[發(fā)明專利]一種無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710262853.6
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106899091B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周洪;雷忠誠;胡文山;張煒龍;葉泉;高星冉;關(guān)世琦;王濤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發(fā)明涉及一種無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制裝置及方法，首先搭建無線能量傳輸系統(tǒng)，然后將該系統(tǒng)融入到遠(yuǎn)程控制平臺NCSLab；最后使用遠(yuǎn)程控制平臺來達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。本發(fā)明利用基于HTML5的遠(yuǎn)程控制平臺來實現(xiàn)無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，操作者在網(wǎng)頁上即可遠(yuǎn)程控制無線能量傳輸系統(tǒng)發(fā)射端信號發(fā)生器的頻率，進(jìn)而改變接收端的輸出功率以及傳輸效率，通過負(fù)載燈泡的亮暗程度直觀呈現(xiàn)控制效果。本發(fā)明可以有力的擴(kuò)充傳統(tǒng)無線能量傳輸系統(tǒng)的受眾范圍，遠(yuǎn)程操作的方法既保證了操作者的安全，同時也方便探尋系統(tǒng)的最優(yōu)工作頻率和傳輸效率。這種遠(yuǎn)程控制的無線能量傳輸系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線電能傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制裝置及方法。

背景技術(shù)

無線能量傳輸系統(tǒng)是當(dāng)前的研究熱點，目前無線能量傳輸系統(tǒng)主要使用的技術(shù)有三種，分別為遠(yuǎn)場技術(shù)、近場技術(shù)(電感耦合)和磁耦合共振技術(shù)。無線能量傳輸系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)導(dǎo)線帶來的距離限制和線多雜亂等問題，在電力電子、新能源汽車、醫(yī)療和軍事等方面有廣闊的應(yīng)用前景。但是，搭建無線能量傳輸系統(tǒng)費時費力，且系統(tǒng)不容易移動，操作者需要去實驗室現(xiàn)場才能操作設(shè)備，存在不方便、不利于安全和不易于分享等問題。因此，研究無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制方法很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制方法，以擴(kuò)充前沿技術(shù)的受眾范圍，增強無線能量傳輸系統(tǒng)的方便性、安全性和可分享性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

.一種無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制裝置，其特征在于，包括無線能量傳輸硬件平臺以及遠(yuǎn)程監(jiān)控硬件部分，所述無線能量傳輸硬件平臺包括發(fā)射端、接收端、信號發(fā)生器以及與接收端連接的燈泡；所述遠(yuǎn)程監(jiān)控硬件部分包括依次連接的USB數(shù)據(jù)采集卡、控制器、服務(wù)器以及網(wǎng)頁端；所述控制器連接有攝像頭，信號發(fā)生器與控制器連接，USB數(shù)據(jù)采集卡分別與發(fā)射端和接收端連接。

在上述的一種無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制裝置，所述發(fā)射端包括逆變電路以及與逆變電路連接的發(fā)射端線圈，所述逆變電路包括：由二極管D₁-D₄和MOSFET S₁-S₄共同構(gòu)成的全橋逆變電路，S1和S4為一對橋臂，S2和S3構(gòu)成另一對橋臂，成對橋臂同時導(dǎo)通，兩對橋臂交替各導(dǎo)通180°。所述發(fā)射端線圈包括諧振電路中依次串聯(lián)的電阻R_p1，電感L₁和電容C₁，與全橋逆變電路的輸出相連接；所述接收端包括接收端線圈、以及與接收端線圈連接的整流濾波電路；所述接收端線圈包括諧振電路中依次串聯(lián)的電阻R_p2，電感L₂和電容C₂；所述整流電路包括由四個二極管組成的橋式整流電路及其濾波電路，所述燈泡與接收端經(jīng)整流濾波后的直流電路相接；所述控制器為基于Windows操作系統(tǒng)的計算機(jī)。

一種無線能量傳輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：搭建無線能量傳輸硬件平臺；

步驟2：使用控制器、攝像頭和USB數(shù)據(jù)采集卡搭建遠(yuǎn)程監(jiān)控硬件部分；

步驟3：編寫遠(yuǎn)程控制算法，圖3是遠(yuǎn)程控制算法的框圖。其具體實現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟3.1：在MATLAB/Simulink中搭建框圖，分別取出發(fā)射端和接收端電壓、電流和功率信號，設(shè)定輸入頻率信號和掃頻信號；

步驟3.2：通過修改過的Simulink的Real-Time Workshop(RTW)生成遠(yuǎn)程控制的可執(zhí)行算法。

步驟4：將遠(yuǎn)程控制算法實施到無線能量傳輸系統(tǒng)上，并利用NCSLab平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，具體實現(xiàn)包括以下子步驟：