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02 技術(shù)突破：磁共振無線充電原理磁耦合諧振式無線充電技術(shù)通過發(fā)射端和接收端之間的磁場共振實現(xiàn)能量傳輸，解決了傳統(tǒng)充電方式的諸多痛點。這一技術(shù)允許非接觸式供電，避免傳統(tǒng)插拔接口的磨損與安全隱患。魯渝能源的磁共振無線充電技術(shù)實現(xiàn)了傳輸自由度高的特點，發(fā)射端和接收端無需精確對準(zhǔn)，具有較寬的傳輸氣隙距離，并且在水平和豎直方向上允許有較大偏移。

這便是磁共振無線充電技術(shù)賦予電力巡檢機器人的“超能力”，徹底告別“最后一米”的能源焦慮。 能量“隔空傳遞”的核心：磁共振的魔法不同于我們熟悉的手機無線充電（主要依賴電磁感應(yīng)，需要緊密貼合），現(xiàn)代電力巡檢機器人普遍擁抱了更先進、更靈活的磁共振無線充電技術(shù)。

電感器主體的材料使用德拜 1階磁散模型進行建模，靜態(tài)磁導(dǎo)率為 125。圖 3 顯示了 CST MWS 內(nèi)部功率電感的 3D 模型。之后，使用導(dǎo)入子項目功能將其放置在 PCB 上，如圖 4 所示，然后進行仿真。

CST三維電磁場仿真軟件，即CST Studio Suite（CST 工作室套裝）覆蓋了整個電磁頻段，為工程師們提供完備的時域和頻域全波電磁算法和高頻算法。常應(yīng)用于電磁兼容、天線/RCS、高速互連SI/EMI/PI/眼圖、手機、核磁共振、電真空管、粒子加速器、高功率微波、非線性光學(xué)、電氣、場路、電磁-溫度及溫度-形變等各類協(xié)同仿真場景中。CST三維電磁場仿真軟件即CST工作室套裝。

磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。

磁共振成像(MRI)系統(tǒng)必須產(chǎn)生高分辨率的圖像，使醫(yī)生能夠準(zhǔn)確地為病人診斷。為了獲得這種高水平的圖像質(zhì)量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內(nèi)必須有一個已知的穩(wěn)定的基礎(chǔ)磁場分布。這就是仿真發(fā)揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設(shè)計核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優(yōu)化磁場，改善磁共振儀產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù)。

典型應(yīng)用包含天線/RCS、電磁兼容、高速互連SI/PI/眼圖、手機、核磁共振、電真空管、粒子加速器、高功率微波、非線性光學(xué)、電氣、場路、電磁-溫度及溫度-形變等各類協(xié)同仿真。本次研討會重點介紹CST在天線設(shè)計、電子設(shè)備EMC、EDA仿真、汽車電驅(qū)系統(tǒng)EMC仿真的應(yīng)用案例。

基于BIC實現(xiàn)的手性共振大多基于全介質(zhì)結(jié)構(gòu)，這里利用CST軟件去復(fù)現(xiàn)一篇金屬超表面中的外在手性BIC，題目為“Observation of Giant Extrinsic Chirality Empowered by Quasi-Bound States in the Continuum”。結(jié)構(gòu)是將金屬雙開口環(huán)刻蝕在介質(zhì)板上構(gòu)成的超表面，共振頻率位于微波段，如下圖所示。

為了演示超表面的頻譜響應(yīng)和共振特性，使用CST仿真軟件的頻域求解器進行了數(shù)值計算。在x和y方向上設(shè)置Floquet周期條件，在z方向上取開邊界條件。激發(fā)太赫茲波的TE電場沿y方向模擬沿激發(fā)場方向傳播的偏振平面波。每個方向的網(wǎng)格尺寸都小于最小構(gòu)造尺寸，以保證收斂結(jié)果的精度。具體設(shè)置如圖2-4所示。

結(jié)構(gòu)阻尼是通過應(yīng)用高能量耗散機理去降低共振頻率附近的振動級，如圖所示，只在共振頻率或接近共振頻率時需考慮。

磁致伸縮導(dǎo)致的振動噪音 硅鋼片的磁致伸縮會引起鐵芯內(nèi)部發(fā)生變形和應(yīng)力，如下圖所示，在橫向和縱向上硅鋼片都會受磁場激勵發(fā)生微觀應(yīng)變。這種應(yīng)力和應(yīng)變，使定子鐵心隨勵磁頻率的變化作周期性振動，當(dāng)磁致伸縮頻率與鐵心固有頻率發(fā)生共振時，會對電機的振動噪聲有一定的影響。

本文摘自微信公眾號：CST電磁兼容性仿真如果對CST電磁兼容性仿真感興趣的朋友可以關(guān)注或者掃描我的微信公眾號二維碼在我們做電機系統(tǒng)EMC測試的時候經(jīng)?；蛘卟豢杀苊獾臅龅诫姍C堵轉(zhuǎn)測試的測試工況。其實堵轉(zhuǎn)測試是電驅(qū)系統(tǒng)性能考核指標(biāo)之一。什么是堵轉(zhuǎn)？電機堵轉(zhuǎn)是電機在轉(zhuǎn)速為0轉(zhuǎn)時仍然輸出扭矩的一種情況。

該功能可以將電磁力與硅鋼片的結(jié)構(gòu)模態(tài)顯示在同一圖表，方便判斷是否有共振現(xiàn)象。如，電磁力的力型、頻率與結(jié)構(gòu)模態(tài)的振型、頻率是否重疊，進而判斷是否有共振現(xiàn)象。

（原文作者使用CST軟件，用的還是FDTD算法，用的是Ag材料，但是沒有說用的是誰測的Ag參數(shù)。這里我使用的是comsol，用的Ag參數(shù)來自comsol內(nèi)置的johnson）

其中2次諧波磁場有兩個來源，一個是定子2次諧波磁動勢與平均氣隙磁導(dǎo)作用產(chǎn)生，另一個是轉(zhuǎn)子的基波磁動勢與定子1階齒諧波磁導(dǎo)作用產(chǎn)生。（2）轉(zhuǎn)子3次諧波磁場與定子4階諧波磁場作用產(chǎn)生，該部分徑向力的貢獻相當(dāng)微小，可以忽略不計。綜上，電機的6倍頻徑向電磁力通過氣隙磁場作用于壓縮機轉(zhuǎn)軸，進而引起轉(zhuǎn)軸的振動噪聲問題。

目前，AGV的無線充電技術(shù)主要分為磁感應(yīng)充電和磁共振充電兩大類。磁感應(yīng)充電技術(shù)已經(jīng)在眾多消費性電子產(chǎn)品中得到了普及，而磁共振充電技術(shù)，更適用于大功率無線充電，則以其更遠(yuǎn)的傳輸距離和更高的空間自由度漸漸受到矚目。 磁共振充電技術(shù)基于共振耦合的原理，通過在一定頻率下實現(xiàn)發(fā)送端和接收端線圈之間的共振，進而提高能量的傳輸效率和范圍。

復(fù)現(xiàn)選擇使用和文中相同的軟件CST MICROWAVE STUDIO。首先進行簡單的背景介紹。經(jīng)典非輻射電磁源是否存在？一直是令人困惑的問題。論文研究了放置在內(nèi)孔內(nèi)的由電或磁點狀偶極子天線激發(fā)的單個超高介電率中空盤組成的物理系統(tǒng)的輻射特性。利用解析和數(shù)值方法，證明了這種系統(tǒng)可以支持準(zhǔn)極點狀態(tài)（Anapole），完全抑制遠(yuǎn)場輻射，從而表現(xiàn)出電或磁非輻射源的特性。

而磁共振無線充電系統(tǒng)不存在物理接觸點，設(shè)備的磨損幾乎為零，使用壽命大幅延長。同時，維護成本也因此顯著降低，減少了設(shè)備的停機時間和頻繁維護的開銷。 4. 高效能量傳輸，充電速度更快 無線充電技術(shù)尤其是磁共振無線充電，經(jīng)過技術(shù)優(yōu)化后，能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的能量傳輸。相較于傳統(tǒng)接觸式充電，磁共振充電系統(tǒng)的傳輸效率可以達(dá)到90%以上，甚至媲美有線充電。

由圖6（a）可知，盡管電機二倍基波頻率點振動幅值最大，但不會與電機共振，噪聲很??； 由圖6（b）可知，由于電機氣隙磁密正弦度較好，電機整體最大噪聲為53.3 dB(A)，電磁噪聲較小,符合電機設(shè)計要求。

從技術(shù)原理上看，魯渝能源的無人機無線充電模塊主要基于成熟的磁共振耦合技術(shù)。與常見的磁共振式相比，磁共振技術(shù)在傳輸距離、對準(zhǔn)自由度以及能量傳輸效率上取得了更好的平衡。這意味著，無人機無需實現(xiàn)毫米級的精準(zhǔn)降落，即可開始高效充電，極大地提升了系統(tǒng)的容錯率和實用性。該模塊在設(shè)計中攻克了哪些工業(yè)級難題？1.