基于DQD型磁耦合机构的AGV抗偏移无线电能传输系统

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.002

电器与能效管理技术 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (12): 8-12.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.12.002

基于DQD型磁耦合机构的AGV抗偏移无线电能传输系统

苏添章, 林锦辉, 毛行奎, 张艺明

福州大学电气工程与自动化学院, 福建福州 350108

收稿日期:2023-05-24 出版日期:2023-12-30 发布日期:2024-01-11
通讯作者: 林锦辉,毛行奎
作者简介:苏添章(1998—),男,硕士研究生,研究方向为无线电能传输技术、电力电子变流技术。
基金资助:
*国家自然科学基金资助项目(51207025);国家自然科学基金资助项目(52107183)

AGV Anti-Misalignment Wireless Power Transfer System Based on DQD Magnetic Coupler

SU Tianzhang, LIN Jinhui, MAO Xingkui, Zhang Yiming

College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Received:2023-05-24 Online:2023-12-30 Published:2024-01-11
Contact: LIN Jinhui,MAO Xingkui

摘要/Abstract

摘要：

针对自动引导车(AGV)在进行无线电能传输(WPT)的过程中由于线圈偏移导致耦合系数波动以及传统磁耦合机构成本、重量高的问题,提出一种基于DQD型磁耦合机构的WPT系统。首先通过Maxwell有限元仿真软件对DQD型磁耦合机构进行了建模分析,验证了所提磁芯层结构能够较大程度地节省磁芯用量,同时保留原本的耦合系数。其次,推导了基于LCC-S补偿拓扑的WPT系统输出特性,验证了优化抗偏移性能的必要性。最后,搭建了实验平台,实测与仿真结果基本一致,证明了DQD型磁耦合机构具备良好的抗偏移性能,验证了所提方案的可行性。

关键词: 无线电能传输, 自动引导车, 磁耦合机构, 抗偏移

Abstract:

A wireless power transfer(WPT) system based on DQD magnetic coupler is proposed for the problems of fluctuation of coupling coefficient due to coil misalignment and high cost and weight of traditional magnetic coupler in the process of WPT system of automatic guided vehicles (AGV). Firstly, the DQD magnetic coupler is modeled and analyzed by Maxwell finite element simulation software. It is verified that the proposed magnetic core layer structure can save the amount of cores to a large extent while retaining the original coupling coefficient. Secondly, the output characteristics of the WPT system based on the LCC-S compensation topology are derived. The necessity of optimizing the anti-misalignment performance is verified. Finally, an experimental platform is built. The measured and simulated results are basically consistent, which can prove that the DQD magnetic coupler has good anti-divergence performance and verifie the feasibility of the proposed scheme.

Key words: wireless power transfer(WPT), automated guided vehicle(AGV), magnetic coupler, anti-misalignment

中图分类号:

TM724

苏添章, 林锦辉, 毛行奎, 张艺明. 基于DQD型磁耦合机构的AGV抗偏移无线电能传输系统[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(12): 8-12.

SU Tianzhang, LIN Jinhui, MAO Xingkui, Zhang Yiming. AGV Anti-Misalignment Wireless Power Transfer System Based on DQD Magnetic Coupler[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2023, 0(12): 8-12.

图/表 9

图1

图2

表1

图3

图4

表2

图5

图6

表3

参考文献 17

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磁芯层类型	耦合系数k	磁芯用量/cm³
全覆盖结构	0.445	225
所提结构	0.438	113

参数	数值	参数	数值
L_P/μH	175.2	C_S/nF	20.08
L_S/μH	175.5	R_L/Ω	50
L_F/μH	69.1	f_S/kHz	85
C_F/nF	53.27	U_IN/V	380
C_P/nF	33.45

偏移类型	最大误差/%	最小误差/%	平均误差/%
水平方向	3.5	0.9	2.1
垂直方向	9.3	0.9	3.6
绕X轴旋转	1.1	0.3	0.6
绕Z轴旋转	0.9	0.2	0.4

基于DQD型磁耦合机构的AGV抗偏移无线电能传输系统

AGV Anti-Misalignment Wireless Power Transfer System Based on DQD Magnetic Coupler

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