[發(fā)明專利]效率最優(yōu)的多單元雙向無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711405320.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN108039776B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王維;楊靖宇;羊樹文;王琦;胡敏強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J50/10
• 分類號(hào): H02J50/10;H02J50/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種效率最優(yōu)的多單元雙向無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)多單元雙向無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置；所述多單元雙向無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)由三個(gè)單元構(gòu)成，包括1號(hào)單元、2號(hào)單元、3號(hào)單元；每個(gè)單元均包含線圈、電容、H橋變換器、蓄電池，1號(hào)單元的線圈與2號(hào)單元、3號(hào)單元的線圈均隔空放置，中間存在有氣隙；

(2)通過(guò)配置系統(tǒng)參數(shù)固定能量傳遞方向；

(3)根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)電氣參數(shù)，調(diào)節(jié)各能量接收單元或能量發(fā)射單元H橋變換器出口電壓幅值以實(shí)現(xiàn)傳輸效率最大化；

所述步驟(3)包括以下步驟：

(31)2號(hào)單元線圈與1號(hào)單元線圈間的互感為M₁₂，3號(hào)單元線圈與1號(hào)單元線圈間的互感為M₁₃，M₁₂與M₁₃之間的比值為γ，γ＝M₁₂/M₁₃；

(32)調(diào)節(jié)2號(hào)單元、3號(hào)單元H橋變換器出口電壓的幅值U₂、U₃，使其滿足U₂＝γU₃，并設(shè)定U₂＝mU₁，U₃＝nU₁，即有m＝γn；其中，U₁為1號(hào)單元H橋變換器出口電壓幅值；

(33)調(diào)節(jié)U₃，實(shí)現(xiàn)1號(hào)單元同時(shí)向2號(hào)和3號(hào)單元供電時(shí)，使其與U₁的比值n滿足：

當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)2號(hào)和3號(hào)單元同時(shí)向1號(hào)單元饋電時(shí)，使其與U₁的比值n滿足：

其中，A₁＝k₀γ+k₂，B₁＝λ₁，C₁＝2k₁γ-λ₀γ²-λ₂，同時(shí)λ₀、λ₁、λ₂以及k₀、k₁、k₂均是與系統(tǒng)參數(shù)有關(guān)的代數(shù)式，λ₀＝ω²M₁₃²+R₁R₃，λ₁＝R₂R₃，λ₂＝ω²M₁₂²+R₁R₂；k₀＝ωM₁₂R₃，k₁＝ω²M₁₂M₁₃，k₂＝ωM₁₃R₂，式中R₁、R₂、R₃分別為1號(hào)單元、2號(hào)單元和3號(hào)單元線圈的等效串聯(lián)電阻，ω是由線圈和電容構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振器的諧振角頻率；

(34)保持m＝γn，使系統(tǒng)工作于該設(shè)定的電壓幅值點(diǎn)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種效率最優(yōu)的多單元雙向無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)配置方法，其特征在于，步驟(1)所述的參數(shù)設(shè)置包括：2號(hào)單元和3號(hào)單元的線圈只與1號(hào)單元的線圈存在耦合；三個(gè)單元的H橋變換器工作角頻率均與由線圈和電容構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振器諧振角頻率一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種效率最優(yōu)的多單元雙向無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)配置方法，其特征在于，所述步驟(2)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

1號(hào)單元同時(shí)向2號(hào)單元、3號(hào)單元供電的參數(shù)設(shè)置：保持1號(hào)單元H橋變換器出口電壓相量的相位滯后于2號(hào)、3號(hào)單元H橋變換器出口電壓相量的相位90°，2號(hào)、3號(hào)單元H橋變換器出口電壓相量相位相同；

2號(hào)單元、3號(hào)單元同時(shí)向1號(hào)單元饋電的參數(shù)設(shè)置：保持1號(hào)單元H橋變換器出口電壓相量的相位超前于2號(hào)、3號(hào)單元H橋變換器出口電壓相量相位90°，2號(hào)、3號(hào)單元H橋變換器出口電壓相量相位相同。