無線功率傳輸課件

1、無線功率傳輸基本知識電氣工程系 李金剛目 錄無線功率傳輸背景及概念無線功率傳輸分類、原理及應(yīng)用無線功率傳輸研究熱點123 有線電能傳輸存在線路老化、尖端放電等易導(dǎo)致電火花的不安全因素 隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，如手機、筆記本、冰箱、電視等，太多的插座和電線給人們生活帶來不便有線電能傳輸不能滿足一些特殊場合場合的應(yīng)用，比如在海底中和礦場中等無線功率傳輸背景無線電能傳輸無線功率傳輸概念無接觸式電能傳輸又名Contactless Power Transmission （CPT）英文名無線功率傳輸Wireless power Transmission（WPT）英文名就是不使用導(dǎo)線連接而借助于電磁場或電磁

2、波等軟介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞的一種技術(shù)顧名思義無線功率傳輸主要分類19世紀(jì)中后期美國著名電氣工程師尼古拉特拉斯提出了無線電能傳輸?shù)母拍?，并進(jìn)行相關(guān)研究20世紀(jì)80年代以電磁感應(yīng)耦合方式為主的無線電能傳輸技術(shù)開始被關(guān)注無線電能傳輸主要發(fā)展進(jìn)程20世紀(jì)初期日本的H.Yagi 等人發(fā)明了一種能將能量以微波發(fā)送出去的天線 ，從此微波成為無線功率傳輸?shù)囊环N重要方式2007年麻省理工大學(xué)的馬林索爾賈西克教授和他的研究團(tuán)隊開辟出了一個無線電能傳輸?shù)男路较颍捍篷詈现C振技術(shù)微波式無線電能傳輸原理直流電先經(jīng)過電能轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成為微波，再由天線發(fā)射出去；接收天線再從這些攜帶能量的微波中吸收能量，最后通過微波轉(zhuǎn)換裝置再轉(zhuǎn)換

3、成需要的電能。無線接收微波式無線電能傳輸優(yōu)缺點優(yōu)缺點傳輸距離遠(yuǎn)：其傳輸距離遠(yuǎn)大于傳輸裝置的幾何尺寸；能實現(xiàn)大功率遠(yuǎn)距離的能量傳輸 （激光）優(yōu)點微波在空氣中傳輸過程中，能量衰減非常迅速，傳輸效率低，而且對人體有輻射 缺點衛(wèi)星微波飛機空間發(fā)電傳輸微波式無線電能傳輸應(yīng)用應(yīng)用感應(yīng)式無線電能傳輸基本原理電磁感應(yīng)式無線功率傳輸主要利用電磁感應(yīng)原理，采用松耦合變壓器或者可分離變壓器方式實現(xiàn)電能傳輸，因此其機理類似于可分離變壓器。工頻交流電直流高頻交流電一次測二次測感生電勢電力變換負(fù)載整流濾波高頻逆變感應(yīng)式無線電能傳輸優(yōu)缺點優(yōu)缺點能實現(xiàn)較大功率的傳輸 （KW級）；且傳輸效率較高；優(yōu)點對磁路的設(shè)計要求比較苛刻，

4、傳輸距離很?。ǘ嘣赾m范圍內(nèi)） 缺點感應(yīng)式無線電能傳輸應(yīng)用應(yīng)用手機充電電動汽車充電電動牙刷充電等耦合諧振式無線電能傳輸基本原理系統(tǒng)構(gòu)成如下：工作原理流程為：耦合諧振式無線電能傳輸優(yōu)缺點優(yōu)缺點傳輸距離較遠(yuǎn)（相對于感應(yīng)式，能達(dá)到米級）；能達(dá)到較高的傳輸效率；優(yōu)點電路必需工作在諧振狀態(tài)，一旦失諧，傳輸效率迅速跌落，且需要較高的工作頻率（百KHz甚至MHZ級別）缺點耦合諧振式無線電能傳輸應(yīng)用醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域植入式醫(yī)療設(shè)備，如心臟起搏器、消化道微診療系統(tǒng)等工業(yè)特殊場合 水下機器人、化工設(shè)備中的檢測裝置等智能家居的實現(xiàn) 家用電器：如無尾電視、無尾餐桌等，便攜式電子設(shè)備無線電能傳輸研究熱點傳輸距離遠(yuǎn)傳輸效率高應(yīng)用范圍廣研究熱點磁耦合諧振式無線電能傳輸耦合諧振式無線電能傳輸研究熱點 高頻逆變技術(shù)耦合式無線電能傳輸需要很高的頻率，而高頻逆變則涉及逆變電路的選型、電力電子器件的損耗等諸多問題 諧振器的設(shè)計諧振器線圈設(shè)計、諧振補償結(jié)構(gòu)、線圈材料等都會影響系統(tǒng)的傳輸效率