[發明專利]基于多耦合參數識別的無線電能傳輸系統的協同控制方法

有效

• 申請號: 201910829979.6
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110445263B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 戴欣;蔣金橙;孫躍;王智慧;唐春森;蘇玉剛
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/40;H04B5/00
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

1.一種基于多耦合參數識別的無線電能傳輸系統的協同控制方法，所述無線電能傳輸系統包括n個無線發射電路和1個無線接收電路，n≥2，其特征在于，每一無線發射電路包括依次連接的電源模塊U_in、DC-DC變換器、逆變電路以及連接在逆變電路輸出端上的原邊諧振電路，每一原邊諧振電路包括依次串聯的原邊諧振電容和原邊發射線圈，所述無線接收電路包括依次串聯的副邊諧振電路和負載電路，所述副邊諧振電路包括依次串聯的副邊諧振電容和副邊接收線圈，所述協同控制方法的步驟包括：

S1：為各無線發射電路的DC-DC變換器的占空比賦初值；

S2：實時獲取各無線發射電路中各DC-DC變換器的輸出電流和輸出電壓，并根據各所述輸出電流和各所述輸出電壓計算相應無線發射電路的原邊發射線圈和所述副邊接收線圈之間的互感系數；

S3：實時獲取各無線發射電路中各逆變電路的輸出電壓；

S4：調節各無線發射電路的各DC-DC變換器的占空比，直至在某一時刻下各互感系數與各逆變電路的輸出電壓滿足以下關系：

其中，i＝1,2……n，u_i表示第i個無線發射電路的逆變電路的輸出電壓，u_j表示第j個無線發射電路的逆變電路的輸出電壓，M_i表示第i個無線發射電路的原邊發射線圈與所述副邊接收線圈之間的互感系數，M_j表示第j個無線發射電路的原邊發射線圈與所述副邊接收線圈之間的互感系數；

當無線電能傳輸系統中只有兩個無線發射電路時，步驟S2中通過以下公式計算相應無線發射電路的原邊發射線圈和所述副邊接收線圈之間的互感系數：

其中，各原邊諧振電容相等，各原邊發射線圈的線圈電感相等，且各原邊發射線圈的線圈內阻相等，L_p表示原邊發射線圈的線圈電感，C_p表示原邊諧振電容，R_p表示原邊發射線圈的線圈內阻，Ls表示副邊接收線圈的線圈電感，C_s表示副邊諧振電容，R₀表示負載電路的等效電阻值，和分別表示第1個無線發射電路的DC-DC變換器在一個周期內的平均輸出電流和平均輸出電壓，和分別表示第2個無線發射電路的DC-DC變換器在一個周期內的平均輸出電流和平均輸出電壓，ω表示系統角頻率；

在步驟S4之后，還包括以下步驟：

S5：獲取所述無線電能傳輸系統的輸出功率；

S6：判斷所述輸出功率是否達到預設功率閾值，如是，轉至S8，否則，轉至S7；

S7：對至少一個無線發射電路的DC-DC變換器的占空比進行重新調整，直至各無線發射電路中的逆變電路的輸出電壓滿足公式且系統的輸出功率達到預設功率閾值；

S8：結束。

2.如權利要求1所述的基于多耦合參數識別的無線電能傳輸系統的協同控制方法，其特征在于，步驟S5中通過檢測所述負載電路上的電流和所述負載電路兩端上的電壓來計算所述系統的輸出功率。

3.如權利要求1所述的基于多耦合參數識別的無線電能傳輸系統的協同控制方法，其特征在于，所述副邊諧振電路和所述負載電路之間還串接有整流電路和濾波電路。

4.如權利要求1所述的基于多耦合參數識別的無線電能傳輸系統的協同控制方法，其特征在于，在所述無線電能傳輸系統中，各兩兩原邊發射線圈所形成的平面互不相同。