旋转机械状态监测无线磁耦合供电能效优化

陈涛; 孙靖超; 贾然; 王立勇; 王子祺

doi:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026156

湖南大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (2) : 56 -65. DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026156

旋转机械状态监测无线磁耦合供电能效优化

陈涛, 孙靖超, 贾然, 王立勇, 王子祺

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摘要

针对狭小空间及元件动态运转约束条件下，传统外置电源的传感系统无法适用于旋转设备内部元件状态监测的问题，提出了一种采用拱形耦合线圈的无线传感系统磁耦合供电结构.通过建立耦合线圈的电磁和电路模型，推导出无线供电系统的效率表达式，系统地揭示了耦合线圈结构及位置参数对系统供电能效的影响规律.研究结果表明：增大定子线圈弧心角度及线圈高度、减小耦合线圈空气间隙可有效提升耦合线圈的效率.基于系统的仿真计算对线圈结构参数进行实验优选，当线圈弧心角度为120°、线圈高度为80 mm、耦合线圈空气间隙为2 mm时，系统效率可达到0.571.该研究为面向旋转机械设备状态监测的无线传感系统设计及优化提供了理论支撑.