zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Lựa chọn tối ưu một số thông số cuộn dây của hệ thống nạp điện không dây cho ô tô điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

11
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Lựa chọn tối ưu một số thông số cuộn dây của hệ thống nạp điện không dây cho ô tô điện phân tích lựa chọn tối ưu các thông số cho cuộn dây thứ cấp và sơ cấp của hệ thống mạch sạc ắc quy không dây như: bán kính trong, bán kính ngoài, số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp sao cho hệ số ghép lớn nhất, ngoài ra cũng nghiên cứu chi tiết về ảnh hưởng của từ trường tới môi trường bên ngoài.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Lựa chọn tối ưu một số thông số cuộn dây của hệ thống nạp điện không dây cho ô tô điện

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 LỰA CHỌN TỐI ƯU MỘT SỐ THÔNG SỐ CUỘN DÂY CỦA HỆ THỐNG NẠP ĐIỆN KHÔNG DÂY CHO Ô TÔ ĐIỆN Nguyễn Phú Sơn1, Vũ Minh Quang1 Trường Đại học Thủy lợi, ,1email: sonnp@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Cho đến nay phương pháp sạc ắc quy có dây cho ô tô điện đang được sử dụng rộng rãi. Nhược điểm của phương pháp này nằm ở những yếu tố an toàn như dây dẫn hỏng hoặc sạc dưới thời tiết mưa gió có thể gây nguy hiểm tới tính mạng, vì vậy sạc cảm ứng là một giải pháp thay thế. Trong đề tài này tác giả phân tích lựa chọn tối ưu các thông số cho cuộn dây thứ cấp và sơ cấp của hệ thống mạch sạc ắc quy không Hình 1: Cuộn mẫu dây như: bán kính trong, bán kính ngoài, số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp sao cho Các thông số kỹ thuật của cuộn thứ cấp và hệ số ghép lớn nhất, ngoài ra cũng nghiên sơ cấp bao gồm bán kính trong rin, bán kính cứu chi tiết về ảnh hưởng của từ trường tới ngoài rout, số lượng vòng dây n tại mỗi cuộn, môi trường bên ngoài. Những kết quả này có khoảng cách s giữa các vòng dây, khoảng được qua quá trình mô phỏng và tính toán cách g giữa cuộn thứ cấp và sơ cấp. Cuộn sơ trên các phần mềm Ansys Maxwell và Ansys cấp của mẫu cơ sở có n = 10 vòng dây. Vì Simplorer. không gian trong ô tô bị giới hạn nên bán kính ngoài của cuộn thứ cấp trên ô tô không 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU được phép vượt quá 12,5 cm. Số vòng dây Đưa ra các cách thức tiếp cận trong việc của cuộn thứ cấp ban đầu sẽ được chọn là tối ưu hóa thiết kế cuộn dây cho hệ số ghép k n = 2. Trong cách tiếp cận đầu tiên, hệ số lớn nhất. Tiếp đến sẽ so sánh cấu trúc hình ghép tối ưu được xác định qua sự thay đổi số học của cuộn dây dựa theo hệ số ghép k, hiệu lượng vòng dây trên cuộn sơ cấp và thứ cấp, suất η và sự lan truyền trường. Hệ số ghép k qua việc đó bán kính trong và bán kính ngoài cho biết bao nhiêu lượng từ thông được tạo ra của mỗi cuộn bị thay đổi. Tương ứng với bởi cuộn sơ cấp sẽ tới được cuộn thứ cấp và những khoảng cách xác định giữa cuộn thứ được miêu tả qua công thức: cấp và sơ cấp sẽ tìm được một số lượng vòng M dây tối ưu cho từng cuộn. Trong cách tiếp k= (1) cận thứ 2, khoảng cách giữa những vòng dây L1.L 2 trong một cuộn sẽ được xác định tương ứng Với L1 và L2 là điện cảm của cuộn sơ cấp với khoảng cách g = 50mm, 100mm, 150mm, và thứ cấp, M là hỗ cảm. 200mm và 250mm giữa cuộn thứ cấp và sơ Việc tối ưu hóa thiết kế cuộn dây bắt đầu cấp. Có các cách tiếp cận khác để cải thiện hệ với thiết kế cơ sở dựa trên cuộn mẫu. Hình 1 số ghép k bằng cách thay đổi sự phân bố miêu tả mặt cắt dạng 2D của cuộn mẫu. vòng dây và sự sắp xếp hình học. 398
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Vì lý do an toàn, từ trường trong khu vực C2 = 1 (4) xung quanh và bên trong ô tô không được ω2 L 2 R vượt ngưỡng 8,84µT [1]. Theo [2], loại kích Với ωR = 2πfR cỡ ô tô sau sẽ được chọn lựa: Khoảng cách từ L1 và L2 là điện dung của cuộn sơ cấp và tâm cuộn dây đến ngưỡng cửa là 85 cm và thứ cấp. khoảng cách từ tâm đến mũi xe là 73 cm. Để Dưới điều kiện RLast >> Rcu, hiệu suất cực so sánh trường giữa những cuộn dây có cấu đại ηmax tại tần số cộng hưởng fR được tính trúc hình học khác nhau sẽ chỉ cần quan tâm bằng phương trình [3]: đến “trường hợp xấu nhất” và khoảng cách y từ tâm cuộn dây đến điểm cần xác định từ ηmax = trường (bán kính). Trong đó “trường hợp xấu % % k 2Q1Q2 (5) nhất” là trường hợp tại đó giá trị giới hạn cho 2 % % 2 + k Q1Q2 + % 2 % % Q2 + k 2Q1Q2 ⎛ 1 2% ⎞ ⎜ % + k Q1 ⎟ + 1 % % + (Q2+2Q1 ) % % 1 + k 2Q1Q2 ⎝ Q2 % % % mật độ thông lượng từ bị vượt quá tại vị trí ⎠ Q2 + k 2Q1Q2 2 % % 1 + k 2Q1Q2 mũi xe. Từ trường sẽ được tính toán qua quá trình mô phỏng kết hợp giữa Ansys Maxwell % ω L Với chỉ số chất lượng cuộn cảm Q = R , và Simplorer. R cu Hình 2 mô tả sơ đồ mạch cho quá trình mô đại lượng này đóng một vai trò quan trọng phỏng trên. cho tính chất truyền tải của hệ thống truyền tải dạng cảm ứng điện từ. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Trong cách tiếp cận thứ 2, sự phụ thuộc của hệ số ghép k vào khoảng cách s giữa các vòng dây và khoảng cách g giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp được mô tả trong Hình 3: Hình 2: Sơ đồ mạch mô phỏng kết hợp Nguồn cung cấp cho mạch có hiệu điện thế U = 325V, tần số cộng hưởng fR = 85kHz. R2, R3, R4, R5 là điện trở của các vòng dây được tính theo phương trình [3]: ρ.N 2 R cu = .μ (2) A.v Ωmm 2 Theo [2], ρ = 0, 0178 là điện trở suất, m Hình 3: Sự phụ thuộc của hệ số ghéo A là tiết diện dây dẫn, μ là chiều dài của vào khoảng cách s dây dẫn, N là số vòng và v là hệ số lấp đầy cuộn dây. L3 và L4 trong Hình 2 không phải miêu tả điện cảm của cuộn sơ cấp và thứ cấp mà là giá trị cần thiết cho việc mô hình hóa dây dẫn trong Simplorer, có giá trị 5nH, Rlast là tải. Từ [3], điện dung C1 và C2 được tính theo phương trình sau: 1 C1 = (3) ⎛ M2 ⎞ ω2 ⎜ L1 − R ⎟ Hình 4: So sánh các mẫu khác nhau ⎝ L2 ⎠ dựa trên hệ số ghép k 399
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Qua các cách tiếp cận, 10 mẫu thiết kế Bảng 1 cho thấy toàn bộ kết quả phân tích được tạo ra với tiêu chuẩn hệ số ghép là tối dựa theo hệ số ghép k, mật độ từ thông B và ưu nhất. Hình 4 miêu tả sự so sách các mẫu hiệu suất ηmax thiết kế khác nhau dựa theo hệ số ghép k. Mẫu 1 mô tả cuộn dây sơ cấp và thứ cấp 4. KẾT LUẬN có cấu trúc tối ưu qua cách tiếp cận thứ 2. Đề tài đã thiết kế bộ thông số tối ưu cho hệ Cấu trúc của cuộn dây thứ cấp ở các mẫu thống truyền năng lượng dạng cảm ứng, quan khác sẽ giống như cấu trúc cuộn dây thứ cấp tại mẫu 1 vì đã được tối ưu hoàn toàn trong hệ giữa hệ số ghép k và khoảng cách s giữa các lần mô phỏng. Trong mẫu 2, 3 và 4, cấu các vòng dây của cuộn sơ cấp, thứ cấp đảm trúc hình học của cuộn sơ cấp giống như hình bảo tối ưu hóa hiệu suất truyền năng lượng chóp cụt khi độ cao các vòng dây được thay không dây, kết quả mô phỏng tính toán đạt đổi, điểm khác biệt giữa các mẫu trên là vòng kết quả tốt. Tiếp đó quá trình lan truyền dây ngoài cùng, trong cùng và vòng dây giữa trường của các mẫu khác nhau được đánh giá được giữ nguyên vị trí, tương ứng với ba và so sánh. Có thể kết luận rằng cấu trúc hình mẫu. Cấu trúc cắt ngang của cuộn sơ cấp ở học của cuộn dây ở mẫu 5 và mẫu 9 tạo ra từ mẫu 5 có dạng như hình parabol. Ở mẫu 6, trường thấp nhất. khoảng cách giữa các vòng dây của cuộn sơ Kết quả của đề tài làm tiền đề cho bước cấp lớn dần từ trong ra ngoài còn tại mẫu 7, thiết kế lắp đặt mạch nạp không dây cho ô tô khoảng cách giữa các vòng dây lại lớn dần từ điện cũng như việc phân tích hiệu suất vẫn ngoài vào trong. Trong mẫu 8, cuộn sơ cấp giữ được tối ưu khi ô tô đỗ sai lệch vị trí. có 2 lớp, phía trên có 3 vòng dây và phía Ngoài ra việc đánh giá ảnh hưởng khi sử dưới có 7 vòng. Mẫu thiết kế 9 và 10 có được dụng vật liệu từ mềm Ferrite có thể là mục sau khi thay đổi độ cao các vòng dây của tiêu của các đề tài nghiên cứu tiếp theo. cuộn sơ cấp trong mẫu 6 và 7 tương ứng. Bảng 1: Kết quả tính toán cho 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO các mẫu khác nhau [1] International Commission on Non Ionizing ηmax y theo cm tại Radiation Protection. 2010. ICNIRP Mẫu k theo % Guidelines for Limiting Exposure to Time theo % B = 8,84µT 1 12,9 54,71 131 Varying Electric and Magnetic Fields (1 Hz 2 14,19 58,68 132 - 100 kHz). Health Physics 99(6): 818-836. 3 14,19 58,33 133 [2] NEUSEL, LISA. 05/2014 . Simulative 4 13,03 55,50 135 Untersuchung zu Spulengeometrien für ein 5 14,42 57,25 124 induktives Übertragungssystem. Karlsruhe. 6 12,53 54,31 138 [3] KÜRSCHNER, D. 2010. Methodischer Entwurf 7 11,57 52,55 139 toleranzbehafteter induktiver Energieüber- 8 12,95 55,52 138 9 14,24 58,23 125 tragungssysteme (Dissertation). Otto - von - 10 12,75 55,41 128 Guericke - Universität Magdeburg. 400

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.