BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  25,576,573
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

29

Vật lý nguyên tử, vật lý phân tử và vật lý hóa học

BB

Bùi Hữu Nguyên, Lê Đắc Tuyên, Tống Bá Tuấn, Nguyễn Thị Diệu Thu, Hồ Quỳnh Anh, Phạm Thanh Sơn, Ngô Như Việt, Vũ Thị Hồng Hạnh(1), Bùi Sơn Tùng, Vũ Đình Lãm(2), Bùi Xuân Khuyến

Tăng cường hiệu suất truyền dẫn sóng từ trường trong hệ thống truyền năng lượng không dây tích hợp vật liệu biến hóa

Enhancing transfer efficiency in magnetic waveguides using metamaterial-based wireless power transfer

Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên

2024

14

214 - 221

1859-2171

Kênh dẫn từ trường, Tấm vật liệu biến hóa, Truyền năng lượng không dây, Hốc cộng hưởng, Cộng hưởng từ

Magnetic waveguide, Metamaterial, Wireless power transfer, Cavity resonance, Magnetic resonance

Trong nghiên cứu này chúng tôi khảo sát quá trình truyền năng lượng không dây thông qua kênh dẫn từ trường được kích hoạt bởi các ô cơ sở trên tấm vật liệu biến hóa (MM). Dựa trên hiệu ứng hốc cộng hưởng tại các ô cơ sở được kích hoạt trên tấm vật liệu biến hóa, từ trường được giam giữ và lan truyền trong kênh dẫn với độ tổn hao nhỏ. Kết quả khảo sát cho thấy hiệu suất truyền năng lượng không dây đạt 72,8% và 42,4% tại tần số 14,5 MHz tương ứng với chiều dài kênh dẫn 4 cm và 16 cm. Ngoài ra, với cấu trúc ô cơ sở đề xuất, hiệu suất truyền năng lượng không dây được duy trì đạt 42,4% khi thay đổi hướng truyền năng lượng 120o, 180o và 240o theo phương trục x với chiều dài kênh dẫn là 16 cm trên bề mặt tấm siêu vật liệu biến hóa. Dựa trên những số liệu đạt được, kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng trong thực tế của hệ thống như đường sạc không dây cho hệ thống xe điện, hệ thống lưới sạc đa điểm, bàn sạc thông minh thông qua điều khiển cấu hình kênh dẫn.

In this study, we investigate the wireless power transfer based on the magnetic waveguide, which is cre-ated by activating the unit cells on the metamaterial slab. Based on the resonant cavity effect on the activating region on the metasurface, the magnetic field distribution is localized and transferred to the load with minimal losses. As a result, the wireless power transfer system achieves efficiencies of 72.8% and 42.4% at transfer distances of 4 cm and 16 cm, respectively, at frequency of 14,5 MHz. In addition, with the proposed unit cell structure, the wireless energy transfer efficiency is maintained at 42.4% when the energy transfer direction changes by 120°, 180°, and 240° along the x-axis with a magnetic waveguide length of 16 cm on the metasurface. Based on these results, the study demonstrates the potential for real-world applications such as wireless c-harging paths for electric vehicles, multi-point c-harging grids, and smart c-harging tables through controlling the configuration of the magnetic waveguide.

TTKHCNQG, CTv 178

Xem toàn văn
  • [1] M.J. Chabalko, J. Besnoff, D. S. Ricketts (2015), Magnetic field enhancement in wireless power with metamaterials and magnetic resonant couplers,IEEE Antennas Wireless Propag. Lett.
  • [2] Y. Li, J. Zhao, Q. Yang, L. Liu, J. Ma, X. Zhang (2019), A novel coil with high misalignment tolerance for wireless power transfer,IEEE Trans. Magn.
  • [3] B. Wang, K.H. Teo, T. Nishino, W. Yerazunis, J. Barnwell, J. Zhang (2011), Experiments on wireless power transfer with metamaterials,Appl. Phys. Lett.
  • [4] T. P. Duong, J.W. Lee (2011), Experimental results of high-efficiency resonant coupling wireless power transfer using a variable coupling method,IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.
  • [5] J. Kim, H.C. Son, K.H. Kim, Y.J. Park (2011), Efficiency analysis of magnetic resonance wireless power transfer with intermediate resonant coil,IEEE Antennas Wireless Propag. Lett.
  • [6] Y. Zhang, Z. Zhao, T. Lu (2014), Quantitative analysis of system efficiency and output power of four-coil resonant wireless power transfer,IEEE Trans. Emerg. Sel. Topics Power Electron.
  • [7] S. H. Kang, J. H. Choi, F. J. Harackiewicz, C. W. Jung (2016), Magnetic resonant three-coil WPT system between off/in-body for remote energy harvest,IEEE Microw. Wireless Compon. Lett.
  • [8] A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, M. Soljacic (2007), Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances,Science
  • [9] N. Tesla (1904), The transmission of electric energy without wires,Electr. World Eng.
  • [10] M. Xia, S. Aissa (2015), On the efficiency of far-field wireless power transfer,IEEE Trans. Signal Process.
  • [11] H. S. Park, S. K. Hong (2020), Investigation of time-reversal based far-field wireless power transfer from antenna array in a complex environment,IEEE Access
  • [12] K. Zhang, C. Liu, Z. H. Jiang, Y. Zhang, X. Liu, H. Guo, X. Yang (2019), Near-field wireless power transfer to deep-tissue implants for biomedical applications,IEEE Tran. Antennas and Propag.
  • [13] A. I. Mahmood, S. K. Gharghan, M.A. Eldosoky, A. M. Soliman (2022), Near‐field wireless power transfer used in biomedical implants: A comprehensive review,IET Power Electronics
  • [14] C. Song, Y. Huang, J. Zhou, P. Carter, S. Yuan, Q. Xu, Z. Fei (2016), Matching network elimination in broadband rectennas for high-efficiency wireless power transfer and energy harvesting,IEEE Trans. Ind. Electron.
  • [15] C. M. Song, S. Trinh-Van, S. H. Yi, J. Bae, Y. Yang, K. Y. Lee, K. C. Hwang (2021), Analysis of received power in RF wireless power transfer system with array antennas,IEEE Access
  • [16] S. Li, Z. Liu, H. Zhao, L. Zhu, C. Shuai, Z. Chen (2016), Wireless power transfer by electric field resonance and its application in dynamic charging,IEEE Trans. Ind. Electron.
  • [17] M. Z. Erel, K. C. Bayindir, M. T. Aydemir, S.K. Chaudhary, J. M. Guerrero (2021), A comprehensive review on wireless capacitive power transfer technology: Fundamentals and applications,IEEE Access
  • [18] T. H. H. Le, H. N. Bui, S. T. Bui, D. L. Vu, X. K. Bui, T. S. Pham (2024), Enhanced efficiency of magnetic resonant wireless power transfer system using rollable and foldable metasurface based on polyimide substrate,Applied Physics A
  • [19] X. Mou, D. T. Gladwin, R. Zhao, H. Sun (2019), Survey on magnetic resonant coupling wireless power transfer technology for electric vehicle charging,IET Power Electronics
  • [20] L. Yang, X. Li, Y. Zhang, B. Feng, T. Yang, H. Wen, J. Tian, D. Zhu, J. Huang, A. Zhang, X. Tong (2024), A review of underwater inductive wireless power transfer system,IET Power Electronics
  • [21] D. Ustun, S. Balci, K. Sabanci (2020), A parametric simulation of the wireless power transfer with inductive coupling for electric vehicles, and modelling with artificial bee colony algorithm,Measurement