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。

无线电能传输次级线圈对位检测方法

为了降低无线电能传输系统发射端在待机时由于检测接收端线圈存在而产生的能量消耗和电磁干扰,保证系统启动时线圈间的相对位置满足要求,该文提出了一种基于LC自由谐振状态下的检测方法。交变磁场中金属物体产生的涡流效应和磁效应对初级线圈输入阻抗、电感产生影响,且该影响与金属材料的电导率、相对磁导率、相对位置等参数有关,在有限元仿真给出不同金属材料下初级线圈输入电阻、电感变化规律,得出次级线圈中的铁氧体材料不影响初级线圈的输入电阻,且使初级线圈在LC自由谐振状态下频率减小,其减小量与线圈间距有关,有别于其他金属材料。在实验验证中进一步给出线圈间距离测量方法,为系统安全启动提供判断依据。