基于互感识别及移相角优化的全方位无线电能传输系统靶向传能方法

针对传统无线电能传输(WPT)系统中发射线圈与接收线圈发生位置或角度偏移时系统输出能效急剧下降的问题,该文提出靶向传能式全方位WPT系统,可使接收线圈处于任意方位时均能实现高效率全方位无线传能。采用具备全方位磁能发射能力的复合平面线圈作为发射机构,基于三个独立逆变器及LCC谐振补偿网络建立系统模型,推导耦合机构效率与互感及移相角的关系。在此基础上,提出基于互感识别及移相角优化的全方位WPT系统靶向传能方法,通过互感识别以间接判断出“靶”(即,接收线圈)的方位,通过移相角优化以获得靶向传能所需的激励电流。实验结果表明,接收线圈在±60 mm范围内任意移动或者旋转时的系统直流-直流效率均大于80%,提出的靶向方法比传统的旋转方法的传能效率至少高10%。