pg下载麻将胡了A.旗舰厅进体育.cc 无线电能传输系统最高效率点控制策略的研究

0 引言

电能输送技术当中，有一种无线电能传输技术，它能支持着负载设备依循非接触方式，从那个电源去获取电能，电能能够实现无线形式的传输，和输电网络不存在电的直接连接状况，具备灵活、安全以及方便等一系列优点，在近十几年里，这项技术进行了大规模应用，是应用于生活当中的，无线电能传输系统里的负载电压以及电压效率pg下载，取决于线圈的耦合系数以及负载阻抗，然而耦合系数以及负载阻抗的变化呈现的是非线性的，比如说，无线充电汽车这种情况时的耦合系数，取决于客户所属的位置，在充电进程当中，负载也就是电池那儿发生了改变 。目前，存在诸多学者，对于无线电能传输的电压，以及传输效率，展开了深入分析，有文献提出了，基于多个谐振器的，自适应频率调优方法，以此让系统传输效率，可达到最大，有文献运用，高频变压器，进行自动阻抗匹配，也就是IM的方法，来改善无线电能传输效果，有文献采用，DC/DC转换器，有效调节输出电压，有文献分析了，欠耦合、临界耦合和过耦合，这三种不同情况，进而得到无线电能传输功率，以及频率特性，。

各类控制方法确保了系统输出电压稳定，或者提升了系统传输效率，然而，把上述两个问题结合起来，也就是对稳压调节怎样兼顾传输效率展开的研究十分少见。本文对于谐振频率、耦合系数、负载阻抗予以综合考量，先是借助互感理论针对系统开展建模、分析工作，进而获取无线电能传输的等效电路，设计涵盖最高效率点跟踪控制策略，以此达成系统效率的最大化，并且确保输出电压具备稳定性，借助锁相环针对逆变电路实施频率跟踪，促使逆变器的频率被固定于谐振频率上，与此同时，对最大效率点进行动态跟踪，用以匹配等效负载的最佳值，从而调节输出电压 。

1 无线电能传输系统特性分析

无线电能传输系统模型建立存有主要的两种方式，分别是互感理论以及耦合模理论，两种理论最终能够得到统一结果，本文运用的是基于松耦合变压器的互感原理来进行建模分析，电能是从初级线圈借助耦合传输到次级线圈，将线圈当作相互耦合的一对电感，针对原边以及副边的电阻电感建立约束方程，以此来求解输入输出变量pg下载网站麻将胡了，无线电能传输系统等效电路模型如同图1所展示的那样 。

回路 1 是那个能被称作源端线圈的原边驱动线圈，回路 2 是副边，是那个可被叫做负载线圈的部分，这里面，线圈 1 是发射线圈，线圈 2 是接收线圈，它们俩都是谐振线圈。并且，L1 是发射端的谐振电感，L2 是接收端的谐振电感，R1 是收发端的等效串联电阻，R2 也是收发端的等效串联电阻，I1 是发射端谐振电流，I2 是接收端谐振电流，M 是谐振线圈的互感。

定义耦合系数为：

可知，基于式(2)和式(6)，电压增益是关于互感（耦合系数）以及负载阻抗的函数，效率也是关于互感（耦合系数）以及负载阻抗的该函数。采用文献里的实验参数，其所展示的仿真结果情形如图2所示 。

可从图2（a）看出，无线传能系统的电压增益属于负载电阻的单峰函数，负载电阻固定之际，对应一个能够达成最大电压增益的耦合系数。从图2（b）能够知道，系统的传输效率是负载电阻的单增函数，耦合系数固定之时，对应一个可以实现最大效率的负载电阻。

2 闭环系统效率评价方法

闭环无线传输系统，在耦合系数和负载电阻出现变化之际，能够针对不同变量予以调节，进而控制为电源的无线电能传输系统，使其输出电压保持稳定。图3所示的是系统的四种不同闭环控制方案。

有一种控制方法，被称为降频调压，它展示于人面前时呈现如 图 3(a) 的模样 ，还有另一种控制方法，名为升频调压，其在图中的呈现形式是 图 3(b) ，这两种控制方法，都是借助调节逆变电路的占空比来达成对输出电压的调节，进而让逆变器能够始终维持在 ZCS 和 ZVS 状态 。而在 图 3(c) 里，是在发射端添加上了 DC/DC 转换器，它能够把系统输出电压在不改变工作频率的情形下进行线性调节，输入前级变比是以 CInput=US/U0 作为控制变量，其中 U0 指的是经过转换器调节之后的输出电压，整流输出电压增益是由电源电压增益与转换器的电压增益相乘而得 。图3(d)，于输出端添加DC/DC转换器，以此调节负载电压，后级变比为Cload=R0/RL，其中R0是转换器的输入电阻，借助控制转换器的驱动信号，来调节输出电压。

3 最高效率点控制策略

3.1 系统结构

由不同变量操控的无线电能传输系统的输出电压 ，有个最高效率点控制方案 ；此方案能够同时把控两个变量 ，以此确保在同一时刻 ，系统获取稳定输出电压 ，以及最大传输效率 。控制方案的最高效率点 ，是在系统角频率ωs跟接收侧谐振频率ω2相等的情形下获取的 ，也就是 ：

可以知道，最佳匹配电阻和耦合系数相连，在式子(7)以及式子(8)同时达成的情形下pg下载官方认证，系统得到最大传输效率的值是：

图4是最高效率点控制方案的闭环控制系统结构图，此系统在输入端加入DC/DC转换器，同时于输出端也加入该转换器（忽略其损耗），控制器把输入电流Iin当作反馈信号，还将输出电压UL视为反馈信号，又把输出电压转换率作为控制量，且把负载转换率作为控制量，并且系统工作频率ωs保持固定不变。系统输入侧的DC/DC转换器用来调节输出电压，输出侧的DC/DC转换器进行电阻最佳匹配，其匹配电阻为：

从式(11)能够晓得，借助调节输出端之中DC/DC转换器开关管的占空比，能够去匹配那可让系统传输效率实现最大化的最佳电阻。图5呈现的是，在最高效率点闭环跟踪控制这个条件下的无线电能传输系统之中，电压增益跟负载转换率以及电压转换率之间的关系。

3.2 控制策略

当负载阻抗或者耦合系数出现变化的时候，最高效率点控制情况下的操作点会沿着图6呈恒定输出电压轨迹移动，以此去寻找最大效率点，也就是匹配最佳负载电阻，图6展示的便是最高效率点控制下恒定输出电压轨迹。依据式（8）能够计算出最佳等效负载电阻，然而线圈互感是依靠耦合线圈位置来决定的，等效电阻并不确定，所以无法准确预测最高效率点。

无线电能传输系统最高效率点控制策略网络流程图示于图 7，系统参数变化期，转换器针对每次扰动引发的电压及效率变动予以调节，首个行径用以扰动前级变比或者后级变比致使工作点偏离恒压曲线之后，再度调整后级变比促使工作点回归输出恒压曲线，而控制器对系统各处扰动以及每次调整前后系统整体传输效率加以纪录。若此类系统传输效率逐步提高，控制器会持续如当前这般朝向增长或缩减方向调控；但若是相反状况，就朝着相反方向实施调整。

4 结论

本文运用互感理论，对无线电能传输系统输出电压，以及系统效率与耦合系数、负载变化之间的关系进行了分析，介绍了四种典型的闭环控制方案，还提出了最高效率点控制策略，通过分析可知，基于最高效率点控制的无线电能传输系统，在线圈传输距离较远时，或等效负载阻抗远离最佳值时，能够同时保证系统获取稳定输出电压，以及最大传输效率。