磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制研究.pdf

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1、第48卷第11期电力电子技术Vo1．48，No．112014年11月PowerElectroniesNovember2014磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制研究程丽敏，崔玉龙，闫贯博(北京化工大学，信息科学与技术学院，北京100029)摘要：采用频率为100～500kHz的高频逆变器为无线电能传输(w)提供高频交流电源，并基于此研究了WPT的频率跟踪控制以解决频率失谐带来的不良影响。通过理论分析得出，当磁耦合谐振式wP，r采用Ss或sP拓扑时，可以直接跟踪发射端电流频率，而对于接收端电流，需先将其经过一定处理才可作为被跟踪的信号。经过仿真得出，即使

2、起振频率偏离系统固有谐振频率，直接跟踪发射端频率后也能使电路的工作频率稳定在固有谐振频率。而直接跟踪接收端电流时，电路的工作频率偏离固有谐振频率较远。在理论分析和仿真研究的基础上，实验验证了直接跟踪发射端电流频率的w。关键词：磁耦合谐振；无线电能传输；频率跟踪控制中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)11-0003—04ResearchonFrequencyTrackingControlofWirelessPowerTransferViaMagneticResonanceCouplingCHENGLi—min．CUIY

3、u．1ong．YANGuan．bo(BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：ThehJighfrequencyACpowersupplyforwirelesspowertransfer(W)systemisprovidedbyhighfrequ-encyinverterof100-500kHz．Basedonthisresearch．thecharacteristicsofthefrequencytrackingofWfrrtosolvetheadversee

4、fectscausedbytheresonantfrequencydetuningarestudied．TheoreticalanalysisdemonstratsthatdirectlytrackingthefrequencyoftransmittercurrentisefectivewhenusingSSorSPtopologyinWsystemviamagneticresonancecoupling．However，itcan’tdirectlytrackthefrequencyofreceivercurentifnotconditionitat

5、al1．Simula-tionresultsdemonstratethatthecircuitfinallyworksatthenaturalresonant~equeneyevenifthestartfrequencyisnotequaltothenaturalresonant~equencywhiledirectlytrackingthefrequencyoftransmittercurrent，however，thecircuitworksatafrequencywhichisawayfromthenaturalresonantfrequency

6、whiledirectlytrackingthefrequencyofreceivercurent．Finally，accordingtoaboveresearch，experimentverifiestheWPTsystemofdirectlytrackingthefrequencyoftransmittercurrent．Keywords：magneticresonancecoupling；wirelesspowertransfer；~equencytrackingcontrol1引言好，且可以实现更多的扩展功能。文献[3]针对感应式WPT提出了采

7、用扰动观察法来实现频率跟对于磁耦合谐振式WPT系统。在传输距离变踪，文献[4】采用DSP软锁相技术实现对wPT系化及负载波动时，系统的谐振频率会偏离固有谐统谐振频率的实时跟踪，文献【51采用基于CD4046振频率，从而造成系统传输功率和传输效率相应的频率跟踪控制。但这些研究中逆变频率均不超下降。为解决此问题。需要研究w中的频率跟过50kHz，且均未涉及不同的频率跟踪点及不同踪控制问题【1]。的拓扑类型所带来的影响采用电力电子技术可得到高效的逆变电源．在上述研究的基础上．应用电力电子技术实且能够实现电源可控，对W的普及应用有重要现了频率为100～500k

8、Hz的高频逆变器．并能很意义【。现有文献中采用模拟器件实现了w的好地应用于磁耦合谐振式W胛。针