本发明涉及无线电能传输，尤其涉及一种无极性电感及基于此的无线电能传输系统。
背景技术：
1、传统的电能传输需要借助于导线，然而伴随着社会电气化程度的提高，人们希望开发出更为便捷的无线电能传输技术(wireless power transfer,wpt)。磁耦合式无线电能传输技术作为一种非接触电能传输技术，能够摆脱导线的束缚，并且能够有效克服有线充电模式的缺点，适用于特殊工况下的用电场景(比如潮湿、空间狭小、易燃易爆等工况)，具备安全、可靠、灵活等优点。且随着无线电能传输技术的发展，对于无线电能传输系统的输出功率要求越来越高。
2、在磁耦合无线电能传输系统中，经常会应用lcc-s、lcc-lcc、s-lcc等谐振网络拓扑，由于谐振电感体积大，散热难，学者通常会将谐振电感集成于线圈上，减小占用体积，增大散热面积的同时，还避免了谐振电感对其他器件的干扰。然而，谐振电感的集成化会对谐振状态造成一定影响，特别是发射端和接收端发生偏移时，系统很容易进入容性区，增大开关管损坏风险。
技术实现思路
1、本发明提供一种无极性电感及基于此的无线电能传输系统，解决的技术问题在于：如何集成一种谐振电感并将其应用于无线电能传输系统中，能够提升系统功率密度，并减小集成电感对系统输入阻抗的影响，提高系统抗共模干扰能力。
2、为解决以上技术问题，本发明提供一种无极性电感，包括沿着第一方向绕制成八字形的第一谐振电感，以及与所述第一谐振电感参数相同但与所述第一方向绕向相反的第二谐振电感，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感连接在无线电能传输通道中等效为合成电感。
3、优选地，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感的同名端在异侧，此时所述合成电感的感值等于所述第一谐振电感的自感加上所述第二谐振电感的自感加上两倍所述第一谐振电感与所述第二谐振电感之间的互感。
4、优选地，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感之间的位置关系使得两者之间的互感等于0，此时所述合成电感的感值等于所述第一谐振电感的自感加上所述第二谐振电感的自感。
5、优选地，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感的同名端在同侧，此时所述合成电感的感值等于所述第一谐振电感的自感加上所述第二谐振电感的自感减去两倍所述第一谐振电感与所述第二谐振电感之间的互感。
6、本发明还提供一种基于无极性电感的无线接收端，其关键在于，设有顺序连接的接收线圈、接收端谐振网络，所述接收端谐振网络设有上述的无极性电感，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感分别串接在所述接收线圈的两端，且所述无极性电感与所述接收线圈层叠放置。
7、优选地，该无线接收端还包括连接所述接收端谐振网络的整流及负载电路，所述接收端谐振网络还设有接收端串联谐振电容cs和接收端并联谐振电容cf2，所述接收端串联谐振电容cs和所述第一谐振电感顺序串联在所述接收线圈的一端和所述整流及负载电路的一端之间，所述第二谐振电感连接在所述接收线圈的另一端和所述整流及负载电路的另一端之间，所述接收端并联谐振电容cf2的一端连接所述接收线圈的另一端，所述接收端并联谐振电容cf2的另一端连接所述接收端串联谐振电容cs和所述第一谐振电感的公共端。
8、本发明还提供一种基于无极性电感的无线电能传输系统，其关键在于：包括无线发射端以及上述的无线接收端；所述无线发射端设有顺序连接的直流电源、高频逆变器、发射端谐振网络和发射线圈。
9、优选地，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感的结构参数采用如下步骤设计：
10、s1、确定所述无线电能传输系统的拓扑结构及所述合成电感的大小；
11、s2、给定谐振电感的外尺寸、匝间距、线径及两谐振电感之间的距离；
12、s3、根据有限元软件仿真，确定满足所述合成电感的两谐振电感之间的互感差最大范围；
13、s4、计算互感差最大值时的系统谐振角度范围，并判断该谐振角度是否满足系统需求，若不满足则返回至步骤s2重新选择设计谐振电感，若满足则在两谐振电感之间的互感不超过所述互感差最大值的限制下确定所述谐振电感的内尺寸。
14、进一步地，在所述步骤s4后还包括步骤：
15、s5、检测在可允许的偏移范围内所述无极性电感与所述发射线圈之间的互感差；
16、s6、根据所述互感差判断谐振角度是否出现容性情况，若是则通过感性调谐将所述谐振角度控制在感性区域，若否则将当前谐振电感的结构参数作为最终的结构参数。
17、进一步地，所述步骤s6具体包括步骤：
18、s61、根据所述互感差计算谐振角度θ的正切值：
19、
20、其中，la表示所述合成电感的感值，ω表示系统的工作角频率，mpf2表示所述发射线圈与所述第一谐振电感之间的互感，mpf3表示所述发射线圈与所述第二谐振电感之间的互感，mpf3-mpf2为所述无极性电感与所述发射线圈之间的互感差，mps为所述发射线圈和所述接收线圈之间的互感，req为接收端等效交流负载；
21、s62、根据谐振角度θ的正切值计算谐振角度θ；
22、s63、判断谐振角度θ是否满足系统工作在感性区域，若否则返回至步骤s2重新选择设计谐振电感直至满足系统工作在感性区域，输出最终的谐振电感的结构参数。
23、本发明提供的无极性电感及基于此的无线电能传输系统，该无极性电感包括沿着第一方向绕制成八字形的第一谐振电感，以及与第一谐振电感参数相同但与第一方向绕向相反的第二谐振电感，第一谐振电感和第二谐振电感连接在无线电能传输通道中等效为合成电感，将该无极性电感应用在无线电能传输系统的接收端中。本发明将第一谐振电感和所述第二谐振电感设置相反的电流方向，在接收端发生纵向偏移时，两个谐振电感与接收端线圈同时解耦，在接收端发生横向偏移时，第一谐振电感与发射端的耦合作用和第二谐振电感与发射端的耦合作用大小相同，方向相反，起到相互抑制的效果。当横向和纵向偏移同时发生时，谐振电感与发射端的作用是两者分别作用之差，相对于独立谐振电感，对系统影响大大减小，从而实现提升系统功率密度，并减小了集成电感对系统谐振状态的影响，通过参数设计和系统调谐，可进一步提高系统抗共模干扰能力。
1.无极性电感，其特征在于，包括沿着第一方向绕制成八字形的第一谐振电感，以及与所述第一谐振电感参数相同但与所述第一方向绕向相反的第二谐振电感，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感连接在无线电能传输通道中等效为合成电感。
2.根据权利要求1所述的无极性电感，其特征在于：所述第一谐振电感和所述第二谐振电感的同名端在异侧，此时所述合成电感的感值等于所述第一谐振电感的自感加上所述第二谐振电感的自感加上两倍所述第一谐振电感与所述第二谐振电感之间的互感。
3.根据权利要求1所述的无极性电感，其特征在于：所述第一谐振电感和所述第二谐振电感之间的位置关系使得两者之间的互感等于0，此时所述合成电感的感值等于所述第一谐振电感的自感加上所述第二谐振电感的自感。
4.根据权利要求1所述的无极性电感，其特征在于：所述第一谐振电感和所述第二谐振电感的同名端在同侧，此时所述合成电感的感值等于所述第一谐振电感的自感加上所述第二谐振电感的自感减去两倍所述第一谐振电感与所述第二谐振电感之间的互感。
5.基于无极性电感的无线接收端，其特征在于，设有顺序连接的接收线圈、接收端谐振网络，所述接收端谐振网络设有权利要求1～4任一项所述的无极性电感，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感分别串接在所述接收线圈的两端，且所述无极性电感与所述接收线圈层叠放置。
6.根据权利要求5所述的基于无极性电感的无线接收端，其特征在于，该无线接收端还包括连接所述接收端谐振网络的整流及负载电路，所述接收端谐振网络还设有接收端串联谐振电容cs和接收端并联谐振电容cf2，所述接收端串联谐振电容cs和所述第一谐振电感顺序串联在所述接收线圈的一端和所述整流及负载电路的一端之间，所述第二谐振电感连接在所述接收线圈的另一端和所述整流及负载电路的另一端之间，所述接收端并联谐振电容cf2的一端连接所述接收线圈的另一端，所述接收端并联谐振电容cf2的另一端连接所述接收端串联谐振电容cs和所述第一谐振电感的公共端。
7.基于无极性电感的无线电能传输系统，其特征在于：包括无线发射端以及如权利要求5或6所述的无线接收端；所述无线发射端设有顺序连接的直流电源、高频逆变器、发射端谐振网络和发射线圈。
8.根据权利要求7所述的基于无极性电感的无线电能传输系统，其特征在于，所述第一谐振电感和所述第二谐振电感的结构参数采用如下步骤设计：
9.根据权利要求8所述的基于无极性电感的无线电能传输系统，其特征在于，在所述步骤s4后还包括步骤：
10.根据权利要求9所述的基于无极性电感的无线电能传输系统，其特征在于，所述步骤s6具体包括步骤：
