[发明专利]一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置及其调谐方法

权利要求书

1.一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置，其特征在于：

在无线电能传输设备发送端中的逆变器（N）的两输入端上并联电压传感器(US)，且在逆变器（N）与发送线圈(Ls)的电流传感器(IS)之间依次串接相控电感电容并联电路和补偿电容(Cs)；所述的相控电感电容并联电路的组成是：电感(Lp)与双向晶闸管(Tx)串联后再与电容(Cp)并联；双向晶闸管(Tx)的控制端、电流传感器(IS)的输出端和电压传感器(US)的输出端均与发送端控制器(KS)相连。

2.一种使用权利要求1所述的动态调谐装置对无线电能传输设备进行调谐的方法，其步骤是：

A、初始时，双向晶闸管(Tx)的当前触发角α₀设为π,即双向晶闸管(Tx)设为断开状态；发送线圈的电流有效值的控制值设定为I_p。

B、发送端控制器(KS)控制双向晶闸管(Tx)使其触发角为当前触发角α₀，同时，发送端控制器(KS)接收电流传感器(IS)传来的发送线圈(Ls)的电流有效值的检测值I_s，并据以调节发送端升降压直-直变换器(BB)的输出电压，使发送线圈电流有效值向电流控制值I_p逼近，直至电流有效值的检测值I_s与电流有效值的控制值I_p相等时，发送端控制器(KS)记录电压传感器(US)测出的升降压直-直变换器(BB)输出端的电压有效值为当前电压有效值U₀；

C、发送端控制器(KS)将B步的当前触发角α₀代入下式（1）中的触发角α，计算出相控电感电容并联电路的当前等效阻抗Z₀

Z=jω0πLp2π-2α+sin2α-πω02CplP---(1)]]>

式中ω₀为逆变器输出高频交流电的基波角频率，L_p为电感(Lp)的电感值，C_p为电容(Cp)的电容值；

然后，发送端控制器(KS)根据设定的等效阻抗Z的调节量△Z，得到一个小等效阻抗Z₁，Z₁=Z₀-△Z和一个大等效阻抗Z₂，Z₂=Z₀+△Z；并根据上式（1）求出一个小等效阻抗Z₁对应的双向晶闸管(Tx)的小等效阻抗触发角α₁和大等效阻抗Z₂对应的双向晶闸管(Tx)的大等效阻抗触发角α₂；

D、发送端控制器(KS)控制双向晶闸管(Tx)使其触发角为小等效阻抗触发角α₁；同时，发送端控制器(KS)接收电流传感器(IS)传来的发送线圈(Ls)的电流有效值的检测值I_s；并据以调节发送端升降压直-直变换器(BB)的输出电压，使发送线圈电流有效值向电流控制值I_p逼近，直至电流有效值的检测值I_s与电流有效值的控制值I_p相等时，发送端控制器(KS)记录电压传感器(US)测出的升降压直-直变换器(BB)输出端的电压有效值为小等效阻抗电压有效值U₁；

随后，发送端控制器(KS)控制双向晶闸管(Tx)使其触发角为大等效阻抗触发角α₂；同时，发送端控制器(KS)接收电流传感器(IS)传来的发送线圈(Ls)的电流有效值的检测值I_s；并据以调节发送端升降压直-直变换器(BB)的输出电压，使发送线圈电流有效值向电流控制值I_p逼近，直至电流有效值的检测值I_s与电流有效值的控制值I_p相等时，发送端控制器(KS)记录电压传感器(US)测出的升降压直-直变换器(BB)输出端的电压有效值为大等效阻抗电压有效值U₂；

E、发送端控制器(KS)比较当前电压有效值U₀、小等效阻抗电压有效值U₁、大等效阻抗电压有效值U₂的大小：如果其中的最小值为小等效阻抗电压有效值U₁，则令当前触发角α₀=α₁，转B步；如果其中的最小值为大等效阻抗电压有效值U₂，则令当前触发角α₀=α₂，转B步；如果其中的最小值为当前电压有效值U₀，直接转B步。