مدل عدم هم‌ترازی سیم پیچ در سیستم انتقال توان بی‌سیم در ایستگاه شارژ خودرو برقی

نویسندگان

صنعتی مالک اشتر

چکیده

امروزه جایگزینی خودروهای بنزین­سوز با خودروهای برقی و اتصال آن­ها به منبع انرژی الکتریکی، باعث شده ­است تا برنامه­ریزی برای استفاده بهینه از این منبع ذخیره­ساز انرژی، بیش از پیش احساس ­شود. لذا شارژ باتری این­گونه خودروها امری ضروری به­نظر می­رسد. در این مقاله بهینه‌سازی بازده سامانه انتقال توان بی‌سیم القایی، برای شارژ خودرو­های ­الکتریکی ارائه ­شده ­است. در این سامانه معمولاً سیم‌پیچ گیرنده انرژی به­صورت انتقالی و وضعی با سیم‌پیچ فرستنده، عدم هم‌ترازی دارد که این عدم هم­ترازی در بازده انتقال تاثیر­گذار است. از این­رو، در این مقاله اندوکتانس متقابل بین دو سیم‌پیچ فرستنده و گیرنده در شرایط مختلف فیزیکی با روش عددی گوس سه نقطه­ای تعمیم­یاقته ارائه شده و شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که یک راه‌حل بهینه نسبی برای حالت‌های عدم هم‌ترازی انتقالی و وضعی جهت بیشنه نمودن انتقال توان به بار وجود دارد و هرچه اندوکتانس متقابل بزرگ‌تر باشد، بازده انتقال توان نیز بیش­تر خواهد بود. نشان داده می­شود که تغییر وضعی در شرایط عدم هم‌ترازی انتقالی، می‌تواند  بازده انتقال را بیشینه نماید.

کلیدواژه‌ها


[1]     V. C. Gungor, D. Sahin, T. Kocak, S. Ergut, C. Buccella, C. Cecati, and G. P. Hancke, “Smart Grid Technologies: Communication Technologies and Standards,” IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 7, no. 4, pp. 529 –539, Nov. 2011.##
[2]     Jang,Y.and M. M. Jovanovic, “A contactless electrical energy transmission system for portable-telephone battery chargers”, IEEE Trans. Industrial Electro., Vol. 50, No. 3, 520-527, 2003.##
[3]     V. C. Gungor and D. Sahin, “Cognitive Radio Net works for Smart Grid Applications: A Promi sing Technology to Overcome Spectrum Inefficiency,” IEEE Vehicular Technology Magazine, vol. 7, no. 2, pp. 41 –46, Jun. 2012.##
[4]     Jung, K. H., Y. H. Kim, J. Kim, and Y. J. Kim, “Wireless power transmission for implantable devices using inductive component of closed magnetic circuit”, Electro. Letters, Vol. 45, No. 1, 21-22, 2009.##
[5]     S. Y. R. Hui, Wenxing Zhong, and C. K. Lee. “A Critical Review of Recent Progress in Mid-Range Wireless Power Transfer, ” IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 29, No. 9, September 2014.##
[6]     Yu, C. L., R. G. Lu, Y. H. Mao, L. T. Ren, and C. B. Zhu, “Research on the model of magnetic-resonance based wireless energy transfer system”, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, 414-418, Dearborn, MI, Sep. 2009.##
[7]     A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J.D. Joannopoulos, P. Fisher, M. Soljačić, “Wireless Power Transfer  via Strongly Coupled Magnetic Resonances,” Science,Vol. 317 , pp. 83-86, 2007.##
[8]     W. Kempton., J. Tomic., “Vehicle-to-grid power implementation: From stabilizing the grid to supporting large-scale renewable energy,” Journal of Power Sources, Vol. 144, Issue 1, pp. 280-294,Jun. 2005.##
[9]     M. Ferdowsi, “Plug-in electric drive vehicles: experiences in research and education,” in Proc. IEEE Power Engineering Society General Meeting, Pittsburgh, PA, July 2008.##
[10]  Siqi Li, and Chunting Chris Mi, “Wireless Power Transfer for Electric Vehicle Applications”, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 3, No. 1, March 2015.##
[11]  C. Gao and M. A. Redfern, “A Review of Voltage Control in Smart Grid and Smart Metering Technologies on Distribution Networks,” Universities’ Power Engineering Conference (UPEC), Proceedings of 2011 46th International, pp. 1 –5, Sep. 2011.##
[12]  Wenxing Zhong, Chi Kwan Lee, S. Y. Ron Hui. “General Analysis on the Use of Tesla’s Resonators in Domino Forms for Wireless Power Transfer”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 60, No. 1, January 2013.##
[13]  J. Meins, “Contactless inductive power supply,” Magnetically Levitated Systems and Linear Drives, Proc. MAGLEV, 2006, pp.1-9, 2006.##
[14]  Tan, L. L., X. L. Huang, H. Huang, Y. W. Zou, and H. Li, “Transfer efficiency optimal control of magnetic resonance coupled system of wireless power transfer based on frequency control”, Sci. China Tech. Sci., Vol. 54, No. 6, 1428-1434, 2011.##
[15]  Fu, W. Z., B. Zhang, D. Y. Qiu, and W. Wang, “Maximum efficiency analysis and design of self-resonance coupling coils for wireless power transmission system”, Proceedings of the CSEE, Vol. 19, No. 18, 21-26, 2009.##
[16]  Fotopoulou, K. and B. W. Flynn, “Wireless power transfer in loosely coupled links: Coil misalignment model”, IEEE Trans. Magn., Vol. 47, No. 2, 416-430, 2011.##
[17]  Tremblay O, Dessaint L-“A Experimental validation of a battery dynamic model for EV applications. In: EVS24 international battery, hybrid and fuel cell electric vehicle”, symposium,Stavanger, Norway, 13–16 May 2009.##