考虑线圈参数变化的SS型动态无线电能传输系统参数优化设计方法.pdfVIP

2022 年 9 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 18 第 37 卷第 18 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2022 DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.220014 考虑线圈参数变化的SS 型动态无线电能传输 系统参数优化设计方法 祎 陆远方 黎 阳 杨 斌 陈 阳 麦瑞坤 （西南交通大学电气工程学院 成都 611756 ） 摘要 在自动导引车的动态无线电能传输（DWPT ）系统中，由于载重变化导致的接收端高 度变化是不可避免的。这会造成系统线圈参数（自感和互感）改变，进而影响系统增益平稳。为 了在DWPT 系统接收端发生垂直偏移时保证系统增益平稳，该文基于串联串联（SS ）拓扑提出一 种考虑线圈参数变化的补偿拓扑参数设计方法。通过建立考虑线圈参数变化的 SS 拓扑等效环路 模型，分析系统增益与补偿参数的关系，确定补偿拓扑参数设计的约束条件与解空间范围。设计 以输出电流增益平稳性与效率为目标的优化函数，基于粒子群优化算法提出一种 SS 拓扑补偿参 数设计方法。所提方法在系统线圈参数变化的条件下，实现输出电流的稳定，且保有较高的效率。 最后，搭建一套 1kW 的原理样机用于验证所提方法的有效性。实验结果表明：在设定的高度变化 范围（20～80mm ）内，耦合机构自感增加19.1μH 、45.22μH ，互感增加至2.4 倍，系统输出电流 最大波动率仅为3.55% ，最高效率达96.52% 。 关键词：动态无线电能传输 线圈参数变化 参数设计 平稳输出 粒子群优化算法 中图分类号：TM724 Parameter Design Method for SS Compensated Dynamic Wireless Power Transfer System Considering Coils’ Parameters Variations Lu Yuanfang Li Yiyang Yang Bin Chen Yang Mai Ruikun （School of Electrical Engineering Southwest Jiaotong University Chengdu 611756 China ） Abstract For automatic guided vehicles with dynamic wireless power transfer (DWPT), the gap of the receiver is inevitable due to the variation of load. It can cause the system coils’ parameters (self-inductances and mutual inductance) to change, further affecting the stability of the system output. In order to realize a stable output of the DWPT system when the gap of the receiver is variable, a parameter design method based on a series-series (SS) topology is proposed in this paper. An equivalent circuit model of the SS topology considering the change of coil parameters