【技术实现步骤摘要】
一种磁耦合谐振无线电能传输系统的中继端位置确定方法
本专利技术涉及无线电能传输领域，特别是一种磁耦合谐振无线电能传输系统的中继位置确定方法。技术背景无线电能传输技术大致可以分为三类：第一类是电磁感应耦合式，第二类是微波无线电能传输技术，第三类是电磁耦合谐振方式，也称为witricity技术，美国MIT学院最早开始该方向的研究。作为一种新的电能传输技术，电磁耦合谐振式基于强耦合的概念，基本原理是两个具有相同自谐振频率的谐振体之间可以实现高效的能量交换，电磁耦合谐振式无线电能传输技术，在传输距离上介于感应耦合技术和微波传输技术之间，该技术具有较大的传输距离，采用非辐射技术对人体没有伤害，具有良好的穿透性，不受非金属障碍物影响，发展前景广阔，目前国内外在谐振式无线电能传输技术的研究还处于初步阶段，有许多关键技术问题需要解决，如能量传输系统结构和电气参数、能量传输系统的位置信息等都是进一步深入研究的方向。目前多数研究都是根据理论模型进行的实际的传输效果研究，研究重点在于如何通过改变传输机构或者调整传输能量信号的特性来实现无线电能...
【技术保护点】
1.一种磁耦合谐振无线电能传输系统的中继位置确定方法，包括以下步骤：/nS1.配置磁耦合谐振无线电能传输系统，发射端(1)、中继端(2)和接收端(3)三个谐振体具有相同的自谐振参数，并且处于同一轴线上；/nS2.计算系统总能量/n根据耦合模理论，具有中继端(2)的磁耦合谐振无线电能传输系统的耦合方程组为：/n
【技术特征摘要】
1.一种磁耦合谐振无线电能传输系统的中继位置确定方法，包括以下步骤：
S1.配置磁耦合谐振无线电能传输系统，发射端(1)、中继端(2)和接收端(3)三个谐振体具有相同的自谐振参数，并且处于同一轴线上；
S2.计算系统总能量
根据耦合模理论，具有中继端(2)的磁耦合谐振无线电能传输系统的耦合方程组为：
其中a1、a2、a3分别表示发射端(1)、中继端(2)、接收端(3)三个谐振体的耦合模幅度；Γ1、Γ2、Γ3分别表示发射端(1)、中继端(2)、接收端(3)三个谐振体的损耗率；k12、k13、k21、k23、k31、k32分别表示发射端(1)与中继端(2)、发射端(1)与接收端(3)、中继端(2)与发射端(1)、中继端(2)与接收端(3)、接收端(3)与发射端(1)、接收端(3)与中继端(2)之间的耦合系数，根据系统的互易性：k12＝k21＝k1、k23＝k32＝k2、k13＝k31＝k3；根据步骤S1的系统配置，发射端(1)和接收端(3)之间的耦合系数k3＝0；
计算得到系统总能量W(t)为：
W(t)＝|a1(t)|2+|a2(t)|2+|a3(t)|2＝e-2Γt(2)
S3.构建加入中继端(2)后的磁耦合谐振无线电能传输系统谐振子电路
加入中继端(2)后的磁耦合谐振无线电能传输系统具有三个谐振子电路，并且具有相同的谐振参数，利用基尔霍夫电压定律(KVL)得出传输系统的方程组：
其中
式中：Rs为高频电源内阻；RL为负载阻抗；Rso、Ls、Cs为发射端(1)固有阻抗、等效电感、等效电容；RREP、LREP、CREP为中继端(2)固有阻抗、等效电感、等效电容；Rro、Lr、Cr为接收端(3)固有阻抗、等效电感、等效电容；k1，k2为系统中继端(2)两边的耦合系数；IS表示发射端(1)电流、IR表示接收端(3)电流，IREP表示中继线圈电流，VS为输入电压；
ω表示振荡角频率，ω0表示谐振角频率ω1，ω2为振荡角频率的两个解；
S4.根据电路拓扑建立以负载电压为核心的能量传输模型
通过式(6)得出系统的负载电压为：
其中VL为负载电压，因为发射端(1)、接收端(3)、中继端(2)具有相同的结构特性，因此LS＝LR，CS＝CR，R1＝RS+RSOR2＝RL+Rr...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，张福亮，李敬，王玉泽，李铁成，朱配清，赵振江，孙哲锋，陈睿，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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