상호운용성과 오정렬에 강인한 고효율 무선전력전송 드론 코일 구조 (A High Efficiency Wireless Power Transfer Drone Coil Structure for Interoperability and Robust Misalignment)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 34권 / 5호 / 385 ~ 398페이지
· 저자명 : 이성진, 김동민, 김수현, 임준환, 이정호, 노엘조이, 김동욱

초록

본 연구에서는 드론에 자기유도방식의 무선전력전송 시스템을 적용한 상호운용성 및 오정렬에 강인한 고효율 무선전력전송 코일 구조를 제안하였다. 송신 코일은 수신부를 포함할 수 있는 크기의 helical 구조에 페라이트 플레이트를 적용하였고, 수신 코일은 가드형 타입의 코일로, 페라이트 시트를 적용하였다. 권선 방식에 따른 spiral 코일과 helical 코일을비교/분석하기 위해서 Z축 방향의 자기장 벡터를 확인하였고, 서로 다른 형상의 드론에 대해 송/수신부의 페라이트 유무와 수신부의 페라이트 시트 부착 위치에 따른 상호 인덕턴스를 분석하여 무선전력전송에 적합한 모델을 제안하였다. 전자계 시뮬레이터 Ansys Electronics Maxwell을 통해 코일의 전기적 특성을 도출하고, 제작한 코일의 측정값을 비교/분석하여, 제안한 모델의 송/수신 코일 간 오정렬에 따른 상호 인덕턴스 변화를 분석하였고, 오정렬 오차에 따라 자기장 분포가 균등한 것을 확인하였다.

영어초록

In this study, a high-efficiency wireless power transfer (WPT) coil that is robust against interoperability and misalignment was developed by applying an inductive power transfer system to a drone. The transmitting coil had a ferrite plate applied to a helical structure that included the receiving part. The receiving coil was a guard-type receiving part applied to the ferrite sheet. To analyze the spiral and helical coils according to the winding method, the z-axis magnetic field vector was analyzed. A suitable WPT model was developed for each drone by analyzing the mutual inductance based on whether the ferrite was attached to the transmitter or receiver and the ferrite sheet’s location. The electrical characteristics of the coil were derived using Ansys Electronics Maxwell, and a comparative analysis was performed using the measured values ​of the fabricated coil. The mutual inductance change due to misalignment between the coils of the transmitter and receiver of the proposed model was analyzed. It was demonstrated that the magnetic field distribution was uniform according to the misalignment error.

참고자료

· 없음