非接触式涡轮叶片温度测量无线供电系统研究

赵 阳，马游春，刘鹏媛，何 巧

(中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室， 太原 030051)

随着近代航空发动机的发展，对机组涡轮叶片工作状态测量的遥测系统要求也越来越高了。早期在旋转构件中对部分遥测设备供电的方法是采用电池供电。由于采用电池供电时，电池的电能存储有限，不能长时间对部件上的被测参量进行监测，而且会给系统增加额外的重量，所以采用非接触式供电对旋转体遥测设备供电成为了首选方案[1-2]。

Maxwell是一款常用的电磁设计软件，而Maxwell 3D可以分析线圈损耗、指定频率下的阻抗、电感、互感和耦合系数等，同时也可以仿真得到B和H分布图、能量密度和温度分布等图形结果[3]。Maxwell软件搭配Simplorer软件使用，通过将Maxwell软件产生的电路模型提供给Simplorer调用，可以很好的得到电路的各种状态参数[4]。

根据实际要求情况和理论分析，利用Maxwell和Simplorer软件对所设计的无线充电模型进行电磁场和电路的联合仿真，设计一款无线充电线圈以搭建无线充电平台。

1 无线充电的理论分析

无线供电系统的能量传输部分是由发射线圈和接收线圈构成，发射端的高频逆变激励使得发射、接收线圈产生交互磁场，通过电磁感应实现能量传输，其基本结构如图1所示[5]。

图1为无线充电系统的电路等效模型。其中Up为发射端的等效交流电压源，其频率为W，ip和is分别为发射端和接收端回路电流，Zp和Zp分别代表发射端与接收端回路的阻抗;Rp和Rs分别为发射线圈和接收线圈的等效阻抗；……