[發(fā)明專(zhuān)利]一種DD-PS強(qiáng)抗偏移松耦合變壓器及其參數(shù)確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110291327.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113053623B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚友素;莊廷偉;麥建偉;王懿杰;劉曉勝;徐殿國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01F19/04
• 分類(lèi)號(hào): H01F19/04;H01F27/28;H01F27/24;H01F27/30;H01F27/34;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

1.強(qiáng)抗偏移松耦合變壓器的參數(shù)確定方法，該方法基于DD-PS強(qiáng)抗偏移松耦合變壓器實(shí)現(xiàn)，其特征在于，DD-PS強(qiáng)抗偏移松耦合變壓器包括原邊耦合機(jī)構(gòu)和副邊耦合機(jī)構(gòu)；所述原邊耦合機(jī)構(gòu)和副邊耦合機(jī)構(gòu)相對(duì)設(shè)置；

所述原邊耦合機(jī)構(gòu)包括原邊平面螺線管線圈(a)、原邊DD線圈(f)和原邊鐵氧體磁芯(b)；

原邊鐵氧體磁芯(b)為矩形，原邊DD線圈(f)設(shè)置在原邊鐵氧體磁芯(b)臨近副邊耦合機(jī)構(gòu)側(cè)，與原邊鐵氧體磁芯(b)平行；

原邊平面螺線管線圈(a)分為兩部分繞設(shè)在原邊鐵氧體磁芯(b)上，且兩部分原邊平面螺線管線圈(a)匝數(shù)相同；

原邊平面螺線管線圈(a)與原邊DD線圈(f)采用反接的方式連接；

副邊耦合機(jī)構(gòu)包括副邊平面螺線管線圈(e)、副邊DD線圈(d)和副邊鐵氧體磁芯(c)；

副邊鐵氧體磁芯(c)為矩形，副邊DD線圈(d)設(shè)置在副邊鐵氧體磁芯(c)臨近原邊耦合機(jī)構(gòu)一側(cè)，與副邊鐵氧體磁芯(c)平行；

副邊平面螺線管線圈(e)分兩部分繞設(shè)在副邊鐵氧體磁芯(c)上，且兩部分副邊平面螺線管線圈(e)匝數(shù)相同；

副邊平面螺線管線圈(e)與副邊DD線圈(d)采用順接方式連接；

抗偏移松耦合變壓器的參數(shù)確定方法包括：

步驟一、根據(jù)抗偏移松耦合變壓器實(shí)際應(yīng)用的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)，確定原邊耦合機(jī)構(gòu)和副邊耦合機(jī)構(gòu)的固定尺寸參數(shù)和互感值的范圍；

步驟二、根據(jù)抗偏移松耦合變壓器實(shí)際應(yīng)用對(duì)尺寸的限制，設(shè)置待優(yōu)化參數(shù)的范圍和優(yōu)化算法的迭代次數(shù)最大值；

所述待優(yōu)化參數(shù)包括：原邊平面螺線管線圈(a)的匝數(shù)、副邊平面螺線管線圈(e)的匝數(shù)、原邊DD線圈(f)的匝數(shù)、副邊DD線圈(d)的匝數(shù)、原邊平面螺線管線圈(a)兩部分之間的距離、副邊平面螺線管線圈(e)兩部分之間的距離；

步驟三、根據(jù)當(dāng)前迭代次數(shù)m的值，設(shè)置該次迭代待優(yōu)化參數(shù)的掃描步長(zhǎng)和范圍；

步驟四、根據(jù)步驟三所述該次迭代待優(yōu)化參數(shù)的掃描步長(zhǎng)及范圍，利用波動(dòng)最小原則依次更新待優(yōu)化參數(shù)，獲得該次迭代松耦合變壓器的互感值M_{12_m}；

步驟五、判斷該次迭代松耦合變壓器的互感值M_{12_m}是否滿足所述范圍[M_{12_min},M_{12_max}]；若是，執(zhí)行步驟七，否則，執(zhí)行步驟六；其中，M_{12_max}為最大互感值，M_{12_min}為最小互感值；

步驟六、利用公式：

依次更新待優(yōu)化參數(shù)中原邊平面螺線管線圈(a)的匝數(shù)、副邊平面螺線管線圈(e)的匝數(shù)、原邊DD線圈(f)的匝數(shù)、副邊DD線圈(d)的匝數(shù)，然后更新松耦合變壓器的互感值M_{12_m}，執(zhí)行步驟七；其中，round表示取整函數(shù)，i等于1、3、5、7時(shí)，N_i分別表示原邊平面螺線管線圈(a)的匝數(shù)、原邊DD線圈(f)的匝數(shù)、副邊平面螺線管線圈(e)的匝數(shù)和副邊DD線圈(d)的匝數(shù)；

步驟七、判斷當(dāng)前迭代次數(shù)m的值是否等于迭代次數(shù)最大值，若是，則記錄步驟四更新的更新待優(yōu)化參數(shù)，完成松耦合變壓器的參數(shù)確定；否則，令當(dāng)前迭代次數(shù)m＝m+1，返回執(zhí)行步驟三。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗偏移松耦合變壓器的參數(shù)確定方法，其特征在于，原邊平面螺線管線圈(a)的兩部分繞設(shè)方向均垂直于原邊鐵氧體磁芯(b)的長(zhǎng)度方向；副邊平面螺線管線圈(e)的兩部分繞設(shè)方向均垂直于副邊鐵氧體磁芯(c)的長(zhǎng)度方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗偏移松耦合變壓器的參數(shù)確定方法，其特征在于，原邊平面螺線管線圈(a)的兩部分關(guān)于原邊鐵氧體磁芯(b)的中心對(duì)稱(chēng)；副邊平面螺線管線圈(e)的兩部分關(guān)于副邊鐵氧體磁芯(c)的中心對(duì)稱(chēng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗偏移松耦合變壓器的參數(shù)確定方法，其特征在于，原邊DD線圈(f)和副邊DD線圈(d)的外輪廓尺寸分別等于原邊磁芯和副邊磁芯的外輪廓尺寸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗偏移松耦合變壓器的參數(shù)確定方法，其特征在于，步驟一中所述抗偏移松耦合變壓器實(shí)際應(yīng)用的無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)包括：電壓應(yīng)力、電流應(yīng)力、電壓增益和輸出功率。