TỐI ƯU HIỆU SUẤT CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY CỘNG HƯỞNG TỪ SỬ DỤNG HỆ SỐ PHẨM CHẤT CỦA  BỘ CỘNG HƯỞNG PHÁT/THU

Lê Thị Hồng Hiệp; Phạm Thanh Sơn; Bùi Xuân Khuyến; Bùi Sơn Tùng; Trần Văn Huỳnh; Vũ Đình Lãm

doi:10.34238/tnu-jst.8904

TỐI ƯU HIỆU SUẤT CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN NĂNG LƯỢNG KHÔNG DÂY CỘNG HƯỞNG TỪ SỬ DỤNG HỆ SỐ PHẨM CHẤT CỦA BỘ CỘNG HƯỞNG PHÁT/THU

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 05/10/23 Ngày hoàn thiện: 14/11/23 Ngày đăng: 15/11/23

Các tác giả

1. Lê Thị Hồng Hiệp, 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, 3) Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy
2. Phạm Thanh Sơn , Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Bùi Xuân Khuyến, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Bùi Sơn Tùng, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
5. Trần Văn Huỳnh, Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy
6. Vũ Đình Lãm, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt

Công nghệ truyền năng lượng không dây đã và đang trở thành giải pháp lý tưởng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử di động, thiết bị y tế cấy ghép, xe điện,… Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng hiệu suất của hệ thống truyền năng lượng không dây cộng hưởng từ phụ thuộc vào hệ số phẩm chất Q của các cuộn cộng hưởng phát/thu trong hệ thống. Trong nghiên cứu này, bằng phương pháp mô phỏng điện từ, chúng tôi xác định hệ số phẩm chất của cuộn cộng hưởng và từ đó tối ưu hiệu suất của hệ thống truyền năng lượng không dây theo hệ số phẩm chất đó. Chúng tôi thiết kế một hệ thống hoạt động ở dải tần số 13,56 MHz và thu được hiệu suất tối đa và tối thiểu của hệ thống lần lượt là 67,9% và 54% tương ứng với cuộn cộng hưởng có hệ số phẩm chất cao nhất và thấp nhất là Q = 261 và Q = 174,5. Kết quả này có thể được ứng dụng để tối ưu hóa cấu trúc của các cuộn cộng hưởng nhằm tăng cường hiệu suất của hệ thống truyền năng lượng không dây.

Từ khóa

Truyền năng lượng không dây; Cộng hưởng từ; Hệ số phẩm chất Q; Hiệu suất truyền dẫn; Tối ưu hóa

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] A. Laha, A. Kalathy, M. Pahlevani, and P. Jain, “A Comprehensive Review on Wireless Power Transfer Systems for Charging Portable Electronics,” Eng., no. 4, pp. 1023–1057, 2023.

[2] W. Lee and Y.-K. Yoon, “Wireless Power Transfer Systems Using Metamaterials: A Review,” IEEE Access, vol. 8, pp. 147930-147947, 2020.

[3] M. J. Karimi, A. Schmid, and Dehollain, “Wireless Power and Data Transmission for Implanted Devices via Inductive Links: A Systematic Review,” IEEE Sensors Journal, vol. 21, no. 6, pp. 7145–7161, 2021.

[4] J. Garnica, R. A. Chinga, and J. Lin, “Wireless Power Transfer: from far field to near field,” Proc. IEEE, vol. 101, no. 6, pp. 1321–1331, 2013.

[5] J. H. Choi, S. H. Kang, and C. W. Jung, “Magnetic resonant wireless power transfer with L shape arranged resonators for laptop computer,” J. Electromagn. Eng. Sci., no. 17, pp. 126- 132, 2017.

[6] T. S. Pham, T. D. Nguyen, and D. L. Vu, “Metamaterials for improving efficiency of magnetic resonant wireless power transfer applications,” Communications in Physics, vol. 32, no. 1, pp. 39-48, 2022.

[7] P. T. Son, X. K. Bui, S. T. Bui, T. H. H. Le, and D. L.Vu, “A critical review on wireless power transfer systems using metamaterials,” Vietnam Journal of Science and Technology, vol. 60, no. 4, pp. 587-613, 2022.

[8] A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, and M. Soljačić, “Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances,” Science, vol. 317, no. 5834, pp. 83–86, 2007.

[9] S. Y. R . Hui, “Magnetic Resonance for Wireless Power Transfer,” IEEE Power Electronics Magazine, vol. 3, no. 1, pp. 14–31, 2016.

[10] P. Liu, T. Gao, and Z. Mao, “Optimization of Transfer Quality Factor of Limited-Size Coils for Series-Series Compensated Inductive Power Transfer System,” Magnetochemistry, vol. 8, no. 30, pp.1-13, 2022.

[11] T. H. H. Le, T. S. Pham, X. K. Bui, S. T. Bui, Q. M. Ngo, T. H. Nguyen, T. M. Nguyen, and D. L. Vu, “Enhanced transmission efficiency of magneto-inductive wave propagating in non-homogeneous 2-D magnetic metamaterial array,” Phys. Scr., vol. 97, no. 2, 2022, Art. no. 025504.

[12] D. Shan, H. Wang, K. Cao, and J. Zhang, “Wireless power transfer system with enhanced efficiency by using frequency reconfigurable metamaterial,” Scientific Reports, vol. 12, no. 331, pp.1-11, 2022.

[13] T. S. Pham, X. K. Bui, S. T. Bui, V. D. Pham, Q. M. Ngo, and D. L. Vu, “Enhanced Efficiency of Asymmetric Wireless Power Transmission Using Defects in 2D Magnetic Metamaterials,” Journal of Electronic Materials, vol. 50, no. 2, pp.443-449, 2021.

[14] T. S. Pham, T. D. Nguyen, S. T. Bui, X. K. Bui, T. T. Hoang, Q. M. Ngo, T. H. H. Le, and D. L. Vu, “Optimal frequency for magnetic resonant wireless power transfer in conducting medium,” Scientifc Reports, vol. 11, 2021, Art. no. 18690.

[15] T. H. H. Le, X. K. Bui, S. T. Bui, Q. M. Ngo, D. L. Vu, and T. S. Pham, “Flexible Magnetic Metasurface with Defect Cavity for Wireless Power Transfer System,” Materials, vol. 15, 2022, Art. no. 6583.

[16] T. S. Pham, T. V. Nguyen, D. K. Nguyen, and T. K. D. Ha, “Investigation on coil misalignment affect magnetic resonant wireless power transfer system,” Journal of Military Science and Technology, no. 75, pp. 57-64, 2021.

[17] T. P. Duong and J.-W. Lee, “Experimental Results of High-Efficiency Resonant Coupling Wireless Power Transfer Using a Variable Coupling Method,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 21, no. 8, pp.442-444, 2011.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8904

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ