一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统技术方案

技术编号:10421187 阅读:167 留言:0更新日期:2014-09-12 12:00
本实用新型专利技术提供了一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统,包括高频功率源、发射部分、接收部分和负载,发射部分包括串联连接的原边分数阶电容和原边分数阶电感,原边分数阶电感具有原边电阻;接收部分包括并联连接的副边整数阶电容和副边分数阶电感,副边分数阶电感具有副边电阻。本实用新型专利技术采用整数阶和分数阶元件实现无线电能传输,结构简单,增加了参数设计的维度,完全区别于传统的只由整数阶元件实现的无线电能传输系统。

【技术实现步骤摘要】
一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统
本技术属于无线电能传输或无线输电技术的领域,特别涉及一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统。
技术介绍
无线电能传输或无线输电技术早在100多年前就由美国技术家特斯拉(Nicola Tesla)在实验上得到尝试。2006年,麻省理工学院(MIT)的研究人员利用物理的共振技术成功的在2m距离左右以40%的效率点亮了一个60W的灯泡,该实验不仅仅是特斯拉实验的重现,更是无线电能传输技术的又一个新突破,并且掀起了无线电能传输研究的热潮。目前的无线电能传输系统都是基于整数阶电感、电容实现的,其谐振频率只由电感值和电容值决定,因此,其系统设计只需考虑参数值,无需考虑元件的阶数,设计的自由度比较少。同时,实际系统的元件本质上是分数阶的,但是目前实际中用的大部分的阶数接近于1,对于分数阶的情况完全忽略。传统的通过整数阶的建模来设计无线电能传输系统,在某些条件下,理论和实际的误差可能会很大。分数阶器件(例如分数阶电容和分数阶电感)概念的来源于分数阶微积分的产生,而分数阶微积分的概念已经有300多年的历史,几乎与整数阶微积分同时诞生。但是由于分数阶比较复杂,并且一直没有很好的数值分析工具,因此其一直处于理论分析阶段。近几十年来,由于生物技术、高分子材料等的发展,人们发现整数阶微积分不能很好的解释自然界存在的现象,因此分数阶微积分开始得到重视,并开始应用于工程领域,其在控制领域的研究和应用已日益完善。同时,两端的分数阶器件已经在实验室被制造出来。但分数阶电路与系统一些特殊的性质未得到研究,在无线电能传输领域的应用更是未被提及。鉴于目前分数阶元件或分数阶电路在某些方面的巨大优势,并且其还未被应用于无线电能传输领域,因此有必要提出一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统。本技术通过如下技术方案实现:一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统,包括高频功率源Vs、发射部分、接收部分和负载&,发射部分包括串联连接的原边分数阶电容G和原边分数阶电感4原边分数阶电感4具有原边电阻Rp;接收部分包括并联连接的副边整数阶电容Cs和副边分数阶电感Ls,副边分数阶电感Ls具有副边电阻Rs。所述的一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统,原边分数阶电容〃副边分数阶电容p的电压、电流微分关系均满足本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种整数阶和分数阶串‑并联谐振无线电能传输系统,包括高频功率源(VS)、发射部分、接收部分和负载(RL),其特征在于发射部分包括串联连接的原边分数阶电容和原边分数阶电感原边分数阶电感具有原边电阻(RP);接收部分包括并联连接的副边整数阶电容(CS)和副边分数阶电感(LS),副边分数阶电感(LS)具有副边电阻(RS)。

【技术特征摘要】
1.一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统,包括高频功率源(Vs)、发射部分、接收部分和负载(?),其特征在于发射部分包括串联连接的原边分数阶电容(G)和原边分数阶电感(?ρ ),原边分数阶电感(Lpp )具有原边电阻(Rp);接收部分包括并联连接的副边整数阶电容(Cs)和副边分数阶电感(Ls),副边分数阶电感(1^)具有副边电阻(Rs)。2.根据权利要求1所述的一种整数阶和分数阶串-并联谐振无线电能传输系统,其特征在于原边分数阶电容(q)、副边分数阶电容(C5O的电压、电流微分关系均满足:ic=Ca ^,相位关系满足:办,其中,i。为分数阶...

【专利技术属性】
技术研发人员:张波黄润鸿丘东元
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:新型
国别省市:广东;44

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