無(wú)線電力傳輸綜述

無(wú)線電力傳輸綜述摘要：現(xiàn)在社會(huì)的快速推動(dòng)下，科技水平越來(lái)越高了。傳統(tǒng)的輸電方式也逐漸被淘汰了，無(wú)線電力傳輸順利進(jìn)入了人們的眼界。不需要傳統(tǒng)的電力線路，通過(guò)無(wú)線的方式傳送電，在經(jīng)由特定的裝置接受發(fā)出的電波，達(dá)到無(wú)線的目的。這樣既節(jié)省了金錢(qián)，又有利于路線的治理。本文就對(duì)無(wú)線電能傳輸?shù)陌l(fā)展、分類(lèi)、發(fā)展前景和應(yīng)用以及面臨的問(wèn)題做了簡(jiǎn)要論述。關(guān)鍵詞：無(wú)線電能傳輸綜述0引言無(wú)線電力傳輸就是用不接觸的方式傳送電能的同時(shí)保證一定的效率和穩(wěn)定的輸送給使用者，保證效率盡可能的高，功率盡可能的大，這才是人們對(duì)無(wú)線電力傳送的需要。1無(wú)線電力傳輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)在所具有的輸電法有兩類(lèi)：拔插法和無(wú)線傳輸。是利用插頭和插座進(jìn)行接觸式電能傳輸?shù)模@樣的方法不僅對(duì)使用者來(lái)說(shuō)不安全也帶來(lái)了諸多不便。對(duì)于拔插式的充電方式不僅存在電火花甚至可能發(fā)生觸電事故，而且還有一定的接觸損耗和積塵，更有在暴風(fēng)雨的天氣大大加深了安全危險(xiǎn)。是以無(wú)線電能傳輸?shù)姆椒ň陀楷F(xiàn)出來(lái)了，如此法比傳統(tǒng)充電法更為的便捷、安全。當(dāng)人們利用電的時(shí)刻就想讓電能無(wú)線傳送。在19世紀(jì)，天才科學(xué)家特斯拉為無(wú)線電力傳送成功的打開(kāi)了第一扇大門(mén)，為未來(lái)的無(wú)線傳輸?shù)陌l(fā)展推動(dòng)了巨大的一步。他成功地創(chuàng)造出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理，并完美運(yùn)用在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上。但是工作效率不高和存在著安全隱患成功地阻礙了無(wú)線電力傳輸?shù)陌l(fā)展[1][2][3]。21世紀(jì)，科學(xué)家們經(jīng)過(guò)一系列的不懈努力，成功利用微波點(diǎn)亮了遠(yuǎn)處的燈泡，完成了從短短的幾米到一千多米的成功飛躍，展示了科學(xué)的無(wú)限潛力。在此基礎(chǔ)上，無(wú)線體一Qi的標(biāo)準(zhǔn)，讓全球受益。在如今充電聯(lián)盟隨之迅速崛起，摩托羅拉公司、麻省理工研究人員都在進(jìn)一步地解決無(wú)線充電效率問(wèn)題，邁向未來(lái)更高標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)線充電聯(lián)盟更是給出了磁場(chǎng)作為能量載個(gè)能量欠缺的世界情況下，太陽(yáng)無(wú)疑是最佳的能源，因而將太空中的大量太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能輸送到地球，成為了人們尋求的方針之一了！所以無(wú)線電力傳輸必須要進(jìn)行更飛速的發(fā)展[4][5]。在我國(guó)無(wú)線電力傳輸?shù)陌l(fā)展的起點(diǎn)比較的晚，研究的重點(diǎn)都落在了感應(yīng)式無(wú)線傳輸和磁耦合諧振無(wú)線傳輸上，中國(guó)科學(xué)院是最早的一批研究無(wú)線傳輸電能的單位，并在此基礎(chǔ)上取得了一些成果。2002年重大開(kāi)展了電能無(wú)線傳輸，研究出了一套電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線傳輸系統(tǒng)。2006年?yáng)|大的黃學(xué)良教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就電能無(wú)線傳的拓?fù)潆娐氛归_(kāi)了深入的研究，并對(duì)無(wú)線電能傳輸?shù)恼{(diào)頻技術(shù)投入大量精力。另外像浙大、哈工大、天津工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等和一些科研機(jī)構(gòu)都對(duì)電能的無(wú)線傳輸做了大量的基礎(chǔ)理論和科研研究[3]。隨無(wú)線電能傳輸熱點(diǎn)的不停升溫，我國(guó)舉行了一系列的科研研究會(huì)，對(duì)無(wú)線電能傳輸進(jìn)程中存在的難題和鉆研的難點(diǎn)做了進(jìn)一步的鉆研與切磋，對(duì)推進(jìn)國(guó)內(nèi)無(wú)線電能的進(jìn)程具備重要的意義。2無(wú)線電力傳輸?shù)姆诸?lèi)經(jīng)電磁感應(yīng)和能量的互換實(shí)現(xiàn)了無(wú)線電力傳輸，其傳輸法有：電磁感應(yīng)、電磁耦合、射頻、激光、微波等樣式。根據(jù)所需電力傳輸?shù)木嚯x，又可將其分為三大類(lèi)：短距離無(wú)線電力傳輸、中距離無(wú)線電力傳輸、遠(yuǎn)距離無(wú)線電力傳輸[1][2]。以下將一一作介紹：2.1短距離無(wú)線電力傳輸電磁感應(yīng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)線電力短距離傳輸，以磁場(chǎng)為根本，經(jīng)變壓器耦合的過(guò)程，變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)線圈會(huì)有感應(yīng)電流出現(xiàn)，電磁場(chǎng)能夠疏忽非金屬材質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能從發(fā)射端到接收側(cè)無(wú)線傳送的功效。電磁感應(yīng)原理適用于短距離傳輸和為小型電子設(shè)備提供能量。一般短距離傳輸?shù)淖畲缶嚯x為10cm，超過(guò)這個(gè)限制就需要應(yīng)用到以下兩種方式了。2.2中距離無(wú)線電力傳輸無(wú)線電力中距離的傳輸能依靠電磁共振和射頻。電磁共振是利用接收天線自己自帶的固有頻率和發(fā)射電能的電磁場(chǎng)頻率相一致時(shí)會(huì)發(fā)生電磁共振，產(chǎn)生強(qiáng)電磁耦合作用，利用此方法實(shí)現(xiàn)電能傳輸。射頻電能輸出是采用功率放大器件輸出的發(fā)射信號(hào)，通過(guò)一系列的檢波、整流過(guò)后供給所需的負(fù)載設(shè)備。2.3遠(yuǎn)距離無(wú)線電力傳輸激光和微波能用于遠(yuǎn)距離的電能非接觸傳輸。發(fā)射端發(fā)送到遠(yuǎn)端的接受端處，在經(jīng)過(guò)整流、調(diào)制等操作得到所需電能。以微波為例，先將電能轉(zhuǎn)換成微波的形式，微波穿透性很好，可穩(wěn)定的達(dá)到接收端，在經(jīng)過(guò)整流、濾波等工作作用到所需負(fù)載端。激光傳輸電能的方式和微波大體類(lèi)似，都能較平穩(wěn)地穿越物體得到所需的遠(yuǎn)距離電能。3無(wú)線電力傳輸?shù)膽?yīng)用和前景在這個(gè)倡導(dǎo)節(jié)約、環(huán)保、簡(jiǎn)潔的社會(huì)環(huán)境下，無(wú)線輸電必然是一個(gè)前途遠(yuǎn)大的項(xiàng)目。既可以節(jié)約導(dǎo)線節(jié)省材料，又可以減少鋪設(shè)線路的規(guī)劃，達(dá)到完全的利用率?，F(xiàn)代好多機(jī)械設(shè)備隨處可見(jiàn)應(yīng)用到了無(wú)線電力傳輸?shù)募夹g(shù)，例如：醫(yī)療、交通、航空航天、衛(wèi)星、導(dǎo)航、汽車(chē)電源、小型電子設(shè)備、手機(jī)充電等各行各業(yè)⑷［6］。在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)有著得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)，太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能充足完全可以轉(zhuǎn)換成電能，但如果像城市一樣需要建設(shè)電力線路的話將非常的棘手，安全、成本等也會(huì)成為一道道障礙，但是無(wú)線電力傳輸?shù)某霈F(xiàn)不光解決了資源的利用，更是節(jié)約了成本，提高了安全［6］［7］。隨著無(wú)線電力技術(shù)的快速成長(zhǎng)，不光在高科技面前有著很好的應(yīng)用，在我們的日常生活著也是隨處可見(jiàn)的。人們目前所使用的iPhoneX就采用了無(wú)線充電技術(shù)，利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線充電，擺脫了原有充電器的諸多不便，這勢(shì)必在手機(jī)市場(chǎng)上掀起一陣狂潮的。手機(jī)實(shí)現(xiàn)了無(wú)線充電的功效，電腦、平板等也接踵采取無(wú)線充電的方式，讓人們過(guò)的加倍便捷。未來(lái)的發(fā)展更離不開(kāi)無(wú)線電力傳輸技術(shù)了，能源是人們一直在關(guān)注的問(wèn)題，太空中的大量能源都有望通過(guò)激光、微波的方式傳送到地球，那就更需要大力研發(fā)無(wú)線電力傳輸技術(shù)了。未來(lái)的世界也必將是簡(jiǎn)單的環(huán)境，傳統(tǒng)的電力橋架等都會(huì)被無(wú)線輸電所取代的！4無(wú)線電力傳輸?shù)膯?wèn)題無(wú)線電力傳輸如今最大的困難在于傳輸率不高和傳輸間距有限。無(wú)線電波在傳輸過(guò)程中會(huì)向四面八方進(jìn)行擴(kuò)散，不易于集中，特別是微波在傳輸過(guò)程中能量消散的更快，所以我們所接受到的能量就比發(fā)出的能量衰減了很多。傳輸?shù)拈g距越遠(yuǎn)，能量耗的就越多，所得的也就相應(yīng)削減了不少。無(wú)線傳輸要設(shè)置出一個(gè)全球的通用標(biāo)準(zhǔn)，減少干擾，獲得更好利用率［6］。參考文獻(xiàn)：［1］朱漢,徐暢,竇晨旭.淺談無(wú)線電力傳輸與最新應(yīng)用［J］.技術(shù)應(yīng)用,2014,3(20):94.曾翔.無(wú)線電力傳輸技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新論壇,2010年10期.黃學(xué)良，譚琳琳,陳中等.無(wú)線電能傳輸技術(shù)與應(yīng)用綜述[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2013,28(10)：1-11.谷麗萍.令人期待的無(wú)線電力傳輸及其發(fā)展[J].技術(shù)前沿,2012年01