近年来,无线电能传输技术在全球范围内得到了广泛的研究,实用化进展不断推进,逐渐在生活、医疗和工业领域得到应用。宇称时间对称无线电能传输是一种全新的无线电能传输方式,它将量子力学中的宇称时间对称原理应用于无线电能传输系统中。相比谐振式无线电能传输,该传输原理克服了功率分岔现象,使得在设计传输距离范围内,传输效率和传输功率保持稳定不变。然而,它存在传输功率小、输入电源频率变化、发射和接收电路固有谐振频率必须相等的问题。为此,本文提出一种本征频率恒定控制无线电能传输系统。它不仅具有输入电源频率恒定、发射端和接收端谐振频率不等优点,还可以实现系统的传输功率和传输效率恒定。本文开展了以下研究:1.系统论述谐振无线电能传输系统建模、效率优化、控制方法的发展现状,分析了谐振到宇称时间对称无线电能传输发展的必然性,阐述了宇称时间对称无线电能传输的优缺点,进而提出了本文研究思路和意义。2.根据SS型无线电能传输系统的耦合模型,分析了它的传输效率和传输功率与本征频率的关系,阐述了本征频率与频率分岔的关系,解释了宇称时间对称无线电能传输系统克服功率分裂的原因,说明宇称时间对称无线电能传输是SS型无线电能传输的一个特例,进而解析分析它的优点和局限性,为本文提出本征频率恒定控制的无线电能传输系统分析奠定理论基础。3.推导了本征频率恒定控制的无线电能传输系统实现条件,分析本征频率恒定情况下传输效率和传输功率的表达式,研究发射端与接收端两侧谐振电容的变化范围,阐述了饱和负电阻的作用,总结了它的几种实现形式,提出本征频率恒定控制策略,形成了本征频率恒定控制的无线电能传输机理。4.建立本征频率恒定控制无线电能传输系统仿真平台和实验平台,分析了高频交流电源、可调电容和传输线圈的设计思路和设计要点,分别对不同输出电压下的系统进行了仿真和实验。仿真结果、实验结果和理论分析相一致,验证了本文所提本征频率恒定控制无线电能传输系统的正确性和可行性。