Συντάχθηκε 01-03-2018 10:13
από Sofia Malandraki
Email συντάκτη: sofiamalandraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΗΜΜΥ.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΣΩΤΗΡΗ ΖΟΡΜΠΑ
με θέμα
Υλοποίηση Συστήματος Ασύρματης Μεταφοράς Ισχύος
Development of a Wireless Power System
Δευτέρα 5 Μαρτίου 2018, 10 π.μ.
Αίθουσα 2042, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Ευτύχιος Κουτρούλης, Αναπλ. Καθηγητής (Επιβλέπων)
Κωνσταντίνος Καλαϊτζάκης, Καθηγητής
Άγγελος Μπλέτσας, Αναπλ. Καθηγητής
Περίληψη
Οι εφαρμογές της τεχνολογίας ασύρματης μεταφοράς ισχύος εκτείνονται από τους τομείς της αυτοκινητοβιομηχανίας και της ιατρικής έως τις οικιακές συσκευές. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία υλοποιήθηκε ένα ολοκληρωμένο σύστημα ασύρματης μεταφοράς ισχύος που αποτελείται από τον πομπό της ισχύος, τον δέκτη καθώς και από την γραφική εφαρμογή που αναπτύχθηκε σε Η/Υ. Ο έλεγχος των κύριων παραμέτρων του συστήματος έγινε μέσω της διαμόρφωσης Quasi-Square Wave (QSW) για τον έλεγχο της τάσης και μέσω ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος Direct Digital Synthesis (DDS) για τον έλεγχο της συχνότητας λειτουργίας. Ακόμη, υλοποιήθηκε ενσύρματη αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ πομπού - Η/Υ και ασύρματη αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ πομπού και δέκτη. Με αυτό το δίκτυο επικοινωνίας, η γραφική εφαρμογή είναι σε θέση να συλλέγει όλα τα διαθέσιμα δεδομένα λειτουργίας του πομπού και του δέκτη. Επιπλέον, επιτρέπει στον χρήστη τον έλεγχο όλων των διαθέσιμων λειτουργιών και παραμέτρων των συστημάτων του πομπού και δέκτη. Η καινοτομία της παρούσας εργασίας έγκειται στην ανάπτυξη ενός αλγορίθμου ο οποίος, σε πραγματικό χρόνο, ανιχνεύει τη συχνότητα λειτουργίας όπου το σύστημα συμπεριφέρεται σαν πηγή τάσης. Στο σύστημα που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, ο μέγιστος δυνατός βαθμός απόδοσης μετρήθηκε στο 70% σε απόσταση 26 mm μεταξύ πομπού-δέκτη και 30% σε απόσταση 108 mm. Τέλος, με το σύστημα που κατασκευάστηκε, πραγματοποιήθηκε η ασύρματη φόρτιση μπαταρίας μολύβδου-οξέος χωρίς τη χρήση επιπλέον κυκλωματικών διατάξεων.
Abstract
The applications of the wireless power transfer technology range from the sectors of the automobile industry and medicine to household appliances. In this thesis, a complete wireless power transfer system was implemented that comprises of a power transmitter, a power receiver and of a graphical application that was developed in a PC environment. The control of the main system parameters was carried out from Quasi-Square Wave (QSW) modulation for the voltage control and from a Direct Digital Synthesis (DDS) microchip for the system frequency. Also, bidirectional communication was implemented between the power transmitter - PC and wireless bidirectional communication between the power transmitter and receiver. Though this communication network, the graphical application is capable of collecting all available data of the power transmitter-receiver. Furthermore, it allows the user to control all available functions and control parameters of the power transmitter-receiver systems. The innovation of this thesis lies in the development of an algorithm that, in real time, detects the frequency of operation where the system behaves like a voltage source. The maximum achievable efficiency, of the system that was designed and implemented in the course of this thesis, was measured at 70% at a 26 mm distance between the power transmitter-receiver and at 30% at a 108 mm distance. Finally, a lead-acid battery was charged, from the system that was developed, without using any additional circuitry.
