Аналіз методів бездротової передачі енергії

Денис Смоляр; Анатолій  Приступа

doi:10.25140/2411-5363-2026-2(44)-444-458

Автор(и)

Денис Смоляр Національний університет «Чернігівська політехніка» , Україна https://orcid.org/0009-0009-7207-669X
Анатолій Приступа Національний університет «Чернігівська політехніка» , Україна https://orcid.org/0000-0001-9412-2698

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2026-2(44)-444-458

Ключові слова:

індуктивний зв’язок; ємнісний зв’язок; резонансний режим; електромагнітне поле; коефіцієнт корисної дії; паразитні параметри; електромагнітна сумісність (ЕМС); силова електроніка; реактивний опір, безконтактне живлення

Анотація

Актуальність дослідження зумовлено потребою підвищення ефективності та стабільності систем бездротової передачі енергії в умовах розвитку електротранспорту й автономних пристроїв. Мета статті – технічний аналіз індуктивного та ємнісного методів із кількісною оцінкою їх енергетичних характеристик. Досліджено вплив геометричного зазору на передану потужність і ККД, встановлено різну чутливість методів до зміни відстані, виявлено роль паразитних параметрів і режиму узгодження. Доведено, що індуктивні системи забезпечують вищу стабільність потужності, тоді як ємнісні ефективні лише при малих зазорах. Окреслено напрями подальших досліджень.

Посилання

Sidiku, M. B., Eronu, E. M., & Ashigwuike, E. C. (2020). A review on wireless power transfer: Concepts, implementations, challenges, and mitigation scheme. Nigerian Journal of Technology, 39(4), 1206–1215. https://doi.org/10.4314/njt.v39i4.29

Rahman, M. M., Shanto, M. S. I., Sarker, N., Rani, T., & Paul, L. C. (2024). A compre-hensive review of wireless power transfer methods, applications, and challenges. Engineering Reports. https://doi.org/10.1002/eng2.12951

Detka, K., & Górecki, K. (2022). Wireless power transfer—a review. Energies, 15(19), 7236. https://doi.org/10.3390/en15197236

Okoyeigbo, O., Olajube, A. A., Shobayo, O., Aligbe, A., & Ibhaze, A. E. (2021). Wire-less power transfer: A review. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 655(1), 012032. https://doi.org/10.1088/1755-1315/655/1/012032

Rehman, M., Mirsaeidi, S., Nor, N. M., Koondhar, M. A., Zainuri, M. A. A. M., Alaas, Z. M., & Ahmed, M. M. R. (2023). A review of inductive power transfer: Emphasis on perfor-mance parameters, compensation topologies and coil design aspects. IEEE Access, 11, 144978–145010. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3344041

Geetha, P., & Usha, S. (2022). A critical review on inductive wireless power transfer charging system in electric vehicle. Energy Storage. https://doi.org/10.1002/est2.407

Hui, S.-Y. R., Yang, Y., & Zhang, C. (2023). Wireless power transfer: A paradigm shift for the next generation. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 1. https://doi.org/10.1109/jestpe.2023.3237792

Lecluyse, C., Minnaert, B., & Kleemann, M. (2021). A review of the current state of technology of capacitive wireless power transfer. Energies, 14(18), 5862. https://doi.org/10.3390/en14185862

Yi, K. (2020). Capacitive coupling wireless power transfer with quasi-llc resonant con-verter using electric vehicles’ windows. Electronics, 9(4), 676. https://doi.org/10.3390/electronics9040676

Wang, Z., Zhang, Y., He, X., Luo, B., & Mai, R. (2022). Research and application of capacitive power transfer system: A review. Electronics, 11(7), 1158. https://doi.org/10.3390/electronics11071158

Elkafrawi, I. M., Faraj, A. O., Faraj, A. M., & Alshalem, S. M. (2021). Wireless power transfer. Libyan Journal of Engineering Science and Technology, 1(1), 7–11. https://www.researchgate.net/publication/389633322_Wireless_Power_Transfer

Haerinia, M., & Shadid, R. (2020). Wireless power transfer approaches for medical implants: A review. Signals, 1(2), 209–229. https://doi.org/10.3390/signals1020012

Yan, H., Chen, Y., & Yang, S.-H. (2020). UAV-enabled wireless power transfer with base station charging and UAV power consumption. IEEE Transactions on Vehicular Technolo-gy, 69(11), 12883–12896. https://doi.org/10.1109/TVT.2020.3015246

Huang, J., Zhou, Y., Ning, Z., & Gharavi, H. (2019). Wireless power transfer and ener-gy harvesting: Current status and future prospects. IEEE Wireless Communications, 26(4), 163–169. https://doi.org/10.1109/MWC.2019.1800378

Clerckx, B., Popovic, Z., & Murch, R. (2022). Future networks with wireless power transfer and energy Eksperymentalna perevirka roboty modulia bezprovidnoi peredachi danykh HC-11 vseredyni prymishchen. harvesting [scanning the issue]. Proceedings of the IEEE, 110(1),3–7. https://doi.org/10.1109/jproc.2021.3133676

Sari, V. (2024). Design and implementation of a wireless power transfer system for electric vehicles. World Electric Vehicle Journal, 15(3), 110. https://doi.org/10.3390/wevj15030110

Van Mulders, J., Delabie, D., Lecluyse, C., Buyle, C., Callebaut, G., Van der Perre, L., & De Strycker, L. (2022). Wireless power transfer: Systems, circuits, standards, and use cas-es. Sensors, 22(15), 5573. https://doi.org/10.3390/s22155573

Irwanto, M., Nugraha, Y. T., Hussin, N., Nisza, I., Perangin-Angin, D., & Alam, H. (2022). Modelling of wireless power transfer system using MATLAB SIMULINK. У 2022 IEEE 13th control and system graduate research colloquium (ICSGRC). IEEE. https://doi.org/10.1109/icsgrc55096.2022.9845181

Shikdar, T. A., Dey, S., Mumtahina, S., Rashid, M. M., & Chowdhury, G. M. (2022). Design and simulation of single phase and three phase wireless power transfer in electric vehicle using MATLAB/Simulink. In S. Mekhilef, R. N. Shaw, & P. Siano (Eds.), Innovations in electri-cal and electronic engineering (Lecture Notes in Electrical Engineering, Vol. 894). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-19-1677-9_8

Viqar, S., Ahmad, A., Kirmani, S., Rafat, Y., Hussan, M. R., & Alam, M. S. (2024). Modelling, Simulation and Hardware analysis of misalignment and compensation topologies of wireless power transfer for Electric Vehicle Charging application. Sustainable Energy, Grids and Networks, 101285. https://doi.org/10.1016/j.segan.2024.101285

He, X., Liu, S., Wu, J., Feng, Y., Wang, R., Li, W., & Weng, W. (2024). Wireless pow-er and information dual transfer system via magnetically coupled resonators. Communications Engineering, 3(1). https://doi.org/10.1038/s44172-023-00154-4

Liu, Z., Mi, C. C., & Zhang, C. (2022). Wireless power transfer technologies for elec-tric vehicles: A review. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 8(3), 2967–2985. https://doi.org/10.1109/TTE.2021.3128951

Chang, J., Cai, W., Wang, H., Guo, Y., Wu, J., Rong, C., & Xia, C. (2025). A wireless power transfer system for unmanned aerial vehicles with CC/CV charging based on topology switching. Applied Sciences, 15(22), 11932. https://doi.org/10.3390/app152211932

Wireless Power Consortium. (2024). Qi specification overview. https://www.wirelesspowerconsortium.com/knowledge-base/qi-specification/

AirFuel Alliance. (2024). AirFuel resonant wireless power standard. https://airfuel.org/airfuel-resonant/

SAE International. (2024). SAE J2954: Wireless power transfer for light-duty plug-in/electric vehicles and alignment methodology. https://www.sae.org/standards/j2954_202408-wireless-power-transfer-light-duty-plug-electric-vehicles-alignment-methodology