水下IPT系统涡流损耗分析、频率优化设计方法及应用

    公开(公告)号:CN113392541A

    公开(公告)日:2021-09-14

    申请号:CN202110933931.7

    申请日:2021-08-16

    Abstract: 本发明公开了水下IPT系统涡流损耗分析、频率优化设计方法及应用。该方法包括步骤:建立水下IPT系统的等效电路模型,该等效电路模型中,将水中涡流损耗等效到水下IPT系统的发射线圈和接收线圈上的涡流等效电阻所产生的损耗;基于麦克斯韦方程组,通过解析计算分别获得发射线圈和接收线圈的涡流损耗表达式,根据发射线圈和接收线圈的涡流损耗表达式获得发射线圈和接收线圈上的涡流等效电阻表达式;建立以IPT系统的效率最大化为目标的目标函数,确定系统最优工作频率和系统参数。本发明可以计算得到耦合线圈涡流损耗及涡流等效电阻,可以进一步指导系统工作频率选取和系统参数设计,适用于各类IPT系统以及各种类型的耦合线圈。

    一种恒流输出的电场耦合无线电能传输系统参数设计方法

    公开(公告)号:CN113078739A

    公开(公告)日:2021-07-06

    申请号:CN202110290479.7

    申请日:2021-03-18

    Abstract: 本申请公开了一种恒流输出的电场耦合无线电能传输系统参数设计方法,在分析电场耦合无线电能传输系统总的输入阻抗的基础上,推导出输出电流恒定的条件以及恒流输出时的电流增益表达式,根据电流增益表达式并以耦合器的面积作为约束条件确定系统的工作频率和补偿电容;根据输出电流恒定条件以及确定的工作频率、补偿电容计算补偿电感;若补偿电感中的任意一个大于预设的电感阈值,则修改工作频率、补偿电容中的至少一个,直至补偿电感均不大于电感阈值;对基于本方法设计的系统参数进行仿真实验,表明系统输出电流与负载阻抗无关;该设计方法解决了系统负载阻抗发生变化时输出电流不稳定的问题,使系统具有优异的输出电流恒定特性。

    一种恒流输出的电场耦合无线电能传输系统参数设计方法

    公开(公告)号:CN113078739B

    公开(公告)日:2022-07-19

    申请号:CN202110290479.7

    申请日:2021-03-18

    Abstract: 本申请公开了一种恒流输出的电场耦合无线电能传输系统参数设计方法,在分析电场耦合无线电能传输系统总的输入阻抗的基础上,推导出输出电流恒定的条件以及恒流输出时的电流增益表达式,根据电流增益表达式并以耦合器的面积作为约束条件确定系统的工作频率和补偿电容;根据输出电流恒定条件以及确定的工作频率、补偿电容计算补偿电感;若补偿电感中的任意一个大于预设的电感阈值,则修改工作频率、补偿电容中的至少一个,直至补偿电感均不大于电感阈值;对基于本方法设计的系统参数进行仿真实验,表明系统输出电流与负载阻抗无关;该设计方法解决了系统负载阻抗发生变化时输出电流不稳定的问题,使系统具有优异的输出电流恒定特性。

    一种S-LCC型感应式电能传输系统及其动态调谐方法

    公开(公告)号:CN112234722B

    公开(公告)日:2021-04-06

    申请号:CN202011466267.1

    申请日:2020-12-14

    Abstract: 本发明公开了一种S‑LCC型感应式电能传输系统及其动态调谐方法,其特征在于,包括:逆变器模块、S‑LCC型谐振器和频率跟踪调节模块,所述逆变器模块用于输出电流信号给所述S‑LCC型谐振器的初级侧,所述S‑LCC型谐振器的次级侧用于给负载提供电压,所述频率跟踪调节模块用于检测所述逆变器的输出电流,根据所述输出电流调节所述逆变器的工作频率,使得系统在过耦合条件下工作在系统高分叉频率的预设范围内。本发明通过频率跟踪,在过耦合条件令系统工作在高分叉频率附近实现功率提升,减少了元器件的电压应力。

    一种基于参数联合辨识的IPT系统及充电控制方法

    公开(公告)号:CN114678965B

    公开(公告)日:2022-08-19

    申请号:CN202210587083.3

    申请日:2022-05-27

    Abstract: 本申请公开了一种基于参数联合辨识的IPT系统及充电控制方法。该系统包括充电控制模块,充电控制模块包括:传感器,用于在系统启动后测量原边侧补偿网络的并联补偿电容的基波电压有效值Uc1_f和发射线圈上的基波电流有效值Ip_f;参数辨识模块,用于基于Uc1_f、Ip_f的测量值进行发射线圈与接收线圈间的互感辨识,还用于在系统继续启动至正常充电阶段后,基于Uc1_f、Ip_f和互感辨识值进行电池充电参数联合辨识;系统控制模块,用于根据辨识获得的电池充电参数进行充电控制。本发明相较于传统利用无线通信模块的IPT系统,无需通信模块,节省了系统成本,减小了系统复杂度,并解决了控制时延问题。

    一种基于参数联合辨识的IPT系统及充电控制方法

    公开(公告)号:CN114678965A

    公开(公告)日:2022-06-28

    申请号:CN202210587083.3

    申请日:2022-05-27

    Abstract: 本申请公开了一种基于参数联合辨识的IPT系统及充电控制方法。该系统包括充电控制模块,充电控制模块包括:传感器,用于在系统启动后测量原边侧补偿网络的并联补偿电容的基波电压有效值Uc1_f和发射线圈上的基波电流有效值Ip_f;参数辨识模块,用于基于Uc1_f、Ip_f的测量值进行发射线圈与接收线圈间的互感辨识,还用于在系统继续启动至正常充电阶段后,基于Uc1_f、Ip_f和互感辨识值进行电池充电参数联合辨识;系统控制模块,用于根据辨识获得的电池充电参数进行充电控制。本发明相较于传统利用无线通信模块的IPT系统,无需通信模块,节省了系统成本,减小了系统复杂度,并解决了控制时延问题。

    一种恒压输出的电场耦合无线电能传输系统参数设计方法

    公开(公告)号:CN113054752B

    公开(公告)日:2022-04-29

    申请号:CN202110289965.7

    申请日:2021-03-18

    Abstract: 本申请公开了一种恒压输出的电场耦合无线电能传输系统参数设计方法,利用电压传递关系,得到输出电压恒定的条件及电压增益的确定方法,根据电压增益表达式并以耦合器的面积作为约束条件确定系统的补偿电容;根据输出电压恒定条件、补偿电容以及预设的工作频率计算补偿电感;若补偿电感中的任意一个大于预设的电感阈值,则修改工作频率、补偿电容中的至少一个,直至补偿电感均不大于电感阈值;对基于本方法设计的系统参数进行仿真实验,表明系统输出电压与负载阻抗无关;该设计方法解决了系统负载阻抗发生变化时输出电压不稳定的问题,使系统具有优异的输出电压恒定特性。

    一种S-LCC型感应式电能传输系统及其动态调谐方法

    公开(公告)号:CN112234722A

    公开(公告)日:2021-01-15

    申请号:CN202011466267.1

    申请日:2020-12-14

    Abstract: 本发明公开了一种S‑LCC型感应式电能传输系统及其动态调谐方法,其特征在于,包括:逆变器模块、S‑LCC型谐振器和频率跟踪调节模块,所述逆变器模块用于输出电流信号给所述S‑LCC型谐振器的初级侧,所述S‑LCC型谐振器的次级侧用于给负载提供电压,所述频率跟踪调节模块用于检测所述逆变器的输出电流,根据所述输出电流调节所述逆变器的工作频率,使得系统在过耦合条件下工作在系统高分叉频率的预设范围内。本发明通过频率跟踪,在过耦合条件令系统工作在高分叉频率附近实现功率提升,减少了元器件的电压应力。

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