无线电力传输的控制方法及无线电力传输系统技术方案

本申请公开了一种无线电力传输的控制方法及无线电力传输系统，包括：根据无线电力传输装置的电路参数，计算出谐振电流值和阻抗角；根据无线电力传输装置的电路参数

【技术实现步骤摘要】
无线电力传输的控制方法及无线电力传输系统


[0001]本申请涉及无线电力传输
，尤其涉及一种无线电力传输的控制方法及无线电力传输系统
。

技术介绍

[0002]无线电力传输技术需要高频磁耦合，一般会使用无线电力传输装置，例如全桥谐振变换器，其主要技术优势在于，当开关频率介于电路的两个谐振频率之间时，原端开关管
ZVS
开通，副端整流二极管
ZCS
关断
。
四个开关管均可以工作在软开关状态，大大降低了开关损耗，有利于无线电力传输装置的高频化，提高了电源效率，同时由于谐振腔电的正弦化减小了由
di/dt
和
dv/dt
引起的干扰，提高了无线电力传输装置的电磁兼容性，可以使用磁集成技术，将谐振腔中的串联谐振电感与发射线圈集成在一起，进一步减小装置的体积
。
[0003]无线电力传输装置例如全桥谐振变换器在传统
PI
方法控制下，在系统遭受干扰时，并不能快速达到期望频率，其动态性能并不足以满足现在无线电力传输领域的要求
。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种无线电力传输的控制方法及无线电力传输系统，可以解决现有技术中的无线电力传输装置在
PI
方法控制下动态性能不足以满足无线电力传输要求的技术问题
。
[0005]为实现上述目的，本申请第一方面提供一种无线电力传输的控制方法，应用于控制器，该方法包括：
[0006]根据无线电力传输装置的电路参数，计算出谐振电流值和阻抗角，其中，无线电力传输装置的电路参数包括：谐振电容值
、
谐振电感值
、
励磁电感值
、
当前开关频率
、
无线电力传输装置中发射线圈与接收线圈的匝数比
、
输出电压值和输出功率值；
[0007]根据无线电力传输装置的电路参数
、
谐振电流值和阻抗角，计算出预测励磁电流值；
[0008]若预测励磁电流值大于参考电流值，则增大无线电力传输装置的开关频率，得到更新后的开关频率
。
[0009]为实现上述目的，该方法还包括：根据更新后的开关频率向无线电力传输装置发送开关控制信号
。
[0010]为实现上述目的，本申请第二方面提供一种无线电力传输系统，该系统包括基于电流预测控制的无线电力传输装置和控制器；
[0011]控制器，用于根据无线电力传输装置的电路参数，计算出谐振电流值和阻抗角，其中，无线电力传输装置的电路参数包括：谐振电容值
、
谐振电感值
、
励磁电感值
、
当前开关频率
、
无线电力传输装置中发射线圈与接收线圈的匝数比
、
输出电压值和输出功率值；根据无线电力传输装置的电路参数
、
谐振电流值和阻抗角，计算出预测励磁电流值；若预测励磁电流值大于参考电流值，则增大无线电力传输装置的开关频率，得到更新后的开关频率；
[0012]控制器，还用于根据更新后的开关频率向无线电力传输装置发送开关控制信号；
[0013]无线电力传输装置，用于根据控制器的开关控制信号进行无线电力传输
。
[0014]为实现上述目的，本申请第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
[0015]根据无线电力传输装置的电路参数，计算出谐振电流值和阻抗角，其中，无线电力传输装置的电路参数包括：谐振电容值
、
谐振电感值
、
励磁电感值
、
当前开关频率
、
无线电力传输装置中发射线圈与接收线圈的匝数比
、
输出电压值和输出功率值；
[0016]根据无线电力传输装置的电路参数
、
谐振电流值和阻抗角，计算出预测励磁电流值；
[0017]若预测励磁电流值大于参考电流值，则增大无线电力传输装置的开关频率，得到更新后的开关频率
。
[0018]为实现上述目的，本申请第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
[0019]根据无线电力传输装置的电路参数，计算出谐振电流值和阻抗角，其中，无线电力传输装置的电路参数包括：谐振电容值
、
谐振电感值
、
励磁电感值
、
当前开关频率
、
无线电力传输装置中发射线圈与接收线圈的匝数比
、
输出电压值和输出功率值；
[0020]根据无线电力传输装置的电路参数
、
谐振电流值和阻抗角，计算出预测励磁电流值；
[0021]若预测励磁电流值大于参考电流值，则增大无线电力传输装置的开关频率，得到更新后的开关频率
。
[0022]采用本申请实施例，具有如下有益效果：
[0023]本申请根据预测励磁电流值与参考电流值的大小，调整无线电力传输装置的开关频率，实现了基于电流预测的无线电力传输的控制
。
将无线电力传输技术与全桥谐振变换器结合，可以在实现无线电力传输的同时，通过计算谐振电流和预测励磁电流对开关频率进行控制，在系统遭遇干扰时可以更快达到期望频率，提高了系统的动态性能，基于电流预测控制的无线电力传输装置应用于无线电力传输系统，可以有效减少系统的开关损耗和电磁干扰，提高无线电力传输系统的传输效率
、
抗干扰性，同时通过电流预测控制，可以提高系统的动态性能，满足无线电力传输要求，推动无线电力工业的发展
。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0025]其中：
[0026]图1为本申请实施例中无线电力传输系统的结构框图；
[0027]图2为本申请实施例中无线电力传输的控制方法的流程图；
[0028]图3为本申请另一实施例中无线电力传输的控制方法的流程图；
[0029]图4为本申请实施例中无线电力传输装置的电路图；
[0030]图5为本申请实施例中谐振腔两端的交流电压增益
M
与电压频率之间的函数关系示意图；
[0031]图6为本申请实施例中逆变开关网络的的控制信号与开关管电压图；
[0032]图7为无线电力传输系统在本申请的电流预测控制与
PI
控制下的动态性能对比图
。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无线电力传输的控制方法，应用于控制器，其特征在于，所述方法包括：根据无线电力传输装置的电路参数，计算出谐振电流值和阻抗角，其中，所述无线电力传输装置的电路参数包括：谐振电容值
、
谐振电感值
、
励磁电感值
、
当前开关频率
、
无线电力传输装置中发射线圈与接收线圈的匝数比
、
输出电压值和输出功率值；根据无线电力传输装置的电路参数
、
所述谐振电流值和阻抗角，计算出预测励磁电流值；若所述预测励磁电流值大于参考电流值，则增大所述无线电力传输装置的开关频率，得到更新后的开关频率
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述预测励磁电流值不大于参考电流值，则计算所述参考电流值与所述预测励磁电流值的电流差值；若所述电流差值超过预设误差范围，则降低所述无线电力传输装置的开关频率，得到更新后的开关频率
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述电流差值不超过预设误差范围，则比较所述阻抗角与已知的最小阻抗角之间的大小；若所述阻抗角不小于所述最小阻抗角，则增大所述无线电力传输装置的开关频率，得到更新后的开关频率
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据无线电力传输装置的电路参数，计算出谐振电流值和阻抗角，包括：根据输出电压值
、
输出功率值计算出负载电阻值，根据无线电力传输装置中发射线圈与接收线圈的匝数比
、
所述负载电阻值计算出副边等效电阻值，根据谐振电容值
、
谐振电感值
、
励磁电感值
、
副边等效电阻值
、
当前开关频率计算出所述无线电力传输装置的总阻抗，根据所述无线电力传输装置中发射线圈与接收线圈的匝数比
、
输出电压值
、
无线电力传输装置的总阻抗计算出谐振电流值，根据无线电力传输装置的总阻抗计算出阻抗角；所述根据无线电力传输装置的电路参数
、
所述谐振电流值和阻抗角，计算出预测励磁电流值，包括：根据谐振电感值
、
励磁电感值
、
阻抗角
、
谐振电流值计算出预测励磁电流值
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线电力传输装置的电路参数包括：谐振电容值
、
谐振电感值和励磁电感值，具体通过以下公式8‑
15
计算得到：计算得到：
L
m
＝
m*L
r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式
10
R
eq
＝
8n2R
L
/
π2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式
11111111
其中，
f
r
为增益为1时的谐振频率，

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晶，王科，许士锦，杜宇维，王振兴，董晨阳，艾林超，陈麟鑫，张鱼龙，谭文明，孙丽琼，段军鹏，项恩新，阳浩，马仪，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：