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無線電能傳輸范例6篇

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無線電能傳輸

無線電能傳輸范文1

[關鍵詞]無線電能傳輸技術;綜述;應用前景

前言

無線電能傳輸技術有名無接觸電能傳輸技術,是指一種借助于電磁場或電磁波進行能量傳遞的技術,目前我國對此技術還在繼續研究階段。現在的無線電能傳輸是由電磁感應式、電磁共振式和微波電能傳輸方式三種方式來實現的。由于越來越多的電子產品的出現,為人們的生活帶來了極大的方便,但是傳統的通過導線或者插座充電的電力傳輸方式已經逐漸不能適應更新換代極快的電子產品了。人們希望能有更加新型的電能傳輸技術來取代的傳統電力傳輸方式,從而來消除紛亂電源線給人們帶來的巨大困擾。因此,無線電力傳輸技術便很自然的順應了人們的需求,隨之便走進了人們的日常生活以及各個所需要的領域。

1.無線電能傳輸技術在我國的發展

我國在無線電能傳輸領域的研究是從2000年才開始的,與世界其他國家相比,我國對于該領域的研究相對較遲。起步初始時,主要是研究直接耦合的方式并將其應用于汽車上。從2007年開始,我國對無線電能傳輸技術的研究逐漸加大了力度,投入了大量的心血。從這幾年的研究群體來看,科研工作者主要是國內的知名高校、科研機構以及一些科技公司,其中具有代表性的有浙江大學、哈爾濱工業大學、青島科技大學以及中科院、海爾集團等學校或機構組織。其中最為重要的,在研究過程中具有里程碑意義的是在2010年CES展會上,海爾應用無線電力傳輸技術推出了一款無尾電視,接著在2011年,海爾集團與山東的幾所高校聯合,在超前技術研究中心共同繪制完成了“無線電力傳輸產業技術路線圖”。未來幾年,無線電力傳輸新興產業將隨著科技水平的不斷提升而加速發展,將會達到的產業規模會帶來巨大的經濟效益,并同時在全國范圍內出現新的經濟增長點,從而帶動國家經濟的發展。再這樣的發展速度下,作者相信無線電能傳輸技術完全進入我們的生活將指日可待。

2.目前無線電能傳輸技術的實現方式

作者在前文中提到過,按照原理來分,目前在已經出現的無線電能傳輸技術中,主要有電磁感應式、電磁共振式以及微波電能傳輸方式三種技術方式。其中電磁感應式是利用變化中的電流來通過初級線圈而產生磁場,由變化的磁場再次通過次級線圈感應出電場,從而來達到電能的傳輸。這種方式是無線電能傳輸中目前出現最早、發展最快、應用最多的技術。而電磁共振式技術,它將天線固有的頻率與發射場電磁頻率相一致時引起的電磁共振接收后,通過電磁耦合的共振效應來達到電能傳輸,2007年的MIT就是通過這種技術方式來實現的。這種共振技術方式適合在短距離內使用需要大功率電源的機器,如汽車、電冰箱等。所謂的微波電能傳輸技術,是將電能轉化為微波,讓電力以微波的方式發射,然后微波經自由空間傳送到目標位置,通過微波輻射的方式到達接收端,轉化成直流電能的技術。一般的微波電能傳輸方式距離比較短,通常為10m左右,而且這種技術方式功率小,傳輸效率低,應用的范圍也較小。正常情況下,研究人員都會用前兩種技術方式來進行具體的實驗和操作,但微波電能傳輸技術也可以在近距離內被較小拱了的電器使用,如麥克風、電吹風等。以上三種無線電能傳輸的技術方式是研究中必不可少的,在整個研究領域內具有非常重要的地位。因此科研工作者對這三種技術方式的研究從來沒有放松過,要想將無線電力傳輸技術應用于其他領域,必須對這三種技術方式最夠熟悉的掌握其主要內容,為后面的研究打好基礎。

3.目前無線電力傳輸技術所面臨的問題

無線電能傳輸技術在我國雖然不是一個新的概念,但是它的新技術和新應用的引入已經使它成為一門新的值得研究的學科。雖然目前我國無線電能傳輸技術在不斷的進步,但是在研究過程中仍然會有很多的問題存在。比如在無線電力傳輸的效率和距離的計算,高頻功率電源和整流技術等問題仍沒有得到比較好的解決。而被研究出來的高頻電源方案在運用于實際生活中都普遍存在著效率低下、設計復雜等問題的缺陷,并且無線電力傳輸技術在系統控制方面也存在著較明顯的問題。在研究如何能更好的利用無線電力傳輸技術時,還要考慮電磁輻射對人身是否安全和是否會對周圍環境造成不利的影響。由于無線電力的傳輸不像傳統的供電方式那樣可以在傳輸路徑上得到很好的控制,它是通過微波的發射來來傳輸電力的,所以如果有高能量的能量密度出現,則會對人們的身體安全帶來影響。還有就是系統整體性能有待提高整體傳輸效率低。其主要原因還是由于能量的控制難以掌握,科研工作者還是無法達到能量的對點傳送,在整個傳輸的過程中仍然會通過散射的方式來損耗掉一部分能量,這樣的低效率甚至是影響整個系統效率的關鍵因素。但是隨著電子傳輸技術的不斷進步,傳輸的效率也會逐漸提高,所以控制好微波的傳輸密度也是研究人員目前面臨的一個比較嚴重的問題。

4.我國無線電力傳輸技術的應用前景

目前,在世界范圍內,無線電力傳輸技術已經被應用與許多領域,比如在便捷通訊、交通運輸領域、水下探測應用、航空運輸領域、醫學器械領域等眾多領域,而且有較明顯的成就。因為中國對無線電力傳輸這一快的研究起步比較晚,所以目前還不能將其運用于這么多領域內。但是從目前的研究速度和投入力度來看,我國對無線電力傳輸技術這一領域的研究是特別重視的,而且每一年都會取得巨大的進步。所以,作者相信在未來的10-20年間,我國會將無線電力傳輸技術運用于各個領域,將會涉足于工業制造、農業生產、家庭的日常生活以及航空航天的各個角落,從而使我國人民的日常生活更加便捷,提高人們的生活品質并且有效的起到節約能源、電能的作用,為能源的節約開辟了一條新型的道路。當有一天,無線電力傳輸技術運用于在我國被普遍運用,利用微波傳輸輸電能的技術,來解決電網的死角,將會對我國落后偏僻地區有巨大的影響,將會帶動這些偏僻落后的地區走上快速發展的道路。

結語

無線電力傳輸是一項很有發展前途的新技術,因為其特有的安全性、便捷性而成為了現在人們研究的熱點問題之一。盡管它也存在著一些很明顯的缺點,如穩定性差、系統傳輸難以控制、傳輸效率低等。但作者相信在廣大科研工作者的努力下,這一技術的發展將會有更好的條件、更光明的前景。未來,無線電力傳輸將會完全取代傳統的電力傳輸方式,并且將會不斷融入人們的生活當中,逐漸改變人們的生活方式,讓人們真正實現過無線生活的夢想。雖然這個過程會經歷很多的艱辛,歷經很長的時間,會伴隨著無數次的實驗與失敗,但是作者認為只要堅持著不要輕易放棄,就會達到我們所期望得到的目標。

參考文獻

無線電能傳輸范文2

關鍵詞:無線電能傳輸;功率;效率;因素

在19世紀80年代末期,人們開始研究無線電能傳輸的相關技術,直到2007年,美國麻省理工學院通過利用諧振原理初步取得了這方面的研究成果。目前,該技術在多種領域得到了應用和推廣,如醫療器械等。這項技術在各個領域中的應用,不僅給人們的生活帶來了更多的便利,還促進了科學技術的進一步的發展。下面筆者就針對這項技術進行理論分析。

1無線電能傳輸系統中傳輸功率和效率的理論分析

1.1無線電能傳輸系統中傳輸功率和效率的分析

現階段用于分析和研究諧振耦合電路所使用的方法理論主要包括電路和耦合模。耦合模理論能夠宏觀地描述出其運行的原理,但無法根據各種參數詳細地說明該系統所具有的各項功能。而電路理論相較于耦合模理論,能準確描述出影響該系統傳輸功率以及效率的不同參數。根據相關資料顯示,這2種理論在研究該系統傳輸功率和效率方面具有同等作用,因此,本文所采用的研究方法是電路間的互感理論。傳輸系統通常是由發射、接受、負載以及電源4個部分裝置構成的。

1.2無線電能傳輸系統中阻抗的分析

以諧振耦合電路為例進行分析,其基本的工作原理是只有選擇頻率相同的2個物體,才能夠實現物體間能量的傳輸。根據相關的輸出定理能夠清楚地了解到,當2個物體間的阻抗為共軛關系時,2個物體間的傳輸功率能夠達到最大值。而阻抗不為共軛關系時,將會大大影響物體間傳輸功率。所以,為了增加2個物體間的傳輸效率,提高傳輸功率,應選擇阻抗具有共軛關系的2個物體。若選擇了不相符的物體,極容易損壞相關的儀器。因此,在該系統中應盡量選擇阻抗相匹配的物體,然而在實際的選擇中,難以選到阻抗十分匹配的物體,通常選擇具有相似阻抗的物體。

利用諧振耦合電路進行傳輸的系統主要包括2種電路和4種系統,其中電路包括正弦和功放2種電路,系統包括負載、調壓以及電磁發射和接收4種系統。通過該系統構成的結構能夠知道,上述4種系統能夠構成功放電路的負載。圖1便是該系統2種等效的電路模型。

該電路模型中,VS是該電路的電源,R為電路中各部分的電阻,L線圈的電感,M表示每兩組線圈之間的互感系數,C則代表各部分的電容。在此電路模型當中,以上敘述的為主要參數,其他影響較小的參數可忽略不計。

通過利用相關的公式能夠計算出其整體的阻抗,影響整體阻抗的參數一共有5個,分別為頻率、激磁和發射線圈之間的互感系數、發射和接收線圈之間的互感系數、接收和負載線圈之間的互感系數以及負載電阻。這5種參數一旦發生變化,將會大大影響系統傳輸功率的大小和傳輸速率的有效性。

2實驗研究與分析

2.1頻率對傳輸功率和效率的影響

接收線圈與發射線圈長度為30cm,其中負載阻抗為60Ω,在對其進行研究時,對發生器進行調節,使其傳輸頻率逐漸增加,將得到的功率以及效率繪制成圖2,并對其進行研究。

根據圖2可以發現,在機械工作過程中,功率與效率不是隨著頻率的增長而無限增加的,是先進行一個階段的增長之后,又有一定的下降趨勢,在8.7MHz時,效率與功率同時達到了頂峰。根據這一現象就可以發現,在這一設備中,頻率對負載阻抗具有一定的調節作用,如果要使設備的效率達到最高,就可以改變頻率,使設備內的負載阻抗進行調節。2.2M23對傳輸功率和效率的影響

在研究的裝置中,所使用的是50Ω的負載阻抗,將輸出的頻率保持不變,固定在8.7MHz,將設備中各項圈的距離不斷地增加,將測得的結果繪制成圖3,并對隊形進行分析。

根據圖3的分析可以發現,在線圈距離較短時,隨著距離的增加,功率與效率有一定的增長趨勢,而距離達到了一定程度后,就會發現,功率與效率具有明顯的下降趨勢,在本文的實驗中功率達到最大值時兩線圈之間的距離為14cm,效率達到最大值時兩線圈的距離為20cm。這就能很好地表現出線圈距離的遠近對負載阻抗有重要的影響,根據使用功率的要求,對線圈之間的距離進行更改,使設備在使用過程中發揮出重要的作用。

2.3M12:和M34傳輸功率與效率的影響通過研究發現,實驗裝置的負載數值為50Ω純阻性負載,在發射信號時,其頻率保持在8.6MHz期間,發射線圈以及接受線圈之間的距離保持為20cm左右。對信息分析可知,把激磁線圈與發射線圈間距離調整時,M12的數值也隨之發生改變;如果改變接受線圈和負載線圈時,M34的數值也發生了改變,發射線圈和接受線圈電壓波段產生變化。可以得出

結論,M12:和M34對于負載抗阻有很大影響,兩者一旦發生變化,模塊的輸出功率也發生變化。

無線電能傳輸范文3

關鍵詞:WPT 磁共振 傳輸功率 固有頻率

中圖分類號:TM724 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)04(b)-0042-01

無線電能傳輸WPT是不借助任何接觸類的電器元件是電源和設備之間完成電能傳輸的方式。已知的無線電能傳輸技術,根據實現的方式和原理又可分為感應耦合式傳輸、電磁共振耦合式傳輸、無線電射頻傳輸、微波傳輸和激光傳輸等。2007年7月6日,MIT的助理教授Marin Soljacic[1]領導的6人小組正式在科學雜志上發表了他們關于磁共振無線電能傳輸技術方面研究的文獻,并且成功利用該成果點亮了2m外功率60w的燈泡,傳輸功率達到了40%。共振的優勢在于可延長傳輸距離,該技術可望在電動汽車、工業機器人、航空航天、軍事、無線傳感器網絡等領域大力發展。

1 基本原理

電磁共振的磁場強(近場)無線能量傳輸是多個學科交叉技術,其工作原理和傳輸的頻段物理模型介于無線電波傳輸理論和傳統電路模型之間,通過了解無線充能的這種基本原理和模型構造方便我們深入的進行探索。

一個電感和一個電容可以構成一個LC諧振電路,當電感或者電容的能量被激活的情況下,在不考慮能損的理想情況下,電能會周期連貫的以電感中的磁場和電容中的電場為媒介儲存,這樣能量周期交替儲存過程在電路理論中被稱為諧振。這個震蕩電路電感附近的磁場在這樣周期性儲能變化中會產生一種交變磁場。當選取兩個諧振器當發射端和接收端并調節震蕩頻率一致時,發射端一側的諧振器磁場激發,磁場中的部分磁力線會在另一側諧振器的電感線圈中交聯,諧振電路電感激發的磁場是一個交變磁場,又電磁感應原理交變磁場的磁力線的交聯部分通過另一側諧振器電感線圈時,變化的磁場會產生電場。兩個諧振器的諧振頻率且相同,交變磁場產生的電場會儲存于另一側的諧振器電容中。 這樣一個過程讓發射端的諧振電路中的能量傳輸到了接收端一側。

2 電路分析

通過上面的介紹可知能量傳輸答題經過三個階段,而磁耦合諧振式(WPT)系統大體上由兩個回路構成:高頻電源和發射線圈回路;負載和接受線圈的回路。如果單純從場的角度理解頗為復雜,我們可以簡化為二回路的互感電路模型如圖2所示。這種方式屬于單對單的傳輸模式,而且單純利用的是近場的耦合傳輸電能的原理,不利于提高傳輸的距離和效率也不利于實現閉環的控制。所以現有的實踐研究表明通過防止中間諧振裝置可以提升傳輸的距離和效率,也就是在原有的基礎上加入諧振發射回路,和諧振接收回路。這種四個回路三次互感的機制我們同樣可以簡化為二回路的等效電路分析

其中V1是發射端回路的交流電壓(來自高頻電路由于互感系數不變而為定值)。 R1為發射端回路的等效電阻;C1為發射段回路的等效電容(此處使用了p/p拓撲即發射和接收端都并聯諧振);L1為發射端電路的等效電感;M是L1、L2的互感系數;D設為發射線圈和接收線圈之間的距離;L2、R2、C2是接收端與上文意義相同的的參數;i1 和i2分別為兩個回路中的電流;RL為接收端連接的等效負載電阻;Vo設為輸出電壓。

使用等效電路讓復雜的模型得到簡化進而簡化計算,聯立方程[3]最后可以得到傳輸效率公式:

ü飧齬嬌梢鑰吹降縋艽淶男屎突ジ邢凳⑾⑾喙兀飧雋渴艿槳ㄏ呷Φ綹校癡衿骶嗬耄刃У繾璧攘康鬧圃跡鈧匾氖且Vば癡窠瞧德飾衷詮逃釁德噬希頤強梢醞ü傻韉牡縟藎鶻詰刃У縟蕁?

3 結語

磁共振式的無線能量輸送不論是在應用前景上或是在未來的科研探索上都是濃墨重彩的一筆,相比較而言它比其他的無接觸式的電能傳輸而言它有著更多的使用價值。雖然在實際應用的大型高效性上有著技術瓶頸亟待解決,但是我們有理由相信不就得將來我們不再使用電線電纜,這需要科研工作者一次次實驗改進,同時也需要社會企業的扶持和幫助。2010年海爾公司就曾經展示過它的“無尾”電視,該產品正是利用磁共振無線傳能的原理。我們希望也有更多產品一步步引領科技前沿,在各個領域都有WPT技術的身影。

參考文獻

[1] 范興明,莫小勇,張鑫.磁耦合諧振無線電能傳輸的研究現狀及應用[J].電工技術學報,2013,28(12).

無線電能傳輸范文4

關鍵詞:無線電能傳輸;磁耦合諧振;傳輸功率

無線電能傳輸是一種新型的電能傳輸方式。該技術在導線無需直接連接的情況下,就可將電能以無線的形式進行傳輸,省去了使用導線的不便,并且用電安全[1]。自從2007年MIT學者Marin Soljacic等人首次提出通過線圈諧振耦合的方法,磁耦合諧振式無線電能就成為國內外機構和學者的研究熱點,因具有傳輸效率高、傳輸距離遠、傳輸功率大等優點,從而該技術得到了廣泛研究與應用[2]。

1 磁耦合諧振式無線電能傳輸原理

磁耦合諧振式無線電能傳輸系統結構框圖如圖1所示。系統包括發射端和接收端,接收端由高頻逆變電路和發射線圈構成,接收端包含接收線圈、整流濾波電路和負載。發射線圈和接收線圈分別構成兩個相互匹配的LC諧振電路。在高頻信號的驅動下,當發射端電路頻率接近發射線圈的固有頻率時,發射諧振線圈回路不斷產生電磁波向空間發射,在近場區形成交變磁場。而接收諧振線圈經過磁耦合諧振接收空間電磁波,再將接收到了高頻電流進行整流濾波供給負載,從而實現了電能的無線傳輸。

2 系統模型與仿真

根據磁耦合諧振無線電能傳輸技術的相關理論,通過兩個耦合線圈實現電能的傳輸。高頻交流電源為Us,發射線圈和接收線圈電感分別為L1和L2,電容為C1和C2,R1和R2分別是發射端和接收端等效電阻,負載用RL表示,M為互感。當系統電源角頻率為ω時,則兩線圈自阻抗分別是:

式中,D為兩線圈距離,n1,n2分別為發射與接收線圈匝數,r1,r2分別為發射與接收線圈半徑。由于兩線圈參數和結構相同,可令n=n1=n2,r=r1=r2。

結合式(4)和式(6),可得出輸出功率與傳輸距離之間的關系式。使用Matlab仿真軟件繪制出磁耦合諧振式無線電能輸出功率和傳輸距離仿真圖,如圖2所示。由圖2可知,隨著傳輸距離的增加,傳輸功率先增大后減小。

3 結束語

文章對磁耦合諧振式無線電能傳輸工作原理進行了分析,建立了傳輸實驗模型,得出了系統輸出功率和傳輸距離的關系。利用Matlab仿真工具對系統輸出功率進行仿真,從中得出傳輸功率隨著傳輸距離先增大后減小的結論。

參考文獻

無線電能傳輸范文5

華麗登場

人造電能發現之初,就有人潛心研究無線傳輸電能的可能性,只不過當時的方法和原理研究無法達到實用的階段。在無線電發展了100多年之后,這種無線傳輸電能的方式再次被關注。

2007年6月,來自麻省理工學院的研究人員通過電磁線圈實現了距離2米的60W電力的傳輸。他們采用了全新的思考方式,采用了兩個能夠實現共振的銅線圈,依靠共振進行能量的傳輸。這跟聲音的傳播原理類似,唯一的好處就是能量損失更小,而傳播的能量密度更高。

隨即,專門關注無線充電的組織―無線供電共同體(Wireless Power Consortium)成立,他們現在的目標是通過120KHz的頻率,傳輸100W以上的能量。這個組織收羅了電源控制模塊的領軍廠商National和TI,羅技、飛利浦、奧林巴斯以及三洋和飛利浦的ODM廠商深圳桑飛也可能成為其用戶。

從此,無線電能傳輸揭開了新篇章。

最先受到鼓舞的是手持設備廠商。他們想通過更多的功能吸引用戶,但是電池局限使得很多創意無法實現,或者實現成本過于高昂。受到無線傳輸電能的啟發,Palm開始了新理論的奪冠之旅―最新的Palm pre將成為首批支持無線充電的手機,籍此在創新層面上超過了蘋果。

在Palm的網站上,有關于這個創意有長篇累牘的報道,這個特性會大大吸引那些對充電特別恐懼的用戶。擁有這個新功能,用戶只需要把設備放在特定的充電板上就可以了,而不需要專門的接口。

這是磁共振技術的新發展。與麻省理工學院研究的長距離電能傳輸不同,這種研究專注短距離的無線電能傳輸,通過垂直的磁場耦合實現電能的傳輸。這個技術能夠提供小功率場合,滿足不同小功率器件的充電需求。

作為最早研究無線充電的公司――Convenientpower,它推動了這個技術的發展。根據他們的介紹,這個座落在香港的公司能夠為幾乎所有的掌上設備提供無線充電解決方案。

如果面對超過50W的需求,這種技術有它的局限性。Fulton的技術更具有實用性,他們的產品能夠實現智能的耦合搜尋,傳輸的能量也更大。最高可以傳輸120V/1.4KW的能量,那就意味著吸塵器都可以不用電源線。Fluton也把它們的重心放在了家庭廚衛需要大功率電器方面。

比如提供一個電源桌子,上面可以任意擺放多個設備,只要總功率不超過限制就行。這樣插座、線頭就要省去很多,操作的自由感覺也很好。在一個視頻里,演示的工作人員把榨汁機擺放在無線供電的桌面上,相當有吸引力。

這樣,在無線供電共同體中,已經涵蓋了小功率的方案和大功率的方案。

關鍵在模塊

我們可以省去煩人的各種充電器。只要一個合適的充電耦合板就行了。Wildcharge已經在提供類似的產品,只不過產品非常昂貴,而且是針對某些特定的手機才有解決方案。目前,無線充電還沒有成為手機等手持設備的標準配備,因而改造和定制生產的成本還相當高昂。

Wildcharge的一個方案報價高達80美元。對于目前的手機價格,這雖然無法被輕松接受,因而無線充電暫時可能無法帶來市場方面的熱捧。但是,相信任何看了這個技術演示的用戶都會被深深吸引。

Wildcharge提供的技術類似于Convenientpower公司,屬于近距離的電源傳輸。雖然不需要手機與充電器有插座接觸,不過還需要放在特定的區域。但是與煩人的插座比起來,這已經有了巨大的進步。

Wildcharge能夠提供15W電力,因而可以滿足多個手持設備的充電。現在唯一的問題是如果沒有內置的無線充電模塊,這種充電設備將無法發揮作用。

Palm Pre采用的充電模塊與之類似。它同樣提供一個充電塢,不同之處在于充電器本身與手機是不需要有金屬接觸的,放置的方式也可以隨心所欲,只要滿足兩者的無線電能傳輸即可。

這也就意味著在未來的家庭和會議室里,隨處充電將成為可能。

無線充電模塊是改變這一切的關鍵。只要一個大一點的充電模塊就能解決所有問題,而不需要攜帶過多的設備。

這種方式對于軍用和醫療同樣有用。現在軍人承擔了戰爭信息終端的功能,他們背負的東西越來越多,電池消耗同樣巨大,其中有各種連線。根據美國國防部的報告,他們的士兵如果執行4天的任務,背負的電池將達到20公斤,而且過多的連線將大幅度降低可靠性。

移動醫療照明如果省略了長長的連線也將大幅度降低很多操作的復雜度。因而,無線電能的傳輸,從IT技術中成長,也將必然惠及多個領域。

從制造和設計的角度,我們將節省更多材料,這也是相當環保的主意。以現在40億部手機的保有量來看,未來一個手機一個充電器的模式將被拋棄。筆記本電腦也是如此,如果在所有的桌面上提供類似的充電方便,手持設備受到電池左右的歷史將被重寫。

因而,無線電能傳輸將節省很多材料,并且擁有巨大的靈活性,多個設備可以共享一個充電設備而不需要進行多次的變換。如果大功率的版本可以實現量產,家庭里的很多設備幾乎不需要再有插座之爭了。

各種標準的插座也將成為歷史。因而,無線“電”是相當值得期待的。

丟掉插座

新的磁共振方式解決了一個大難題,無線傳輸的損失幾乎降低到了可以忽略的地步。Fulton的設備可以實現98%的能量傳輸,比通過連線的方式效果還要好。

因而,在我們的未來生活里,手持設備全面換用無線充電毫無疑問。在我們的未來家裝中需要考慮的不是插座的位置,而是電源板的位置。如果Fulton真的能夠把1.4KW的功率實現傳輸,那么,多數設備的插頭都可以取消。

每個桌面都可以成為電源板,放在電源板上就可以實現電能的傳輸。對于筆記本電腦和投影機等設備尤其有用,那些有充電煩惱的用戶,將手機放在桌面上就可以實現充電,而不必為忘了充電煩惱。

這個模式可以從手持設備中蔓延。電視、電腦甚至地板,都可以構成類似的區域,只要在地板上行走,帶有線圈和發熱模塊的鞋子就能產生熱能,從而實現更有效率的加熱。甚至在衣服上構筑空調系統也不是不可能。

現在,各種充電設備無法統一,都各有標準,根源在于接口和金屬鏈接的限制使得設備無法統一。比如,在理論上,筆記本電腦的電源也可以為手機充電,接口的不統一限制了這種可能性。

無線電能傳輸范文6

【關鍵詞】智能無線充電公路控制系統探究性設計

1汽車與無線充電

汽車的發展引起了地球資源的過大消耗。清潔能源的利用成為了世界能源發展的重要問題。近年來,我國各部委推行了一系列政策法案支持和鼓勵新能源汽車的發展,并取得了一定的成效,然而,汽車充電速度和效率等問題卻嚴重制約著我國電力汽車行業的發展。如果能夠將無線充電技術運用到電力機車的充電上來,無疑將解決電動汽車在行駛途中充電速度慢、效率低的難題,這將從根本上加速電動汽車普及。

2無線充電技術原理

無線充電技術即不需要電纜就能夠將電力進行輸送的一項技術。無線充電技術根據無線輸電在空間不同的傳輸距離,有三種基本的傳輸形式:電磁感應短程傳輸、電磁耦合共振中程傳輸和微波激光遠程傳輸。其中,電磁耦合共振式傳輸由于其具有傳輸距離合適、傳輸效率較高的特點,在無線電力傳輸的設計中占主導地位。

3公路無線充電系統設計

3.1 電磁線圈的布置

根據電磁耦合共振電力傳輸技術的原理,電力傳輸的裝置需要包含兩個震蕩電路,即兩個相同頻率的電磁線圈:其中一個是發射裝置,與能量源相連,它利用振蕩器產生高頻振蕩電流,將電能轉換成磁場;另外一個是接收裝置,與電力機車的發動機相連,當該接收裝置收到發射裝置產生的同頻電磁波時,線圈中產生相應的振蕩電流,以此完成電能到磁場再到電能的轉換。

3.2 汽車位置傳感

在智能公路中埋設與電動汽車相匹配的無線充電線圈。利用電磁感應式傳感技術及單片機技術將行車感應信號感應信號轉化為數字信號傳至測控主機,使測控主機能夠及時準確開啟、關閉充電線圈。

3.3測控主機的設計

測控系統分為智能公路上的單片機系統(采集終端)和匯總數據進行控制的主機系統(主控終端)。智能公路的狀態需要回傳回主機,為了追求鏈路穩定,一般使用線纜進行數據傳輸。要求主機不僅能與智能公路進行通信,將數據采集回來,同時也應能夠發送命令控制智能公路如圖1所示。

3.4 軟件功能設計

主控終端的軟件應對多個采集終端的數據進行收集,并能夠實時對智能公路現在的狀況進行判別和分析,并下傳是否進行無線充電的指令。同時,主控終端還應依據傳感器的數據給每一輛車計算充電耗電量并儲存。采集終端的軟件應與主控終端始終保持連接,并能夠滿足以下幾個條件:一,將收集到的汽車ID號回傳主控終端;二,將傳感器的數據回傳主控終端;三,在主控終端發出充電開始的信號時,采集終端應能夠啟動電磁線圈,對附近的電力機車進行充電;四,測量該終端用來提供無線充電的電壓電流值,回傳主控終端。

3.5硬件系統設計

由于電動汽車的特殊使用環境和條件,其無線充電技術有以下特點:發射線圈和接收線圈存在位置偏移;車載裝置(接收線圈)必須要小型輕量化;電磁輻射安全問題需要得到得當處理;要對設備進行成本控制。因此,在采用采用共振式作為無線充電方案的基礎上,共振式無線充電系統的發射電路還應設計功率放大器和振蕩器和源線圈,考慮到高頻集膚效應影響,應采用表面光滑且導電性能好的紫銅材質,同時,應采用螺旋狀的振蕩器并按照同軸放置原則將其組裝,以確保傳輸效率的最大化。

4可行性分析

美國、日本和中國國內對無線充電的研究已初見成果。其中,重慶大學自動化學院研制出的無線電能傳輸裝置傳輸效率達70%。無線電力傳輸是完全有能力實現的,如何提高其傳輸的效率,使得無線電力傳輸真正能夠實現成本控制下的商業化運用是無線充電技術的關鍵。在控制系統的設計上,合理借鑒已有的智能電力控制系統及電磁感應等傳感模式,針對靈敏度測試、安全測試以及電力分配系統調控等重難點問題對系統進行分區試驗和反復調試,從理論上講,是完全能夠實現對控制系統的設計的。重點在于對系統的嚴密性的把握及操作的簡化。

5結語

智能無線充電公路控制系統的設計研究,將為電動汽車續航問題以及電能如何分配問題的解決提供有益借鑒,推動電動汽車的發展與普及、減輕城市公路系統的污染,達到智能分配電能的效果,推進社會的可持續發展。

參考文獻:

[1]張吉宇.車載信息與娛樂系統界面的交互設計[J].電子技術與軟件工程,2015(01).

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