無線充電定位技術報告

無線電能傳輸中的定位測距技術

蒲明洋0313202201

無線電能傳輸介紹12

WPT中定位測距技術5總結與展望

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模型參數設計目錄2

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仿真與實驗結果

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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，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:0.1~0.46

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模型參數設計目錄7

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仿真與實驗結果常用導引定位技術

指標電磁感應式磁力感應式視覺式慣性式激光式GPS式運行范圍良優(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用良中差差中良地面費用中優(yōu)良優(yōu)一般優(yōu)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：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0.1V~3V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1112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(xiàn)感應電動勢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（00~450）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：

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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'=4.71ALS=32.1μH，RS=144.0mΩ，Im=1.25A<4.71A，滿足要求，得到Vin=18.0V定位線圈參數設計

Maxwell3D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2425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9×9的81個定位小區(qū)域。