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一种用于胶囊机器人无线供电的新型双层亥姆霍兹线圈设计与优化
Design and Optimization of a Novel Double-Layer Helmholtz Coil for Wirelessly Powering a Capsule Robot
| 作者 | Jinyang Gao · Siyu Tian · Changshun Yuan · Ziyu Ma · Chen Gao · Guozheng Yan · Ruiqin Li · Qiulin Tan · Li Zhang |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年1月 |
| 技术分类 | 拓扑与电路 |
| 技术标签 | 双向DC-DC 功率模块 有限元仿真 |
| 相关度评分 | ★★ 2.0 / 5.0 |
| 关键词 | 感应耦合无线电能传输 胶囊机器人 亥姆霍兹线圈 传输效率 磁场 优化 无线电能 |
语言:
中文摘要
感应耦合无线电能传输（IWPT）为胶囊机器人提供持续动力。针对传统单层亥姆霍兹线圈（SHC）在工作空间内功率传输效率（PTE）低的问题，本文提出了一种新型双层亥姆霍兹线圈设计方案，通过优化线圈结构提升磁场均匀性与能量传输效率。
English Abstract
Inductively coupled wireless power transfer (IWPT) is promising to power a freely moving capsule robot (CR) continuously. The existing IWPT system for this application normally adopts a single-layer Helmholtz coil (SHC), which can generate a uniform alternating magnetic field (AMF) to cover the CR workspace but leads to low power transfer efficiency (PTE). To improve the PTE, this article proposes...
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SunView 深度解读
该研究聚焦于无线电能传输（WPT）的磁场优化与效率提升，虽主要应用于医疗胶囊机器人，但其核心的磁耦合机理、高效率线圈设计及多物理场仿真优化方法，对阳光电源的电动汽车充电桩（尤其是无线充电技术储备）及未来微型化储能设备的无线通讯/供电具有参考价值。建议关注其磁场均匀性控制算法，可作为公司在功率电子磁性元件设计与电磁兼容（EMC）优化方面的技术储备，以提升充电桩产品的功率密度与传输效率。