应用案例

实验名称：功率放大器在无线电能传输异物检测中的应用

实验目的：针对电动汽车无线电能传输系统，研究能够快速、有效、精确地辨识入侵金属异物的检测方法。

实验设备：逆变器，谐振电路，Tx线圈，信号发生器，功率放大器，扬声器，断路器。

实验内容：

在一个完备的磁谐振式无线电能传输系统中，直流激励经逆变器、谐振电路转化为标准正弦激励后施加于Tx 线圈上，采用直接对Tx 线圈施加正弦激励的方法来模拟实际情况。

实验过程：

（1）实验系统的搭建；

Tx线圈需要的正弦激励由信号发生器与功率放大器共同产生。如图所示，采用信号发生器型号为:Agilent 33522A，功率放大器型号为:  ATA-4014高压功率放大器，可以将输入信号在不失真的情况下进行放大。

 

 

（2）平放梯度计检测可行性验证；

首先测试平放梯度计检测金属异物的可行性。实验中对Tx线圈施加正弦激励电流，激励频率为100kHz，幅值为1.2A。

 

采用一元硬币作为金属异物,Tx磁场的不均匀性使得梯度计上存在初始的感应电压。而当异物存在时，感应电压幅值增大。虽然感应电压波形有变化，但由于初始电压将随着Tx 磁场幅值的变化而变化。

（3）立放梯度计检测可行性验证；

如图所示，将矩形梯度计立放，与Tx磁场平行。

 

实验结果：

（1）初始拜访下激励与感应电压波形

 

（2）梯度计正常情况下不存在感应电压。在有金属异物的情况下，梯度计上的感应电压波形如图所示，电压幅值不再为零。因此采用立放梯度计进行金属异物检测是可行的。

 

 

实验结论：

平放梯度计和立放梯度计均能完成基本的金属异物检测功能。对于平放梯度计而言，沿Tx磁场对称分布时使得梯度计的初始感应电压幅值接近零;对于立放梯度计而言，可通过简单的沿磁场径向排列方式来规避Tx磁场的影响，使得初始感应电压为零。两种线圈均存在检测盲点;且随着异物面积增大，感应电压也随之增大。

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