[发明专利]一种利用铁磁谐振实现无线电能传输的系统及方法

权利要求书

1.一种利用铁磁谐振实现无线电能传输的系统，其特征在于，包括发射端工频交流电源、发射端铁磁谐振器原边线圈、发射端谐振电容、接收端铁磁谐振器副边线圈、接收端谐振电容和接收端负载，发射端铁磁谐振器原边线圈和接收端铁磁谐振器副边线圈耦合连接。

2.根据权利要求1所述的利用铁磁谐振实现无线电能传输的系统，其特征在于，所述发射端工频交流电源为220V、50Hz的工频单相交流电源。

3.根据权利要求1所述的利用铁磁谐振实现无线电能传输的系统，其特征在于，所述铁磁绕组发射端和铁磁绕组接收端都由铜线绕铁磁组成，电感值以能与其他元件产生铁磁共振或混沌振荡为准。

4.一种基于权利要求1所述的系统的利用铁磁谐振实现无线电能传输的方法，其特征在于，发射端电路与接收端电路均利用铁磁材料磁场强度与磁通密度的非线性关系产生铁磁共振或混沌振荡，并通过发射端铁磁谐振器原边线圈和接收端铁磁谐振器副边线圈之间的磁耦合实现谐振同步，从而使谐振能够在全频域内实现，实现强耦合无线电能传输。

5.根据权利要求1所述的利用铁磁谐振实现无线电能传输的方法，其特征在于，设E为单相交流电源，C₁和C₂分别为发射端和接收端的谐振电容，L₁和L₂分别为发射端和接收端的铁磁谐振绕组线圈，r₁和r₂分别为铁磁绕组L₁和L₂铁芯损耗的等值电阻，设原边磁链为ψ₁，电流为i₁，副边磁链为ψ₂，电流为i₂，铁磁材料磁场强度与磁通密度的非线性关系，折算到电流与磁链的关系为：

i1=aψ1+bψ17i2=aψ2+bψ27;]]>

根据铁磁材料的特性，上式中a=3.42，b=0.41；

原边绕组方程为：d2ψ1dt2+1r1C1dψdt+1C1(aψ1+bψ17)-Eωcos2πωt=0,]]>

副边绕组方程为：d2ψ2dt2+r2+RC2r2Rdψ2dt+1C2L1ψ2-Mψ1L1L2-M2=0;]]>

其中M为互感值。