Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 4.

Сафин А. Р. и др. Моделирование работы устройства индукционного зарядного. Поступила в редакцию 08.09.2023; получена после доработки 02.11.2023; принята к публикации 09.11.2023 Ключевые слова: беспроводная передача энергии, устройство индукционное зарядное, моделирование, катушки, магнитное поле Для цитирования УДК 629.1 Моделирование работы устройства индукционного зарядного для мобильной установки заряда электротранспорта А. Р. Сафин, А. Н. Цветков, Д. Ю. Лямзина, Т. И. Петров*, В. Р. Басенко *Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия; e-mail : tobac15@mail.ru, O RCID : https://orcid.org/0000-0002-8733-8914 Информация о статье Реферат Скорость внедрения электротранспорта зависит от уровня развития зарядной инфраструктуры, к которой предъявляются все новые требования, в том числе по повышению удобства эксплуатации и снижению времени заряда. Решением проблемы может стать внедрение беспроводной зарядки электромобилей (устройство индукционное зарядное - УИЗ). Однако для изготовления эффективного УИЗ (без предварительного расчета и моделирования КПД устройства может не достигать 10 %) необходимо выбрать параметры катушек и провести моделирование частотных характеристик напряжения. Для этого в рамках реализации проекта по созданию мобильной установки заряда электротранспорта была решена задача по моделированию работы УИЗ. В соответствии с техническим заданием построена катушка в Excel, которую в качестве геометрии использовали в Comsol для оценки распределения магнитных полей. Для изучения частотных характеристик использовалась программа CST Studio. При помощи данных программ проведено моделирование разных методов реализации УИЗ с получением частотных характеристик. Подтверждено, что коэффициент связи растет с уменьшением расстояния между частями УИЗ. Проведены расчеты резонансных контуров, ожидаемого КПД для обоих типов резонансных контуров, сделан вывод, что уменьшение расстояния приводит к уменьшению резонансной частоты системы связанных контуров. Разработанная модель позволяет получить значения емкостей контура для образования резонанса, переходить к практической реализации и проводить верификацию полученных моделей. Сафин А. Р. и др. Моделирование работы устройства индукционного зарядного для мобильной установки заряда электротранспорта. Вестник МГТУ. 2023. Т. 26, № 4. С. 410-421. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2023-26-4-410-421. Modeling the operation of an induction charger for mobile charging of electric vehicles Alfred R. Safin, Alexey N. Tsvetkov, Daria Yu. Lyamzina, Timur I. Petrov*, Vasily R. Basenko *Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia; e-mail : tobac15@mail.ru, O RCID : https://orcid.org/0000-0002-8733-8914 Abstract The speed of implementation of electric vehicles depends on the level of development of the charging infrastructure, which is subject to ever new requirements, including increasing ease of use and reducing charging time. A solution to the problem could be an introduction of wireless charging of electric vehicles (inductive charging device - WPT). However, in order to produce an effective WPT (without preliminary calculation and modeling the efficiency of the device may not reach 10 %), it is necessary to select the parameters of the coils and simulate the frequency characteristics of the voltage. For this purpose, as part of the implementation of the project to create a mobile charging installation for electric vehicles, the problem of modeling the operation of the WPT has been solved. In accordance with the technical specifications, a coil has been built in Excel, which was used as geometry in Comsol to evaluate the distribution of magnetic fields. To study the frequency characteristics, the CST Studio program has been used. Using these programs, we simulated various methods for implementing the WPT with obtaining frequency characteristics. It has been confirmed that the coupling coefficient increases with decreasing distance between parts of the WPT. Calculations of resonant circuits and the expected efficiency for both types of resonant circuits have been carried out, and it has been concluded that decreasing the distance leads to a decrease in the resonant frequency of the system of connected circuits. The developed model allows us to obtain the values of the circuit capacitances for the formation of resonance, move on to practical implementation and verify the resulting models. Safin, A. R. et al. 2023. Modeling the operation of an induction charger for mobile charging of electric vehicles. Vestnik ofMSTU, 26(4), pp. 410-421. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.21443/ 1560-9278-2023-26-4-410-421. Article info Received 08.09.2023; received in revised form 02.11.2023; accepted 09.11.2023 Key words: wireless power transmission, induction charger, simulation, coils, magnetic field For citation 410