非接触电能传输系统的负载识别算法研究

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1、非接触电能传输系统的负载识别算法研究孙跃1，2黄卫1苏玉刚1，2（1.重庆大学自动化学院重庆4000442.重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044）摘要：非接触电能传输系统中，负载的大小及性质对于系统的稳定性以及品质有非常重要的影响，实时甄别负载对于实现系统的稳定运行和优化控制有着十分重要的意义。本文从系统初级回路导轨支路和次级回路整流网络前端参数变化情况入手，分别就负载为阻性和阻感性两种情况进行了负载识别技术及算法进行了分析，并对系统处在这两种不同性质负载情况进行了仿真研究，实现对负载的识别。关键字：非接触;负载识别;并联

2、谐振;等效负载StudyofloadidentifyalgorithmofcontactlessPowerTransmissionsystemSunyue1，2Huangwei1Suyugang1(ChongqingUniversityChongqing400044ChinaphotoelectricitytechnologyandsystemMinistryofEducationkeylaboratoryofChongqingUniversitychongqing400044)Abstract:Contactlesspowertransm

3、issionsystem,thesizeandnatureofloadisveryimportanttothesystem’sstabilityandquality.timelyscreeningloadisverysignificancefortheachievementofstableoperationandoptimizingcontrolofthesystem.Thispaperfromthesliproadtrackoftheprimarycircuitandthefrontofsub-networkrectifiercircui

4、tcurrentandvoltageandthechangeofphaseanglebetweenthem,respectivelyontheloadforanti-andtheanti-perceptualtwokindsituationshascarriedoncarriedontheloadrecognitiontechnologyandthealgorithm,analysisthesystemunderthetwodifferentloadnatureofthesimulationstudy,realizetheloadident

5、ification.Keywords:contactless；loadidentify；parallelresonance；equivalentload1引言非接触电能传输系统综合利用电磁感应耦合技术、高频电力电子逆变技术以及现代控制技术子技术实现了电能的非接触传输。它克服了传统供电方式带来的冲击、电火花、磨损等一系列缺点和不足，实现了既可以为静止设备，也可以为移动设备的非接触供电。其系统原理图如图1所示，单相工频交流电经过整流、逆变后转换成高频电流供给导轨，次级线圈接收能量后经过谐振补偿、整流变换后提供给负载。图1非接触系统构成原理图Fi

6、g.1ThegeneralstructureoflooselycoupledICPTsystem在非接触电能传输系统中，初级回路与次级回路具有相同的运行频率。但是，我们发现在实际系统中，负载发生变化时会引起初级回路的谐振频率发生变化使得整个初级回路的阻抗性质发生了变化，同时次级回路的品质因数发生改变使得系统不能以最大效率进行传输，严重时甚至会影响系统的稳定运行[1]。本文针对阻性以及阻感性这两种性质的负载，从理论上分析了负载变化对初级回路中导轨支路与次级回路整流前端电压电流以及相位差等可检测参数的影响，从而为负载的动态识别打下了基础。基于P

7、spice电路的仿真结果验证了该方法的仿真结果。2系统负载识别算法分析发现，对于非接触电能传输系统，负载变化会直接影响次级回路反射阻抗大小的变化，进而影响导轨支路参量发生变化。因此可以通过先检测出导轨电压电流有效值和它们之间的相位差，计算出导轨支路的阻抗值的大小，再通过其与负载之间的关系，计算出负载大小，达到对负载识别的目的。图2并联谐振拾取等效电路图Fig.2EquivalentcircuitdiagramofparallelTurnedpick-up在对系统负载识别分析之前，为了简化模型，提出以下三点假设：（1）初级回路谐振电容的电压与

8、导轨支路上的电流波形为理想正弦波。（2）电路中的所有电感（，，）和二极管中的电流都是连续的。（3）次级回路处于完全谐振状态，负载阻抗的性质为阻性或阻感性。2.1纯阻性负载的识别算