Я исследовал возможность использования двух катушек с магнитопроводом (феррит) для передачи энергии. Решалась задача в 2D Axisymmetric Frequency. Т.е. круглая катушка в режиме частота. Диаметр катушки ~300мм, 10 витков. Обе катушки одинаковые. Зазор 100мм. Задан источник напряжения на катушку 250В амплитуда.

1. Геометрия провода 10х2мм. Зазор между витками 3мм.

Ось симметрии слева на 20мм от левого витка. Показаны геометрия и распределение тока по сечению витков. Верхняя катушка первичная (primary), нижняя вторичная (secondary) Ток в первичной катушке 106А амплитуда. Следовательно, мощность полная 250В*106А/2=13250ВА. Сопротивление нагрузки R1=1Ом. Мощность, выделяемая в нагрузке 321Вт.

Для ясности привожу расчетную цепь.

КПД системы исходя из потерь первичной и вторичной катушек ~43%.

Нагрузка не согласована. Ток через первичку - реактивный. Необходимо компенсировать, для источника напряжения, последовательным конденсатором в цепь на первичку. Такое Jmag считать позволяет. Это уменьшит потери в первичной обмотки.

Хочу обратить внимание, что ток в катушке имеет обратную составляющую, которая наводится с соседнего витка. Поэтому потери в Joule Loss больше, чем электрические потери по цепи.

2. Геометрия провода - круглый диаметр 5мм. Зазор между витками 8.5мм. Сечение провода равно предыдущему.

Ось симметрии также слева на 20мм от левого витка. Показаны геометрия и распределение тока по сечению витков. Верхняя катушка первичная (primary), нижняя вторичная (secondary) Ток в первичной катушке 103А амплитуда. Следовательно мощность полная 250В*103А/2=12875ВА. Сопротивление нагрузки R2=1Ом. Мощность, выделяемая в нагрузке 317Вт. Ток в данной системе определяется не активным сопротивлением, а индуктивностью катушки.

Для ясности также привожу расчетную цепь.

КПД системы исходя из потерь первичной и вторичной катушек ~62%.

Но в любом случае нагрузка не согласована.

Некоторые соображения.

Я думаю, что такая конфигурация однослойных катушек является оптимальным. Дальше надо оптимизировать число витков и максимальный зазор между катушками. Не исключено, что вторичная катушка должна быть несколько большей по диаметру, чем первичная. Это позволит экранировать металлические части автомобиля.

Как первичную, так и вторичную катушку я бы делал из высокочастотного провода. У нас это провод марки ЛЭЛО, ЛЭЛОР, ЛЭТЛО. http://www.liparcable.ru/catalog

Такой провод невозможно смоделировать, но прибавку к КПД это должно дать.

Также необходимо понять, на какое эквивалентное сопротивление будет нагружена вторичная катушка.