無(wú)線充電定位技術(shù)報(bào)告ppt課件.ppt

1、無(wú)線電能傳輸中的定位測(cè)距技術(shù),蒲明洋 031320220,1,2,WPT中定位測(cè)距技術(shù),5,總結(jié)與展望,3,模型參數(shù)設(shè)計(jì),目錄,2,4,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,2,WPT中定位測(cè)距技術(shù),5,總結(jié)與展望,3,模型參數(shù)設(shè)計(jì),目錄,3,4,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,無(wú)線電能傳輸方式: 電磁輻射（即射頻或微波） 電磁感應(yīng) 電磁共振,4,無(wú)線電能傳輸介紹,電磁輻射：遠(yuǎn)距離傳輸，km級(jí)別； 電磁感應(yīng)：近距離傳輸，cm級(jí)別； 電磁共振：中等距離傳輸，m級(jí)別。 在中小距離場(chǎng)合，電磁感應(yīng)式WPT 和電磁共振式 WPT 傳輸效率相對(duì)較高。,5,無(wú)線電能傳輸介紹,WPT充電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu),（1）原邊能量變換裝置，低頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻，

2、便于能量傳輸； （2）非接觸變壓器，原、副邊的耦合電磁能量傳輸； （3）副邊能量接收裝置，高頻電能整流成直流電供負(fù)載使用。,錯(cuò)位： k: 0.10.4,6,2,WPT中定位測(cè)距技術(shù),5,總結(jié)與展望,3,模型參數(shù)設(shè)計(jì),目錄,7,4,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,常用導(dǎo)引定位技術(shù),電磁感應(yīng)式導(dǎo)引： 可控可靠性高 成本較低的優(yōu)點(diǎn) 更加均衡,8,原邊線圈感應(yīng)磁場(chǎng)分布計(jì)算,畢奧薩伐定理推導(dǎo)得單根有限長(zhǎng)直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布：,其中，,9,單根有限長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直方向磁場(chǎng)分布：,10,坐標(biāo)變換，將另外三條邊坐標(biāo)（y，l-x，z）、(l-x，l-y，z)、（l-y，x，z）帶入前述公式得到原邊方形線圈空間感應(yīng)磁場(chǎng)垂直方向分布

3、：,原邊線圈感應(yīng)磁場(chǎng)分布計(jì)算,副邊及定位線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算,定位線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：,副邊拾能線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：,線圈待設(shè)計(jì)參數(shù)： 匝數(shù)N1、N2，面積S1、S2，電流頻率f、幅值A(chǔ)，使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在0.1V3V范圍內(nèi)方便實(shí)驗(yàn)檢測(cè) 同時(shí)具體參數(shù)確定后方便采樣進(jìn)而設(shè)計(jì)算法,11,12,副邊線圈定位測(cè)距算法,角度錯(cuò)位：原、副邊中心正對(duì)，僅有角度旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位,平行錯(cuò)位：僅有距離偏移，沒(méi)有角度偏移，四邊分別平行,13,平行錯(cuò)位定位算法,利用定位線圈與副邊線圈“組合線圈”相配合進(jìn)行定位與平移校正： 1.劃分原邊線圈，確定各定位區(qū)域 2.檢測(cè)制作定位參照表 3.實(shí)際定位，查表對(duì)比,14,零定位線圈檢測(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),

4、平行錯(cuò)位定位算法,單個(gè)定位線圈檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),兩個(gè)定位線圈檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),三、四個(gè)定位線圈檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),15,平行錯(cuò)位定位算法,平行錯(cuò)位定位算法流程圖：,16,角度錯(cuò)位定位算法,利用副邊線圈進(jìn)行定位與旋轉(zhuǎn)校正： 1.檢測(cè)副邊線圈不同錯(cuò)位角度下（00450）的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，制作偏移角度與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)參照表 2.實(shí)際定位，并旋轉(zhuǎn)校正直至基本正對(duì),17,角度錯(cuò)位定位算法,角度錯(cuò)位定位算法流程圖：,2,WPT中定位測(cè)距技術(shù),5,總結(jié)與展望,3,模型參數(shù)設(shè)計(jì),目錄,18,4,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,19,原邊線圈及電路模型參數(shù)設(shè)計(jì),原邊線圈根據(jù)實(shí)際應(yīng)用繞制為正方形邊長(zhǎng)20cm，匝數(shù)N0=8匝,20,原邊線圈

5、及電路模型參數(shù)設(shè)計(jì),波形發(fā)生器產(chǎn)生一方波信號(hào)，頻率f0=80kHz，高電平VH=5.0V，VL=0.0V，方波占空比為49%； 信號(hào)分兩路分別通過(guò)緩沖器與半橋驅(qū)動(dòng)后作為控制開(kāi)關(guān)的信號(hào)，直流源變換為后續(xù)需要的方波； 通過(guò)LC諧振電路變換為高頻正弦信號(hào)。,正弦交流電發(fā)生電路模型設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)通過(guò)原邊線圈高頻正弦交流電幅值Im=1.25A，頻率f=80kHz。）,21,設(shè)計(jì)直流源的輸出大小,原邊線圈及電路模型參數(shù)設(shè)計(jì),線圈導(dǎo)線能承受最大電流：,實(shí)際流過(guò)原邊線圈電流的峰值：,導(dǎo)線線徑d=0.1mm，匝數(shù)n=100匝Im=4.71A,LS=32.1H，RS=144.0m，Im=1.25A4.71A，滿(mǎn)足要求，得到Vin=18.0V,定位線圈參數(shù)設(shè)計(jì),Maxwell 3D磁場(chǎng)仿真，確定定位線圈形狀模型建立,環(huán)形結(jié)構(gòu),方形結(jié)構(gòu),22,環(huán)形結(jié)構(gòu)磁場(chǎng)3D仿真?zhèn)纫晥D與正視圖：,環(huán)形結(jié)構(gòu)：磁力線在空間分布均勻，能夠較好地滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)線圈電磁串?dāng)_影響、檢測(cè)精度等方面的要求。,定位線圈形狀設(shè)計(jì),23,方形結(jié)構(gòu)磁場(chǎng)模型與3D仿真圖：,方形結(jié)構(gòu)：磁力線在空間分布不均勻，在線圈頂點(diǎn)處磁力線密集，四周相對(duì)稀疏，易造成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)的檢測(cè)定位精度。,定位線圈形狀設(shè)計(jì),24,25,定位線圈參數(shù)設(shè)計(jì),定位線圈匝數(shù)N1=112匝，面積S1=0.2cm2，將原邊線圈包圍平面劃分為99的81個(gè)定位小