一种基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法，通过在发射端设置高频逆变器，将直流输入电压变换为高频交流电压；在谐振状态下将高频交流电压作为等效电压源为接收端供电；将等效电压源作为接收端中整流桥的输入，通过整流桥输出整流桥输出电压、整流桥输出电流；根据整流桥输出电压、整流桥输出电流计算无线电能传输系统负载电阻；闭合接收端中的一个控制开关，断开其余的控制开关；配置LCL阻抗变换网络电路的网络参数，调节无线电能传输系统负载电阻，使调节后的无线电能传输系统负载电阻等于无线电能传输系统效率最高时的负载值。本发明专利技术优化传输效率时需要的元器件相对较少，控制相对简单，无需建立发射和接收端的通信。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法
本专利技术涉及电能传输
，特别是涉及一种基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法。
技术介绍
无线电能传输系统的效率优化问题是当前电能传输
研究的热点之一。对于一般的无线电能传输系统，总是存在一个最优负载使得系统效率最高。然而，在实际的工程应用中，系统的负载往往随着工况的变化而发生改变，从而导致系统效率脱离最高效率点。目前，针对此问题主要的效率优化方法包括：1)基于电力电子变换器的最大效率跟踪控制方法；2)调频控制方法；3)基于可切换电路的效率优化方法。1)基于电力电子变换器的最大效率跟踪控制方法：此方法的主要工作原理是当系统负载脱离最优负载时，通过电力电子变换器将系统的等效阻抗变换为系统最优负载阻抗，从而实现最大效率传输。实现此方法的主要途径有：①通过移相控制方法控制系统的逆变器/有源整流器；②增加直直变换器实现等效阻抗变换。上述途径尽管通过优化等效负载提高了效率，但另一方面也导致电力电子变换器上的损耗有所增加。2)调频控制方法：对于一个开环的无线电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法，所述无线电能传输系统包括有发射端和接收端；其特征在于，包括以下步骤：/n在所述发射端设置高频逆变器，通过所述高频逆变器将直流输入电压变换为高频交流电压；并在谐振状态下将所述高频交流电压作为等效电压源为所述接收端供电；/n将所述等效电压源作为所述接收端中整流桥的输入，通过所述整流桥输出对应的整流桥输出电压、整流桥输出电流；/n根据所述整流桥输出电压、整流桥输出电流计算所述无线电能传输系统负载电阻；/n闭合所述接收端中的一个控制开关，断开其余的控制开关；配置LCL阻抗变换网络电路的网络参数，调节所述无线电能传输系统负载电阻，使调节后的所述...

【技术特征摘要】
1.一种基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法，所述无线电能传输系统包括有发射端和接收端；其特征在于，包括以下步骤：
在所述发射端设置高频逆变器，通过所述高频逆变器将直流输入电压变换为高频交流电压；并在谐振状态下将所述高频交流电压作为等效电压源为所述接收端供电；
将所述等效电压源作为所述接收端中整流桥的输入，通过所述整流桥输出对应的整流桥输出电压、整流桥输出电流；
根据所述整流桥输出电压、整流桥输出电流计算所述无线电能传输系统负载电阻；
闭合所述接收端中的一个控制开关，断开其余的控制开关；配置LCL阻抗变换网络电路的网络参数，调节所述无线电能传输系统负载电阻，使调节后的所述无线电能传输系统负载电阻等于所述无线电能传输系统效率最高时的负载值。


2.根据权利要求1所述的基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法，其特征在于，确定所述无线电能传输系统效率最高时最优负载值的表达式，有：



其中，RLopt为所述无线电能传输系统效率最高时的系统负载电阻；
RT为发射线圈内阻；
RR为接收线圈内阻；
ω为所述无线电能传输系统的工作角频率；
M为发射线圈与接收线圈之间的互感。


3.根据权利要求2所述的基于可切换LCL电路的无线电能传输系统效率优化方法，其特征在于，利用LCL阻抗变换网络电路将所述无线电能传输系统的负载电阻进行等效变换；则有：



其中，XL为LCL阻抗变换网络中一侧电感的感抗值，j为虚数；
XC为LCL阻抗变换网络中电容的容抗值，j为虚数；
RLT为所述无线电能传输系统的负载电阻RL经过LCL阻抗变换网络电路等效变换后的等效负载值；
根据所述无线电能传输系统的负载电阻RL配置LCL阻抗变换网络电...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦瑞坤，顾耘东，徐叶飞，成文钊，李健乐，何正友，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51