[發(fā)明專利]一種任意恒壓輸出的無線電能傳輸系統(tǒng)諧振補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610234534.X
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105743228B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶彬;葉逢春;陳為
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種任意恒壓輸出的無線電能傳輸系統(tǒng)諧振補償方法。該方法在不改變現(xiàn)有SS、PS補償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，通過可控漏感補償?shù)姆绞剑瑢崿F(xiàn)對輸出電壓的全范圍精確調(diào)節(jié)，具有輸出電壓范圍寬，實用性強，簡單易用等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新的補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)確定方法，具體為一種任意恒壓輸出的無線電能傳輸系統(tǒng)諧振補償方法。

背景技術(shù)

無線電能傳輸技術(shù)是將電網(wǎng)的交流電經(jīng)過整流、功率因素校正并逆變成高頻的交流電，通過補償網(wǎng)絡(luò)及磁耦合系統(tǒng)，將能量從發(fā)射側(cè)傳輸?shù)浇邮諅?cè)，再經(jīng)過整流環(huán)節(jié)及功率電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)后輸出給負載供電。無線電能傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。作為系統(tǒng)的重要組成部分，補償網(wǎng)絡(luò)對于提高系統(tǒng)功率因數(shù)，改善輸入輸出特性和提高系統(tǒng)效率都具有重要影響。

現(xiàn)有主要的補償網(wǎng)絡(luò)拓撲有如下：

1、原邊串聯(lián)副邊并聯(lián)補償拓撲(SP)

根據(jù)發(fā)射側(cè)和接受側(cè)的補償電容位置，原邊串聯(lián)副邊并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中L_p為發(fā)射線圈自感，L_s為接受線圈自感，M為原副邊之間的互感，C_p為原邊補償電容，C_s為副邊補償電容，為逆變側(cè)等效電壓源，ω為角頻率，R_e為副邊補償網(wǎng)絡(luò)之后的等效輸入電阻。當(dāng)C_p與諧振，C_s與L_s諧振，即ω²C_sL_s＝1，此時負載兩端等效為電壓源，系統(tǒng)具有恒壓輸出的特性，等效負載兩端電壓

2、原邊并聯(lián)副邊并聯(lián)補償拓撲(PP)

對于輸入端為電流源型逆變器時，常采用原邊并聯(lián)電容的補償方法，原邊并聯(lián)副邊并聯(lián)補償拓撲如圖3所示，當(dāng)C_p與諧振，C_s與L_s諧振，即ω²C_sL_s＝1，此時系統(tǒng)具有恒壓輸出特性，輸出電壓

3、原邊串聯(lián)副邊串聯(lián)補償拓撲(SS)

原邊串聯(lián)副邊串聯(lián)補償(SS)拓撲如圖4所示，為逆變側(cè)等效電壓源。使C_p與L_p諧振，C_s與L_s諧振，即ω²C_pL_p＝1，ω²C_sL_s＝1，此時系統(tǒng)具有恒流輸出特性。輸出電流為

4、原邊并聯(lián)副邊串聯(lián)補償拓撲(PS)

原邊并聯(lián)副邊串聯(lián)補償拓撲等效模型如圖5所示，其中為逆變側(cè)等效電流源，其角頻率為ω。當(dāng)C_p與L_p諧振，C_s與L_s諧振時，即ω²C_pL_p＝1，ω²C_sL_s＝1，此時系統(tǒng)具有恒流輸出特性，輸出電流為

由以上公式可知，以上四種補償網(wǎng)絡(luò)所采用的補償電容大小取值由原邊自感、副邊自感和原副邊之間的互感確定，電阻R_e上接收到電壓也唯一確定。對于給定的磁耦合結(jié)構(gòu)，只能通過調(diào)節(jié)工作頻率、輸入電壓或電流對輸出進行調(diào)節(jié)，或者增加其他電壓/電流調(diào)節(jié)模塊對輸出進行控制，大大降低了系統(tǒng)設(shè)計的靈活性和經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種任意恒壓輸出的無線電能傳輸系統(tǒng)諧振補償方法，該方法在不改變現(xiàn)有SS、PS補償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，通過可控漏感補償?shù)姆绞剑瑢崿F(xiàn)對輸出電壓的全范圍精確調(diào)節(jié)，具有輸出電壓范圍寬，實用性強，簡單易用等特點。