感应电能传输（Inductive Power Transfer, IPT）系统具有安全、便捷、美观等优点，已广泛应用于消费电子产品、植入式医疗器件、电动汽车及轨道交通等领域。

自动导引车（Automated Guided Vehicle, AGV）因灵活性强、自动化程度高等优点在物流仓库、港口码头等场合具有广阔的应用。传统插拔式AGV充电系统存在接触火花、插拔繁琐等问题，采用感应电能传输技术的AGV感应充电系统可避免这些问题。但AGV感应充电系统属于磁场松耦合系统，不可避免地会在空间中产生漏磁。漏磁威胁生物体健康，干扰电磁敏感设备正常工作。

国际非电离辐射防护委员会在《ICNIRP Guidelines 2010》导则中指出，一般公众若暴露于工作频率介于3kHz~10MHz的系统中，系统磁感应强度应低于27μT。为促进感应电能传输技术在AGV充电系统中的应用，解决系统存在的漏磁问题刻不容缓。

常见的漏磁屏蔽方法大致分为两类：削弱辐射源漏磁与阻断漏磁辐射路径。削弱辐射源漏磁包括改变耦合线圈结构，如采用BP线圈、DD线圈；改变耦合机构形状，如采用I型、S型磁心；分段供电；改变线圈电流相位。阻断漏磁辐射路径包括采用高磁导率材料屏蔽、高电导率材料屏蔽、线圈屏蔽等，其中采用线圈屏蔽因占用空间少、发热量低、无需复杂控制等优点得到广泛研究。

目前，学者们主要从优化线圈结构参数、优化线圈电气参数等方面开展线圈屏蔽研究。但是相关学者研究的磁屏蔽目标为空间中的点或二维平面，而三维空间磁屏蔽研究较为匮乏。

为解决目标三维空间漏磁问题，保证系统目标三维空间磁感应强度满足安全标准，西南交通大学电气工程学院、国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心的研究人员潘帅帅、麦瑞坤、徐叶飞、谢兆杰、王竹林，在2022年第5期《电工技术学报》上撰文，基于无源屏蔽线圈，提出了一种降低目标三维空间磁感应强度最大值的屏蔽线圈等效电抗优化方法。

该方法将目标三维空间均匀划分为若干目标点（目标点越多，优化结果越精确，但耗时及成本也递增），通过遍历屏蔽线圈等效电抗使得所有的目标点磁感应强度最大值最低，此时屏蔽线圈等效电抗即最优等效电抗。

图 实验样机

研究人员首先对含屏蔽线圈的IPT系统电路及磁场进行理论分析及推导，进而将漏磁屏蔽研究转换为屏蔽线圈等效电抗优化研究；然后，采用所提出的屏蔽线圈等效电抗优化方法确定屏蔽线圈最优等效电抗，从而解决目标三维空间漏磁问题。

为验证所提方法的有效性，研究人员搭建了800W实验样机，分别测得屏蔽线圈取最优等效电抗、非最优等效电抗时目标三维空间磁感应强度，并与无屏蔽线圈时目标三维空间磁感应强度对比。结果表明，仅当屏蔽线圈取最优等效电抗时，目标三维空间磁感应强度满足安全标准，且较无屏蔽线圈时最大值下降53.40%、平均值下降58.15%，系统效率仅下降0.31%。

本文编自2022年第5期《电工技术学报》，论文标题为“自动导引车感应充电系统目标三维空间漏磁屏蔽”。论文第一作者为潘帅帅，1996年生，研究方向为无线电能传输技术。通讯作者为王竹林，1979年生，工程师，硕士，研究方向为无线电能传输技术及其应用。本课题得到了无线供电及其应用四川省青年科技创新研究团队和磁浮列车感应式非接触供电系统基础理论和关键技术研究资助项目的支持。