基于互感差異的雙拾取無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)功率分配控制策略

陳國(guó)東, 吳劍青, 孫 躍, 陳振新, 唐春森

(1. 重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院, 重慶市 400030; 2. 國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司舟山供電公司, 浙江省舟山市 316000)

0 引言

無(wú)線電能傳輸(wireless power transfer,WPT)技術(shù)為電能的傳輸方式提供了新的思路,由于克服了傳統(tǒng)接觸式電能傳輸技術(shù)的因接觸磨損、線路老化及接觸不良等因素帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn),在工程實(shí)際中的應(yīng)用日益增加[1-3]。隨著近年來(lái)電力電子技術(shù)的發(fā)展和半導(dǎo)體器件工藝的成熟,WPT技術(shù)逐步從小功率的家居設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等應(yīng)用拓展到中大功率的電動(dòng)汽車、軌道機(jī)車等應(yīng)用[4-7]。大多數(shù)的WPT系統(tǒng)由一個(gè)原邊磁能發(fā)射端和一個(gè)副邊磁能拾取端組成,通過(guò)互感耦合實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸,但受到拾取端器件和線圈的容量、價(jià)格等因素限制,單個(gè)拾取線圈無(wú)法滿足電動(dòng)巴士、軌道機(jī)車等大功率電氣設(shè)備的需求。而多拾取WPT系統(tǒng)采用多個(gè)拾取端共同為單個(gè)大功率負(fù)載提供能量,可以克服器件容量的限制,實(shí)現(xiàn)大功率電能傳輸。

目前,多拾取WPT系統(tǒng)根據(jù)輸出結(jié)構(gòu)連接方法可以分為:獨(dú)立模式、并聯(lián)模式和串聯(lián)模式。其中，獨(dú)立模式為每個(gè)拾取對(duì)應(yīng)一個(gè)負(fù)載(即多負(fù)載問(wèn)題),更適用于解決多個(gè)用電設(shè)備的供電問(wèn)題,相關(guān)文獻(xiàn)研究主要集中于系統(tǒng)最大功率或最大效率,負(fù)載切換相關(guān)控制以及線圈位置和結(jié)構(gòu)等方面。文獻(xiàn)[8]分析了在考慮交叉耦合情況下使系統(tǒng)效率最高的負(fù)載計(jì)算方法,但該方法沒(méi)有考慮實(shí)際負(fù)載的功率需求。文獻(xiàn)[9]提出一種頻率抖動(dòng)控制方法用于解決負(fù)載接入或切出帶來(lái)的系統(tǒng)功率變化問(wèn)題。……