無線充電定位技術報告ppt課件.ppt

1、無線電能傳輸中的定位測距技術,蒲明洋 031320220,1,2,WPT中定位測距技術,5,總結與展望,3,模型參數設計,目錄,2,4,仿真與實驗結果,2,WPT中定位測距技術,5,總結與展望,3,模型參數設計,目錄,3,4,仿真與實驗結果,無線電能傳輸方式: 電磁輻射（即射頻或微波） 電磁感應 電磁共振,4,無線電能傳輸介紹,電磁輻射：遠距離傳輸，km級別； 電磁感應：近距離傳輸，cm級別； 電磁共振：中等距離傳輸，m級別。 在中小距離場合，電磁感應式WPT 和電磁共振式 WPT 傳輸效率相對較高。,5,無線電能傳輸介紹,WPT充電系統(tǒng)基本結構,（1）原邊能量變換裝置，低頻電信號轉換成高頻，

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載使用。,錯位： k: 0.10.4,6,2,WPT中定位測距技術,5,總結與展望,3,模型參數設計,目錄,7,4,仿真與實驗結果,常用導引定位技術,電磁感應式導引： 可控可靠性高 成本較低的優(yōu)點 更加均衡,8,原邊線圈感應磁場分布計算,畢奧薩伐定理推導得單根有限長直導線所產生的磁場分布：,其中，,9,單根有限長直導線垂直方向磁場分布：,10,坐標變換，將另外三條邊坐標（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磁場垂直方向分布

3、：,原邊線圈感應磁場分布計算,副邊及定位線圈感應電動勢計算,定位線圈感應電動勢：,副邊拾能線圈感應電動勢：,線圈待設計參數： 匝數N1、N2，面積S1、S2，電流頻率f、幅值A，使感應電動勢在0.1V3V范圍內方便實驗檢測 同時具體參數確定后方便采樣進而設計算法,11,12,副邊線圈定位測距算法,角度錯位：原、副邊中心正對，僅有角度旋轉錯位,平行錯位：僅有距離偏移，沒有角度偏移，四邊分別平行,13,平行錯位定位算法,利用定位線圈與副邊線圈“組合線圈”相配合進行定位與平移校正： 1.劃分原邊線圈，確定各定位區(qū)域 2.檢測制作定位參照表 3.實際定位，查表對比,14,零定位線圈檢測出現感應電動勢,

4、平行錯位定位算法,單個定位線圈檢測感應電動勢,兩個定位線圈檢測感應電動勢,三、四個定位線圈檢測感應電動勢,15,平行錯位定位算法,平行錯位定位算法流程圖：,16,角度錯位定位算法,利用副邊線圈進行定位與旋轉校正： 1.檢測副邊線圈不同錯位角度下（00450）的感應電動勢，制作偏移角度與感應電動勢的對應參照表 2.實際定位，并旋轉校正直至基本正對,17,角度錯位定位算法,角度錯位定位算法流程圖：,2,WPT中定位測距技術,5,總結與展望,3,模型參數設計,目錄,18,4,仿真與實驗結果,19,原邊線圈及電路模型參數設計,原邊線圈根據實際應用繞制為正方形邊長20cm，匝數N0=8匝,20,原邊線圈

5、及電路模型參數設計,波形發(fā)生器產生一方波信號，頻率f0=80kHz，高電平VH=5.0V，VL=0.0V，方波占空比為49%； 信號分兩路分別通過緩沖器與半橋驅動后作為控制開關的信號，直流源變換為后續(xù)需要的方波； 通過LC諧振電路變換為高頻正弦信號。,正弦交流電發(fā)生電路模型設計（設計通過原邊線圈高頻正弦交流電幅值Im=1.25A，頻率f=80kHz。）,21,設計直流源的輸出大小,原邊線圈及電路模型參數設計,線圈導線能承受最大電流：,實際流過原邊線圈電流的峰值：,導線線徑d=0.1mm，匝數n=100匝Im=4.71A,LS=32.1H，RS=144.0m，Im=1.25A4.71A，滿足要求，得到Vin=18.0V,定位線圈參數設計,Maxwell 3D磁場仿真，確定定位線圈形狀模型建立,環(huán)形結構,方形結構,22,環(huán)形結構磁場3D仿真?zhèn)纫晥D與正視圖：,環(huán)形結構：磁力線在空間分布均勻，能夠較好地滿足系統(tǒng)對線圈電磁串擾影響、檢測精度等方面的要求。,定位線圈形狀設計,23,方形結構磁場模型與3D仿真圖：,方形結構：磁力線在空間分布不均勻，在線圈頂點處磁力線密集，四周相對稀疏，易造成感應電動勢的不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)的檢測定位精度。,定位線圈形狀設計,24,25,定位線圈參數設計,定位線圈匝數N1=112匝，面積S1=0.2cm2，將原邊線圈包圍平面劃分為99的81個定位小