1.一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:构建随互感变化相互叠加的两变量相对变化的拓扑结构;
步骤2:根据拓扑结构设定互感与补偿电感间的比例初值;
步骤3:根据拓扑结构线圈偏移时的输出电流变化量与输出电流比值以及其给定的变化量范围求解比例初值完成优化。
2.根据权利要求1所述的一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法,其特征在于:所述步骤1的拓扑结构包括:第一发送模块、第二发送模块、第一接收模块和第二接收模块,所述第一发送模块与第二发送模块并联连接,所述第一接收模块和第二接收模块并联连接,所述第一发送模块与第一接收模块相互耦合,所述第二发送模块与第二接收模块相互耦合。
3.根据权利要求1所述的一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法,其特征在于:所述第一发送模块包括第一补偿电感L0、第一补偿电容C0、第二补偿电容C1和第一初级线圈L1;所述第一补偿电感L0、所述第二补偿电容C1和所述第一初级线圈L1依次连接;所述第一补偿电容C0并联于所述第二补偿电容C1于所述第一初级线圈L1串联构成部分的两端;所述第一接收模块包括第一次级线圈L2、第二补偿电感L3、第三补偿电容C2、第四补偿电容C3;所述第一次级线圈L2、所述第三补偿电容C2、所述第二补偿电感L3依次串联连接;
所述第四补偿电容C3并联于所述第一次级线圈L2与所述第三补偿电容C2串联构成部分的两端;所述第二发送模块包括第五补偿电容C4和与所述第五补偿电容串联连接的第二初级线圈L4;所述第二接收模块包括第二次级线圈L5和与所述第二次级线圈L5串联连接的第六补偿电容C5;所述第一初级线圈L1与第二初级线圈L4之间采用DDQ线圈结构;所述第一次级线圈L2与第二次级线圈L5之间采用DDQ线圈结构。
4.根据权利要求1所述的一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法,其特征在于:所述步骤2包括如下步骤:步骤2.1:基于拓扑结构获取互感M12、M45和互感变化量ΔM12、ΔM45,设定互感与补偿电容间的比例初值a,计算公式如下:ΔM12≈ΔM45=delta·M45
M12=b·M45
其中,M12表示已知的第一发送模块与第一接收模块之间的互感,M45表示已知的第二发送模块与第二接收模块之间的互感,M12、M45的变化量相近视为相等即ΔM12≈ΔM45,a表示第一补偿电感L0的电感值 与M45之间的比例,b表示M12与M45之间的比例,delta表示互感变化量与M45之间的比例。
5.根据权利要求4所述的一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法,其特征在于:所述步骤3包括如下步骤:步骤3.1:基于拓扑结构偏移情况,计算输出电流变化量和输出电流的比值,计算公式如下:
其中,ΔIo表示输出电流变化量,Io表示输出电流,b为已知常数即M12与M45之间的比例,M12表示已知的第一发送模块与第一接收模块之间的互感,M45表示已知的第二发送模块与第二接收模块之间的互感;
步骤3.2:给定输出电流变化量范围,求解比例初值a,计算公式如下:
步骤3.3:求解比例初值a关于delta的导数并得到极值点,获取delta和a的值即实现在给定的变化量范围内扩大偏移范围、抵消两变量的相对变化且保持两变量和不变;
步骤3.4:根据a值获取 根据已知的电感、工作角频率和补偿电感值求取补偿电容值完成谐振实现优化,计算公式如下:其中,ω表示已知的工作角频率,L1、L2、L4、L5表示测量的电感。
6.一种应用权利要求1所述方法的抗偏移恒流输出无线电能传输装置,包括前级模块和后级模块,其特征在于:还包括与所述前级模块连接的第一发送模块、与所述前级模块连接的第二发送模块、与所述第一发送模块耦合且与后级模块连接的第一接收模块、与所述第二发送模块耦合且与后级模块连接的第二接收模块。
7.根据权利要求6所述的一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置,其特征在于:所述第一发送模块包括第一补偿电感L0、第一补偿电容C0、第二补偿电容C1和第一初级线圈L1;所述第一补偿电感L0、所述第二补偿电容C1和所述第一初级线圈L1依次连接;所述第一补偿电容C0并联于所述第二补偿电容C1于所述第一初级线圈L1串联构成部分的两端;所述第二发送模块包括第五补偿电容C4和与所述第五补偿电容C4串联连接的第二初级线圈L4。
8.根据权利要求7所述的一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置,其特征在于:所述第一接收模块包括第一次级线圈L2、第二补偿电感L3、第三补偿电容C2和第四补偿电容C3;所述第一次级线圈L2、所述第三补偿电容C2、所述第二补偿电感L3依次串联连接;所述第四补偿电容C3并联于所述第一次级线圈L2与所述第三补偿电容C2串联构成部分的两端;所述第二接收模块包括第二次级线圈L5和与所述第二次级线圈L5串联连接的第六补偿电容C5;所述第一初级线圈L1与第二初级线圈L4之间采用DDQ线圈结构;所述第一次级线圈L2与第二次级线圈L5之间采用DDQ线圈结构。
9.根据权利要求8所述的一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置,其特征在于:所述DDQ线圈结构包括一个Q线圈以及与Q线圈重叠的两个DD线圈。