[發(fā)明專利]一種磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201410069142.3 | 申請(qǐng)日： | 2014-02-27 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN103986243A | 公開（公告）日： | 2014-08-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張藝明;趙爭鳴;陳凱楠;賀凡波 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H02J17/00 | 分類號(hào)： | H02J17/00 |
| 代理公司： | 深圳市鼎言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311 | 代理人： | 哈達(dá) |
| 地址： | 100084 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 耦合 諧振 無線 電能 傳輸 系統(tǒng) 優(yōu)化 設(shè)計(jì) 方法 | ||
1.一種磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法包括以下步驟：?
S10，搭建一磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)模型；?
S11，建立所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的等效電路；?
S12，引入并計(jì)算電源匹配因數(shù)SM-2C和SM-4C、負(fù)載匹配因數(shù)LM-2C和LM-4C、傳輸品質(zhì)因數(shù)TQ和頻率偏移因數(shù)FD；?
S13，推導(dǎo)接收線圈反射到發(fā)射線圈的反射阻抗Z32；?
S14，對(duì)該反射阻抗Z32進(jìn)行標(biāo)幺化得到標(biāo)幺化的反射阻抗；?
S15，通過該標(biāo)幺化的反射阻抗分析該磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸特性，并將該傳輸特性與一目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比，如果達(dá)到目標(biāo)值，則結(jié)束，如果沒有達(dá)到目標(biāo)值，則進(jìn)入步驟S16；?
S16，根據(jù)步驟S15的分析結(jié)果調(diào)整該磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)；以及?
S17，重復(fù)上述步驟S12至步驟S16直到傳輸特性達(dá)到目標(biāo)值。?
2.如權(quán)利要求1所述的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S10中，所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)為兩線圈結(jié)構(gòu)，其包括一電源、一發(fā)射線圈、一第一電容器、一接收線圈、一第二電容器以及一負(fù)載；所述步驟S12中，所述電源匹配因數(shù)SM-2C、負(fù)載匹配因數(shù)LM-2C、傳輸品質(zhì)因數(shù)TQ和頻率偏移因數(shù)FD分別定義為公式(1)：?
其中，ω為電源的角頻率，RS表示電源的內(nèi)阻，R2表示發(fā)射線圈和第一電容器的內(nèi)阻，R3表示接收線圈和第二電容器的內(nèi)阻，RL表示負(fù)載的電阻，L2表示發(fā)射線圈的電感，L3表示接收線圈的電感，C2表示第一電容器的電容，C3表示第二電容器的電容，M23表示發(fā)射線圈與接收線圈之間?的互感，當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈參數(shù)完全一致，則FD2=FD3=FD。?
3.如權(quán)利要求2所述的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S13中，所述電源的驅(qū)動(dòng)頻率為所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的諧振頻率，從接收線圈反射到發(fā)射線圈的反射阻抗Z32的公式(2)為：?
所述步驟S14中，對(duì)該反射阻抗Z32進(jìn)行標(biāo)幺化的基值選取為所在線圈的等效電阻R2，對(duì)該反射阻抗Z32進(jìn)行標(biāo)幺化得到標(biāo)幺化的反射阻抗的公式(3)為：?
所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)效率的計(jì)算公式(4)為：?
所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的輸出功率的計(jì)算公式(5)為：?
4.如權(quán)利要求2所述的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S13中，所述電源的驅(qū)動(dòng)頻率偏離所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的諧振頻率，從接收線圈反射到發(fā)射線圈的反射阻抗Z32的公式(2)為：?
所述步驟S14中，對(duì)該反射阻抗Z32進(jìn)行標(biāo)幺化的基值選取為所在線圈的等效電阻R2，對(duì)該反射阻抗Z32進(jìn)行標(biāo)幺化得到標(biāo)幺化的反射阻抗的公式(3)為：?
所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)效率的計(jì)算公式(4)為：?
所述磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的輸出功率的計(jì)算公式(5)為：?
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