无线电能传输(课程的设计)实验报告材料.pdfVIP

实用标准文案 实验报告 1. 实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚， 实现电能的无线传输是人类多年 的一个美好追求。无线电能传输技术（ Wireless Power Transfer, WPT）也称之 为非接触电能传输技术（ Contactless PowerTransmission, CPT ），是一种借 于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设 备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合 模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究， 是能源传输和接入的一次革命性进 步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷， 是一种有效、安全、 便捷的电能传输方法， 因而它被美国 《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向 之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电 动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、 RFID识别等领域具有重要的应 用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。 在中国科 协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“ 10 项引领未来 的科学技术”之一。 到目前为止， 根据电能传输原理， 无线电能传输大致可以分为三类： 感应耦 合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐 振式是基于近场强耦合的概念， 基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可 以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。 磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间， 因此也被称之为中 尺度（ mid-range ）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几 米到几十米）。 除了较大的传输距离， 还存在以下优势： 由于利用了强耦合谐振技术， 可以 实现较高的功率（可达到 kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发 生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍 物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。 精彩文档 实用标准文案 基于磁耦合谐振技术的无线电能传输技术主要利用的是近场磁耦合共振技 术，共振系统由多个具有相同本征频率的物体构成， 能量只在系统中的物体间传 递，与系统之外的物体基本没有能量交换， 在达到共振时， 物体振动的幅度达到 最大。 基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统一般由高频发射源、 发射系统、接 收系统、 负载等部分组成， 其中发射系统和电磁接收系统， 是无线电能传输系统 的关键部分。 其典型模型如下图所示。 由下图可知发射系统包括励磁线圈和发射线圈， 它 们之间是通过直接耦合关系把能量从励磁线圈传到发射线圈， 励磁线圈所需能量 直接从高频电源处获得。 电磁接收系统包括接收线圈和负载线圈， 它们之间也是 通过直接耦合关系把能量从接收线圈传到负载线圈。 发射线圈与接收线圈之间通 过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输