Wireless charging of electric vehicles (EV) based on wireless power transfer (WPT) has become increasingly popular in recent years. However, a leakage electromagnetic field (EMF) that affects other electronic devices or human body is inevitably generated from the coils of a WPT system, and the requirement of the suppression
of leakage EMF is increasing. In this paper, we propose a novel three-phase power line in a WPT system for the reduction of leakage EMF. The proposed structure employs six power lines to reduce the leakage magnetic flux. It is compared with conventional power line structures with respect to induced voltage and magnetic field distribution. We also present analytical solutions of the EMF for the proposed and conventional power line structures. They are then compared with numerical solutions by a 3D finite element analysis (FEA) and show good agreement. The results of the numerical analysis indicate that the proposed power line can significantly reduce
the leakage magnetic field from a WPT system. For verification, the proposed and conventional power lines are implemented and the EMFs are measured. A strong correlation between the numerical and experimental results is exhibited.
최근에 화석 연료 사용에 의한 환경오염이 세계적으로 심각한 문제가 되기 때문에 전기차에 대한 대중의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 하지만 전치가가 가진 문제점 즉, 가격이 비싸고 운행거리가 짧으며 긴 충전 시간 때문에 널리 보급되지 못하고 있는 실정이다. 해결 방안으로 무선전력전송기술을 이용하여 배터리에 지속적으로 전력을 공급하여 배터리의 의존성을 낮추는 것이다. 그렇기에 무선전력전송 기술에 기반을 둔 전기차 충전에 대한 다양한 연구가 진행 중에 있다. 그러나 전자기기와 인체에 영향을 끼치는 누설 전자기장이 무선전력전송 시스템의 코일에서 필수적으로 발생한다. 그래서 누설 자기장에 대한 억제 기술에 대한 필요성도 같이 증가하고 있다. 논문에서는 누설 자기장의 감소를 위한 삼상 교류 전류원을 이용하는 새로운 전력선을 제안하였다. 제안된 구조는 누설 자기장 감소를 위해서 여섯 개의 전력선을 이용한다. 제안된 시스템은 일반적인 전력선 구조와 유도 전압과 자기장 분포에 대해서 비교했으며 해석적인 해에 대해서도 제시하였다. 해석법은 3D 유한요소분석법과 함께 비교되었으며 일치하는 것을 볼 수 있었다. 또한, 제안된 구조와 일반적인 전력선 구조를 구현하여 누설 자기장을 측정하였으며 해석법과 실험적인 결과가 일치함을 확인하였다.
