
34.15 zł netto
7.85 zł VAT
(stawka VAT 23%)
1002.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
2021-8
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH