TĂNG CƯỜNG HIỆU SUẤT TRUYỀN DẪN SÓNG TỪ TRƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY TÍCH HỢP VẬT LIỆU BIẾN HÓA

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; Bùi Sơn Tùng; Vũ Đình Lãm; Bùi Xuân Khuyến

doi:10.34238/tnu-jst.11342

TĂNG CƯỜNG HIỆU SUẤT TRUYỀN DẪN SÓNG TỪ TRƯỜNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY TÍCH HỢP VẬT LIỆU BIẾN HÓA

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 16/10/24 Ngày đăng: 30/10/24

Các tác giả

1. Bùi Hữu Nguyên , Trường Đại học Mỏ - Địa chất
2. Lê Đắc Tuyên, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
3. Tống Bá Tuấn, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
4. Nguyễn Thị Diệu Thu, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
5. Hồ Quỳnh Anh, Trường Đại học Mỏ - Địa chất
6. Phạm Thanh Sơn, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
7. Ngô Như Việt, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
8. Vũ Thị Hồng Hạnh, Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên
9. Bùi Sơn Tùng, 1) Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2) Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
10. Vũ Đình Lãm, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
11. Bùi Xuân Khuyến, 1) Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2) Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt

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 120^o, 180^o và 240^o 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.

Từ khóa

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

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] D. Ustun, S. Balci, and K. Sabanci, “A parametric simulation of the wireless power transfer with inductive coupling for electric vehicles, and modelling with artificial bee colony algorithm,” Measurement, vol. 150, p. 107082, 2020.

[2] L. Yang, X. Li, Y. Zhang, B. Feng, T. Yang, H. Wen, J. Tian, D. Zhu, J. Huang, A. Zhang, and X. Tong, “A review of underwater inductive wireless power transfer system,” IET Power Electronics, vol. 17, pp. 894-905, 2024.

[3] X. Mou, D. T. Gladwin, R. Zhao, and H. Sun, “Survey on magnetic resonant coupling wireless power transfer technology for electric vehicle charging,” IET Power Electronics, vol. 12, pp.3005-3020, 2019.

[4] T. H. H. Le, H. N. Bui, S. T. Bui, D. L. Vu, X. K. Bui, and T. S. Pham, “Enhanced efficiency of magnetic resonant wireless power transfer system using rollable and foldable metasurface based on polyimide substrate,” Applied Physics A, vol. 130, p. 521, 2024.

[5] M. Z. Erel, K. C. Bayindir, M. T. Aydemir, S.K. Chaudhary, and J. M. Guerrero, “A comprehensive review on wireless capacitive power transfer technology: Fundamentals and applications,” IEEE Access, vol. 10, pp. 3116-3143, 2021.

[6] S. Li, Z. Liu, H. Zhao, L. Zhu, C. Shuai, and Z. Chen, “Wireless power transfer by electric field resonance and its application in dynamic charging,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, pp. 6602-6612, 2016.

[7] C. M. Song, S. Trinh-Van, S. H. Yi, J. Bae, Y. Yang, K. Y. Lee, and K. C. Hwang, “Analysis of received power in RF wireless power transfer system with array antennas,” IEEE access, vol. 9, pp. 76315-76324, 2021.

[8] C. Song, Y. Huang, J. Zhou, P. Carter, S. Yuan, Q. Xu, and Z. Fei, “Matching network elimination in broadband rectennas for high-efficiency wireless power transfer and energy harvesting,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 64, pp. 3950-3961, 2016.

[9] A. I. Mahmood, S. K. Gharghan, M.A. Eldosoky, and A. M. Soliman, “Near‐field wireless power transfer used in biomedical implants: A comprehensive review,” IET Power Electronics, vol. 15, pp. 1936-1955, 2022.

[10] K. Zhang, C. Liu, Z. H. Jiang, Y. Zhang, X. Liu, H. Guo, and X. Yang, “Near-field wireless power transfer to deep-tissue implants for biomedical applications,” IEEE Tran. Antennas and Propag., vol. 68, pp. 1098-1106, 2019.

[11] H. S. Park and S. K. Hong, “Investigation of time-reversal based far-field wireless power transfer from antenna array in a complex environment,” IEEE Access, vol. 8, pp. 66517-66528, 2020.

[12] M. Xia and S. Aissa, “On the efficiency of far-field wireless power transfer,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 63, pp. 2835-2847, 2015.

[13] N. Tesla, “The transmission of electric energy without wires,” Electr. World Eng., vol. 43, pp. 23760-23761, 1904.

[14] A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, and M. Soljacic, “Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances,” Science, vol. 317, pp. 83-86, 2007.

[15] S. H. Kang, J. H. Choi, F. J. Harackiewicz, and C. W. Jung, “Magnetic resonant three-coil WPT system between off/in-body for remote energy harvest,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 26, pp. 741-743, 2016.

[16] Y. Zhang, Z. Zhao, and T. Lu, “Quantitative analysis of system efficiency and output power of four-coil resonant wireless power transfer,” IEEE Trans. Emerg. Sel. Topics Power Electron., vol. 3, pp. 184-190, 2014.

[17] J. Kim, H.C. Son, K.H. Kim, and Y.J. Park, “Efficiency analysis of magnetic resonance wireless power transfer with intermediate resonant coil,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 10, pp. 389-392, 2011.

[18] T. P. Duong and J.W. Lee, “Experimental results of high-efficiency resonant coupling wireless power transfer using a variable coupling method,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 21, pp. 442-444, 2011.

[19] B. Wang, K.H. Teo, T. Nishino, W. Yerazunis, J. Barnwell, and J. Zhang, “Experiments on wireless power transfer with metamaterials,” Appl. Phys. Lett., vol. 98, p. 254101, 2011.

[20] Y. Li, J. Zhao, Q. Yang, L. Liu, J. Ma, and X. Zhang, “A novel coil with high misalignment tolerance for wireless power transfer,” IEEE Trans. Magn., vol. 55, pp. 1-4, 2019.

[21] M.J. Chabalko, J. Besnoff, and D. S. Ricketts, “Magnetic field enhancement in wireless power with metamaterials and magnetic resonant couplers,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 15, pp. 452-455, 2015.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11342

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ