【技术实现步骤摘要】
串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统
本专利技术涉及串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统,属于无线电能传输中金属异物检测
技术介绍
磁耦合谐振式无线电能传输技术以电磁场为电能传输媒介,采用谐振原理,提高了传输功效和距离,弱化了对线圈相对位置的要求,更加安全可靠。由于磁耦合谐振式无线电能传输技术不是贴合式传输,因此在传输空间中可能出现金属异物。金属异物的存在会使电能收发线圈的电磁参数产生变化,谐振点偏移;同时金属异物内部发生涡流损耗,也使系统的电能传输性能变差。过大的涡流损耗使金属异物局部过热,继而可能引发火灾等危害。为了减小金属异物对电能传输系统性能及安全性的影响,通常需要对金属异物进行检测并加以移除。目前,对金属异物的检测方法大致可分为三种:非电磁检测、磁场检测以及系统参数检测。其中前两种检测方法会增加额外的设备与成本;第三种检测方法需要增加部分电路,但现有的第三种检测方法对小尺寸金属异物的检测灵敏度有限,往往需要收发线圈同轴,才能实现异物检测。因此,针对以上不足,需要提供一种新的金属异物检测系统,以提高金属异物检测的灵敏度,并降低对收发线圈同 ...
【技术保护点】
1.一种串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统,其特征在于,包括高频方波电源(1)、发射部谐振支路(2)、接收部谐振支路(3)、检测单元(4)、转换单元(5)及控制单元(6),发射部谐振支路(2)用于串联在无线电能传输系统发射单元的电容与发射线圈之间,接收部谐振支路(3)用于串联在无线电能传输系统接收单元的负载电阻与接收线圈之间;所述高频方波电源(1)用于为无线电能传输系统发射单元提供可以分解为基波与各奇次谐波的电压信号,使无线电能传输系统发射单元中包含基波传能电流与高次检测电流;无线电能传输系统接收单元中包含基波传能电流;检测单元(4)用于通过检测线圈集基于发射线圈产生 ...
【技术特征摘要】
1.一种串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统,其特征在于,包括高频方波电源(1)、发射部谐振支路(2)、接收部谐振支路(3)、检测单元(4)、转换单元(5)及控制单元(6),发射部谐振支路(2)用于串联在无线电能传输系统发射单元的电容与发射线圈之间,接收部谐振支路(3)用于串联在无线电能传输系统接收单元的负载电阻与接收线圈之间;所述高频方波电源(1)用于为无线电能传输系统发射单元提供可以分解为基波与各奇次谐波的电压信号,使无线电能传输系统发射单元中包含基波传能电流与高次检测电流;无线电能传输系统接收单元中包含基波传能电流;检测单元(4)用于通过检测线圈集基于发射线圈产生感应电压;所述检测线圈集与所述发射线圈同轴放置,检测线圈集下表面与发射线圈上表面紧密相邻;转换单元(5)用于对所述感应电压依次进行滤波、整流及调理,获得感应电压的调整幅值;控制单元(6)用于控制高频方波电源(1)的通断及频率,包括根据感应电压的标准幅值与所述感应电压的调整幅值判断是否存在金属异物,并在存在金属异物时,关断高频方波电源(1)。2.根据权利要求1所述的串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统,其特征在于,所述检测单元(4)的检测线圈集包括上层检测线圈集与下层检测线圈集,上层检测线圈集与下层检测线圈集紧密连接,并且坐标原点重合;上层检测线圈集包括检测线圈组C与检测线圈组D,下层检测线圈集包括检测线圈组A与检测线圈组B,每个检测线圈组均包含两个检测单元,同一个检测线圈组的两个检测单元反向串联连接。3.根据权利要求2所述的串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统,其特征在于,获得在无线电能传输系统中无金属异物存在时,转换单元(5)能够获得的四个检测线圈感应电压的标准幅值;采用控制单元(6)将转换单元(5)在线获得的四个检测线圈感应电压的调整幅值与对应的标准幅值进行比较,当比较结果的绝对值超过预设阈值时,判定存在金属异物。4.根据权利要求3所述的串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统,其特征在于,所述无线电能传输系统发射单元包括发射线圈Lt、发射线圈串联电容Ct和发射部谐振支路(2),所述发射部谐振支路(2)由电容Cd和电感Ld并联组成;使发射单元的两个谐振点ω1与ω2为:其中:A=LdCdLtCt,B=LdCd+LtCt+LdCt,使ω1=ω0,ω2=nω0,n选择为奇数;从而使无线电能传输系统发射单元中包含基波传能电流与高次检测电流。5.根据权利要求4所述的串串型无线电能传输系统的金属异物检测系统,其特征在于,无线电能传输系统接收单元包括接收线圈Lr、接收线圈串联电容Cr、接收部谐振支路(3)及负载电阻RL;所述接收部谐振支路(3)由电容Cb和电感Lb并联组成;根据发射单元的谐振点ω2对电容Cb和电感...
【专利技术属性】
技术研发人员:齐超,林天化,武振芳,王泽松,孙天,王金雨,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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