动态无线电能传输负载检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种动态无线电能传输负载检测系统及方法，在发射端设置有原边LCC谐振网络、发射线圈、第一检测线圈和第二检测线圈，在拾取端设置有副边LCC谐振网络和接收线圈，在接收线圈上串接有第一辅助线圈并产生第一辅助电磁信号；副边LCC谐振网络中的补偿电感采用第二辅助线圈构成且产生第二辅助电磁信号，第一检测线圈与第一辅助线圈对应设置形成有第一拾取电压；第二检测线圈与第二辅助线圈对应设置形成有第二拾取电压，控制器通过第一拾取电压和第二拾取电压来判定负载状态。其效果是：在不依赖无线通讯的条件下快速监测负载的状态，并根据监测数据调节系统的输出功率，检测速度可达到微秒级，较原有方案有了较大的提升。提升。提升。

【技术实现步骤摘要】
动态无线电能传输负载检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及无线能量传输技术，具体地说，涉及一种动态无线电能传输负载检测系统及方法。

技术介绍

[0002]动态无线电能传输技术可以实现用电设备在移动过程中以无接触的方式获得源源不断的电能，在半导体晶圆运输、液晶玻璃基板运输，直线物流分拣机中有着广泛的应用。动态无线电能传输系统可分为固定端和移动端两部分，其中固定端由原边控制柜和轨道线组成，主要作用是将工频交流电转化为高频交流电，该高频交流电在轨道中产生高频交变磁场，使能量以磁能的方式散射到空间中；移动端一般随用电设备移动，设备在移动的过程中由移动端装置捕获空间中的高频交变磁场，产生感应电动势，将磁能转化为电能，通过电能变换器为用电设备提供电能。目前的动态无线电能传输系统中的用电设备只能沿轨道做固定轨迹的往复或循环运动，原副边的垂直距离在运动的过程中可保持固定。
[0003]传统的动态无线电能传输系统只是单独实现了固定端与移动端两个子系统的各自的闭环控制，无法实现整个系统的闭环，关键原因在于轨道较长时，固定端与移动端通讯距离增加，导致无线通讯信号逐渐衰减。有方案采用室内WIFI模式通讯，但在交错轨道中，无法实现移动端与两个固定端之间的准确实时切换；有方案将移动端状态随用电设备总数据通过无线通讯链路传入地面总控室后解析，再与地面总控室接收到的固定端控制柜的状态比对，但整个过程数据延迟将达到百毫秒级，无法实现快速准确的闭环控制。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供一种动态无线电能传输负载检测系统，使固定端能够在不依赖无线通讯的条件下快速监测负载的状态，并根据监测数据调节系统的控制模式，实现整个系统的闭环控制，检测速度可达到微秒级，较原有方案有了较大的提升。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0006]一种动态无线电能传输负载检测系统，在发射端设置有原边LCC谐振网络和发射线圈，在拾取端设置有副边LCC谐振网络和接收线圈，其关键在于：在所述接收线圈上串接有第一辅助线圈并通过流通所述接收线圈的拾取电流来产生第一辅助电磁信号；所述副边LCC谐振网络中的补偿电感采用第二辅助线圈构成，且通过所述第二辅助线圈来产生第二辅助电磁信号，在所述发射端还设置有第一检测线圈和第二检测线圈，其中所述第一检测线圈与所述第一辅助线圈对应设置，用于检测通过第一辅助电磁信号所形成的第一拾取电压；所述第二检测线圈与所述第二辅助线圈对应设置，用于检测通过第二辅助电磁信号所形成的第二拾取电压，在发射端还设置有通过第一拾取电压和第二拾取电压来判定负载状态的控制器。
[0007]可选地，所述第一辅助线圈和所述第一检测线圈为平面线圈。
[0008]可选地，所述第二辅助线圈和所述第二检测线圈为平面线圈。
[0009]可选地，所述第一辅助线圈和所述第一检测线圈按平面圆形线圈螺旋绕制。
[0010]可选地，所述第二辅助线圈和所述第二检测线圈按平面方形线圈螺旋绕制。
[0011]可选地，在发射端设置有直流电源和全桥逆变器，所述控制器还用于根据负载状态控制所述全桥逆变器的输出功率。
[0012]可选地，所述拾取端设置有整流滤波电路和负载接口。
[0013]可选地，所述发射线圈采用导轨式结构，所述拾取端沿着所述发射线圈的铺设路径移动，在所述拾取端的移动路径上设置有多个第一检测线圈和多个第二检测线圈。
[0014]基于上述系统，本专利技术还提供一种动态无线电能传输负载检测方法，其关键在于，包括以下步骤：
[0015]S1：按照前文所述的动态无线电能传输负载检测系统进行系统搭建，并确定ω、C
f2
、M
Ld1
‑
Lsa
和M
Ld2
‑
Lf2
，其中ω为系统工作角频率，C
f2
为副边LCC谐振网络中与补偿电感并联的补偿电容值，M
Ld1
‑
Lsa
为第一辅助线圈和第一检测线圈之间的互感值，M
Ld2
‑
Lf2
为第二辅助线圈和第二检测线圈之间的互感值；
[0016]S2：通过控制器检测第一检测线圈的拾取电压V
Ld1
和第二检测线圈的拾取电压V
Ld2
；
[0017]S3：按照R
eq
＝V
Ld1
V
Ld2
/ωC
f2
M
Ld1
‑
Lsa
M
Ld2
‑
Lf2
计算等效负载电阻R
eq
来确定负载状态。
[0018]可选地，所述发射线圈采用导轨式结构，所述拾取端沿着所述发射线圈的铺设路径移动，在所述拾取端的移动路径上对应每个驻停位置分别设置第一检测线圈和多个第二检测线圈，所述控制器通过计算多个驻停位置的等效负载电阻的平均值来确定负载状态。
[0019]本专利技术的显著效果是：
[0020]本专利技术提供了一种不依赖于无线通讯的方式离散式检测负载状态的动态无线电能传输负载检测系统与检测方法，通过在移动端增加一个串联线圈，固定端增加两个检测线圈的模式，根据电路中的电压电流参数计算出负载值的大小，固定端可以以此为控制反馈量调节整个系统的输出功率，快速监测系统的工作状态，大大提升系统检测速度，满足负载变化时系统快速实现自适应控制。
附图说明
[0021]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0022]图1为本专利技术具体实施例中的系统电路原理图；
[0023]图2为本专利技术具体实施例中第一辅助线圈和第一检测线圈的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术具体实施例中第二辅助线圈和第二检测线圈的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0027]如图1
‑
图3所示，本实施例提供一种动态无线电能传输负载检测系统，在发射端设置有直流电源、全桥逆变器、原边LCC谐振网络和发射线圈，一般情况下，系统输入为单相或三相交流，经过功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态无线电能传输负载检测系统，在发射端设置有原边LCC谐振网络和发射线圈，在拾取端设置有副边LCC谐振网络和接收线圈，其特征在于：在所述接收线圈上串接有第一辅助线圈并通过流通所述接收线圈的拾取电流来产生第一辅助电磁信号；所述副边LCC谐振网络中的补偿电感采用第二辅助线圈构成，且通过所述第二辅助线圈来产生第二辅助电磁信号，在所述发射端还设置有第一检测线圈和第二检测线圈，其中所述第一检测线圈与所述第一辅助线圈对应设置，用于检测通过第一辅助电磁信号所形成的第一拾取电压；所述第二检测线圈与所述第二辅助线圈对应设置，用于检测通过第二辅助电磁信号所形成的第二拾取电压，在发射端还设置有通过第一拾取电压和第二拾取电压来判定负载状态的控制器。2.根据权利要求1所述的动态无线电能传输负载检测系统，其特征在于：所述第一辅助线圈和所述第一检测线圈为平面线圈。3.根据权利要求1或2所述的动态无线电能传输负载检测系统，其特征在于：所述第二辅助线圈和所述第二检测线圈为平面线圈。4.根据权利要求3所述的动态无线电能传输负载检测系统，其特征在于：所述第一辅助线圈和所述第一检测线圈按平面圆形线圈螺旋绕制。5.根据权利要求3所述的动态无线电能传输负载检测系统，其特征在于：所述第二辅助线圈和所述第二检测线圈按平面方形线圈螺旋绕制。6.根据权利要求4或5所述的动态无线电能传输负载检测系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周诗杰，刘德霞，王德勇，陈科，陈东，张朋朋，
申请(专利权)人：重庆前卫无线电能传输研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：