[发明专利]一种非接触电能传输装置的柔性行波激励方法

权利要求书

1.一种非接触电能传输装置的柔性行波激励方法，该方法基于柔性行波磁场定向调控的非接触电能传输装置，该装置包括原边功率变换单元、原边绕组、原边磁芯、原边控制器、副边绕组、副边磁芯、副边功率变换单元以及负载；

原边绕组包括一个或多个绕组单元，每个绕组单元至少包含两个空间位置不同的独立线圈，且至少有两个线圈的激励电流大小以及相位可由原边控制器通过原边功率变换单元独立调节，来构造形成磁场幅度和波峰、波谷位置连续受控可调的柔性行波磁场；原边功率变换单元包含逆变器和补偿网络为线圈提供激励；原边控制器通过功率变化单元来对原边绕组施加可变的柔性行波激励，使强磁场分布区域自动追踪副边位置，实现磁场定向调控；

该方法的具体步骤如下：

S100：判断是否具备副边位置信息，若有，则执行S102,否则执行S103；

S102:实施磁场定向调控；

A.给出副边绕组的中心轴线的位置坐标x_s；其中，副边绕组的位置坐标x_s可由摄像头、GPS、行波测距、毫米波测距、RFID测距或超声波测距得到；

B.根据步骤A中给出的位置坐标x_s，确定原边绕组空间磁场的关键特征参数，包括长轴位置x_m、短轴位置x_n、磁场幅度L：若副边为DD绕组，则短轴位置x_n取x_s；若副边为盘式绕组，则长轴位置x_m取x_s；磁场幅度L取大于0的任一值；

C.根据长轴位置x_m或短轴位置x_n参数确定原边绕组各线圈电流所施加电流的幅值及相位关系：I₁＝I₁*；I₂＝I₂*；其中，长轴x_m、短轴x_n位置与原边绕组各线圈所激励电流的关系由控制器实时计算或查表插值得到，然后执行S109；

S103：以原边任一点设为原边位置参考点；

S104：固定副边负载；其中负载可为副边长期接入的死负载，或为仅在预激励过程中接入的固定死负载，或为副边实际负载；

S105：选择激励搜索方法来确定原边绕组所施加激励的参数，若选择遍历寻优，则执行S106；若选择特定激励变化轨迹，则执行S107；若选择最优寻优方法，则执行S108；

S106：A.固定原边各线圈的激励电流幅值为一固定值，以原边某一线圈激励电流为相位参考，首先对相位在[0,2π]之间遍历；表示原边线圈2相对与原边线圈1的激励电流的相位关系；控制器记录、存储不同下的副边输出响应，以最大副边输出功率或最大效率为目标找到对应的最优相位关系：

B.固定上一步骤中得到最优相位关系：类似的，控制器对依次遍历，找到并存储满足上述目标的相位

C.遍历完成后，存储下满足上述目标的对应的激励条件：I₁＝I₁*；I₂＝I₂*；然后执行S109；

S107：A.改变原边绕组内各线圈的激励电流，由控制器实时计算或查表得到每组激励条件所对应的磁场特征x_m、x_n、L,调整原边各线圈的激励电流使得对x_m和/或x_n以一固定间隔在磁场长轴x_m和/或短轴x_n位置区间内依次遍历；

B.检测并存储每组激励条件下原边总输入功率或副边输出功率，统称为Q，形成(x_m,x_n,Q/L²)数据表；

C.以最大Q/L²为优化目标搜索找到其相应的激励关系：I₁＝I₁*；I₂＝I₂*；然后执行S109；

S108：A.以冒泡搜索或二分最优搜索方法改变原边绕组内各线圈的激励电流；B.存储各组激励下原边各绕组电流的大小和相位关系，比较各组激励条件下的输出响应；C.比较得到满足上述优化条件所对应的激励条件：I₁＝I₁*；I₂＝I₂*；然后执行S109；

S109:保证原边绕组内各线圈所施加电流的幅值比例及相位关系不变，采用基于副边输出误差反馈的闭环调节方法，改变原边激励电流的幅值大小、频率之一或两者组合使得副边输出电压、输出电流或输出功率满足要求。