[发明专利]一种串联型自治分数阶电路电场耦合无线电能传输系统

权利要求书

1.一种串联型自治分数阶电路电场耦合无线电能传输系统，其特征在于：包括分数阶发射电路、分数阶串联型接收电路和耦合电容金属极板，所述分数阶发射电路和分数阶串联型接收电路通过并联的两个耦合电容金属极板(C_c1、C_c2)相连，进而通过电场耦合方式实现无线电能传输；所述分数阶发射电路包括串联连接的阶数大于1的原边分数阶电感(L_β1)和阶数小于或等于1的原边分数阶电容(C_α1)，所述原边分数阶电感(L_β1)具有负电阻的性质，为电路提供能量，且其工作频率和感值在阶数固定时能够自动跟随系统参数变化，使系统的传输效率和输出功率对系统参数变化具有强鲁棒性，恒定不变；所述原边分数阶电感(L_β1)的视在功率恒定，并且具有两种工作模式：一是分数阶电感的阶数恒定，工作频率和感值自动跟随系统参数变化以保持分数阶电感自身稳定工作，二是工作频率固定，阶数和感值自动跟随系统参数变化以保持分数阶电感自身稳定工作；所述分数阶串联型接收电路包括串联连接的阶数小于或等于1的副边分数阶电感(L_β2)、阶数小于或等于1的副边分数阶电容(C_α2)和负载(R_L)，其电流增益恒定不变，其输出功率和传输效率恒定不变的耦合区间取决于负载(R_L)电阻，负载(R_L)电阻越小，临界耦合距离就越远，有利于实现更大功率负载的远距离无线供电。

2.根据权利要求1所述的一种串联型自治分数阶电路电场耦合无线电能传输系统，其特征在于：所述原边分数阶电感(L_β1)和副边分数阶电感(L_β2)的电压、电流微分关系满足：相位关系满足：其中，i_L为分数阶电感的电流，u_L为分数阶电感的电压，β为分数阶电感的阶数，L_β为分数阶电感的感值，为分数阶电感的相位，并且原边分数阶电感的阶数1<β<2，副边分数阶电感的阶数0<β≤1。

3.根据权利要求1所述的一种串联型自治分数阶电路电场耦合无线电能传输系统，其特征在于：所述原边分数阶电容(C_α1)和副边分数阶电容(C_α2)的电压、电流微分关系满足：相位关系满足：其中，i_C为分数阶电容的电流，u_C为分数阶电容的电压，α为分数阶电容的阶数，并且0<α≤1，C_α为分数阶电容的容值，为分数阶电容的相位。