双线圈并绕的无线电能传输系统的输出功率分配方法

摘要

一种双线圈并绕的无线电能传输系统及其输出功率分配方法。系统包括发送端和接收端，发送端组成是：直流电源并联逆变器一和逆变器二；逆变器一通过补偿电容一和功率分配电容一与发送线圈一连接，逆变器二通过补偿电容二和功率分配电容二与发送线圈二连接；发送线圈一和发送线圈二相同且并绕于同一个磁芯上；接收端由接收线圈依次串接接收端补偿电容、整流桥和负载构成。功率分配方法步骤是：计算并配置功率分配电容；通过控制器调节控制总输出功率，两逆变器按照比例分配输出功率。该系统成本低，稳定性高，传输功率高；且两个逆变器电气隔离，增加了系统的冗余性、灵活性和可靠性；系统只需一个直流电源，功率调节方法简便，控制方式简单。

主权项

一种双线圈并绕的无线电能传输系统的输出功率分配方法，所述的双线圈并绕的无线电能传输系统，包括发送端和接收端，其中：所述发送端的具体组成是：直流电源(E)两端并联逆变器一(H1)和逆变器二(H2)；逆变器一(H1)依次通过补偿电容一(Cs1)和功率分配电容一(Ce1)与发送线圈一(Ls1)连接，逆变器二(H2)依次通过补偿电容二(Cs2)和功率分配电容二(Ce2)与发送线圈二(Ls2)连接；发送线圈一(Ls1)和发送线圈二(Ls2)相同且并绕于同一个磁芯上；所述接收端由接收线圈(Lr)依次串接接收端补偿电容(Cr)、整流桥(H3)和负载(R_L)构成；所述发送端的逆变器一(H1)的控制端和逆变器二(H2)的控制端均与控制器(KS)相连；所述的双线圈并绕的无线电能传输系统的输出功率分配方法，其步骤是：A、按照用户需求确定逆变器二(H2)的输出功率为逆变器一(H1)的输出功率的β倍，则发送端的功率分配电容一(Ce1)和功率分配电容二(Ce2)的电容值c_e1和c_e2分别为：和其中，ω为逆变器工作角频率，M为发送线圈一(Ls1)和发送线圈二(Ls2)之间的互感值；B、按照A步得到的功率分配电容一(Ce1)和功率分配电容二(Ce2)的电容值c_e1和c_e2配置并装设后，控制器(KS)通过调节移相角控制逆变器一(H1)和逆变器二(H2)输出电压的弧度值，从而控制总输出功率：当需要逆变器的总输出功率为P时，调节移相角使逆变器一(H1)和逆变器二(H2)的输出电压弧度值为θ_L，即可得到对应的输出功率P，其中，M₁为发送线圈一(Ls1)与接收线圈(Lr)之间的互感值，也即为发送线圈二(Ls2)与接收线圈(Lr)之间的互感值，V为直流电源(E)的电压值，r_l为负载(R_L)的电阻值；此时逆变器一(H1)和逆变器二(H2)的输出功率按步骤A设定的比例分配输出。