無線充電定位技術(shù)報(bào)告

無線電能傳輸中的定位測(cè)距技術(shù)

蒲明洋0313202201

無線電能傳輸介紹12

WPT中定位測(cè)距技術(shù)5總結(jié)與展望

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模型參數(shù)設(shè)計(jì)目錄2

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仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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模型參數(shù)設(shè)計(jì)目錄3

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仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果無線電能傳輸方式: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，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:0.1~0.46

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模型參數(shù)設(shè)計(jì)目錄7

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仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果常用導(dǎo)引定位技術(shù)

指標(biāo)電磁感應(yīng)式磁力感應(yīng)式視覺式慣性式激光式GPS式運(yùn)行范圍良優(yōu)良中中良精度良優(yōu)優(yōu)一般中中靈活性中良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)可靠性優(yōu)中一般中一般中可控性優(yōu)差一般差中一般小車費(fèi)用良中差差中良地面費(fèi)用中優(yōu)良優(yōu)一般優(yōu)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：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0.1V~3V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1112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)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（00~450）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：

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模型參數(shù)設(shè)計(jì)目錄18

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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)分兩路分別通過緩沖器與半橋驅(qū)動(dòng)后作為控制開關(guān)的信號(hào)，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(hào)。正弦交流電發(fā)生電路模型設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)通過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'=4.71ALS=32.1μH，RS=144.0mΩ，Im=1.25A<4.71A，滿足要求，得到Vin=18.0V定位線圈參數(shù)設(shè)計(jì)

Maxwell3D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)2425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9×9的81個(gè)定位小區(qū)域。