[发明专利]一种任意恒流输出的无线电能传输系统谐振补偿方法

权利要求书

1.一种任意恒流输出的无线电能传输系统谐振补偿方法，其特征在于：该方法应用于SP型补偿，具体为SP型可控漏感补偿方法，实现如下，

将无线电能传输系统磁耦合系统互感模型等效为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型，

其中，L_p为原边自感，L_s为副边自感，M为原副边之间的互感，ω为角频率，L_1k和L_2k分别为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型原边和副边的漏感，n为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型的等效变比，L_m为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型的激磁电感；

由上式可知，M＝nL_m，L_s＝L_2k+nM

由于L_p、L_s、M均可通过实际测量获得，由此可知，L_1k和L_2k可通过确定n的方式来确定；同时，将等效后的无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型置于无线电能传输系统中；

对于SP型补偿，因原边补偿电容C_p与L_1k串联谐振等效为短路，此时，逆变侧等效电压源被放大n倍施加于无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型副边的两端，利用电源等效变换原理对无线电能传输系统系统进行等效变换，因副边补偿电容C_s与L_2k并联谐振等效为开路，副边补偿网络之后的等效输入电阻R_e两端等效为恒流源，此时系统为恒流输出：

根据输出电流大小，即可确定n的大小，并进而确定补偿方式，其中，n不等于因为当时，输出电流I_Re为无穷大，具体如下：

(1)若计算得C_p为负值，则能够用电感L_a取代电容C_p进行补偿，否则继续判断C_s的计算值，若计算得C_s为负值，则能够用电感L_b取代电容C_s进行补偿，否则进行下一步判断；其中，

(2)若nL_p＝M时C_p取0，即仅用一个电容C_s补偿即可得到需要的效果；否则，取电容C_p和C_s进行补偿；

上述补偿方式即SP型可控漏感补偿方法，通过该补偿方式，即可使得无线电能传输系统具有恒流输出特性，且输出电流大小可进行预先设计；

为消除激磁电感L_m给激励源所带来的无功能量，在所述SP型可控漏感补偿方法的基础上加入补偿电容C_m，使得整个无线电能传输系统相对于激励源呈现纯阻性，从而达到降低系统容量、减小损耗和提高效率的目的，其中：

且C_m并联于逆变侧等效电压源的两端；

该种补偿方法为PS\P补偿方法。

2.一种任意恒流输出的无线电能传输系统谐振补偿方法，其特征在于：该方法应用于PP型补偿，具体为PP型可控漏感补偿，实现如下，

将无线电能传输系统磁耦合系统互感模型等效为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型，

其中，L_p为原边自感，L_s为副边自感，M为原副边之间的互感，ω为角频率，L_1k和L_2k分别为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型原边和副边的漏感，n为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型的等效变比，L_m为无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型的激磁电感

由上式可知，M＝nL_m，L_s＝L_2k+nM

由于L_p、L_s、M均可通过实际测量获得，由此可知，L_1k和L_2k可通过确定n的方式来确定；同时，将等效后的无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型置于无线电能传输系统中；

对于PP型补偿，输入端为逆变器输出等效电流源利用电源等效变换原理将电流源与原边补偿电容C_p并联电路等效为电压源与C_p串联的结构，利用漏感补偿的原理将C_p与L_1k串联谐振，则电压源被放大n倍施加于无线电能传输系统磁耦合系统的变压器漏感模型副边的两端；由诺顿定理对无线电能传输系统系统进行等效变换，因副边补偿电容C_s与L_2k并联谐振时，副边补偿网络之后的等效输入电阻Re两端等效为恒流源，此时系统恒流输出：

根据输出电流大小，即可确定n的大小，并进而确定补偿方式，其中，n不等于因为当时，输出电流I_Re为无穷大，具体如下：

(1)若计算得C_p为负值，则能够用电感L_a取代电容C_p进行补偿，否则继续判断C_s的计算值，若计算得C_s为负值，则能够用电感L_b取代电容C_s进行补偿，否则进行下一步判断；其中，

(2)若nL_p＝M时C_s取0，C_p取即仅用一个电容C_p补偿即可得到需要的效果；否则，取电容C_p和C_s进行补偿；

上述补偿方式即PP型可控漏感补偿方法，通过该补偿方式，即可使得无线电能传输系统具有恒流输出特性，且输出电流大小可进行预先设计。