《表1 空心线圈与铁氧体线圈参数对比》

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《两用机电路参数和磁耦合机构的优化》

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无线电能传输利用两个线圈之间的感应耦合进行能量传输，线圈间存在较大的空间，属于松耦合，传输过程中能量损耗比较大。将铁氧体材料加在接收线圈外侧，在未改动其他部分的情况下，可以有效增加线圈的自感和互感。所以磁芯的设计是磁耦合器设计中至关重要的一部分，合理的设计可以提高系统的抗偏移能力和减小磁芯损耗[13-14]。在线圈间距为1.8 cm时不加铁氧体与加1 mm厚铁氧体时接收线圈的自感和两线圈互感如表1所示。根据表1可知，当线圈加入铁氧体的厚度和形状确定时，线圈的自感和互感为空心线圈状态下的值乘以一个系数，经过以上理论计算得到接收端线圈平均直径和匝数与互感值的关系如图3所示。通过对比可以看出增加铁氧体可以显著增加线圈的自感和互感。但是铁氧体的厚度对自感和互感的影响并非线性变化，随着铁氧体厚度的增加，线圈自感和互感的增加越来越缓慢。当铁氧体的半径增加到线圈内半径时，线圈的自感和互感会有显著增加，当铁氧体半径超过线圈外半径一定距离后，随着铁氧体半径的增加，线圈的自感和互感的变化量也会减小。当铁氧体的半径和厚度确定后，线圈的自感和互感与空心线圈的比值为一定值。