[發明專利]移動式無線電能傳輸系統的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201911337896.1
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111082541B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 林云志;賴一雄;羅金
• 申請（專利權）人: 中鐵電氣化局集團有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/70;H02J7/02
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 方曉燕

1.一種移動式無線電能傳輸系統的控制方法，其特征在于，包括：

構建所述移動式無線電能傳輸系統的系統等效電路，所述系統等效電路包括工頻整流電路、高頻逆變電路、諧振補償電路和頻率控制電路；

為所述移動式無線電能傳輸系統的系統等效電路依次輸入多個高頻諧波信號，并采集所述系統等效電路的輸出電壓和輸出電流，其中多個所述高頻諧波信號的頻率均不相同；

在所述系統等效電路中，根據多個所述高頻諧波信號以及每一所述高頻諧波信號對應的所述輸出電壓和所述輸出電流計算所述諧振補償電路中T型等效電路的關鍵參數，從而確定所述移動式無線電能傳輸系統的最優工作頻率。

2.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在所述等效電路中，根據多個所述高頻諧波信號以及每一所述高頻諧波信號對應的所述輸出電壓和所述輸出電流，確定所述移動式無線電能傳輸系統的最優工作頻率，包括：

構建所述諧振補償電路的T型等效電路和互感等效電路；

根據多個所述高頻諧波信號以及每一所述高頻諧波信號對應的所述輸出電壓和所述輸出電流，確定所述T型等效電路的關鍵參數；

確定所述互感等效電路的原邊等效阻抗、副邊等效阻抗和相量方程；

根據所述T型等效電路的關鍵參數、所述原邊等效阻抗、所述副邊等效阻抗和所述相量方程，確定有關所述移動式無線電能傳輸系統的諧振頻率的高階方程，并求解得到至少一個所述諧振頻率；

根據得到的至少一個所述諧振頻率判斷所述移動式無線電能傳輸系統是否處于過耦合狀態；

若是，則將使得所述移動式無線電能傳輸系統具有最大輸出功率的所述諧振頻率中的分裂頻率作為所述最優工作頻率；

否則，將所述移動式無線電能傳輸系統的固有諧振頻率作為所述最優工作頻率。

3.如權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根據得到的至少一個所述諧振頻率判斷所述移動式無線電能傳輸系統是否處于過耦合狀態，包括：

判斷求解得到的所述諧振頻率的個數是否大于1；

若是，則判定所述移動式無線電能傳輸系統處于過耦合狀態；

否則，則判定所述移動式無線電能傳輸系統處于正常工作狀態。

4.如權利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述將使得所述移動式無線電能傳輸系統具有最大輸出功率的所述諧振頻率中的分裂頻率作為所述最優工作頻率，包括：

計算所述移動式無線電能傳輸系統工作在每一所述分裂頻率時的輸出功率；

對多個所述輸出功率進行比較，確定其中的最大輸出功率以及所述最大輸出功率所對應的所述分裂頻率；

將所述大輸出功率所對應的所述分裂頻率作為所述最優工作頻率。

5.如權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根據所述T型等效電路的關鍵參數、所述原邊等效阻抗、所述副邊等效阻抗和所述相量方程，確定有關所述移動式無線電能傳輸系統的諧振頻率的高階方程，包括：

根據所述原邊等效阻抗、所述副邊等效阻抗和所述相量方程，確定所述互感等效電路的原邊等效輸入阻抗；

將所述T型等效電路的關鍵參數和所述互感等效電路的原邊等效輸入阻抗，確定有關所述移動式無線電能傳輸系統的諧振頻率的高階方程。

6.如權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述互感等效電路的原邊等效輸入阻抗

Z_in＝R_in+jX_in

其中

R_in為所述原邊等效輸入阻抗的實部，X_in為所述原邊等效輸入阻抗的虛部，ω為所述諧振頻率，M為原副邊互感，L_p為原邊電感，L_s為副邊電感，C_p為原邊補償電容，C_s為副邊補償電容，R₂為副邊等效阻抗的實部，為副邊除電感之外等效阻抗的虛部，j為虛數單位。