无线输电关键技术及其应用研究
无线电能传输技术研究

无线电能传输技术研究一、引言无线电能传输技术作为一种新兴的能源传输方式,越来越受到人们的关注。
本文将对无线电能传输技术的研究现状和发展趋势进行介绍和分析。
二、无线电能传输技术的基本原理和分类无线电能传输技术是利用无线电波将能量从发射器传输到接收器的一种技术。
根据传输距离的不同,可以将无线电能传输技术分为近距离无线电能传输和远距离无线电能传输两种。
1. 近距离无线电能传输技术近距离无线电能传输技术主要应用于小范围内的能量传输,如无线充电技术。
该技术通过将能量转化为电磁波,并通过电磁场将能量传输给接收器,实现设备的无线充电。
近距离无线电能传输技术常用的传输方式有磁共振耦合传输和电磁感应传输。
2. 远距离无线电能传输技术远距离无线电能传输技术主要应用于大范围内的能量传输,如太阳能无线输电。
该技术利用太阳能发电站产生的直流电,将其转化为高频交流电,然后通过天线将能量传输到接收天线,最终转化为直流电。
远距离无线电能传输技术常用的传输方式有微波传输和激光传输。
三、无线电能传输技术的应用领域无线电能传输技术具有广泛的应用领域,以下是一些常见的应用领域:1. 智能家居无线电能传输技术可以在家庭内实现智能家居设备的无线充电,提高家庭用电的便利性和安全性。
2. 移动通信无线电能传输技术可以为移动通信设备提供长时间的续航能力,减少用户频繁充电的困扰。
3. 无人机与机器人无线电能传输技术可以为无人机和机器人等设备提供能源支持,延长其工作时间和工作距离。
4. 新能源领域无线电能传输技术可以解决新能源发电和输电的难题,提高能源利用效率和节能减排效果。
四、无线电能传输技术的发展趋势无线电能传输技术在不断发展壮大的同时,也面临一些挑战和发展趋势。
1. 传输效率的提高目前无线电能传输技术的传输效率还不高,需要进一步提高能量传输的效率,降低能量在传输过程中的损耗。
2. 安全性的增强无线电能传输技术涉及到大量的能源传输和电磁波的产生与传输,需要加强对无线电波辐射对人体和环境的安全性研究和保障。
电力电子技术中的无线输电技术

电力电子技术中的无线输电技术电力电子技术是一门应用电子学原理,用于控制电能的转换、传输和分配的技术。
而无线输电技术作为电力电子技术中的一个重要领域,正日益受到人们的关注和重视。
无线输电技术的发展,不仅可以改变传统电力传输方式,减少线路损耗,还可以为远程地区提供更可靠的电力供应。
本文将介绍电力电子技术中的无线输电技术的发展现状以及未来发展趋势。
一、无线输电技术的发展历程无线输电技术的概念最早可以追溯到19世纪初发明的电磁感应原理。
克罗克斯和特斯拉等科学家提出了通过电磁波来实现电力输送的理念。
20世纪后期,无线输电技术迎来了飞速的发展。
2007年,麻省理工学院的研究团队成功实现了将功率通过磁感应耦合的方式从一个线圈传输到另一个线圈,从而实现了远距离的无线电力传输,这一突破标志着无线输电技术进入了一个全新的阶段。
二、无线输电技术的原理无线输电技术主要基于电磁感应原理,通过发射端产生的交变电流激发传输端的线圈,从而实现电能的传输。
传输端的线圈接收激发信号后,将其转化为电能输出。
在这一过程中,需要克服电磁波传输中的能量损耗、距离衰减等问题,因此需要应用电力电子技术来提高能量传输效率。
三、无线输电技术的应用场景无线输电技术在电力电子领域有着广泛的应用场景。
首先,可以用于电动汽车的充电,通过无线输电技术可以实现电动汽车的智能充电,解决了传统有线充电存在的安全隐患和不便之处。
其次,无线输电技术可以应用于医疗设备和无线传感器网络,实现远程电力供应,极大地提高了设备的可靠性和稳定性。
另外,在一些特殊场景下,如太空科研、极地考察等领域,也可以利用无线输电技术解决能源供应的问题。
四、无线输电技术的发展趋势随着社会的电力需求不断增长,无线输电技术的发展进入了一个蓬勃发展的阶段。
未来,无线输电技术将在以下几个方面得到进一步的应用和发展。
首先,无线输电技术将在新能源领域得到广泛应用,能够提高新能源的利用效率,降低电力传输成本。
无线电能传输技术的研究现状与应用综述

无线电能传输技术的研究现状与应用综述无线电能传输技术的研究现状与应用综述1. 引言在当今高度发达的科技时代,无线电能传输技术成为了一个备受关注的研究领域。
随着无线通信技术的不断发展和日益广泛的应用,人们对于无线电能传输的需求也逐渐增加。
本文将对无线电能传输技术的研究现状和应用进行综述,为读者提供一个全面且深入的了解。
2. 研究现状无线电能传输技术是指通过无线电波将电能传输到目标设备的一种技术。
早在19世纪末,尼古拉·特斯拉就开始了对无线电能传输的研究。
他通过实验证明了无线电能传输的可行性,并提出了无线电能传输的理论基础。
随着科技的不断进步,人们对无线电能传输技术的研究也逐渐深入。
2.1 理论研究无线电能传输的理论研究主要涉及无线电波的传输特性、功率传输效率和传输距离等方面。
研究者们通过建立数学模型和实验验证,探索了不同频率、不同功率和不同距离下的无线电能传输效果。
他们发现,无线电能传输存在着传输效率下降、传输距离受限等问题。
为了解决这些问题,研究者们提出了一系列改进措施,如使用共振器进行增强、调节电能传输频率以提高功率传输效率等。
2.2 技术进展近年来,随着无线通信技术的迅猛发展,无线电能传输技术也取得了长足的进步。
目前,已经有许多无线电能传输技术被应用于实际生活中。
其中最常见的应用包括无线充电技术、无线电能供应技术等。
无线充电技术通过无线电波将电能传输给手机、电动车等设备,实现了便捷的充电方式。
无线电能供应技术则将无线电波传输给灯泡、电视等设备,实现了无需电池或电线的供电功能。
3. 应用综述无线电能传输技术在现实生活中具有广泛的应用前景。
下面将对几个重要的应用领域进行综述。
3.1 智能家居随着智能家居的兴起,无线电能传输技术成为了智能家居的重要组成部分。
通过将电能无线传输到各种智能设备,如智能灯泡、智能门锁等,实现了设备的智能化控制和自动化运行。
目前,已经有许多智能家居产品采用无线电能传输技术,为用户提供了更加便捷和舒适的生活体验。
无线电能传输技术的研究现状与应用

r t a n s mi s s i o n t e c h n o l o y,t g h e ma g n e t i c f i e l d c o u p l i n g a n d e l e c t r o ma g n e t i c r a d i a t i o n t e c h no l o g y i s ma i n l y p r o p o s e d a n d
mo r e nd a mo r e a t t e n t i o n . I n t h e c u r r e n t e x i s t i n g wi r e l e s s p o we r
式 为主 。 该文首先叙述 了这 4种主流无线 电能传输技术的基 本 结构和工作原理 ,并对它们进行对 比分析。然后 ,分别对 4 种主流无线 电能传输技 术的研究现状和 待研究 的关键 问
E n g i n e e r i n g &A u t o ma t i o n , G u i l i n U n i v e m i y t o f E l e c t r o n i c a n d T e c h n o l o g y , G u i l i n 5 4 1 0 0 4 , G u ng a x i Z h u a n g A u t o n o mo u s R e g i o n , C h i n a )
摘要 : 无 线 电 能传 输 技 术 是 一 种 通 过 电磁 效 应 或 者 能 量 交 换
作 用实现从 电源 到负载无 电气 接触地进行 电能传输 的新型 输 电方式 , 相 比传统导线输 电方式 , 其具有安全可靠等优 点,
无线电能传输技术发展与应用综述

无线电能传输技术发展与应用综述摘要:无线电能传输(WirelessPowerTransfer,WPT)技术将电力电子技术和控制理论与技术等相结合,通过磁场、电场、激光、微波[等载体实现电能的无线传输,目前常见的无线充电方式主要是采用磁耦合无线电能传输技术。
与磁耦合无线电能传输技术相比,电场耦合式无线电能传输技术具有以下优点:耦合机构成本低、重量轻、形状易变;耦合机构周围磁场干扰较低;可以跨越金属障碍传能;在耦合机构之间或周围的金属导体上引起的涡流损耗很小。
因此,研究EC-WPT技术可以进一步推进WPT技术的发展和应用。
目前国内外学者围绕EC-WPT技术的多个方面展开了研究,并取得了丰富的成果。
基于此以下对无线电能传输技术发展与应用综述进行了探讨以供参考。
关键词:无线电能传输; 研究动态; 应用场景展望引言无线电能传输技术是一种不依靠导线的电能传输技术,通过电场和磁场将电能从电源端传递至用电负载端。
传统输电方式常以电线或电缆为媒介进行电能输送,存在线路老化、传输损耗、维护困难等诸多问题。
而WPT技术摆脱了导线的束缚,以安全可靠、方便灵活、绿色环保等独特优势吸引了国内外大量专家学者的研究,得到了迅速发展,目前已经广泛应用于医疗电子、工业机器人、电动汽车领域,并且在水下机器人领域有巨大的发展前景1无线电能传输技术概述1.1 分段式耦合机构1.1.1 在DWPT系统中,为了降低系统待机损耗与电磁辐射,发射端通常采用分段式耦合机构。
然而,分段式发射结构给DWPT系统引入了新问题:相邻段发射极板间距离较近时,发射端口间的耦合会影响系统谐振,相反,极板间距较远时,系统过分段时输出电压将跌落。
1.1.2 在接收端位置以及负载电阻发生变化时,系统增益如何保持一致。
针对不同负载和位置条件下系统增益一致性问题,研究人员已针对MC-WPT系统提出了许多解决方案,通过补偿网络和耦合机构设计实现动态恒压输出。
MC-WPT系统以磁场为传能媒介,要实现输出恒压,需满足不同工况下各分段线圈附近的空间磁场均匀分布,即拾取端位置、负载电阻变化时发射线圈电流恒定。
无线电能传输技术应用研究现状与关键问题

无线电能传输技术应用研究现状与关键问题发布时间:2021-05-17T10:31:26.643Z 来源:《基层建设》2020年第30期作者:刘文敬[导读] 摘要:近年来,随着智能电网的不断发展,智能监测设备己安装在高压输电线路附近,用于测量线路状态参数,如绝缘子上的泄露电流、线路上的覆冰厚度等。
天津七六四广播器材厂天津市 300210摘要:近年来,随着智能电网的不断发展,智能监测设备己安装在高压输电线路附近,用于测量线路状态参数,如绝缘子上的泄露电流、线路上的覆冰厚度等。
此外,巡检无人机也被用于输电线路的实时监测。
在我国,监测设备通常采用太阳能光伏发电和电池相结合的方式供电,但在长期多雨或多云天气下,太阳能光伏发电无法提供可靠、充足的电力供应。
此外,由于电池容量的原因,无人机在电力系统领域的实际应用面临着严重问题。
无人机的任务持续时间必须尽可能长,以满足巡检距离和返航的需要。
为实现智能监测设备的持续稳定供电,将高压输电线路感应取能技术与无线电能传输技术相结合是最近研究的热点。
关键词:无线电能传输;静态无线充电;动态无线供电;关键问题;应用现状引言无线电能传输技术使得电气设备摆脱了电线的束缚,避免电线在接触时产生磨损和打火等现象,增加了电气设备的安全性和可靠性,同时解决了在一些场合下无法使用电线进行电气连接的问题。
实现无线电能传输技术的方式主要有:磁感应耦合式、磁耦合谐振式、微波辐射式、激光式和电场耦合式。
其中,最有发展潜力和研究最为广泛的是磁感应式和与之对偶的电场式[。
为了提高系统的输出功率,对于这两种无线电能传输方式文献中提到多种补偿拓扑,如:LCL,CLLC,LCLC等结构。
虽然补偿网络可以提高系统的功率因数和传输能力,但多余的元件也使系统结构变得复杂,同时增加了投入的成本。
1无线电能传输技术分类随着无线电能传输技术理论研究的深入与发展,科研工作者面向不同的应用场景和实际问题,不断提出与无线电能传输技术相关的新名词和新概念。
无线电能传输技术在电力系统中的应用研究

无线电能传输技术在电力系统中的应用研究随着科技的不断发展,人类对电力系统的需求日益增长。
然而,传统的电力输送方式存在一些局限性,如输电线路损耗、电缆成本高昂等问题,给电力系统的可靠性和可持续性带来了一定的挑战。
而无线电能传输技术作为一种新兴的能源传输方式,正逐渐成为电力系统研究的热点领域。
一、无线电能传输技术的基本原理和发展历程无线电能传输技术是一种通过无线电波将能量从发射端传输到接收端的技术。
它的基本原理是利用发射端产生的电磁波,通过对电磁波进行调制和控制,将能量传输到接收端并恢复为电能。
无线电能传输技术的发展历程可以追溯到19世纪末的无线电通信技术,但直到近年来,随着无线电技术和功率电子技术的进步,无线电能传输技术才取得了较大的突破和应用。
二、无线电能传输技术在电力系统中的应用1. 无线电能传输技术在电动汽车充电中的应用电动汽车充电是近年来的一个热门话题。
传统的有线充电方式存在充电效率低、充电设施建设困难等问题。
而无线电能传输技术可以通过地面或道路上的电磁感应装置,实现对电动汽车的无线充电。
这种方式不仅可以提高充电效率,减少充电时间,还可以减少对公共区域的占用和充电桩的建设成本。
因此,无线电能传输技术在电动汽车充电中的应用具有广阔的前景。
2. 无线电能传输技术在无线传感器网络中的应用无线传感器网络是一种由大量节点组成的、能够自组织和自适应的网络系统,可以实时监测和采集环境数据。
然而,传统的无线传感器网络中,节点的电池寿命通常较短,需要频繁更换电池,给维护和管理带来了一定困难。
而无线电能传输技术可以为无线传感器网络提供长时间稳定的能量供应,解决节点电池寿命问题,并延长无线传感器网络的使用寿命。
3. 无线电能传输技术在远程无人岛屿供电中的应用远程无人岛屿供电一直是一个难题,传统的供电方式通常需要铺设长距离的电缆,不仅造成资源浪费,还增加了维护成本。
而无线电能传输技术可以实现对远程无人岛屿的无线供电,大大降低了供电成本,提高了供电可靠性。
室内无线输电关键技术及其应用

室内无线输电关键技术及其应用发布时间:2021-01-15T07:00:20.019Z 来源:《中国科技人才》2020年第23期作者:崔金香袁伟冬刘逸[导读] 室内无线通信对于个人通信业务的成功实施具有重要作用。
哈尔滨远东理工学院黑龙江哈尔滨 150000摘要:室内无线通信对于个人通信业务的成功实施具有重要作用。
随着室内通信系统的快速发展,频谱利用效率的提高显得越来越重要,为此,对室内无线输电关键技术的实现技术和相关应用进行了深入分析和探讨。
关键词:室内无线输电关键技术应用研究和分析一.室内无线输电技术——多载波技术多载波(MC)方法是一种提供频谱效率的调制技术,也称为正交频分复用(OFDM) ,在电信领域,正交频分多址频分复用是一种数据传输频分复用技术,是一种在多载波频率上对数字数据进行编码的方法。
OFDM 已经发展成为一种流行的宽带数字通信方案,应用于数字电视和音频广播、 DSL 互联网接入、无线网络、电力线网络和4G/5G 移动通信等领域。
OFDM 相对于单载波方案的主要优势在于它能够在没有复杂均衡滤波器的情况下应对恶劣的信道条件(如长铜线中高频信号的衰减、窄带干扰和多径导致的频率选择性衰落)。
因为 OFDM 可以看作是使用多个慢调制的窄带信号而不是一个快调制的宽带信号,所以信道均衡被简化。
低符号率使得使用符号之间的保护间隔成为可能,使得消除符码间干扰和使用回声和时间扩展成为可能,以实现多样性增益,即一个信噪比的改进。
这种机制还有助于设计单频网络,其中几个相邻的发射机以同一频率同时发送同一信号,因为来自多个远距离发射机的信号可以建设性地重新组合,不受传统单载波系统的干扰。
在这种传输技术中,子通道的光谱相互重叠,同时满足正交性,从而产生最佳频谱效率。
室内无线电传播信道引起的多径衰落降低了数字通信系统的性能。
然而,由于 MC 系统的传输是并行的,衰落的有害影响分布在许多位上,导致该技术对室内信道失真的灵敏度较低。
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无线输电关键技术及其应用研究
发表时间:2018-11-13T20:24:06.040Z 来源:《电力设备》2018年第20期作者:罗天明
[导读] 摘要:随着国家不断的重视电力事业的发展建设,在一些电力工程以及电力技术上的研究投入也不断加大,人们对于电能的依赖几乎已经到了不可脱离的地步。
(国网吉林供电公司桦甸检修分公司吉林省 132400)
摘要:随着国家不断的重视电力事业的发展建设,在一些电力工程以及电力技术上的研究投入也不断加大,人们对于电能的依赖几乎已经到了不可脱离的地步。
在人们的生活当中,电能的使用与人们的生活生产息息相关,所以电能的质量以及电能的合理输送成为了保障人们生活的关键。
在国家电网当中,较为常见的有高压直流输电和交流的输电以及无线输电的输电方式,这几种输电方式都发挥着至关重要的作用。
本文主要针对无线输电中关键技术及其应用进行相应的研究。
关键词:无线输电;关键技术;应用研究及分析
一、无线输电技术的基本原理
根据不同的应用场合,无限输电技术的原理不尽相同,技术方案也有所调整。
电磁感应原理、谐振式无线输电、磁耦合共振原理的无线输电技术受到技术条件的限制,仅适用于短距离、低功率的无线输电,而微波技术能够实现小弥散、长距离、大功率的无线电能传送。
(一)电磁感应原理
虽然电磁感应原理最初应用于电力系统的目的不是传输电能,而是利用能量的转化实现电压和电流的改变,但变压器的使用为无线输电成为现实打下了基础。
与变压器的结构相类似,依靠电磁感应原理的无线输电,有能源发射线圈和电能接收线圈等结构,在能源发射线圈通入交变电流,电能接收线圈由于电磁感应现象出现电动势,如果电能接收线圈形成通路,就会出现感应电流,其方向遵从楞次定律,大小可以由麦克斯韦电磁理论得出。
这种原理的无线输电技术主要应用于小功率、短距离的电能传输,比如电动牙刷、相机、手机的蓄电池充电,可以利用电磁感应原理,设计合适的无限充电台或者充电底座,电能接收线圈则安装于这些小型电子设备当中。
目前这种方式的无线输电技术已经在市场上得到了良好的运用。
(二)谐振式无线输电
谐振式无限输电技术与无线通信的原理类似,都是通过在空间内弥散的发送谐振回路的电磁波,让范围内的接收端回路谐振在同一特定频率中,从而实现电能的传输。
但由于技术限制,这种传输方式更适用于输出功率较低的设备。
也由于电磁辐射的存在,范围越大或者输出功率越大,传输效率就越低,辐射也越严重,因此这种无线输电方式也局限于小功率、短距离的条件下使用。
(三)磁耦合共振原理
磁耦合共振原理的无线输电技术,主要是根据共振的原理,将电能转化为磁场进行输电。
这种输电方式要求感应线圈制成发射和共振两个系统,通过设置和发射特定的振动频率,形成不具有弥散性的非辐射磁场,接收端与发射端的频率一致,就可以实现共振,共振次数的累积能够使得电压不断产生,从而完成了磁场向电能的转换,也就实现了无线传输。
根据科学研究,这种非辐射的电磁场范围要求发射端与接收端要在感应线圈半径的8倍以内,不适合过长距离的无线传输。
(四)微波无线输电
微波无线输电技术的产生,打破了以上三种无线传输的“距离”和“功率”的局限性,能够实现长距离、大功率的电能传输。
微波或微光的波长短,故其弥散性小,传输距离也较长,使得长距离的无线输电成为可能。
其传输流程主要如下:
电源→电磁波发生器→发射天线→接收天线→整流器→变电→有线电网电磁波发生器是微波源或者激光器,它将电源传来的电能转变成电磁波,由于这种电磁波具有大功率、高频的特点,能够在发射天线和接收天线之间长距离传播,接收天线再将收到的电磁波能量输入到高频电磁波整流器中,实现电磁波和电能的转换,最后进入有线电网。
二、无线输电的应用展望
无线输电技术除了技术新颖,具有大的市场吸引力以外,其发明的主要目的还是为了实现便捷的电能传输。
根据不同的无线输电原理,不同的无线输电技术能够被运用到不同的生产、生活环境中。
(一)无线输电技术在日常生活中的应用
电力系统的革新对于日常生活来说,将会是一场现代化、科技化的家居革命。
若能够将发射端隐藏到天花板中,实现室内各个角落的电力设备的电能无线传输,那么难以理清的复杂电线电路就会从家居中消失,而不可循环使用的电池也会大幅度减少,这就同时实现了资源的高效利用和节约。
此外,无线输电技术若能够像无线网络覆盖于各大公众环境,那么人类出门前就不再需要额外的电力储备,也一定程度上解决了出门手机没电的尴尬问题。
(二)在特定行业的应用
1.医疗行业
由于医疗水平的提高,人体植入电子设备以解决人类的健康问题已成为常态,无线输电应用于医疗行业,将为患者带来更大的福音。
如微型心脏起搏器和除颤器都要依赖源源不断的电能,受到条件限制,往往需要隔一段时间进行设备更换,如果能够实现这些微型电子设备的无线输电,就避免了二次甚至三次外科手术对患者的身体伤害,延长了设备的使用寿命,也给患者减轻了痛苦。
2.公共交通领域
无线输电技术还能够为人类解决公共出行的问题,完全依赖于电力的公交系统,可以实现能源的清洁化,对于地球环境来说是十分友好的。
无线输电技术的公共覆盖,不仅能够使出行的人不受到“手机没电”的困扰,还能够服务于依赖电能的公交系统,这种技术能够彻底的改变高碳的出行模式,净化环境的同时,能够使大众得到更加便捷的公交服务。
3.难以架设输电线路的地区
我国幅员辽阔,高山、海岛、沙漠的输电线路建设不仅要耗费大量的人力、物力和财力,更是危险和艰难的,设备的搭建、维护都困难重重。
如果能够实现长距离、大功率的无线输电,不仅可以实现电能的公平分配,还能实现因地制宜的电力运输。
例如某些人工智能机
器人被投放在极端地带,无线输电技术就能解决他们电池耗竭的问题,简化了输电工作的同时,节约了资源。
4.空间太阳能发电
通过微波无线输电技术,可以在太空建立太阳能发电基地,然后将这些能源通过微波的形式送回地球,这种设想相较于地球上的太阳能发电技术来说,能够获取更为庞大的可利用太阳能,也不受限于昼夜能源的差距。
但由于技术发展受限的问题,还处于展望阶段。
三、无线输电应用中存在的问题
虽然无线输电技术能够给人类生产生活带来许多便利,但其中也隐藏了一些问题。
首先,由于无线输电技术尚未成熟,其应用大多数还停留在理论研究和实验室测试水平,对于未来是否能够真正实现产业化还存在一些疑问。
此外,电磁辐射的问题也应当引起重视,高功率远距离的发射器不可避免的会带来强电磁辐射的问题,如何能够实现真正的非辐射电磁传播还需要研究者的进一步探索。
传输过程中损耗的问题也不容忽视,总之无线输电技术还有很多亟待解决的难题要攻克。
四、结语
总的来说,作为城市和国家当中重要的输电方式无线输电来说,其中的关键技术以及发展应用对整个国家建设都有着很大的影响。
在各种输电方式当中,无线输电的发展是最具有发展前景的,同时也是促进城市中电能使用的关键运输技术。
所以对于无线输电技术的研究和应用应该不断的加强重视,通过科技技术去完善相关的技术,广泛的将其发展优势应用到国家电能行业当中去。
参考文献
[1]王敏星,李大伟.无线电能传输技术发展及研究方向浅析[J].中国电力教育. 2014(06).
[2]黄吉金,黄珊.微波能量传输技术及其应用发展方向[J].微波学报. 2012(S2).。