This page has only limited features, please log in for full access.
This paper presents an inductive power transfer system on the basis of a double single-phase three-level T-type inverter and two split transmitting coils for constant current and constant voltage wireless charging of low-voltage light electric vehicle batteries with closed-loop control, considering time-delay communication constraints. An optimal control structure and a modified control strategy were chosen and implemented to the wireless power transfer system as a result of a review and analysis of existing solutions. The control system analysis and adjustment of the coefficients of the regulator using Laplace transform were performed. Our study addressed the behavior of the control system with different time delays as well as the dynamic response of the system. The detecting algorithm of a secondary coil was proposed, which ensured efficient system operation and increased the functionality, safety and usability of the device. The efficiency of energy transfer of 90% was reached at the transmitted power of 110 W, which is at the level of existing solutions considered in the article and opens the way to the commercialization of the proposed solution. Therefore, the feasibility of using a nonclassical multilevel inverter, together with split transmitting coils for wireless charging was confirmed.
Viktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk; Janis Zakis; Oleksandr Veligorskyi; Jaroslaw Luszcz; Oleksandr Husev; Oleksandr Lytvyn; Oleksandr Matiushkin. Closed-Loop Control System Design for Wireless Charging of Low-Voltage EV Batteries with Time-Delay Constraints. Energies 2021, 14, 3934 .
AMA StyleViktor Shevchenko, Bohdan Pakhaliuk, Janis Zakis, Oleksandr Veligorskyi, Jaroslaw Luszcz, Oleksandr Husev, Oleksandr Lytvyn, Oleksandr Matiushkin. Closed-Loop Control System Design for Wireless Charging of Low-Voltage EV Batteries with Time-Delay Constraints. Energies. 2021; 14 (13):3934.
Chicago/Turabian StyleViktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk; Janis Zakis; Oleksandr Veligorskyi; Jaroslaw Luszcz; Oleksandr Husev; Oleksandr Lytvyn; Oleksandr Matiushkin. 2021. "Closed-Loop Control System Design for Wireless Charging of Low-Voltage EV Batteries with Time-Delay Constraints." Energies 14, no. 13: 3934.
The paper is devoted to the comparison of different types and different values of coils for inductive power transfer in the classical circuit. This topic is relevant with the growing demand and interest in wireless chargers and the diversity of inductance coils for wireless power transfer. The main geometric parameters affecting the coil efficiency are determined. For experimental verification the classical scheme for wireless power transfer is used based on a full-bridge inverter. Different coils at different distance between them, lateral misalignment and load resistance changed are tested. It is determined that single-layer coils have better transmit-receive efficiency than double-layer ones, especially with series-series compensation topology. The application of two-layer coils is recommended in case of high input current. The investigated samples have efficiency at the level of industrial standards. The design approach can be used for any level of power and application, including wireless charging of electric vehicle batteries.
Viktor Shevchenko; Maksym Khomenko; Igor Kondratenko; Oleksandr Husev; Bohdan Pakhaliuk. Experimental Comparison of Designed Inductance Coils for Wireless Power Transfer. Electrical, Control and Communication Engineering 2020, 16, 102 -109.
AMA StyleViktor Shevchenko, Maksym Khomenko, Igor Kondratenko, Oleksandr Husev, Bohdan Pakhaliuk. Experimental Comparison of Designed Inductance Coils for Wireless Power Transfer. Electrical, Control and Communication Engineering. 2020; 16 (2):102-109.
Chicago/Turabian StyleViktor Shevchenko; Maksym Khomenko; Igor Kondratenko; Oleksandr Husev; Bohdan Pakhaliuk. 2020. "Experimental Comparison of Designed Inductance Coils for Wireless Power Transfer." Electrical, Control and Communication Engineering 16, no. 2: 102-109.
A promising solution for inductive power transfer and wireless charging is presented on the basis of a single-phase three-level T-type Neutral Point Clamped GaN-based inverter with two coupled transmitting coils. The article focuses on the feasibility study of GaN transistor application in the wireless power transfer system based on the T-type inverter on the primary side. An analysis of power losses in the main components of the system is performed: semiconductors and magnetic elements. System modeling was performed using Power Electronics Simulation Software (PSIM). It is shown that the main losses of the system are static losses in the filter inductor and rectifier diodes on the secondary side, while GaN transistors can be successfully used for the wireless power transfer system. The main features of the Printed Circuit Board (PCB) design of GaN transistors are considered in advance.
Viktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Oleksandr Veligorskyi; Deniss Stepins; Ryszard Strzelecki. Feasibility Study GaN Transistors Application in the Novel Split-Coils Inductive Power Transfer System with T-Type Inverter. Energies 2020, 13, 4535 .
AMA StyleViktor Shevchenko, Bohdan Pakhaliuk, Oleksandr Husev, Oleksandr Veligorskyi, Deniss Stepins, Ryszard Strzelecki. Feasibility Study GaN Transistors Application in the Novel Split-Coils Inductive Power Transfer System with T-Type Inverter. Energies. 2020; 13 (17):4535.
Chicago/Turabian StyleViktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Oleksandr Veligorskyi; Deniss Stepins; Ryszard Strzelecki. 2020. "Feasibility Study GaN Transistors Application in the Novel Split-Coils Inductive Power Transfer System with T-Type Inverter." Energies 13, no. 17: 4535.
This paper describes a study of methods used to maximize efficiency of wireless power transfer systems. Brief review of compensation methods and necessity of matching is made. Two approaches based on frequency and capacitance matching were proposed and verified in simulations.
Bohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Viktor Shevchenko; Janis Zakis; Deniss Stepins. Multivariable optimal control of wireless power transfer systems with series-parallel compensation. 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) 2019, 1 -5.
AMA StyleBohdan Pakhaliuk, Oleksandr Husev, Viktor Shevchenko, Janis Zakis, Deniss Stepins. Multivariable optimal control of wireless power transfer systems with series-parallel compensation. 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON). 2019; ():1-5.
Chicago/Turabian StyleBohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Viktor Shevchenko; Janis Zakis; Deniss Stepins. 2019. "Multivariable optimal control of wireless power transfer systems with series-parallel compensation." 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) , no. : 1-5.
conducted electromagnetic emissions (EME) and efficiency of strongly coupled magnetic resonance wireless power transfer (WPT) systems with double-slope modulation signals are studied in details using simulations. It is shown that WPT systems with double-slope ramp modulation waveforms compared to WPT systems with conventional ramp modulation waveforms have slightly higher efficiency and appreciably lower conducted EME levels. In order to get maximum EME suppression when double-slope modulation waveform is used optimum value of a parameter controlling slopes of a ramp signal should be found.
D. Stepins; J. Zakis; J. Audze; O. Husev; Viktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk. Effect of Double-Slope Modulation Signals on Conducted Emissions and Efficiency of Strongly Coupled Magnetic Resonance WPT Systems. 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) 2019, 1 -4.
AMA StyleD. Stepins, J. Zakis, J. Audze, O. Husev, Viktor Shevchenko, Bohdan Pakhaliuk. Effect of Double-Slope Modulation Signals on Conducted Emissions and Efficiency of Strongly Coupled Magnetic Resonance WPT Systems. 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON). 2019; ():1-4.
Chicago/Turabian StyleD. Stepins; J. Zakis; J. Audze; O. Husev; Viktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk. 2019. "Effect of Double-Slope Modulation Signals on Conducted Emissions and Efficiency of Strongly Coupled Magnetic Resonance WPT Systems." 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) , no. : 1-4.
In this paper short-range low-power inductive-resonant wireless power transfer system based on modified E class inverter is developed and studied in details. Simulation model of the inductive wireless power transfer system is created, simulation of the model is then performed in PSIM and the simulation results are then analyzed. Additionally, experimental prototype of inductive wireless power transfer system is designed, practically built and experimented. Analysis of the experimental results is also presented.
D. Stepins; J. Zakis; R. Kaspars; O. Husev; Viktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk. Research and Development of Inductive-Resonant Wireless Power Transfer System. 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) 2019, 1 -6.
AMA StyleD. Stepins, J. Zakis, R. Kaspars, O. Husev, Viktor Shevchenko, Bohdan Pakhaliuk. Research and Development of Inductive-Resonant Wireless Power Transfer System. 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON). 2019; ():1-6.
Chicago/Turabian StyleD. Stepins; J. Zakis; R. Kaspars; O. Husev; Viktor Shevchenko; Bohdan Pakhaliuk. 2019. "Research and Development of Inductive-Resonant Wireless Power Transfer System." 2019 IEEE 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) , no. : 1-6.
Viktor Shevchenko; Oleksandr Husev; Ryszard Strzelecki; Bohdan Pakhaliuk; Nikolai Poliakov; Natalia Strzelecka. Compensation Topologies in IPT Systems: Standards, Requirements, Classification, Analysis, Comparison and Application. IEEE Access 2019, 7, 120559 -120580.
AMA StyleViktor Shevchenko, Oleksandr Husev, Ryszard Strzelecki, Bohdan Pakhaliuk, Nikolai Poliakov, Natalia Strzelecka. Compensation Topologies in IPT Systems: Standards, Requirements, Classification, Analysis, Comparison and Application. IEEE Access. 2019; 7 ():120559-120580.
Chicago/Turabian StyleViktor Shevchenko; Oleksandr Husev; Ryszard Strzelecki; Bohdan Pakhaliuk; Nikolai Poliakov; Natalia Strzelecka. 2019. "Compensation Topologies in IPT Systems: Standards, Requirements, Classification, Analysis, Comparison and Application." IEEE Access 7, no. : 120559-120580.
this paper describes comparative evaluation between wireless power transfer topologies with utilization of Z-source network. Paper describes components calculation method. List of open-loop, close-loop simulations were conducted to compare both topologies. Spectrum of signals is also researched.
Bohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Ryszard Strzelecki; Viktor Shevchenko; Khomenko Maksym. Comparative Evaluation of Multicoil Inductive Power Transfer Approaches Based on Z-source Network. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON) 2019, 1 -5.
AMA StyleBohdan Pakhaliuk, Oleksandr Husev, Ryszard Strzelecki, Viktor Shevchenko, Khomenko Maksym. Comparative Evaluation of Multicoil Inductive Power Transfer Approaches Based on Z-source Network. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). 2019; ():1-5.
Chicago/Turabian StyleBohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Ryszard Strzelecki; Viktor Shevchenko; Khomenko Maksym. 2019. "Comparative Evaluation of Multicoil Inductive Power Transfer Approaches Based on Z-source Network." 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON) , no. : 1-5.
Актуальність теми дослідження. Ця тема є актуальною у зв’язку зі зростаючим попитом та інтересом до бездротових зарядних пристроїв з боку дослідників та користувачів. Постановка проблеми. У процесі розробки систем бездротової передачі енергії дослідникам потрібно проектувати котушки індуктивності з різною точністю параметрів відповідно до поставлених завдань. Тому необхідно знати, наскільки точно можна розробити модель котушки індуктивності в одному з популярних пакетів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації про різні програми, що використовуються для моделювання електромагнітних процесів. З джерел про будову котушок індуктивності зібрано необхідну інформацію для аналізу й порівняння. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Досі не було зібрано та узагальнено у зручному для порівняння вигляді інформацію про різні структури, будову і складові котушок індуктивності для бездротової передачі енергії. Питанню точності моделей котушок індуктивності у програмах, що ґрунтуються на методі скінчених елементів, також не приділялось достатньо уваги. Постановка завдання. Основне завдання полягає в оцінці точності моделювання двох однакових двошарових котушок для бездротової передачі електроенергії у відповідній програмі за методом скінчених елементів. Виклад основного матеріалу. Проведено аналіз структури індуктивностей, а саме геометрії обмотки, форми й матеріалу феритового осердя та його ролі екранування електромагнітного поля та направлення потоку магнітної індукції на значення індуктивності. Розроблено та запропоновано спрощену модель індуктивності й визначено її електромагнітні параметри. Висновки відповідно до статті. Підтверджено результати моделювання двошарових котушок, чим доведено, що ANSYS EM Suite є точним та надійним інструментом і навіть спрощені моделі індуктивностей цілком задовольняють вимоги інженерів та дослідників.
Віктор Олександрович Шевченко; Ігор Петрович Кондратенко; Oleksandr Husev; Олег Борисович Хоменко; Kostiantyn Tytelmaier. ОЦІНКА ТОЧНОСТІ МОДЕЛІ ДВОШАРОВОЇ КОТУШКИ ІНДУКТИВНОСТІ ДЛЯ БЕЗДРОТОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕНЕРГІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДУ СКІНЧЕНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOG IES 2019, 188 -196.
AMA StyleВіктор Олександрович Шевченко, Ігор Петрович Кондратенко, Oleksandr Husev, Олег Борисович Хоменко, Kostiantyn Tytelmaier. ОЦІНКА ТОЧНОСТІ МОДЕЛІ ДВОШАРОВОЇ КОТУШКИ ІНДУКТИВНОСТІ ДЛЯ БЕЗДРОТОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕНЕРГІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДУ СКІНЧЕНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOG IES. 2019; (3(17)):188-196.
Chicago/Turabian StyleВіктор Олександрович Шевченко; Ігор Петрович Кондратенко; Oleksandr Husev; Олег Борисович Хоменко; Kostiantyn Tytelmaier. 2019. "ОЦІНКА ТОЧНОСТІ МОДЕЛІ ДВОШАРОВОЇ КОТУШКИ ІНДУКТИВНОСТІ ДЛЯ БЕЗДРОТОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕНЕРГІЇ ЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДУ СКІНЧЕНИХ ЕЛЕМЕНТІВ." TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOG IES , no. 3(17): 188-196.
The paper is devoted to the development and research of the battery wireless charging system for the electric bicycle. The reactive power compensation method is discussed and selected; the passive components are estimated for nominal operation point. Type of control method, suitable for constant current and constant voltage mode is selected. The simulation verification is performed by means of PSIM simulation tool. Proposed solution is verified, wireless charger system works with high efficiency at CC charger mode.
Viktor Shevchenko; O. Husev; Bohdan Pakhaliuk; I. Kondratenko. Design and Simulation Verification of Low Power Wireless Charging Battery System for Electric Bicycle. 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS) 2018, 22 -27.
AMA StyleViktor Shevchenko, O. Husev, Bohdan Pakhaliuk, I. Kondratenko. Design and Simulation Verification of Low Power Wireless Charging Battery System for Electric Bicycle. 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). 2018; ():22-27.
Chicago/Turabian StyleViktor Shevchenko; O. Husev; Bohdan Pakhaliuk; I. Kondratenko. 2018. "Design and Simulation Verification of Low Power Wireless Charging Battery System for Electric Bicycle." 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS) , no. : 22-27.
This paper describes novel inductive power transfer approach based on Z-source network with auxiliary circuit. Theoretical analysis along with simulation verification is presented. The main advantages and limitations of the proposed solutions are discussed in conclusions.
Bohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Viktor Shevchenko; Oleksandr Veligorskyi; Kaspars Kroics. Novel Inductive Power Transfer Approach Based on Z-Source Network with Compensation Circuit. 2018 IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO) 2018, 699 -704.
AMA StyleBohdan Pakhaliuk, Oleksandr Husev, Viktor Shevchenko, Oleksandr Veligorskyi, Kaspars Kroics. Novel Inductive Power Transfer Approach Based on Z-Source Network with Compensation Circuit. 2018 IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). 2018; ():699-704.
Chicago/Turabian StyleBohdan Pakhaliuk; Oleksandr Husev; Viktor Shevchenko; Oleksandr Veligorskyi; Kaspars Kroics. 2018. "Novel Inductive Power Transfer Approach Based on Z-Source Network with Compensation Circuit." 2018 IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO) , no. : 699-704.
Актуальність теми дослідження. Проведення аналізу й порівняння популярних базових класичних топологій компенсації систем з індуктивною передачею енергії (ІПЕ), дасть змогу дослідникам обрати потрібну топологію компенсації при розробці високоефективних систем індуктивної передачі енергії, зокрема для бездротових зарядних пристроїв, акумуляторних батарей електротранспорту та інших приладів. Постановка проблеми. Зацікавленість щодо використання технологій бездротової передачі енергії (БПЕ) зростає, що зумовлено безпекою та зручністю бездротових побутових пристроїв, простотою використання електричних приладів та електротранспорту. З огляду на те, що будь-яка топологія компенсації базується на основі базових чотирьох класичних топологій, знання їхніх фізичних особливостей і роботи допоможе зрозуміти взаємодію більш складних комбінацій топологій. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті статті на тему бездротової передачі енергії, які описують математичні моделі топології компенсації. Більшість існуючих статей висвітлюють різні питання реалізації конкретної топології, не відображаючи проблему загалом. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Узагальнено інформацію по кожній топології, виділено їхні особливості й недоліки, а також приклади їх використання в конкретних випадках. Постановка завдання. Основними завданнями є аналіз і порівняння найбільш поширених базових класичних топологій компенсації систем з індуктивною передачею енергії та рекомендації щодо їх вибору й застосування. Викладення основного матеріалу. Розглянуто загальні відомості про чотири базові класичні топології схеми. Так само розглянуті вимоги до схем компенсації, яких треба дотримуватися для ефективної роботи схеми ІПЕ. Проведено аналіз та порівняльна характеристика базових топологій компенсації для ІПЕ. Були наведені переваги і недоліки кожної топології і сфери їх застосування. Висновки відповідно до статті. Результатом огляду є виділення особливостей кожної базової топології, їхні переваги й недоліки, за допомогою яких можна вибрати необхідну топологію залежно від поставленого завдання.
Viktor Shevchenko; Bohdan Treiko; Oleksandr Husev; Bohdan Pakhaliuk; Khomenko Oleg. ОГЛЯД І ПОРІВНЯННЯ БАЗОВИХ ТОПОЛОГІЙ КОМПЕНСАЦІЇ ДЛЯ БЕЗДРОТОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕНЕРГІЇ. TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOG IES 2018, 1 .
AMA StyleViktor Shevchenko, Bohdan Treiko, Oleksandr Husev, Bohdan Pakhaliuk, Khomenko Oleg. ОГЛЯД І ПОРІВНЯННЯ БАЗОВИХ ТОПОЛОГІЙ КОМПЕНСАЦІЇ ДЛЯ БЕЗДРОТОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕНЕРГІЇ. TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOG IES. 2018; (3(13)):1.
Chicago/Turabian StyleViktor Shevchenko; Bohdan Treiko; Oleksandr Husev; Bohdan Pakhaliuk; Khomenko Oleg. 2018. "ОГЛЯД І ПОРІВНЯННЯ БАЗОВИХ ТОПОЛОГІЙ КОМПЕНСАЦІЇ ДЛЯ БЕЗДРОТОВОЇ ПЕРЕДАЧІ ЕНЕРГІЇ." TECHNICAL SCIENCES AND TECHNOLOG IES , no. 3(13): 1.