磁耦合无线电能传输系统异物检测技术综述

随着磁耦合无线电能传输(wirelesspowertransfer,WPT)系统的应用推广,异物检测技术的研究越来越受到关注。该文综述国内外磁耦合WPT系统异物检测技术的研究现状,首先总结各文献中有关异物和异物检测技术的概念和定义,介绍研究异物检测技术的主要团队,重点分析目前金属异物对磁耦合WPT系统的影响机理、影响规律和金属异物影响下磁耦合WPT系统的建模方法及异物检测方法方面所取得的主要研究成果,给出几种常用的异物检测方法的优缺点和适用范围,论述异物检测技术的未来研究方向。     

无线电能传输系统金属异物检测方法研究

无线电能传输系统在工作过程中,线圈间存在混入金属异物的情况,金属的涡流效应会产生涡流损耗并导致升温,具有较大的安全隐患。产生的涡流损耗使得初级线圈的等效输入阻抗增大,而磁性金属较高的磁导率具有增强涡流损耗的作用。在有限元仿真中得出了金属异物在垂直移动、水平移动及更换材料种类和体积时产生的等效输入阻抗变化规律,并进一步得出该变化使初级线圈在自由谐振下的电压衰减幅度呈现规律凹形,与无异物时有明显差异。最后通过实验装置测试不同参数下的金属异物衰减曲线,提出了一种基于LC自由谐振状态下的金属异物检测方法。所提方法结合发射端自身的结构特征,实现对金属异物的识别,无检测盲区,准确度较高。     

谐振式无线电能传输系统中检测电路的设计

针对磁耦合谐振式无线电能传输(WPT)系统中初、次级线圈之间位置和距离的改变,或者线圈区域内存在金属异物等情况,分析了系统参数的变化会造成谐振频率的偏移、损耗功率变大、发射线圈温度上升等影响,设计了初级设备的交变信号、发射电路电压、电流及发射线圈的温度等检测电路,并通过发送一组脉冲信号对负载进行判断,混入不同的硬币作为...     

平衡线圈金属检测技术在无线电能传输中应用

此处提出了一种改进型平衡线圈结构以适应无线电能传输系统中金属检测的需要。首先介绍了该平衡线圈技术的原理,然后设计了探头,最后完成了以单片机为控制核心的金属检测系统设计。实验证明该检测技术具有较高的灵敏度及较强的抗干扰性。     

检测线圈不完全补偿电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测技术

针对目前电动汽车无线充电系统金属异物检测技术存在检测盲区、检测灵敏度较低等不足,提出一种检测线圈不完全补偿电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测方法。在电动汽车无线充电系统的发射线圈上方设计A₁—A₁₆、B₁—B₁₆和C₁—C₄两种检测线圈组,A_n、B_n按照中心对称原则组成16个全区异物检测线圈组,C₁—C₄组成2个盲区异物检测线圈组,通过判别检测线圈组的差分异物检测电路输出电压大小来确定金属异物是否存在。论文首先分析电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测线圈的结构和原理;接着,通过优化检测线圈的不完全补偿电路参数来提高检测灵敏度;然后,采用同相放大、带通滤波和差分放大等有源电路来提升检测系统的准确性;最后,搭建电动汽车无线充电平台,对所提检测线圈不完全补偿电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测方法进行实验验证,结果表明,通过选取合理的电压阈值,位于发射线圈上部区域的硬...     

无线电能传输系统的研究与设计

本文详细介绍了Qi标准给出的无线电能传输系统基本配置,设计了基于无线电能传输技术的无线电能发射电路、无线电能接收电路、通信与控制电路。测试结果表明,设计的简易无线电能传输系统在短距离内可以实现稳定的电能传输,为进一步研究大功率远距离无线电能传输技术及其可靠性奠定了技术基础。     

无线电能传输系统中铁磁性金属异物对DD/BP磁耦合机构的影响研究

铁磁性金属异物是无线电能传输系统在实际运行中常见的干扰物之一,其通过影响磁耦合机构的电气参数间接影响无线电能传输系统的输出特性。DD/BP结构作为电动汽车无线电能传输系统最常见的磁耦合机构类型,本文将以其为例通过磁场模型分析铁磁性金属异物对DD/BP磁耦合机构的线圈自感和线圈间互感的影响,通过磁理论的分析说明不同位置的铁磁性金属异物对DD/BP磁耦合机构的影响,借助Maxwell构建DD/BP磁耦合机构电磁仿真模型,在模型中不同垂直位置和水平位置加入铁磁性金属,来证实理论推导的正确性。仿真结果表明铁磁性金属异物处于DD/BP线圈两侧时会增大线圈自感和线圈间互感,而处于两D线圈交界处时会增大线圈自感并减小线圈间互感;在垂直方向上铁磁性金属异物越靠近线圈对相应线圈的自感的影响越大,越靠近任意线圈对线圈间的互感影响越大。     

磁耦合双模无线电能传输系统研究

磁耦合感应式无线电能传输(MCI-WPT)感应区域传输效率高,而磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)谐振区域传输效率高,为解决两者优势不可兼得的问题,提出磁耦合双模无线电能传输(MCB-WPT),引入转换开关组,实现磁耦合无线电能传输系统拓扑结构可控,使其可工作在MCI-WPT和MCR-WPT双模式下,在一定范围内,实现最佳能量传输。建模分析MCI-WPT与MCR-WPT传输效率与传输距离的关系;提出MCB-WPT方案,建立其传输效率模型,并给出MCB-WPT系统设计方法和控制策略。实验证明,MCB-WPT在感应区域和谐振区域均可获得较高传输效率。     

无线电能传输系统谐波分析

基波近似法(FHA)在松耦合无线电能传输(WPT)系统中得到了广泛的应用.然而,由于强耦合系统中存在高次谐波分量,FHA会影响分析精度,因此提出了强耦合WPT系统的精确分析方法,推导了考虑谐波分量贡献的输出表达式.仿真和实验结果均验证了该方法的有效性.     

磁谐振无线电能传输系统线圈设计综述

线圈是无线输电系统中实现电磁耦合谐振的核心部件,具有高品质因数和均匀磁场的线圈是无线电能传输系统获得高传输效率和稳定输出的重要保证。基于磁谐振无线电能传输系统的基本结构和工作原理,总结了磁谐振无线输电系统中线圈的主要设计方法。首先介绍了常用的线圈类型和线圈尺寸的优化选择;然后对比了不同的线圈电感计算公式的适用范围;最后论述了线圈内阻、匝间距等参数对磁谐振无线输电系统传输效率和输出功率的影响。此工作对磁谐振无线电能传输系统的线圈优化设计有一定的指导意义。