摘要：随着“智能制造”“工业4.0”等概念的提出，自动导引小车（AGV）广泛应用于制造业、仓储物流中。研究发现，在自动导引小车中采用无线电能传输（WPT）可以提高自动导引小车充电及搬运效率。相比于电动汽车，自动导引小车的导航系统为无线电能传输的应用增加了新的挑战。

随着“智能制造”“工业4.0”等概念的提出，自动导引小车（AGV）广泛应用于制造业、仓储物流中。研究发现，在自动导引小车中采用无线电能传输（WPT）可以提高自动导引小车充电及搬运效率。相比于电动汽车，自动导引小车的导航系统为无线电能传输的应用增加了新的挑战。

图1 应用于AGV的WPT系统示意图

目前，对无线充电技术的研究主要集中在对耦合机构的设计和供电策略的研究，研究目标一般为提高系统供电效率与供电稳定性，主要以电动汽车为研究对象，对应用于自动导引小车的无线电能传输研究较少。为降低系统的复杂性和成本，北京交通大学冯鸿运、林飞等提出了一种应用于自动导引小车动态无线充电系统的导航与供电一体化DAD线圈结构。

图2 DAD线圈照片

首先，结合DAD线圈的气隙磁场分布，对比方形线圈结构，分析DAD线圈导航和供电的原理；然后，对采用LCC-S型补偿拓扑的DAD线圈进行建模分析，提出具有耦合机构输出电压不受负载影响的谐振元件参数配置条件，进而给出耦合机构的电压增益、输出功率与传输效率表达式；最后，为验证所提出的 DAD 耦合机构偏移检测性能和系统传输特性，搭建30 mm间距的400 W无线充电样机装置，对DAD线圈的导航性能与供电性能进行了验证，在偏移范围为(-50～+50) mm之间，DAD线圈可以指示偏移方向与偏移大小，且效率波动在5%范围内，可以实现稳定的电能传输。

图3 实验台照片

研究表明，DAD线圈既可以实现无线电能传输系统中的电能传输，又能通过输出电压检测自动导引小车的横向偏移量，后续自动导引小车车载控制器通过对偏移量的读取与分析，发出控制自动导引小车驱动系统的指令，实现完整的导航循迹过程。该线圈结构避免了导航与供电的相互影响，同时还能降低自动导引小车系统的成本和复杂性。

本工作成果发表在2024年第14期《电工技术学报》，论文标题为“应用于自动导引小车无线充电系统的导航与供电一体化线圈研究”。

来源：电气新科技