應用案例

實驗名稱：功率放大器在無線電能傳輸異物檢測中的應用

實驗目的：針對電動汽車無線電能傳輸系統，研究能夠快速、有效、精確地辨識入侵金屬異物的檢測方法。

實驗設備：逆變器，諧振電路，Tx線圈，信號發生器，功率放大器，揚聲器，斷路器。

實驗內容：

在一個完備的磁諧振式無線電能傳輸系統中，直流激勵經逆變器、諧振電路轉化為標準正弦激勵后施加于Tx 線圈上，采用直接對Tx 線圈施加正弦激勵的方法來模擬實際情況。

實驗過程：

（1）實驗系統的搭建；

Tx線圈需要的正弦激勵由信號發生器與功率放大器共同產生。如圖所示，采用信號發生器型號為:Agilent 33522A，功率放大器型號為:  ATA-4014高壓功率放大器，可以將輸入信號在不失真的情況下進行放大。

 

 

（2）平放梯度計檢測可行性驗證；

首先測試平放梯度計檢測金屬異物的可行性。實驗中對Tx線圈施加正弦激勵電流，激勵頻率為100kHz，幅值為1.2A。

 

采用一元硬幣作為金屬異物,Tx磁場的不均勻性使得梯度計上存在初始的感應電壓。而當異物存在時，感應電壓幅值增大。雖然感應電壓波形有變化，但由于初始電壓將隨著Tx 磁場幅值的變化而變化。

（3）立放梯度計檢測可行性驗證；

如圖所示，將矩形梯度計立放，與Tx磁場平行。

 

實驗結果：

（1）初始拜訪下激勵與感應電壓波形

 

（2）梯度計正常情況下不存在感應電壓。在有金屬異物的情況下，梯度計上的感應電壓波形如圖所示，電壓幅值不再為零。因此采用立放梯度計進行金屬異物檢測是可行的。

 

 

實驗結論：

平放梯度計和立放梯度計均能完成基本的金屬異物檢測功能。對于平放梯度計而言，沿Tx磁場對稱分布時使得梯度計的初始感應電壓幅值接近零;對于立放梯度計而言，可通過簡單的沿磁場徑向排列方式來規避Tx磁場的影響，使得初始感應電壓為零。兩種線圈均存在檢測盲點;且隨著異物面積增大，感應電壓也隨之增大。

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