基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统及控制方法。它包括发射侧线圈和接收侧线圈，发射侧还具有发射侧逆变器；发射侧逆变器连接无线感应线圈，发射侧逆变器和无线感应线圈之间输入原边补偿拓扑；接收侧线圈通过副边补偿拓扑连接整流器，整流器的后端有两个并联设置的直流变换器，整流器能够将感应到的交流电变为直流电并通过两个并联的直流变换器分别为超级电容和电池模块充电。采用上述结构和方法后，利用无线传输方式为并联储能系统进行供电模式，利用发射侧逆变器将直流电源变换为高频交流电，输入LCC‑S补偿拓扑；接收侧通过一个整流器，将感应到的交流电变为直流电，通过两个并联的Buck变换器分别为超级电容和电池模块充电。

Radio energy transmission system and control method based on load compensation of parallel energy system

The invention discloses a radio energy transmission system and a control method based on the load compensation of the parallel energy system. It includes the transmitting side and the receiving side coil coil, the transmitting side also has a transmission side inverter; transmission side inverter connected to a wireless induction coil, between the inverter and the wireless transmitting side induction coil primary input compensation topology; receiving side by side rectifier connected to the coil compensation topology, rectifier DC converter two is arranged in parallel. Rectifier DC / DC converter can be induced by the alternating current into direct current through two parallel respectively, super capacitor and battery charging module. The structure and the method, using the wireless transmission mode and power supply mode can be fed to the system, by transmitting side inverter DC power converter for the high frequency alternating current input LCC S compensation topology; the receiving side through a rectifier, sensed the AC into DC, through two parallel Buck converter for the super capacitor and battery charging module.

【技术实现步骤摘要】
基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统及控制方法
本专利技术涉及一种无线电能传输技术，具体地说是一种基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统及控制方法。
技术介绍
在大功率无线电能传输(Wirelesspowertransfer,WPT)系统的应用中，负载能源系统主要为单一电池或者超级电容储能设备可以通过无线电能传输方式对其进行能量补充，其主要工作原理为：通过对牵引网交流电整流得到直流电压，经过单项全桥逆变器变换成高频交流电，该交流电输入发射侧线圈，产生交变的磁场。根据电磁感应原理，接收侧线圈感应到交流电能，从而实现电能的非接触传输。为满足负载超级电容或者电池的受电要求，感应得到的高频交流电能经过整流器整流得到直流电，再通过直流变换器调节，从而对储能负载实现无线电能传输供能。相比与常用的有线连接模式，大功率无线电能传输连接模式的效率较低，因此通过系统设计和优化控制提高实际WPT系统的效率，是该技术进一步被应用的关键。现有技术中无线电能传输系统效率通常采用两种控制方法，一种是如图1所示，利用两个控制器对两个可调节环节进行控制。首先，检测负载电压和电流，如超级电容负载，根据系统参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统，包括位于发射侧的发射侧线圈和位于接收侧的接收侧线圈，其特征在于：所述发射侧还具有用于将发射侧的直流电源变换为高频交流电的发射侧逆变器；所述发射侧逆变器连接无线感应线圈，所述发射侧逆变器和无线感应线圈之间输入原边补偿拓扑；所述接收侧线圈通过副边补偿拓扑连接整流器，所述整流器的后端有两个并联设置的直流变换器，所述整流器能够将感应到的交流电变为直流电并通过两个并联的直流变换器分别为超级电容和电池模块充电。

【技术特征摘要】
1.一种基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统，包括位于发射侧的发射侧线圈和位于接收侧的接收侧线圈，其特征在于：所述发射侧还具有用于将发射侧的直流电源变换为高频交流电的发射侧逆变器；所述发射侧逆变器连接无线感应线圈，所述发射侧逆变器和无线感应线圈之间输入原边补偿拓扑；所述接收侧线圈通过副边补偿拓扑连接整流器，所述整流器的后端有两个并联设置的直流变换器，所述整流器能够将感应到的交流电变为直流电并通过两个并联的直流变换器分别为超级电容和电池模块充电。2.按照权利要求1所述的基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统，其特征在于：所述原边补偿拓扑和副边补偿拓扑为LCC-S补偿拓扑。3.按照权利要求1所述的基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统，其特征在于：所述LCC-S补偿拓扑电路包括依次串联设置的发射侧内阻RL、补偿电感Lr以及电容CP，还包括发射侧的线圈电阻RP，补偿电感Lr、电容CP之间的节点与线圈电阻RP的前端之间连接补偿电容Cr，所述电容CP和线圈电阻RP之间连接线圈电感LP，所述接收侧具有与线圈电感LP互感的接收侧线圈电感LS以及与接收侧线圈电感LS串联连接的补偿电容CS、电阻Req和线圈电阻Rs。一种基于并联能源系统负载补偿的无线电能传输系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A、使LCC-S补偿拓扑的接收侧补偿电容的选取满足串联谐振的条件，即ω2LSCS＝1，对电路进行等效；等效后满足谐振条件时，其值表示为如下所示：B、根据诺顿等效定理，电压源与Lr、RLr串联的电路等效为电流源与Lr、RLr并联电路，电流源输出电流大小为由于RLr为谐振电感内阻，满足RLr<<ωLr，当式(3)成立时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿宇宇，杨中平，林飞，王义，
申请(专利权)人：北京交通大学长三角研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32