无线充电定位技术报告PPT课件.ppt

无线电能传输中的定位测距技术 蒲明洋031320220 1 2020 1 7 2 WPT中定位测距技术 5 总结与展望 3 模型参数设计 目录 2 4 仿真与实验结果 2020 1 7 2 WPT中定位测距技术 5 总结与展望 3 模型参数设计 目录 3 4 仿真与实验结果 2020 1 7 无线电能传输方式 电磁辐射 即射频或微波 电磁感应电磁共振 4 无线电能传输介绍 2020 1 7 电磁辐射 远距离传输 km级别 电磁感应 近距离传输 cm级别 电磁共振 中等距离传输 m级别 在中小距离场合 电磁感应式WPT和电磁共振式WPT传输效率相对较高 5 无线电能传输介绍 2020 1 7 WPT充电系统基本结构 1 原边能量变换装置 低频电信号转换成高频 便于能量传输 2 非接触变压器 原 副边的耦合电磁能量传输 3 副边能量接收装置 高频电能整流成直流电供负载使用 错位 k 0 1 0 4 6 2020 1 7 2 WPT中定位测距技术 5 总结与展望 3 模型参数设计 目录 7 4 仿真与实验结果 2020 1 7 常用导引定位技术 电磁感应式导引 可控可靠性高成本较低的优点更加均衡 8 2020 1 7 原边线圈感应磁场分布计算 毕奥萨伐定理推导得单根有限长直导线所产生的磁场分布 其中 9 单根有限长直导线垂直方向磁场分布 2020 1 7 10 坐标变换 将另外三条边坐标 y l x z l x l y z l y x z 带入前述公式得到原边方形线圈空间感应磁场垂直方向分布 原边线圈感应磁场分布计算 2020 1 7 副边及定位线圈感应电动势计算 定位线圈感应电动势 副边拾能线圈感应电动势 线圈待设计参数 匝数N1 N2 面积S1 S2 电流频率f 幅值A 使感应电动势在0 1V 3V范围内方便实验检测同时具体参数确定后方便采样进而设计算法 11 2020 1 7 12 副边线圈定位测距算法 角度错位 原 副边中心正对 仅有角度旋转错位 平行错位 仅有距离偏移 没有角度偏移 四边分别平行 2020 1 7 13 平行错位定位算法 利用定位线圈与副边线圈 组合线圈 相配合进行定位与平移校正 1 划分原边线圈 确定各定位区域2 检测制作定位参照表3 实际定位 查表对比 2020 1 7 14 零定位线圈检测出现感应电动势 平行错位定位算法 单个定位线圈检测感应电动势 两个定位线圈检测感应电动势 三 四个定位线圈检测感应电动势 2020 1 7 15 平行错位定位算法 平行错位定位算法流程图 2020 1 7 2020 1 7 16 17 角度错位定位算法 利用副边线圈进行定位与旋转校正 1 检测副边线圈不同错位角度下 00 450 的感应电动势 制作偏移角度与感应电动势的对应参照表2 实际定位 并旋转校正直至基本正对 2020 1 7 18 角度错位定位算法 角度错位定位算法流程图 2020 1 7 2 WPT中定位测距技术 5 总结与展望 3 模型参数设计 目录 19 4 仿真与实验结果 2020 1 7 20 原边线圈及电路模型参数设计 原边线圈根据实际应用绕制为正方形边长20cm 匝数N0 8匝 2020 1 7 21 原边线圈及电路模型参数设计 波形发生器产生一方波信号 频率f0 80kHz 高电平VH 5 0V VL 0 0V 方波占空比为49 信号分两路分别通过缓冲器与半桥驱动后作为控制开关的信号 直流源变换为后续需要的方波 通过LC谐振电路变换为高频正弦信号 正弦交流电发生电路模型设计 设计通过原边线圈高频正弦交流电幅值Im 1 25A 频率f 80kHz 2020 1 7 22 设计直流源的输出大小 原边线圈及电路模型参数设计 线圈导线能承受最大电流 实际流过原边线圈电流的峰值 导线线径d 0 1mm 匝数n 100匝Im 4 71A LS 32 1 H RS 144 0m Im 1 25A 4 71A 满足要求 得到Vin 18 0V 2020 1 7 定位线圈参数设计 Maxwell3D磁场仿真 确定定位线圈形状 模型建立 环形结构 方形结构 23 2020 1 7 环形结构磁场3D仿真侧视图与正视图 环形结构 磁力线在空间分布均匀 能够较好地满足系统对线圈电磁串扰影响 检测精度等方面的要求 定位线圈形状设计 24 2020 1 7 方形结构磁场模型与3D仿真图 方形结构 磁力线在空间分布不均匀 在线圈顶点处磁力线密集 四周相对稀疏 易造成感应电动势的不稳定 影响系统的检测定位精度 定位线圈形状设计 25 2020 1 7 26 定位线圈参数设计 定位线圈匝数N1 112匝 面积S1 0 2cm2 将原边线圈包围平面划分为9 9的81个定位小区域 2020 1 7 2 WPT中定位测距技术 5 总结与展望 3 模型参数设计 目