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申请/专利权人:中铁电气化局集团有限公司
摘要:本发明属于无线传能领域,具体涉及了一种无线传能电路接收端协调控制系统和方法,旨在解决现有技术中调压容易造成了谐振网络失谐的问题。本发明包括:确定目标输出电压所需的单管有源电路的目标第一导通角,获得单管有源电路的控制序列;通过二次曲线拟合法获取调谐单元的等效电容值和调谐单元的等效容抗;计算单管有源整流器与电池负载等效的电阻和单管有源整流器与电池负载等效的电抗;基于所述单管有源整流器与电池负载等效的电抗和整体等效容抗计算二次侧回路的等效输入容抗;使等效容抗与线圈感抗抵消,获得调谐单元的第二导通角。本发明在实现输出电压与电流可控的同时,完成接收端自适应调谐,提高了系统传输效率。
主权项:1.一种无线传能电路接收端协调控制系统,其特征在于,所述控制系统应用于改进的SS型拓扑电路;所述改进的SS型拓扑电路包括在SS型拓扑中的接收端增加调谐单元和单管有源电路;所述调谐单元由在副边电路中的可控电容外串联一个定值电容构成,调谐单元替代SS型拓扑中的补偿电容;所述控制系统包括:单管有源电路控制模块,根据逆变桥的工作角频率根据基尔霍夫电压定律计算原副边电压关系,通过单管有源电路的第一导通角计算整流器输入电压;根据整流器的输入有功功率和输出有功功率相等,获得整流器输入电流与输出电压的关系;单管有源电路始终关断时,改进的SS型拓扑电路为串联串联谐振补偿的无线传能系统;根据整流器输入电流与输出电压的关系,确定目标输出电压所需的单管有源电路的目标第一导通角,获得单管有源电路的控制序列;调谐单元控制模块,通过二次曲线拟合法获取调谐单元的等效电容值和调谐单元的等效容抗;计算单管有源整流器与电池负载等效的电阻和单管有源整流器与电池负载等效的电抗;基于所述单管有源整流器与电池负载等效的电抗和调谐单元的等效容抗计算二次侧回路的等效输入容抗;使二次侧回路的等效输入容抗与线圈感抗抵消,获得调谐单元的第二导通角,进而获得调谐单元的控制序列;所述整流器输入电流与输出电压的关系的计算方法为:忽略整流器的开关损耗,整流器的输入有功功率和输出有功功率相等为:;其中,表示整流器输入电压,表示输出电压,表示输出电流,表示整流器输入电流; ;根据原副边电压关系计算副边电流与原边电压的关系: ;其中,表示副边电流,表示原边电流,表示原边电阻,表示逆变桥的工作角频率,表示互感系数,表示虚数单位;进而计算整流器输入电流和输出电压的关系: ; ;其中,表示逆变桥输出电压,表示工作频率,表示负载电阻,;所述使二次侧回路的等效输入容抗与线圈感抗抵消,获得调谐单元的第二导通角的方法为:;其中,表示副边线圈的容抗,表示定值电容的容抗,表示可控电容的容抗,表示副边线圈自感。
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