FEM analysis of couplers for inductive power transfer

• Autorzy: Fuchs A. , Schmidt H-P.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.12.28

Warianty tytułu

PL

Analiza sprzęgaczy dla transferu mocy indukcyjnej metodą elementów skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Couplers for inductive power transfer are studied via 3-D FEM analysis. Field and lumped parameter calculations are coupled and an Nport model is developed to describe the system. Applications of such couplers and systems are contact less charging units of electric vehicles, sensors or actors in factory automation and intra-logistics. Stray fields and shielding effects are considered. It is shown that an aluminium sheet metal may be beneficially used to reduced field levels in surrounding iron structures and to reduce losses.

PL

W artykule zaprezentowano analizę metodą elementów skończonych przesyłu mocy indukcyjnej. Obliczenia parametrów polowych i skupionych są sprzężone i do opisania tego systemu opracowano N-wejściowy model. Takie sprzęgacze i systemy znajdują zastosowanie w bezdotykowym ładowaniu pojazdów elektrycznych, sensorach i aktuatorach w automatyce przemysłowej oraz w logistyce. Rozważono pole rozproszenia i efekty ekranowania. Zostało pokazane, że blacha aluminiowa może być skutecznie użyta do redukcji poziomu pola w elementach konstrukcyjnych ferromagnetycznych, a co za tym idzie do zmniejszenia strat.

Słowa kluczowe

EN

FEM analysis; inductive power transfer; contactlesscharging

PL

analiza metodą elementów skończonych; transfer mocy indukcyjnej; ładowanie bezkontaktowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 12
• Strony: 120--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Fuchs A.

• Ostbayerische Technische Hochschule AmbergWeiden, Kaiser-Wilhelm-Ring 23, 92224 Amberg, Germany

autor

Schmidt H-P.

• Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden, Kaiser-Wilhelm-Ring 23, 92224 Amberg, Germany

Bibliografia

• [1] U. Vogl, H._P. Schmidt “Field Bus System with contact less Power and Data transfer” Proceedings KOMMA 2012 Lemgo, Germany.
• [2] H.-P. Schmidt, M. Gleißner et. Al ”Contact Less Power- and Data transfer for Automation” Proceedings International Forum Mechatronics 2011, Cham, Germany, pp. 491-503.
• [3] M. Gleissner, Schmidt, H.-P.; "Direct and indirect feed-in for inductive power transfer systems with multiple loads," Proceedings AFRICON, 2011 , vol., no., pp.1-5, 13-15 Sept. 2011.
• [4] A. Moradewicz; P. Kazmierkowski “Contactless Energy Transfer System with FPGA Controlled Resonant Converter” IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. 57 No. 9, pp. 3181- 3190, 2010.
• [5] C. Radkte et al “Systematically Design and Optimisation of Inductive Power Transmission Systems” Porceedings E|DPC- 2013, Nuremberg, Germany Dec. 2013.
• [6] R. Shimizu, Y. Kaneko, S. Abe, “A New Hc Core Transmitter of a Contactless Power Transfer System that is Compatible with Circular Core Receivers and H-shaped Core Receivers” Porceedings E|DPC-2013, Nuremberg, Germany Dec. 2013
• [7] Y. Nagatsuka, N. Ehara, Y. Kaneko, S. Abe, T. Yasuda “Compact Contactless Power Transfer System for Electric Vehicles” Proceedings Power Electronics Conference (IPEC), 2010.
• [8] M. Budhia, J. T. Boys, G. A. Covic, Development of a Single- Sided Flux Magnetic Coupler for Electric Vehicle IPT Charging Systems IEEE Trans. Industrial Electronincs VOL. 60, NO 1. 2013.
• [9] Raabe, G.A. Covic “Practical Design Considerations for Contactless Power Transfer Quadrature Pick-Ups”.
• [10] C. Joffe, S. Ditze, A. Roßkopf “A Novel Positioning Tolerant Inductive Power Transfer System” Porceedings E|DPC-2013, Nuremberg, Germany Dec. 2013.
• [11] A. Fuchs, “Study of a contact less power transfere system” Master thesis OTH 2013.
• [12] G. Duschl –Graw Inductive Power Transmission from Electric Vehicles with a Three-Phase Moving Transformer Porceedings E|DPC-2013, Nuremberg, Germany Dec. 2013.
• [13] D.J. Thrimawithana, U.K. Madawala, A. Francis and M. Neath “Magnetic Modeling of a High-Power Three Phase Bi- Directional IPT System” IECON 2011 – 37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society.