利索能及
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专利号: 2017114053205
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种效率最优的多单元双向无线电能传输系统的参数配置方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)多单元双向无线电能传输系统参数设置;所述多单元双向无线电能传输系统由三个单元构成,包括1号单元、2号单元、3号单元;每个单元均包含线圈、电容、H桥变换器、蓄电池,1号单元的线圈与2号单元、3号单元的线圈均隔空放置,中间存在有气隙;

(2)通过配置系统参数固定能量传递方向;

(3)根据系统的相关电气参数,调节各能量接收单元或能量发射单元H桥变换器出口电压幅值以实现传输效率最大化;

所述步骤(3)包括以下步骤:

(31)2号单元线圈与1号单元线圈间的互感为M12,3号单元线圈与1号单元线圈间的互感为M13,M12与M13之间的比值为γ,γ=M12/M13;

(32)调节2号单元、3号单元H桥变换器出口电压的幅值U2、U3,使其满足U2=γU3,并设定U2=mU1,U3=nU1,即有m=γn;其中,U1为1号单元H桥变换器出口电压幅值;

(33)调节U3,实现1号单元同时向2号和3号单元供电时,使其与U1的比值n满足:当需要实现2号和3号单元同时向1号单元馈电时,使其与U1的比值n满足:其中,A1=k0γ+k2,B1=λ1,C1=2k1γ-λ0γ2-λ2,同时λ0、λ1、λ2以及k0、k1、k2均是与系统参数有关的代数式,λ0=ω2M132+R1R3,λ1=R2R3,λ2=ω2M122+R1R2;k0=ωM12R3,k1=ω2M12M13,k2=ωM13R2,式中R1、R2、R3分别为1号单元、2号单元和3号单元线圈的等效串联电阻,ω是由线圈和电容构成的LC串联谐振器的谐振角频率;

(34)保持m=γn,使系统工作于该设定的电压幅值点上。

2.根据权利要求1所述的一种效率最优的多单元双向无线电能传输系统的参数配置方法,其特征在于,步骤(1)所述的参数设置包括:2号单元和3号单元的线圈只与1号单元的线圈存在耦合;三个单元的H桥变换器工作角频率均与由线圈和电容构成的LC串联谐振器谐振角频率一致。

3.根据权利要求1所述的一种效率最优的多单元双向无线电能传输系统的参数配置方法,其特征在于,所述步骤(2)实现过程如下:

1号单元同时向2号单元、3号单元供电的参数设置:保持1号单元H桥变换器出口电压相量的相位滞后于2号、3号单元H桥变换器出口电压相量的相位90°,2号、3号单元H桥变换器出口电压相量相位相同;

2号单元、3号单元同时向1号单元馈电的参数设置:保持1号单元H桥变换器出口电压相量的相位超前于2号、3号单元H桥变换器出口电压相量相位90°,2号、3号单元H桥变换器出口电压相量相位相同。