[发明专利]副边并联补偿的IPT系统负载与互感参数识别方法

摘要

本发明提供了一种副边并联补偿的IPT系统负载与互感参数识别方法，针对副边电路为并联补偿形式，能量发射端谐振网络可以为串联补偿、并联补偿以及LCL补偿的IPT系统，仅需要在系统能量发射端检测系统运行频率、逆变器输出电流及电压有效值就可实现负载及互感参数的识别，有利于提高IPT系统的传输性能，该方法不会降低系统功率密度、增加系统的成本和控制难度。

主权项

1.一种副边并联补偿的IPT系统负载与互感参数识别方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：确定IPT系统拓扑结构并获取对应的系统参数；要求IPT系统的副边电路采用能量接收线圈L_s与补偿电容C_s并联形式，原边电路采用原边线圈L_p与补偿电容C_p串联构成的串联补偿或者原边线圈L_p与补偿电容C_p并联构成的并联补偿或者原边线圈L_p与补偿电容C_p并联后再与电感L_r串联构成的LCL补偿；对应的系统参数包括：原边线圈L_p、能量接收线圈L_s、电感L_r、补偿电容C_p、补偿电容C_s、原边线圈L_p的串联等效电阻R_p、能量接收线圈L_s的串联等效电阻R_s以及电感L_r的串联等效电阻R_r；S2：测量逆变器输出电压U_inv、输出电流I_inv及系统运行频率f；S3：判断原边电路的补偿形式，如果是串联补偿或者并联补偿，则进入步骤S4，如果是LCL补偿，则进入步骤S8；S4：定义参数ψ＝ωC_sR，式中，ω为系统实际运行角频率，R为等效负载，根据方程式m₁ψ²+m₂ψ+m₃＝0求解得到参数ψ₁和参数ψ₂：对于原边串联补偿拓扑而言：式中，参数为参数Z_θ的实部，为参数Z_θ的虚部，ω为系统实际运行角频率，Z₁₁为输入阻抗；对于原边并联补偿或者LCL补偿拓扑而言：其中，式中，参数α₁＝1‑ω²L_pC_p，参数β₁＝ωC_pR_p；S5：定义并计算变量μ＝σ(n)_‑1‑σ(n)_‑2，其中，ε(n)_‑i＝I_inv⁽ⁿ⁾_‑mea‑I_inv⁽ⁿ⁾_‑i式中，I_inv⁽ⁿ⁾_‑mea为I_inv的n次谐波有效值的测量值，I_inv⁽ⁿ⁾_‑i为I_inv的n次谐波有效值的计算值，i＝1,2，n＝3,5...2k+1；S6：判断是否满足μ＜0，如果是，则进入步骤S7，否则进入步骤S8；S7：根据参数ψ₁计算负载R₁及互感M₁，完成负载与互感的识别；S8：根据步骤S4计算参数ψ₂，进入步骤S9；S9：根据参数ψ₂计算负载R₂及互感M₂，完成负载与互感的识别；步骤S7中对于原边串联补偿拓扑而言：负载互感对于原边并联补偿拓扑而言：负载互感：步骤S9中对于原边串联补偿拓扑而言：负载互感对于原边并联以及LCL补偿拓扑而言：负载互感：