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云知道


綜上所述，將上述兩種分類方式交叉組合后，動態(tài)無線供電系統(tǒng)的磁耦合機構(gòu)可以分為四類，分別是：單極型陣列軌道、雙極型陣列軌道、單極型長軌道和雙極型長軌道 。
2.2 各類結(jié)構(gòu)的特點及分析
2.2.1 單極型陣列軌道
單極型陣列軌道磁耦合機構(gòu)發(fā)射端由多個獨立供電的單極型線圈組成，如圖13a所示，通常為矩形或圓形線圈，結(jié)構(gòu)簡單，易于實施 。每個發(fā)射端線圈表面只產(chǎn)生一個磁極方向，如圖13b所示 ?？梢钥吹桨l(fā)射端線圈與接收端線圈耦合的主磁通回路中部分回路在發(fā)射端線圈外側(cè)，因此在道路兩側(cè)產(chǎn)生的漏磁場較大 。
圖13 單極型陣列軌道磁耦合機構(gòu)
美國ORNL和圣地亞哥州立大學的Chris Mi團隊[68]分別采用圓形線圈和矩形線圈結(jié)構(gòu)搭建了3kW功率等級的實驗系統(tǒng) 。猶他州立大學采用圓形線圈結(jié)構(gòu)建設(shè)了實際環(huán)境下的25kW充電系統(tǒng) 。
2.2.2 雙極型陣列軌道
雙極型陣列軌道磁耦合機構(gòu)的發(fā)射端由多個雙極型線圈組成，如DD線圈 。由圖12可知由于雙極型線圈產(chǎn)生與線圈平行的磁通分量，其特性會由于布置方向而不同 。采用DD線圈不同布置方式的雙極型陣列軌道磁耦合機構(gòu)如圖14所示 。奧克蘭大學分別采用橫向布置和縱向布置的DD線圈結(jié)構(gòu)搭建了3.5kW和5kW的動態(tài)無線供電系統(tǒng) 。
圖14 雙極型陣列軌道磁耦合機構(gòu)
圖14a所示為橫向布置的DD線圈結(jié)構(gòu) 。接收端行進方向為OY方向，沿行進方向發(fā)射端線圈表面產(chǎn)生的磁場具有相同方向 。根據(jù)圖中所示電流方向，藍色線圈均產(chǎn)生垂直向下的磁通方向，而綠色線圈均產(chǎn)生垂直向上的磁通方向 。主磁通回路方向在XOZ平面內(nèi)，如圖14c所示 。
圖14b所示為縱向布置的DD線圈結(jié)構(gòu) 。沿行進方向發(fā)射端線圈表面產(chǎn)生交錯的磁場方向，相鄰兩個D線圈產(chǎn)生的磁場方向相反 。主磁通回路方向在YOZ平面內(nèi)，如圖14c所示 。
由圖14可知不同布置方式的雙極型陣列軌道結(jié)構(gòu)發(fā)射端和接收端線圈耦合的主磁通回路均在發(fā)射端范圍內(nèi)，增強耦合的同時減小了對道路兩側(cè)的漏磁通 。
2.2.3 單極型長軌道
單極型長軌道磁耦合機構(gòu)的發(fā)射端線圈表面只產(chǎn)生一個磁場方向，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于工程應(yīng)用 ?；镜膯螛O型長軌道結(jié)構(gòu)和主磁通示意圖如圖15所示 。KAIST提出的第6代（6G）OLEV發(fā)射端采用了長直矩形線圈，通過去磁心化降低建設(shè)成本和時間 。
2.2.4 雙極型長軌道
雙極型長軌道磁耦合機構(gòu)發(fā)射端線圈表面產(chǎn)生兩個磁極方向 。與雙極型陣列軌道相似，不同線圈布置方式的特性不同 。橫向布置和縱向布置的雙極型長軌道結(jié)構(gòu)如圖16所示 。
圖15 單極型長軌道磁耦合機構(gòu)
圖16 雙極型長軌道磁耦合機構(gòu)
圖16a所示為橫向布置的雙極型長軌道結(jié)構(gòu) 。沿行進方向OY上發(fā)射端線圈表面產(chǎn)生磁場方向固定 。根據(jù)圖中所示電流方向，藍色線圈產(chǎn)生垂直向下的磁通方向，綠色線圈產(chǎn)生垂直向上的磁通方向 。主磁通回路方向在XOZ平面內(nèi)，如圖16b所示 。沿行進方向輸出穩(wěn)定，但橫向布置導致發(fā)射端較寬，對路面影響大，接收端側(cè)移容忍度較差 。
奧克蘭大學在AGV供電系統(tǒng)中采用了橫向雙極長軌道結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了300W的動態(tài)無線供電；日本鐵路技術(shù)研究院將這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用于鐵路車輛供電，實驗樣機的負載輸出功率達到40kW 。
圖16c所示為縱向布置的雙極型長軌道結(jié)構(gòu) 。發(fā)射端在多個磁極上交錯繞制，沿行進方向OY上發(fā)射端線圈表面產(chǎn)生的磁場方向交替變化 。如圖16d所示主磁通回路方向在YOZ平面內(nèi)，發(fā)射端寬度可以設(shè)計較窄，對路面影響小，同時接收端具有較大的側(cè)移容忍度 。KAIST在第四、五代OLEV中均采用了這類磁耦合機構(gòu) 。

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