[发明专利]一种本征角频率控制磁谐振SS型无线电能传输系统

权利要求书

1.一种本征角频率控制磁谐振SS型无线电能传输系统，其特征在于：所述系统由恒定频率交流电源U_S、原边谐振器、副边谐振器和负载组成；

所述恒定频率交流电源U_S与原边谐振器相连，其工作频率f_S及工作角频率ω_s＝2πf_S保持不变；

所述原边谐振器由原边可调电容C_s1和原边电感线圈L₁串联而成，所述原边电感线圈L₁具有原边线圈内阻R_S1，所述原边谐振器具有固有谐振角频率和原边内阻损耗系数γ₁＝R_S1/2L₁；

所述副边谐振器由副边可调电容C_s2和副边电感线圈L₂串联而成，所述副边电感线圈L₂具有副边线圈内阻R_S2，所述副边谐振器具有固有谐振角频率和副边内阻损耗系数γ₂＝R_S2/2L₂；

所述负载R_L与副边谐振器相连，对应于负载损耗系数γ_L＝R_L/2L₂；

所述原边谐振器和副边谐振器通过磁场相互耦合，耦合的强度由互感M或耦合系数表征；

所述原边可调电容和副边可调电容的容值由外部信号进行控制，从而调节原边谐振器的固有角频率ω₁和副边谐振器的固有角频率ω₂，使所述系统的本征角频率ω_e与恒定频率交流电源的工作角频率ω_s保持相同。

2.根据权利要求1所述的一种本征角频率控制磁谐振SS型无线电能传输系统，其特征在于：所述系统的本征角频率ω_e由原边内阻损耗系数、副边内阻损耗系数、负载损耗系数、耦合系数、原边谐振器的固有角频率和副边谐振器的固有角频率确定；所述系统的交流电源角频率与本征角频率相同时，所述系统的交流电源输出电压基波有效值U_S和交流电源输出电流基波有效值I_S满足关系：所述系统的电源输出电压基波相量和交流电源输出电流基波相量的相位差满足关系：其中为系统的电源输出电压基波相量的相角值，为系统的电源输出电流基波相量的相角值。

3.根据权利要求1所述的一种本征角频率控制磁谐振SS型无线电能传输系统，其特征在于：所述原边可调电容C_s1的电压基波有效值U_C1和电流基波有效值I_C1满足关系：I_C1＝ω_SC_s1U_C1；所述原边可调电容电压基波相量和电流基波相量之间的相位差满足关系：其中为系统的原边可调电容电压基波相量的相角值，为系统的原边可调电容电流基波相量的相角值；所述副边可调电容C_s2的电压基波有效值U_C2和电流基波有效值I_C2满足关系：I_C2＝ω_SC_s2U_C2；所述副边可调电容电压基波相量和电流基波相量之间的相位差满足关系：其中为系统的副边可调电容电压基波相量的相角值，为系统的副边可调电容电流基波相量的相角值。

4.根据权利要求1所述的一种本征角频率控制磁谐振SS型无线电能传输系统，其特征在于：所述原边谐振器的品质因数Q₁＝ω₁/2γ₁至少大于100，所述副边谐振器的品质因数Q₂＝ω₂/2γ₂至少大于100。