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申请/专利权人：西南交通大学
申请日：2024-03-26
公开（公告）日：2024-06-25
公开（公告）号：CN118249527A
主分类号：H02J50/12
分类号：H02J50/12;G06F30/18;G06F30/367;H02J50/50;G06F113/04
优先权：
专利状态码：在审-公开
法律状态：2024.06.25#公开
摘要：本发明涉及无线电能传输技术领域，具体公开了一种基于最优效率条件的多中继磁耦合无线供电系统，针对目前在中远距离传输下多中继WPT系统线圈尺寸大、传输效率低的问题，本发明通过构建多中继磁耦合WPT系统的T型等效模型，推导任意线圈数量的最优效率实现条件，即非相邻线圈电流比值等于相邻线圈互感比值时输出效率最大。在此基础上，综合考虑线圈体积、传输距离等实际约束条件，形成了以最优输出效率和给定输出功率为目标的系统多参数优化模型，求解出不同线圈数量下最优线圈参数及其空间排布。经实验验证，所提系统在限制线圈体积的同时提升传输效率，验证了最优效率实现条件。
主权项：1.基于最优效率条件的多中继磁耦合无线供电系统，包括能量发射端、中继网络和能量接收端，所述能量发射端由直流电源、逆变器、原边补偿网络以及发射线圈组成，所述中继网络包括n-2个顺序排布的中继线圈以及与每个所述中继线圈连接的中继补偿网络，所述能量接收端由接收线圈、副边补偿网络、整流器以及用电设备组成，所述原边补偿网络和所述副边补偿网络和所述中继补偿网络均采用S型补偿网络，所述发射线圈、n-2个所述中继线圈和所述接收线圈构成具有n级线圈的耦合机构，n≥3；其特征在于：所述耦合机构等效为相互连接的n-1个T型网络，线圈电流的逐级表达式具有如下形式： 其中，表示第i级线圈的电流，表示逆变器输出电压，ω表示系统的工作角频率，Maa+1表示第a级线圈与第a+1级线圈之间的互感，Reqb表示第b级线圈的等效阻抗，i＝1,2,…,n，a＝1,2,…,n-1，b＝2,…,n；各级线圈回路的等效阻抗Reqb计算为： 所述耦合机构参数基于如下最优效率条件确定： 其中，Sc定义为第c个线圈电流Ic与第c+2个线圈电流Ic+2的比值或第c+1个线圈与第c+2个线圈之间的互感Mc+1c+2同第c个线圈与第c+1个线圈之间的互感Mcc+1的比值。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 西南交通大学 基于最优效率条件的多中继磁耦合无线供电系统
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