单独控制相位的多相感应电能传输系统的制作方法_2

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[0042] 优选地,每个导线均包括1XL补偿网络的一部分。
[0043] 优选地,多个导线中的任何一个或多个均可W同时通电。
[0044] 优选地,同时通电的导线的数量和组合基于与使用中的IPT装置感应地禪合的拾 电器导线的数量而进行选择。
[0045] 优选地,转换器包括IPT电源或IPT拾电器中的一个。
[0046] 在第S方面,本发明宽泛地提供一种多相IPT主电源转换器,其具有:
[0047] 第一和第二主导线装置,每个主导线装置均能够在由电源通电时提供磁场。
[0048] 第一开关装置,所述第一开关装置可操作地连接到第一和第二主导线装置两者;
[0049] 第二开关装置,所述第二开关装置可操作地连接到第一主导线装置;W及
[0050] 第=开关装置,所述第=开关装置可操作地连接到第二主导线装置;从而第一和 第二主导线装置可W相互独立地通电。
[0051] 优选地,第一主导线装置通过控制第一和第二开关装置而通电。
[0052] 优选地,第二主导线装置可W通过控制第一和第=开关装置而有选择地通电。
[0053] 优选地,第一和第二主导线装置可W同时地通电。
[0054] 优选地,第一和第二主导线装置中的一个的通电水平可W独立于其它受到控制。 [00巧]优选地,每个开关装置均包括两个控制切换元件。
[0056] 优选地,主导线装置包括主导线绕组或线路。
[0057] 优选地,主导线装置进一步包括补偿网络。
[0058] 优选地,第一主导线装置可W在第二导线装置保持不通电的同时通电。优选地,第 二主导线装置可W在第一主导线装置保持不通电的同时通电。
[0059] 优选地,在第一和/或第二主导线装置中的每个中的电流和/或电压可W单独地 受到控制。
[0060] 在第四方面,本发明宽泛地提供一种IPT系统主转换器,其具有:
[0061] 多个主导线装置,每个所述装置均能够在由电源通电时提供磁场。
[0062] 多个开关装置,所述开关装置可操作地连接到所选择的主导线装置;
[0063] 控制装置,所述控制装置控制开关装置,从而开关装置使每个主导线装置通电,W 使每个切换装置相对于上次通电的主导线装置W预定的相位延迟运行。
[0064] 优选地,该设置导致在主导线装置中产生电流,所述电流具有相对于彼此调节的 相位。
[0065] 优选地,在多个主导线装置之间的负载电流存在相同分配。
[0066] 在第五方面,本发明宽泛地提供一种IPT次转换器,所述IPT次转换器包括多个 拾电器绕组,所述拾电器绕组与在前述方面中的任何一个中所提出的主IPT转换器一起使 用。
[0067] 优选地,转换器包括开关装置,运行所述开关装置,W使拾电器可接收来自每个拾 电器绕组的电流,从而每个切换装置相对于上次通电的主导线装置W预定的相位延迟运 行,W控制从主转换器到次转换器的功率流。
[006引在第六方面,本发明宽泛地由多相IPT系统组成,所述多相IPT系统包括多相主拾 电器和多相拾电器,其中主拾电器和/或每个拾电器均具有:
[0069] 多相转换器;
[0070] 电禪合到多相转换器的多相导电路径、线圈或垫片(在此指的是主绕组或拾电器 绕组);W及
[0071] 多相补偿网络。
[0072] 优选地,主拾电器和每个拾电器均由它们的专用控制器所控制。
[0073] 优选地,在每个单拾电器中的功率流均可W通过控制相对于在与拾电器绕组禪合 的主绕组中的电流的相位和/强度的由拾电器转换器生成电压的相对相角和/或强度来受 到控制。
[0074] 优选地,多相主绕组与多相拾电器绕组磁禪合。
[00巧]优选地,使用控制机构来控制双向功率流或单向功率流。
[0076] 优选地,提供相位检测装置来检测在多相主转换器与每个拾电器的转换器之间的 相位关系。
[0077] 在第走方面,本发明可W宽泛地说设及一种感应电能传输(IPT)电源,所述电源 包括多个主导线,所述主导线可单独地有选择地运行,W提供或接收用于感应电能传输的 磁场,其中电源自动地适于感应地将供电给包括多个拾电器导线的单拾电器W及每个均包 括单拾电器导线的一个或多个拾电器。目P,具有单拾电器导线的拾电器或多个拾电器导线 可W与相同的电源一起使用。
[0078] 在第八方面中,本发明可W宽泛地说设及一种感应电能传输(IPT)电源,所述电 源包括多个主导线,所述主导线可单独地有选择地运行,W向每个均包括至少一个拾电器 导线的一个或多个拾电器提供用于感应电能传输的磁场,其中主导线异相地运行,相的数 量基于与使用中的主导线感应地禪合的拾电器导线的数量来进行选择。
[0079] 优选地,与主导线感应地禪合的拾电器导线的数量对应于用来向负载W及更具体 地电动车辆充电的拾电器导线的数量。
[0080] 本发明的其它方面通过W下描述将变得显而易见。
【附图说明】
[0081] 现在参考附图来描述本发明的一个或多个实施例,其中:
[0082] 图1是现有技术的单相双向IPT系统的示意图,其中Vin可W来自市电或电池,而 V0表示EV的电池的无源负载或有源负载。
[0083] 图2分别显示例如图1中所示出的单相双向IPT系统的输入纹波电流和输出纹波 电流的曲线图;
[0084] 图3(a)显示根据本发明的一个实施例的多相主IPT转换器,所述主IPT转换器W 同步的模式运行,W向多个单相拾电器IPT转换器供电;
[0085] 图3(b)显示根据本发明的另一实施例的多相主IPT转换器,所述多相主IPT转换 器W交错的模式运行,W向多个单相拾电器IPT转换器供电;
[0086] 图4(a)显示根据本发明的另一实施例的多相主IPT转换器向多相拾电器IPT转 换器供电;
[0087] 图4(b)显示仍然根据本发明的另一实施例的多相主IPT转换器向两个多相拾电 器IPT转换器供电;
[0088] 图5显示根据本发明的另一实施例的S相双向IPT系统的拓扑;
[0089] 图6(a)显不作为一例子的S相双向IPT系统的另一拓扑;
[0090] 图6(b)显示图6(a)的S相双向IPT系统的拓扑的变型;
[0091] 图7(a)显示用于分析图4(a)的电路拓扑的目的的单相等效电路;
[009引图7化)显示相对于各相位的时间的电压W及相位之间的线间电压,图示了适于 与本发明一起使用的脉冲宽度调制(PWM)控制方案;
[0093] 图7(c)通过引进标记和脉冲显示了线间电压的下降;
[0094] 图7(d)显示用于主开关的控制结构的示意图的一个例子;
[009引图7(e)显示用于拾电器的使用的控制结构的一个例子;
[009引图8和9显示当向输出传送5KW时用于图4(a)的拓扑的主线电压和拾电器线电 压w及主线路电流的曲线图;
[0097]图10和11显示当在主线圈电流与次线圈电流之间的相差减少时,用于图4(a)的 S相拓扑的主线电压和拾电器线电压W及线路电流的曲线图;
[009引图12和13显示用于本发明的例子的电源电流和波纹电流,在主线圈电流与次线 圈电流之间具有90°的滞后相差;W及
[0099] 图14和15显示当向负载传送5kW时的现有技术的单相系统的主电压和拾电器电 压。
【具体实施方式】
[0100] 本文提出了一种新的多相IPT转换器,其是有效的,且相对于现有系统在中等功 率-大功率无接触电能传输应用中具有许多优点。所提出的可W传送单向电能或双向电能 的系统对于单EV的选择性充电/放电是理想的,但不限于此。
[0101]现有技术的典型单相双向IPT系统在图1中示意地示出。如在典型的单向IPT系 统的情况,主电源1在主导电路径或线路Lpt中从电源Vin产生线路电流,所述主导电路径 或线路Lpt磁禪合到次级或拾电器绕组Lst。拾电器电路2的输出可W连接到电动车辆或 其它有源/无源负载,为了简便,其由图1中的DC电源Vout表示。主电路和拾电器电路使 用几乎相同的电子产品来执行,W利于电源与车辆(或拾电器)之间的双向功率流,所述
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