Analiza zjawisk elektromagnetycznych w układzie bezprzewodowego przesyłu energii

W artykule przedstawiono wyniki polowej analizy zjawisk elektromagnetycznych zachodzących w układzie bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej (WREL). Rozpatrzono transformator powietrzny złożony z dwóch sprzężonych cewek połączonych z elementami obwodów zewnętrznych. Model polowo-obwodowy rozpatrywanego układu opracowano w profesjonalnym oprogramowaniu Maxwell, w którym zaimplementowano popularną metodę elementów skończonych (MES). Utworzony 3D model transformatora łącznie z równaniami obwodów elektrycznych umożliwia wykreślenie trójwymiarowego rozkładu pola, wyznaczenie wartości parametrów całkowych i przebiegów prądów oraz napięć na poszczególnych elementach składowych układu. W pracy zbadano wpływ odległości pomiędzy cewkami oraz częstotliwości źródła zasilania na wartość sprawności układu. Przedstawiono wybrane wyniki obliczeń.

In the paper, the results of a field analysis of electromagnetic phenomena in the system of the wireless power transmission (WREL) have been discussed and presented. The considered airtransformer consists of two coupled coils connected to the elements of external circuits. The fieldcircuit model of considered system has been developed in a professional Maxwell software, in which a popular finite element method (FEM) has been employed. The elaborated 3D model of the transformer together with external circuit allows to determining of the three-dimensional distributions of the electromagnetic field, defining of the integral parameters and plotting of the waveforms of currents and voltages on elements of external circuits. In the work the influence of the distance between the coils of air-transformer and the frequency of the power source of the value system efficiency have been studied. The selected results of the calculations have been given.