[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

摘要

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。

主权项

1.一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，所述无线电能传输系统包括逆变器(1)、原边补偿网络(2)、原边阻波器(3)、主耦合机构(5)、副边阻波器(7)、副边补偿网络(8)及整流电路(9)，所述耦合系数辨识方法基于耦合系数辨识接收单元(4)和耦合系数辨识发射单元(6)实现；其特征在于，逆变器(1)用于提供交流能量，逆变器(1)的输出端连接原边补偿网络(2)的输入端，原边补偿网络(2)的一个输出端连接原边阻波器(3)后，与另一个输出端共同连接主耦合机构(5)原边发射线圈的输入端，耦合系数辨识接收单元(4)与主耦合机构(5)原边发射线圈并联；主耦合机构(5)副边接收线圈与耦合系数辨识发射单元(6)并联，主耦合机构(5)副边接收线圈的一个输出端连接副边阻波器(7)后，与另一个输出端共同连接副边补偿网络(8)的输入端，副边补偿网络(8)的输出端连接整流电路(9)的输入端，整流电路(9)的输出端用于连接负载；所述原边阻波器(3)包括电容C31、电容C32及电感L31，所述原边补偿网络(2)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(3)的输出端连接主耦合机构(5)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(4)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(5)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；耦合系数辨识发射单元(6)包括高频信号源Ud、电容C61、电容C62、电感L61及电感L62，电感L62和电容C62串联后与主耦合机构(5)副边接收线圈并联，电感L62与电感L61组成副边耦合变压器，电感L61、电容C61与高频信号源Ud形成回路；所述耦合系数辨识方法包括，使所述高频信号源Ud的工作频率ω满足：使电容C31满足：其中ωp为主耦合机构(5)的能量传输工作频率，使电感L42与电感L62的值相等；所述高频信号源Ud表示为：Ud＝ucosωt，式中u为高频交流信号幅值，t为时间；此时信号处理单元通过主耦合机构(5)的耦合接收到的电压U_L为：式中j为虚数，k为主耦合机构(5)的耦合系数，Lp为主耦合机构(5)原边发射线圈的电感，Ls为主耦合机构(5)副边接收线圈的电感；则确定主耦合机构(5)的耦合系数为：