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无线能量传输国内外研究现状综述

时间:2019-10-05 20:31来源:毕业论文
国外研究现状首先提出磁耦合谐振式无线能量传输(Witricity)的概念的是 (MIT)物理学助理教授Marin Soljacic为首的研究团队[3]。MIT的研究者认为,两具有相同谐振频率的物体在耦合谐振时,可

国外研究现状首先提出磁耦合谐振式无线能量传输(Witricity)的概念的是 (MIT)物理学助理教授Marin Soljacic为首的研究团队[3]。MIT的研究者认为,两具有相同谐振频率的物体在耦合谐振时,可高效率的交换能量。与其他介质相比,磁场更适合也较容易在生活应用,以此提出了以交变磁场为耦合介质的电磁谐振无线能量传输理论[6]。如图1.1所示,单匝铜线环 A 为驱动回路的线圈,用于产生高频磁场;S和D组成耦合谐振系统,其参数相同,相隔一定的距离放置。S感受A提供的高频磁场并发送无线能量,D接收能量并产生磁场;导线环 B 感应接收螺线管 D 周围磁场,并作为电源与负载(灯泡)连接。A、B 的放置方向与 S、D 垂直,以免妨碍同轴放置的S 和D 的强耦合谐振。18915
 MIT 磁耦合谐振式无线能量传输技术原理
图1.2  MIT 磁耦合谐振式无线能量传输技术原理
Intel西雅图实验室的Joshua R. Smith研究小组于2008年8月在MIT磁共振技术基础上开发出可为笔记本或PDA等电器充电的装置,能够通过无线方式在lm距离内以高达75%的效率给60W灯泡提供电力。
2008年9月, G.E.Leyh使用复杂的间隔线圈方式成功的用无线方式将800W电力传输到5m远的距离。他首先提出三种可能的耦合机理: (1)通过大地电流耦合传输能量(但其后通过独立接地实验和 Ansoft 有限元仿真否定了该传输机理);(2)通过电极产生耦合电场传输能量;(3)自感线圈产生交变磁场耦合传输能量[6]。论文网 源`自<六:维;论-文>网/www.lwfree.cn
  美国内华达州雷电实验室的无线电力传输装置
匹兹堡大学孙民贵教授从2008年开始领导课题组深入研究了对植入体内的电子器件的无线能量传输,利用一个 ,在圆筒形树脂绝缘材料上粘贴厚度为0.2mm~lmm的薄铜片,并在绝缘材料背面垂直于线圈绕向 。实验结果为,在200mm距离上,可以50%的传输效率传输2.5w的功率。
东京大学的研究者Takehiro Imura在改进磁耦合谐振无线能量传输模型后,提出将应用于电动汽车充电系统[5]。
 磁耦合谐振无线充电技术应用于电动汽车
    但他他们仅是描述无线能量传输过程而未阐述负载阻抗的具体链接形式。日本富士通公司在两年后,以磁谐振无线电能传输技术为基础,制作了一个实用的充电设备。测试结果显示,其不仅能够达到15cm左右的传输距离,实现多个设备同时充电,而且当多个设备同时充电时,设备对充电器的耦合不产生影响,因此也无需对设备限制位置。测试结果还表明,采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间大幅度减少,只有当前的一百五十分之一[15]。
  国内研究现状
哈尔滨工业大学是国内较早进行这一领域研究的。从2007 年开始,他们不仅建立了能量传输的数学模型,还制作了无线能量发射装置、接收装置和传输装置,并对传输距离特性和提高传输距离的方法进行了实验研究。还重点研究了 [3-6]。提出了磁耦合谐振式无线能量传输的驱动装置的一种结构,还分析了能量传输时的电能损耗 [7-8]。
2008年重庆大学于攻克了目前无线电能传输的主要难题和关键技术,并建立了完整的理论体系。其自主开发的无线能量传输装置样机,以磁耦合共振为理论基础,可以52%的传输效率传输60W的功率,最远传输距离达到80cm。
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华南理工大学则主要从电路的角度建立数学模型,以分析传输距离、线圈的尺寸等对无线能量传输的传输效率的影响。设计了不同的无线能量传输装置,通过改变一系列线圈尺寸,以对比的方式实现装置的优化。频率跟踪系统也被设计来解决基于磁共振耦合的无线电力传输系统中出现的频率失谐和传输效率降低的问题[10-12]。 无线能量传输国内外研究现状综述:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20191005/40227.html
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