[发明专利]通用型无线电能传输系统耦合机构的耦合系数辨识方法

说明书

通用型无线电能传输系统耦合机构的耦合系数辨识方法，属于无线电能传输技术领域。本发明是为了解决无线电能传输系统发射端和接收端之间的耦合系数不能预先辨识，易造成电路故障的问题。它采用耦合系数辨识接收单元和耦合系数辨识发射单元实现对耦合系数的辨识；通过结合电能传输中各元件参量的特点，预先获取耦合机构的耦合系数，使系统的工作状态能被预先确定。本发明用于无线电能传输系统的耦合系数的辨识。

技术领域

本发明涉及通用型无线电能传输系统耦合机构的耦合系数辨识方法，属于无线电能传输技术领域。

背景技术

无线电能传输技术目前广泛应用于电动汽车、手机无线充电以及工业机器人无线充电等行业。当前无线电能传输技术面临一个重要技术问题，即系统工作状态不易获取。系统工作时耦合机构接收端靠近发射端，依靠耦合机构间的相互耦合，负载可以从电源处获取功率。此时系统耦合机构间的相对位置直接影响了系统传输功率以及传输效率，因此获取耦合机构间的相对位置可以更加便捷地实现系统功率控制。

耦合机构间相对位置表现为平移、旋转以及翻转等三维空间内的位置变化，通常难以利用相关传感器来准确获取其三维坐标以及旋转角度等参数。经研究得知耦合机构间复杂的相对位置可以转化为耦合系数进行分析，通过耦合系数可以确定系统的工作状态。

目前的方法是，通过检测系统工作时某一节点处电压、电流以及相位信息来计算耦合系数，这种方法在系统工作的过程中获得耦合系数，因此不能预先确定系统工作的安全性。如果系统在空载或过载的工作状态下，特别容易因为过流而造成元器件烧毁。

发明内容

本发明目的是为了解决无线电能传输系统发射端和接收端之间的耦合系数不能预先辨识，易造成电路故障的问题，提供了一种通用型无线电能传输系统耦合机构的耦合系数辨识方法。

本发明所述通用型无线电能传输系统耦合机构的耦合系数辨识方法，所述无线电能传输系统包括逆变器、原边补偿网络、原边阻波器、主耦合机构、副边阻波器、副边补偿网络及整流电路，所述耦合系数辨识方法基于耦合系数辨识接收单元和耦合系数辨识发射单元实现；

逆变器用于提供交流能量，逆变器的输出端连接原边补偿网络的输入端，原边补偿网络的一个输出端连接原边阻波器后，与另一个输出端共同连接主耦合机构原边发射线圈的输入端，耦合系数辨识接收单元与主耦合机构原边发射线圈并联；主耦合机构副边接收线圈与耦合系数辨识发射单元并联，主耦合机构副边接收线圈的一个输出端连接副边阻波器后，与另一个输出端共同连接副边补偿网络的输入端，副边补偿网络的输出端连接整流电路的输入端，整流电路的输出端用于连接负载；

所述原边阻波器包括电容C₃₁、电容C₃₂及电感L₃₁，所述原边补偿网络的一个输出端连接电容C₃₁的一端，电容C₃₁的另一端连接电容C₃₂的一端，电容C₃₂的另一端作为原边阻波器的输出端连接主耦合机构原边发射线圈的一个输入端；电感L₃₁与电容C₃₂相并联；

所述耦合系数辨识接收单元包括电容C₄₁、电容C₄₂、电感L₄₁、电感L₄₂及信号处理单元，电容C₄₂与电感L₄₂串联后与主耦合机构原边发射线圈并联，电感L₄₂与电感L₄₁组成原边耦合变压器，电感L₄₁与电容C₄₁并联，电容C₄₁与信号处理单元并联；