[发明专利]感应电能传输系统的多初级线圈电流及负载电压控制方法

摘要

本发明公开了一种感应电能传输系统的多初级线圈电流及负载电压控制方法。其主要作法是，借助初级线圈k的电流信号离散值、初级线圈的总电流离散值、总电流的移相离散值，通过没有锁相环的快速有功无功电流分解法得到初级线圈的总电流幅值、初级线圈k的虚拟有功电流值和初级线圈k的虚拟无功电流值作为该初级线圈k的三个PI调节器的反馈值，经三个PI调节器共同作用，实现各个初级线圈k的逆变器的输出电压基波幅值和相位的调节，最后使各个初级线圈k电流同幅同相，使负载电压输出恒定。该方法的硬件电路简单，算法复杂程度低，得到的反馈值更准确，初级线圈电流同幅同相控制效果好。

主权项

1.一种感应电能传输系统的多初级线圈电流及负载电压控制方法，包括以下步骤：A、电流采样器在一个系统工作周期T内，采集得到初级线圈k的电流信号离散值ik(tn)；将所有的初级线圈k的电流信号离散值ik(tn)相加，得到初级线圈的总电流离散值i(tn)；再利用移相器将总电流离散值i(tn)的相位延迟90°，得到总电流的移相离散值i′(tn)；其中，tn为一个系统工作周期T第n次采样的采样时刻，n＝1,2,3,…,N，N是一个系统工作周期T内电流采样器的采样总次数；k是初级线圈的序号、k＝1,2,3,...,K，K是初级线圈的总数；B、将A步得到的初级线圈k的电流信号离散值i_k(t_n)、总电流离散值i(t_n)、总电流的移相离散值i′(t_n)输入处理器；处理器算出：总电流的参考正弦积离散值i^s(t_n)，i^s(t_n)＝i(t_n)·i(t_n)；初级线圈k的参考正弦积离散值i^s_k(t_n)，初级线圈k的参考余弦积离散值i^c_k(t_n)，C、在采样时刻tn＝tN时，将B步得到的总电流的参考正弦积离散值is(tn)、初级线圈k的参考正弦积离散值isk(tn)和初级线圈k的参考余弦积离散值ick(tn)，分别经过截止频率为ω/10的数字低通滤波器滤除交流分量，相应得到总电流的参考正弦积直流分量iz、初级线圈k的虚拟有功值Pk和初级线圈k的虚拟无功值Qk；其中，ω为系统工作频率；D、处理器根据C步得到的总电流的参考正弦积直流分量i^z、初级线圈k的虚拟有功值P_k、初级线圈k的虚拟无功值Q_k，分别算出总电流的幅值I_m，初级线圈k的虚拟有功电流值初级线圈k的虚拟无功电流值E、将D步的初级线圈k的虚拟无功电流值作为PI调节器一的初级线圈k虚拟无功电流反馈信号，将PI调节器一的虚拟无功电流给定值设为0，进而通过PI调节器一的调节得到初级线圈k的虚拟无功电流放大误差再将虚拟无功电流放大误差作为脉宽调制器的电流同相控制信号输入脉宽调制器，通过脉宽调制器实现对初级线圈k的逆变器输出电压的相位调节，从而对初级线圈k的虚拟无功电流值进行抑制；同时，将D步得到的所有初级线圈k的虚拟有功电流值进行平均得到初级线圈虚拟有功电流平均值并将初级线圈虚拟有功电流平均值作为PI调节器二的虚拟有功电流给定值，将D步的初级线圈k的虚拟有功电流值作为PI调节器二的虚拟有功电流反馈信号，通过PI调节器二的调节得到初级线圈k的虚拟有功电流放大误差将初级线圈k的虚拟有功电流放大误差与负载电压的系统设定值U_ref相加，作为PI调节器三的负载电压给定值；电压采样器在t_N时刻采集得到的负载电压值u作为PI调节器三的负载电压值反馈信号，通过PI调节器三的调节得到下一系统工作周期T初级线圈k的逆变器的输出电压基波幅值；再将该输出电压基波幅值作为脉宽调制器的电流同幅控制信号输入脉宽调制器，通过脉宽调制器对初级线圈k的逆变器的虚拟有功电流值进行同幅控制及负载电压恒压控制。