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

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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 ) ...