[发明专利]一种基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统

权利要求书

1.一种基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，包括：参数获取单元、第一计算单元和第二计算单元，其中：

参数获取单元，用于获取WPT系统的输入电压V_in、角频率ω、系统负载R_L和各回路电阻R_i；

第一计算单元，根据参数获取单元获取的参数，计算WPT系统中整流器交流输入侧的等效负载R_eq、WPT系统中各个回路电流、WPT系统中各个回路的有功功率，从而得到WPT系统传输效率模型；

第二计算单元，根据WPT系统传输效率模型，确定目标函数和约束函数，根据约束函数计算相邻两个线圈之间的距离。

2.根据权利要求1所述的基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，所述第一计算单元包括第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块和存储模块，其中：

第一计算模块，用于根据系统负载R_L，计算WPT系统中整流器交流输入侧的等效负载R_eq；

第二计算模块，利用KVL回路方程，计算WPT系统中各个回路电流；

第三计算模块，根据各个回路电流，计算WPT系统中各个回路的有功功率；

存储模块，用于保存WPT系统传输效率模型。

3.根据权利要求2所述的基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，所述的等效负载R_eq的计算公式为：

4.根据权利要求2所述的基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，所述各个回路电流的计算公式为：

I＝Z^-1V，其中：

5.根据权利要求2所述的基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，所述各个回路的有功功率的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，所述第二计算单元包括编程求解器，将目标函数和约束函数输入编程求解器，得到相邻两线圈的距离。

7.根据权利要求6所述的基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，所述目标函数的表达式为：

其中I_n表示各个回路电流。

8.根据权利要求6所述的基于线圈位置优化排布的WPT效率提升系统，其特征在于，所述约束函数的表达式为：

其中：

N₁、N₂为相邻两个线圈的匝数，m₁、m₂为相邻两个线圈的平均半径，d为相邻两线圈的距离，μ₀为真空磁导率。