[发明专利]浮频实本征态磁耦合无线电能传输系统及其设计方法

权利要求书

1.浮频实本征态磁耦合无线电能传输系统，包括原边RLC回路和副边RLC回路，其特征在于，所述系统的等效电路的数学模型为：

其中，R₁＝R_p1，R_p1为原边RLC回路的等效串联电阻；L₁、C₁分别表示发射线圈自感和补偿电容，u₁表示补偿电容C₁两端的电压，表示u₁的一阶导数，表示u₁的二阶导数，v₁表示原边RLC回路的电源电压；R₂＝R_p2+R_L，R_p2表示副边RLC回路的等效串联电阻，R_L表示负载电阻；L₂、C₂分别表示副边RLC回路的接收线圈自感和补偿电容，M表示发射线圈L₁和接收线圈L₂之间的互感，u₂表示补偿电容C₂两端的电压，表示u₂的一阶导数，表示u₂的二阶导数；

记则所述浮频实本征态磁耦合无线电能传输系统工作在实本征态，且系统参数满足：

其中，k为耦合系数，r₀＝|r₁|＝|r₂|，ω为所述浮频实本征态磁耦合无线电能传输系统的励磁频率。

2.如权利要求1所述的浮频实本征态磁耦合无线电能传输系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据实际线圈，确定发射线圈自感L₁、接收线圈自感L₂、原边RLC回路的等效串联电阻内阻R_p1和副边RLC回路的等效串联电阻内阻R_p2的值；

(2)确定传输距离d和线圈的互感M，根据计算出耦合系数k；

(3)设置ω₀，再根据设置电容补偿电容C₁、C₂；

(4)确定负载电阻R_L，进而根据公式R₂＝R_p2+R_L计算出R₂的值；

(5)根据计算出r₂，进而根据r₁+r₂＝0计算出r₁；

(6)根据计算出R₁，也即R_p1；

(7)根据或确定磁场激励频率，也即电源频率；

(8)根据步骤(1)至(7)确定的电路参数搭建磁耦合无线电能传输系统，所述无线电能传输系统工作在浮频实本征态。