[發明專利]一種基于六脈波可控整流的無線電能傳輸逆變源

有效

• 申請號: 201810461910.8
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN110492767B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 朱春波;周星健
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M3/335
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 安琪

本發明提出了一種基于六脈波可控整流的無線電能傳輸逆變源，屬于軌道式電動車無線電能傳輸技術領域。所述逆變源包括六脈沖變流開關網絡、輸出采集電路、FPGA數據處理電路和FPGA輸出控制電路；具有穩定性高，安全性高等特點。

技術領域

本發明涉及一種基于六脈波可控整流的無線電能傳輸逆變源，屬于軌道式電動車無線電能傳輸技術領域。

背景技術

目前軌道式電動車輛發展中常存在地面上的充電基礎設施問題，由于接觸式充電電極暴露在外，自然風化腐蝕速度較快，且可能存在電弧和積碳問題，需要人員定期清理、維護和檢修，對生產生活和維護人員的安全都有一定影響。同時由于接觸充電原理限制軌道交通車輛充電速度與氣動外形，也不便于軌道交通車輛速度的提升。

發明內容

本發明為了解決現有接觸式充電電極的維護困難等問題，提出了一種基于六脈波可控整流的無線電能傳輸逆變源，所采取的技術方案如下：

一種基于六脈波可控整流的無線電能傳輸逆變源，所述電源包括多脈沖變流開關網絡機構1、發射端耦合機構2、接收端耦合機構3、整流電路4、輸出采集電路5、輸出采集信號AD轉換電路6和FPGA邏輯控制器7；所述多脈沖變流開關網絡機構1的AC電能信號輸入端與380VAC電能信號端相連；所述多脈沖變流開關網絡機構1的20kHz的AC電能信號輸出端與所述發射端耦合機構2的電能信號輸入端相連；所述發射端耦合機構2的耦合端與所述接收端耦合機構3的耦合端耦合感應相連；所述接收端耦合機構3的電能信號輸出端與所述整流電路4的電能信號輸入端相連；所述整流電路4的電能輸出端即為所述無線電能傳輸逆變電源的直流電能輸出端；所述多脈沖變流開關網絡機構1的20kHz的AC電能信號輸出端與所述輸出采集電路5的采集信號輸入端相連；所述輸出采集電路5的采集信號輸出端與所述輸出采集信號AD轉換電路6的轉換信號輸入端相連；所述輸出采集信號AD轉換電路6的轉換信號輸出端與所述FPGA邏輯控制器7的輸出信號采集數據輸入端相連；所述FPGA邏輯控制器7的控制信號輸出端與所述多脈沖變流開關網絡機構1的控制信號輸入端相連。

進一步地，所述多脈沖變流開關網絡機構1采用多脈沖可控整流電路結構。

進一步地，所述多脈沖變流開關網絡機構1為n組6脈沖可控整流電路結構，其中，n為大于等于1的整數。

進一步地，所述n組6脈沖可控整流電路結構包括n組6脈沖變流開關網絡和n組移相網絡，其中，每組移相網絡間相角為

進一步地，所述6脈沖可控整流電路結構采用IGBT或MOSFET開關管構成的全橋電路結構；所述IGBT或MOSFET開關管兩兩同向串聯后并聯，所述IGBT或MOSFET開關管的CE公共端分別接輸入，所述IGBT或MOSFET開關管的并聯端接輸出。

進一步地，所述FPGA邏輯控制器7的處理過程為：

步驟一：控制所述無線電能傳輸逆變電源系統軟啟動，并預置控制初始值；

步驟二：所述FPGA邏輯控制器7對所述逆變電源進行一級系統工作狀態判斷，所述一級系統工作狀態包括工作和待機；

步驟三：當FPGA邏輯控制器7判斷所述逆變電源的工作狀態為工作時，所述FPGA邏輯控制器7進入PI校正環節，所述PI校正環節通過PI設定值與FPGA邏輯控制器7接收到的采集信號進行處理，獲得控制信號輸出量；所述控制信號輸出量再次進行步驟二所述的一級系統工作狀態判斷；當FPGA邏輯控制器7統判斷所述逆變電源的工作狀態為待機時，所述FPGA邏輯控制器7對所述逆變電源進行二級系統工作狀態判斷，所述二級系統工作狀態包括工作和關機；

步驟四：當二級系統工作狀態判斷后，所述逆變電源的狀態為工作時，所述FPGA邏輯控制器7獲得此工作信號，并將所述工作信號再次進行步驟二所述的一級系統工作狀態判斷，并重復步驟二至步驟三的內容；當二級系統工作狀態判斷后，所述逆變電源的狀態為關機時，所述FPGA邏輯控制器7切斷電源回路，結束邏輯控制過程。