Diseño óptimo de bobinas de transmisión rectangulares para un sistema de transferencia de potencia inalámbrica de...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Eléctrica
• Electromagnetismo
• Transferencia de Potencia Inalámbrica

Sus antecedentes:

• Los sistemas de transferencia de potencia inalámbrica (WPT) se adoptan cada vez más para cargar dispositivos.
• El diseño eficiente de las bobinas es crucial para optimizar el rendimiento y el costo de los sistemas WPT.
• Los sistemas WPT de doble carga requieren diseños de bobina especializados para gestionar múltiples receptores.

Objetivo del estudio:

• Presentar una metodología de diseño sistemática para bobinas de transmisión en sistemas WPT de doble carga.
• Desarrollar un enfoque de modelado preciso y eficiente para bobinas WPT rectangulares.
• Optimizar las dimensiones de la bobina para que sean rentables y de alto rendimiento.

Principales métodos:

• Se establecieron modelos de circuito y modelos matemáticos de dimensiones del sistema para bobinas de acoplamiento.
• Se compararon el método de elementos finitos (FEM), la fórmula de invernadero y la red neuronal de retropropagación (BPNN) para el cálculo de la inductancia.
• Se seleccionó un método híbrido FEM-BPNN para el modelado preciso de la inductancia de la bobina y el mapeo geométrico para la determinación de las dimensiones.

Principales resultados:

• Se desarrolló un modelo híbrido FEM-BPNN que demuestra una alta precisión en la predicción de la inductancia de la bobina rectangular.
• Se determinó la relación entre el tamaño de la bobina, el número de vueltas y la inductancia para un diseño eficiente.
• Se identificaron las dimensiones óptimas de la bobina rectangular mediante mapeo geométrico y estimación de costos.

Conclusiones:

• El método de diseño sistemático propuesto, que utiliza un enfoque híbrido FEM-BPNN, ofrece una solución eficiente y precisa para bobinas rectangulares WPT de doble carga.
• La metodología permite la determinación precisa de los parámetros de la bobina, lo que conduce a un rendimiento y costo optimizados del sistema.
• Las simulaciones y las verificaciones experimentales confirman la validez y la eficacia de la estrategia de diseño presentada.