无线输电的四种方式
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无线供电方案随着科技的不断发展,人们对无线供电的需求也逐渐增加。
传统有线供电方式限制了设备的移动和布局,给人们的生活和工作带来了不便。
因此,无线供电技术的应用正在逐渐扩大,并成为未来科技发展的重要方向之一。
无线供电是指通过电磁波或其他无线信号来向设备传输电能的过程,实现了无需通过传统有线电缆连接即可供电。
这种技术的诞生,对于移动设备、物联网、智能家居等领域提供了更加便捷和灵活的解决方案。
为了实现无线供电,需要两种基本的技术支持:能量传输和能量接收。
能量传输可以通过电磁波、无线射频信号、磁场或激光等方式进行,而能量接收则需要设备内置接收装置,将传输的能量转化为电能供给设备使用。
目前,有几种常见的无线供电技术可供选择。
其中,电磁感应技术是最常见和成熟的一种。
该技术基于法拉第电磁感应定律,在供电站产生交变电流,然后通过电磁感应耦合到设备的接收线圈上,使其产生感应电流来供电。
这种方式不限定设备与供电源之间的距离,但需要设备与供电源之间有较好的空间对齐。
另一种常见的无线供电技术是无线射频识别(RFID)技术。
通过在设备中嵌入射频标签,供电源可以通过发送射频信号来激活设备,并将能量传输到设备中。
尽管在供电距离和传输效率上有一定的限制,但这种技术在物联网领域有着广泛的应用,并且正在不断发展和改进。
除了以上两种常见的无线供电技术,还有一些新兴的技术不断涌现。
其中之一是电磁辐射感应技术,通过环绕设备和供电源放置多个天线,并利用周围的电磁场能量来供电。
这种技术在实现长距离供电方面有着巨大的优势,但需要更高的技术成本和基础设施支持。
另外,还有一种被广泛研究的无线供电技术是激光供电。
激光通过聚焦产生高能光束,并将能量传输到设备接收器上。
这种技术的传输距离远,能量损失小,但对设备和环境的安全性要求较高,需要精确的定位和调节。
无线供电技术在日常生活中有着广泛的应用前景。
例如,我们可以通过无线充电座为手机和其他移动设备提供充电,消除了传统充电线的麻烦。
无线供电技术发展简介第一章无线供电技术概述电能传输和信号传递是电力电子技术所涉及的两个主要方面,两者往往共存于同一个电力电子应用系统当中,电能用来给系统运行提供动力或能量,而信号用来检测系统操作状态或传递控制指令。
如今,信号传输以移动手机和无线INTERNET为例,以空气为媒介已经实现了长距离的非接触传递,极大地方便人们的生存生活;而电能的传输仍然主要有导线直接接触进行传输,电工电子设备的供电通过插头和插座来进行,其发展远远滞后于信号传输的发展。
长期以来,利用磁耦合原理实现电能传输只是在传统变压器和感应电机当中得到了运用,基于此原理以空气为磁介质实现高等级电能传输最开始认为是不可能的,更不用提通过空气实现远距离的电能传送了。
近年来,很多新的方法应用,无线供电又受到了热捧。
在给移动设备进行供电采用无线供电技术(Wireless Power Technology),简称WPT,越来越成为人们关心的课题。
无线供电技术(WPT)是一种新型的电能传输技术,其具备两大优点:一是让电器与电源完全隔离,使电器的灵活性、美观性、安全性、密封性的表现更好;二是WPT可以通过非导体来传播电能,如水、空气、土壤、玻璃等,因此可以实现隔物供电。
第二章无线供电的历史、发展与现状实际上无线供电的设想早在一百多年前就已经出现。
在1890年,尼古拉·特斯拉,这位现代交流电系统的奠基者就开始构想无线供电方法,最后提出了一个非常宏大的方案——把地球作为内导体、距离地面约60 km的电离层作为外导体,在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振,再利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力。
到了20世纪20年代中期,日本的H.Yagi和s.Uda论述了无线供电概念的可行性;20世纪30年代美国的学者开始研究不利用导线去点亮电灯的输电方案。
随着大功率、高效率真空电子管微波源的研制成功,20世纪60-70年代,Raytheon公司的William C.Brown 做了大量的无线供电方面的研究工作,使得这一概念变成实验结果,奠定了现代无线供电的实验基础。
远程无线电力传输的技术实现随着科技的不断进步,我们的生活越来越依赖电力。
电力的传输过程中,由于距离远近和地形条件的不同,传输线路存在着很多的问题。
为了解决这些问题,远程无线电力传输技术应运而生。
本文将详细探讨这项技术的实现方法,以及其在实际应用中的各种形式。
一、远程无线电力传输的实现方法1.微波传输法微波传输法是一种利用微波来传输电力的方法。
它将电能转换成微波经过传输后再通过接收设备转换回来成为电能。
这种方式的优点在于传输距离远,损耗小,成本低廉,同时也具有可靠性高的特点。
在微波传输法中,可以使用高功率的微波发射设备和接收设备,以及天线、变压器等配件,来实现电能的传输。
2.激光传输法激光传输法是一种基于激光技术的电能传输方法。
这种方法主要以激光束为媒介,将电能从发电站无线传输到接收站。
与微波传输法相比,激光传输法更侧重于环保,因为它不会在空气中产生电磁辐射。
但是,由于激光传输法在通过大气层时会有一定的损耗,因此需要针对性的进行一些技术改进。
3.无线电能传输法无线电能传输法是一种利用电磁波来传输电能的方法。
这种方法将电源与接收设备之间的距离缩短到极限。
在这种方法中,电流会通过沿着传输方向的电容电感相结合,形成一条主导能量的波。
接收器位于这条波的最强点,可以将信号直接识别为电力,然后再将电力储存在电池中。
二、远程无线电力传输在实践中的应用1. 无线充电无线充电是远程无线电力传输技术的一种最常见的应用形式。
目前市场上已经有了一些无线充电产品,如智能手机、移动电视等。
这些产品采用的无线充电技术基本上都采用了无线电能传输法,通过电容电感的作用来实现电能的传输。
2. 脉冲无线能量传输脉冲无线能量传输是一种在近距离范围内进行无线电力传输的技术。
在这种技术中,电力是由连续的电子脉冲波形产生的。
传输距离通常在十厘米之内,而且只有在接受者与发射者之间有一定的对齐度时才能进行传输。
3. 静电传输静电传输也是一种无线电力传输技术。
所谓无线电能传输,就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。
无线输电分为:电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。
电磁感应可用于低功率、近距离传输;电磁共振适于中等功率、中等距离传输;电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。
近年来,一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。
电源电线频繁地拔插,既不安全,也容易磨损。
一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一,这样即造成了浪费,也形成了对环境的污染。
而在特殊场合下,譬如矿井和石油开采中,传统输电方式在安全上存在隐患。
孤立的岛屿、工作于山头的基站,很困难采用架设电线的传统配电方式。
在上述情形下,无线输电便愈发显得重要和迫切,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。
在此旨在阐述当前的技术进展,分析无线输电原理。
1 无线电能传输技术的发展历程最早产生无线输能设想的是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla),因而有人称之为无线电能传输之父。
1890年,特斯拉就做了无线电能传输试验。
特斯拉构想的无线电能传输方法是把地球作为内导体,把地球电离层作为外导体,通过放大发射机以径向电磁波振荡模式,在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振,利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。
最终因财力不足,特斯拉的大胆构想没能实现。
其后,古博(Goubau)、施瓦固(Sohweing)等人从理论上推算了自由空间波束导波可达到近100%的传输效率,并随后在反射波束导波系统上得到了验证。
20世纪20年代中期,日本的H.Yagi和S.Uda发明了可用于无线电能传输的定向天线,又称为八木一宇田天线。
20世纪60年代初期雷声公司(Raytheon)的布朗(W.C.Brown)做了大量的无线电能传输研究工作,从而奠定了无线电能传输的实验基础,使这一概念变成了现实。
在实验中设计了一种效率高、结构简单的半波电偶极子半导体二极管整流天线,将频率2.45GHz的微波能量转换为了直流电。
无线充电技术(四种主要方式)原理与应用实例图文详解无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等部分家电产品中实用化,现在其应用范围又扩大到了智能手机领域及电动汽车和列车领域。
未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA等电器放在桌上就能够立即供电。
以下是四种主要无线充电方式:1.电磁感应方式无线供电驱动一枚60W电灯泡,效率高达75%。
电磁感应无线充电产品示意图剧下降。
下图靠移动送电线圈对准位置来提高效率。
目前,市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟(WPC)”所制定的“Qi”规格。
Qi源自汉语“气功”中的“气”,无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式,Qi采用的是“电磁感应方式”。
通过实现标准化,只要是带有Qi标志的产品,无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。
英国HaloIPT 公司在伦敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。
在展示过程中,该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧,这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。
日产无线充电技术架构电动牙刷无线充电示意图一种无线充电器发送和接收原理图2.磁共振方式磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。
排列好振动频率相同的音叉,一个发声的话,其他的也会共振发声。
同样,排列在磁场中的相同振动频率的线圈,也可从一个向另一个供电。
相比电磁感应方式,利用共振可延长传输距离。
磁共振方式不同于电磁感应方式,无需使线圈间的位置完全吻合。
一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量。
应用:三菱汽车展示供电距离为20cm,供电效率达90%以上。
线圈之间最大允许错位为20cm。
如果后轮靠在车挡上停车,基本能停在容许范围内。
索尼公司发布的一款样机:无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机。
还有将供电线圈埋入道路中,在红灯停车时和行驶中为电动汽车充电的构想,以及利用植入轨道中的线圈为行驶中的磁悬浮列车供电的设想。
无线电力传输技术第一篇:无线电力传输技术的概述无线电力传输技术是一种通过无线电波进行能量转移的技术。
在传统的有线电力传输中,能量是通过电缆等物理介质传输的。
而无线电力传输则通过电磁波进行传输,从而实现电力的传输。
无线电力传输技术是一项远古而神秘的技术,早在19世纪末期,尼古拉·特斯拉就通过无线电力传输技术,成功将电力从一端传输到另一端。
但是,在那个时候,由于技术和现有的供电需求不匹配,无线电力传输的应用非常受限。
现代的无线电力传输技术,主要有两种方式,即电磁辐射式无线电力传输和磁感应式无线电力传输。
电磁辐射式无线电力传输主要是通过射频辐射能量进行传输,这种方式适用于近距离无线电力传输。
而磁感应式无线电力传输则是通过磁场能量的传输来实现电力传输,主要适用于远距离无线电力传输。
无线电力传输技术的应用非常广泛,比如工业机器人、无人机等需要无线供电的场合。
此外,在家用电器和移动设备充电领域,无线电力传输技术也越来越被广泛应用。
然而,无线电力传输技术在应用过程中也存在一些问题,比如能量损耗、传输效率等。
随着新材料和新技术的推出,无线电力传输技术在未来有望进一步发展壮大。
第二篇:无线电力传输技术的发展趋势无线电力传输技术在科技领域中发展非常迅速,未来的发展趋势有以下几个方面:首先,无线电力传输技术的效率会逐渐提高。
目前,无线电力传输的效率比有线传输要低很多,这也是制约其应用的主要因素之一。
未来随着新型材料和先进技术的涌现,无线电力传输的效率将会逐渐提高,这将使得其应用范围更加广泛。
其次,无线电力传输技术将会应用到更广泛的场景中。
在现有的家用电器和移动设备充电领域,无线电力传输技术已经开始逐渐普及。
未来,随着新的应用场景的涌现,比如:电动汽车、机器人等更多领域的应用,无线电力传输技术也会得到更多的应用。
最后,无线电力传输技术将会成为应用开发的重点。
无线电力传输技术的本质是通过电磁波将能量传递到接收端。
无线输电知识点总结无线输电的原理无线输电的原理是通过电磁波向远距离传输能量。
通常无线输电技术使用雷射或者微波向远距离传输能量,这些能量在空气中传播并到达目的地,再被转换成电能。
在无线输电的过程中,需要有发射设备和接收设备进行配合。
发射设备负责产生电磁波,而接收设备则负责接收电磁波并将其转化为电能。
无线输电的应用无线输电技术在很多领域都有着广泛的应用。
首先是在能源输送方面,无线输电可以解决远距离地区的电力供应问题,尤其是在一些资源匮乏的地区。
其次是在军事领域,无线输电可以用于为士兵提供可靠的电力供应。
另外,无线输电还可以应用在一些特殊的环境中,比如宇航飞行器、航天器等。
无线输电的优势与传统有线输电相比,无线输电有一些明显的优势。
首先是无线输电可以避免传统输电线路需要建设和维护的问题,这样可以节约大量的成本和人力。
其次是无线输电可以实现远距离的电力传输,这对于一些偏远地区来说是非常有益的。
另外,无线输电还可以避免天气和其他不可控因素对电力传输造成的影响,提高了电力传输的可靠性。
无线传输技术的挑战虽然无线传输技术有着很多优势,但是在实际应用中也面临着一些挑战。
首先是无线传输技术需要解决传输效率和能量损耗的问题,这需要在技术上进行不断的改进和优化。
其次是无线传输技术需要解决安全性和辐射问题,这是一个非常重要的问题,需要引起重视。
另外,无线传输技术需要解决发射和接收设备的成本和体积问题,使其更加适合实际应用。
无线传输技术的发展随着科技的不断进步,无线传输技术得到了长足的发展。
目前,一些公司和科研机构已经提出了一些无线传输技术的方案,并在实验室里进行相应的验证和测试。
一些无线传输技术已经应用在一些特殊场合,比如在宇航飞行器、军事装备等方面。
不过,无线传输技术还需要在效率、安全性、成本等方面进行更多的研究和实践,以推动这项技术的发展。
总结无线输电技术作为一种新兴的能源输送技术,有着广泛的应用前景和发展潜力。
未来,随着科技的不断进步和相关技术的不断创新,无线输电技术将会逐渐得到推广和应用,从而为社会生产和生活带来更大的便利和好处。
无线电力传输技术无线电力传输技术人类追逐自由的本能,在现实面前屡屡受挫。
自从广泛使用电能以来,许多人都为了那些电器拖着的长长电线而绞尽脑汁,但无线供电却一直只能作为一个在前方远远招手的梦想。
现在,我们也许看到了一线曙光。
在2008年8月的英特尔开发者论坛(IDF,Intel Developer Forum)上,西雅图实验室的约书亚·史密斯(Joshua R. Smith)领导的研究小组向公众展示了一项新技术——基于“磁耦合共振”原理的无线供电,在展示中成功地点亮了一个一米开外的60瓦灯泡,而在电源和灯泡之间没有使用任何电线。
他们声称,在这个系统中无线电力的传输效率达到了75%。
大刘在《三体II·黑暗森林》中描绘了一个两百年后的世界。
因为人们掌握了可控核聚变技术,可以提供极大丰富的能源,无线供电的损失在可接受范围之内,所以大部分电器都可以采用无线方式来供电,从电热杯一直到个人飞行器都是如此。
电像空气一样无处不在,人类再也不用受电线的拖累了。
正如书中所提到的那样,无线供电技术现在也已经出现了。
实际上,近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现,而我们现在生活中的很多小东西,都已经在使用无线供电。
也许不远的未来,我们还会看到远距离和室内距离的无线供电产品,而不会看到电线杆和高压线,“插头”也将会变成一个历史名词。
好兆头英特尔的这种无线供电技术,是基于麻省理工大学的一项研究成果而开发的。
2007年6月,麻省理工大学的物理学助理教授马林·索尔贾希克(Marin Soljacic)和他的研究团队公开做了一个演示。
他们给一个直径60厘米的线圈通电,6英尺(约1.9米)之外连接在另一个线圈上的60瓦灯泡被点亮了。
这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”,而他本人也因为这一发明获得了麦克阿瑟基金会2008年的天才奖。
新技术所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一,不由让人们对室内距离的无线供电重新燃起了希望。
无线输电的四种方式文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)1电磁感应原理此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。
在变压器的原边通入交变电流,副边会由于电磁感应原理感应出电动势,若副边电路连通,即可出现感应电流。
电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。
相对于无线输电而言,变压器的原边相当于电能发射线圈,副边相当于电能接收线圈,这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。
虽然电磁感应原理在电力系统中应用的初衷并不侧重于电能的传输,而是利用能量的转化改变电压、电流的数量级,但其对无线输电确实产生了一定的启发作用——尤其是电能的小功率、短距离传送。
目前使用电磁感应传递电能的主要有电动牙刷,以及手机、相机、MP3等小型便携式电子设备,由充电底座对其进行无线充电。
电能发射线圈安装在充电底座内,接收线圈则安装在电子设备中。
这种原理的无线输电方式市场上已经存在。
2谐振式无线输电这种无线输电方式与无线通信原理类似,其发送端谐振回路的电磁波全方位开放式弥漫于整个空间,在接收端回路谐振在该特定的频率上,从而实现能量的传递。
这种输电方式在接收端输出功率比较小时可以得到较高的传输效率。
但其存在电磁辐射,传输功率越大,距离越远,效率越低,辐射就越严重。
因此这种方式也是只适用于小功率、短距离的场合。
3磁耦合共振原理这种方式需要发射和接收两个共振系统,可分别由感应线圈制成。
通过调整发射频率使发射端以某一频率振动,其产生的不是弥漫于各处的普通电磁波,而是一种非辐射磁场,即把电能转换成磁场,在两个线圈间形成一种能量通道。
接收端的固有频率与发射端频率相同,因而发生了共振。
随着每一次共振,接收端感应器中会有更多的电压产生。
经过产生多次共振,感应器表面就会集聚足够的能量,这样接收端在此非辐射磁场中接收能量,从而完成了磁能到电能的转换,实现了电能的无线传输。
未被接收的能量被发射端重新吸收。
无线输电技术原理无线输电技术原理是一种新型的能量传输方式,通过电磁波实现无线传输,可以实现对远距离的设备和终端的供电。
它可以让我们不再受限于电线,避免了电线敷设过程中的困难和危险,无线输电也可以在许多环境中提高生产效率,节省时间和人力。
无线输电技术原理主要分为三个步骤:第一步:电源传输电源传输是无线输电的第一步,其中的主要原理是通过变压器。
将直流电源转换为高频电流。
这里使用的变压器不同于普通变压器,它由空气或磁性材料组成,可以把直流电能转换为高频电能。
这些高频电流可以无线传输到接收设备。
第二步:电能接收电源传输设备可以向空气中放出电磁波,这些电磁波会以无线传输的方式到达到接收设备。
接收设备可以从电磁波中提取能量,然后将其转换为电能。
这个过程涉及到太阳能板式的结构,它通过将电磁波转换为交流电来收集能量。
第三步:使用电能第三步是使用电能,收集过来的电能可以供电给各种终端设备。
这个过程涉及到一个填补电压差的部分,因为传输过程中的能源损失会产生压差,所以需要通过调整电压以及电流来保持运作状态。
在这个过程中,应该注意的是无线输电需要保证传输的密度和保密性,因为在无线传输的过程中,信号可以被窃听或者受到干扰,而且无线传输需要考虑到多种环境和设备的耦合度和适应性。
无线输电技术原理不仅可以应用在生产和工业领域,还可以用于智能家居、医疗等领域。
在未来,无线输电技术将会得到广泛的应用,已经有许多公司和组织进行了相关的研究,并取得了成效。
综上,无线输电技术原理实现了人们的一种多种设备的远距离快速供电的方式,也避免了传输过程中电线走线的不便,可推广于不同的行业和领域,为人们的生活带来更加便捷和舒适的体验。
无线充电技术,即Wireless charging technology,是指具有电池的装置不需要借助于电导线,利用电磁波感应原理或者其他相关的交流感应技术,在发送端和接收端用相应的设备来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的一项技术,源于无线电力输送技术。
无线充电技术的研究,源于19世纪30年代,迈克尔-法拉第发现电磁感应现象,即磁通量变化产生感应电动势,从而在电线中产生电流。
但最早的无线电力传输思想是尼古拉-特斯拉(Nikola Tesla)在19世纪90年代提出的无线电力传输构想和无线输电试验,因而有人称之为无线电能传输之父。
技术原理从具体的技术原理及解决方案来说,目前无线充电技术主要有电磁感应式、磁共振式、无线电波式、电场耦合式四种基本方式。
这几种技术分别适用于近程、中短程与远程电力传送。
各种无线充电方式都有各自的特点,具体比较如表1所示。
表1 无线充电各种原理方案的比较当前最成熟、最普遍的是电磁感应式。
其根本原理是利用电磁感应原理,类似于变压器,在发送端和接收端各有一个线圈,初级线圈上通一定频率的交流电,由于电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端,如图1所示。
PWC联盟发起者Powermat公司用电磁感应式推出过一款WiCC充电卡,与SD卡差不多大,内部嵌有线圈和电极等组件,插入现有智能手机电池旁边即可使用。
图1 电磁感应式无线充电原理磁共振式无线充电#e#磁共振式也称为近场谐振式,由能量发送装置,和能量接收装置组成,当两个装置调整到相同频率,或者说在一个特定的频率上共振,它们就可以交换彼此的能量,其原理与声音的共振原理相同,排列在磁场中的相同振动频率的线圈,可从一个向另一个供电,如图2。
技术难点是小型化和高效率化,被认为是将来最有希望广泛应用于电动汽车无线充电的一种方式。
图2 磁共振式无线充电示意图无线电波式,基本原理类似于早期使用的矿石收音机,主要有微波发射装置和微波接收装置组成。
无线电能传输技术的分类无线电能传输技术按传输机理的不同,可分为电磁感应式、电磁谐振式、电磁辐射式、激光方式、电场耦合式及超声波方式等;按电磁场距离场源的远近,可分为近场耦合式和远场辐射式。
其中,电磁感应式、电磁谐振式和电场耦合式为近场耦合式无线电能传输,电磁辐射式和激光方式则为远场辐射式无线电能传输。
电磁感应式和电磁谐振式无线电能传输技术利用发射线圈产生的交变磁场将电能耦合到接收线圈,从而实现对负载的无线电能传输。
其中,电磁感应耦式技术发展较为成熟,传输功率较大,在较短的传输距离内传输效率较高,随着传输距离的增大,传输效率迅速变小;电磁谐振式是磁感应耦合式的一种特例,通过发射接收线圈的磁耦合谐振实现高效非辐射能量传输,传输距离比磁感应式要大,属于中等距离无线电能传输技术。
电磁辐射式和激光式无线电能传输技术利用电磁场远场辐射效应在自由空间进行电能传输,电磁辐射式无线电能传输技术传输距离较远,传输过程中的大气损耗较小,但微波发散角大,功率密度低;而激光式无线电能传输技术具有定向性好、能量密度高等特点,但定向精度要求高,目前技术仍不够成熟。
目前国内外研究机构研究较多的无线电能传输技术根据基本结构和工作原理分为两大类共四种方式,即分为辐射式和非辐射式,其中辐射式无线电能传输技术分为激光式无线电能传输技术、电磁辐射式无线电能传输技术;非辐射式无线电能传输技术分为电磁谐振式无线传输技术和电磁感应式无线电能传输技术。
激光式无线电能传输技术和电磁辐射式无线电能传输技术可用于远距离电能传输;电磁谐振式无线电能传输技术适于中等距离电能传输;电磁感应式无线电能传输技术可用于近距离电能传输。
表1-2是以上四种无线电能传输技术和传统供电技术特点的比较。
表1-2 无线电能传输技术和传统供电技术的比较1.3.1 激光式无线电能传输激光式无线电能传输的基本结构原理如图1-4所示。
激光方式无线电能传输系统的组成部分主要包括激光发射部分、激光传输部分和激光–电能转换部分。
无线输电,是指不经过电缆将电能从发电装置传送到接收端的技术。
该技术最大的困难在于,如何解决无线电波在传输中的弥散和衰减问题。
对于无线通讯来说,电波的弥散可能是好事,但无线输电则恰恰相反。
1.无线输电技术原理原理将两个线圈放置于邻近位置上,当电流在一个线圈中流动时,所产生的磁通量成为媒介,导致另一个线圈中也产生电动势。
理论和经验都表明:当原边电流频率、幅值越高,原、副边距离越小,与空气相比,磁心周围介质的相对磁导率越大时,可分离式变压器的传输效率越高。
但实际应用当中原副边距离不可能无限小,必须对原副边采取相应的补偿措施。
无线输电是指不经过电缆将电能从发电装置传送到接收端的技术。
该技术最大的困难在于,如何解决无线电波在传输中的弥散和衰减问题。
对于无线通讯来说,电波的弥散可能是好事,但无线输电则恰恰相反。
输电工程最关心的是效率和经济性。
无线电能传输的效率取决于微波源的效率、发射/接收天线的效率和微波整流器的效率,其经济性如何,依赖于所用频段的微波元器件的价格与有线输电系统所用器材价格的比较,也与具体的输电网络的参数有关系。
2.无线输电技术应用前景人们一直在寻找一种无线传输电力的方法。
试想一下,如果没有在导电产品上花费的资源,电价会便宜多少。
世界每天都在变化,科学技术革命正在向前发展。
现在,我们已经可以通过该领域的新发展判断,很快人们的梦想将实现。
这很可能是与计算机开发相同的突破。
而且,如果您是投资者,那么使用此技术也可以赚大钱。
目前,这是优先任务之一,因为它具有巨大的潜力,并且能够在民用和军事领域积极使用。
由于电流会通过空气或地面流动,因此您可以完全放弃电线。
不再需要笨重的电池,设备将变得更加紧凑。
此外,制造商将提供改进的便携式设备。
技术领域我们正在谈论与新方法的开发以及无材料接触的电力传输方法相关的最有希望的领域。
超声波法该技术在十年前得到了证明。
宾夕法尼亚大学的学生使用了超声波发射器和接收器来演示他们的实验。
电能无线传输技术电能无线传输技术:让电力无处不在你是否曾经为电线的束缚而感到烦恼?你是否曾经为找不到插座而感到焦虑?你是否曾经为手机没电而感到恐慌?如果你有过这些经历,那么你一定会对电能无线传输技术感兴趣。
电能无线传输技术,顾名思义,就是不需要通过电线就能将电能传输到需要的地方。
这项技术听起来很神奇,但其实它已经在我们的生活中得到了广泛的应用。
比如,我们每天使用的手机、平板电脑、无线耳机等设备,都是通过电能无线传输技术来充电的。
此外,一些电动汽车也开始采用电能无线传输技术来充电,这样就可以避免插拔充电器的麻烦,提高充电效率。
那么,电能无线传输技术是如何实现的呢?其实,它的原理并不复杂。
简单来说,就是通过电磁感应、电磁共振、射频等方式,将电能从发送端传输到接收端。
其中,电磁感应是最常用的方式,它利用了变压器的原理,通过初级线圈和次级线圈之间的电磁耦合,将电能从初级线圈传输到次级线圈。
电磁共振则是利用了共振的原理,让发送端和接收端的线圈在相同的频率下产生共振,从而实现电能的传输。
射频则是利用了无线电波的原理,将电能转换为无线电波,然后通过天线发送出去,接收端再通过天线接收无线电波,并将其转换为电能。
虽然电能无线传输技术已经取得了很大的进展,但它仍然面临着一些挑战。
比如,传输效率还不够高,传输距离还不够远,传输安全性还不够好等。
不过,随着技术的不断进步,这些问题都会逐渐得到解决。
相信在不久的将来,电能无线传输技术将会更加普及,为我们的生活带来更多的便利。
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无线输电基本原理及应用研究一、本文概述无线输电,也称为无线电力传输,是一种不通过传统导线进行电力传输的技术。
近年来,随着科技的飞速发展和人类对可再生能源利用的追求,无线输电技术已成为全球研究的热点。
本文旨在探讨无线输电的基本原理,包括其理论基础、技术实现以及应用前景。
我们将首先概述无线输电的基本概念和发展历程,接着深入探讨其技术原理和实现方式,包括电磁感应、电磁共振、以及微波输电等。
我们将分析无线输电技术在各领域的应用研究,包括电动汽车、智能家居、以及远程能源传输等,展望其未来的发展前景。
希望通过本文的阐述,能够为读者提供一个全面而深入的无线输电技术理解,为其在实际应用中的推广和使用提供参考。
二、无线输电基本原理无线输电,又称作无线电能传输或非接触式电能传输,是一种利用电磁场实现电能从一端传输到另一端而无需物理连接的技术。
其基本原理主要基于电磁感应或电磁共振。
电磁感应是无线输电的早期应用形式,常见于感应式充电或电动牙刷等非接触式充电设备。
其工作原理是,在发送端通过高频交流电产生变化的磁场,当接收端的导体处于这个变化的磁场中时,会在导体中产生感应电流,从而实现电能的传输。
这种方式的传输距离相对较短,一般限制在几厘米到几米之间。
电磁共振无线输电技术,又称为磁耦合共振无线输电,其理论基础是电磁场中的共振现象。
发送端和接收端各自有一个谐振电路,当它们的频率调至一致时,会产生强烈的电磁场耦合,从而实现高效的电能传输。
这种方式的传输距离更远,可以达到几米甚至几十米的范围。
无线输电技术不仅具有便捷性和灵活性,避免了传统有线输电的束缚和限制,而且在实际应用中还展现出在特殊环境如水下、空间等中的独特优势。
然而,无线输电技术目前仍面临传输效率、传输距离和安全性等方面的挑战,需要进一步的研发和优化。
三、无线输电技术分类无线输电技术可以根据其实现方式和传输原理的不同,大致分为以下几类:电磁感应式无线输电:这是最基础且最广泛应用的无线输电技术。
关于无线充电的三大标准和四种实现方式的介绍传统的充电方式需要使用线缆连接电路和终端设备,这在某种程度上限制了终端设备的设计,在安全性和灵活性上都做出了让步,如今无线充电技术使得终端设备和充电器等各个环节都摆脱了线路的限制,实现电器和电源完全分离,在如今科学技术飞速发展的今天,无线充电的技术已经开始在各领域中探索运用,显示出了广阔的发展前景,今天就来了解下无线充电的三大标准和四种实现方式。
主流的无线充电标准有:Qi标准、PMA标准、A4WP标准Qi标准:Qi标准是全球首个推动无线充电技术的标准化组织无线充电联盟(WPC,2008年成立)推出的无线充电标准,其采用了目前最为主流的电磁感应技术,具备兼容性以及通用性两大特点。
只要是拥有Qi标识的产品,都可以用Qi无线充电器充电。
2017年2月,苹果加入WPC。
PMA标准:PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备,打造无线供电标准,在无线充电领域中具有领导地位。
PMA也是采用电磁感应原理实现无线充电。
目前已经有ATT、Google和星巴克三家公司加盟了PMA联盟。
A4WP:Alliance for Wireless Power标准,2012年推出,目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。
A4WP采用电磁共振原理来实现无线充电。
无线供电原理及实现方法无线充电利用电磁波感应原理进行充电,原理类似于变压器。
在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流。
2007年6月麻省理工学院以Marin Soljacic为首的研究团队首次演示了利用电磁感应原理的灯泡无线供电技术,他们可以在一米距离内无线给60瓦的灯泡提供电力,电能传输效率高达75%。
研究者由此设想电源可以在这范围内为电池进行无线充电,进而推想只需要安装一个电源,即可为整个屋里的用电器供电。
无线充电技术详解无线充电技术是一种通过非物理接触方式实现电能传输的技术,正在逐渐改变人们的充电方式和生活方式。
其起源可追溯到19世纪,尼古拉·特斯拉曾进行无线输电试验。
目前,无线充电主要有电磁感应式、电磁共振式、无线电波式和电场耦合式四种实现模式。
电磁感应式无线充电原理是电流通过送电线圈产生磁场,对受电线圈产生感应电动势从而产生电流,转化效率较高但传输距离短,对摆放位置要求高,且金属感应接触易发热。
磁场共振式无线充电原理是发送端和接收端调整到相同频率共振来传输电能,传输距离较远、功率较大,适合远距离大功率充电,但效率较低,传输损耗大,且需保护频段免受干扰。
无线电波式无线充电原理是将环境电磁波转换为电流并传输,其传输间隔中等、速度较快,但稳定性、安全性较低,成本投入高。
电场耦合式无线充电原理是通过垂直方向耦合两组非对称偶极子产生的感应电场传输电力,适合短距离充电,转换效率高,位置可不固定,但需大体积设备且功率较小。
近年来,无线充电技术发展迅速。
2007 年,麻省理工学院的研究团队成功为两米外的60 瓦灯泡供电。
2010 年,WPC 发布了Qi 1.0 标准。
2012 年,第一批无线充电手机发布,此后三星、苹果、华为、小米等品牌相继入局。
2019 年,苹果发布了磁吸无线充电。
2023 年9 月,苹果携手WPC 带来了Qi2。
无线充电技术应用广泛,包括电子设备充电(如智能手机、平板电脑、可穿戴设备)、汽车充电(电动汽车在行驶或停车时自动充电)、家居和办公场所(无线充电家具、公共区域设置无线充电设备)、医疗设备(无线充电心脏起搏器、假肢等)以及工业制造、航空航天等多个领域。
然而,目前无线充电技术仍面临一些挑战,如传输距离有限、传输效率待提高、成本较高等。
未来需要继续加强技术研发和创新,推动无线充电技术不断进步和完善。
无线充电技术的起源和发展历程无线充电技术的起源可以追溯到19世纪。
1890年,物理学家尼古拉·特斯拉就进行了无线输电实验,构想通过地球和电离层建立低频共振来传输能量,但因经费等问题未能实现。
无线输电的四种方式 Jenny was compiled in January 2021
1电磁感应原理
此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。
在变压器的原边通入交变电流,副边会由于电磁感应原理感应出电动势,若副边电路连通,即可出现感应电流。
电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。
相对于无线输电而言,变压器的原边相当于电能发射线圈,副边相当于电能接收线圈,这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。
虽然电磁感应原理在电力系统中应用的初衷并不侧重于电能的传输,而是利用能量的转化改变电压、电流的数量级,但其对无线输电确实产生了一定的启发作用——尤其是电能的小功率、短距离传送。
目前使用电磁感应传递电能的主要有电动牙刷,以及手机、相机、MP3等小型便携式电子设备,由充电底座对其进行无线充电。
电能发射线圈安装在充电底座内,接收线圈则安装在电子设备中。
这种原理的无线输电方式市场上已经存在。
2谐振式无线输电
这种无线输电方式与无线通信原理类似,其发送端谐振回路的电磁波全方位开放式弥漫于整个空间,在接收端回路谐振在该特定的频率上,从而实现能量的传递。
这种输电方式在接收端输出功率比较小时可以得到较高的传输效率。
但其存在电磁辐射,传输功率越大,距离越远,效率越低,辐射就越严重。
因此这种方式也是只适用于小功率、短距离的场合。
3磁耦合共振原理
这种方式需要发射和接收两个共振系统,可分别由感应线圈制成。
通过调整发射频率使发射端以某一频率振动,其产生的不是弥漫于各处的普通电磁波,而是一种非辐射磁场,即把电能转换成磁场,在两个线圈间形成一种能量通道。
接收端的固有频率与发射端频率相同,因而发生了共振。
随着每一次共振,接收端感应器中会有更多的电压产生。
经过产生
多次共振,感应器表面就会集聚足够的能量,这样接收端在此非辐射磁场中接收能量,从而完成了磁能到电能的转换,实现了电能的无线传输。
未被接收的能量被发射端重新吸收。
这种非辐射电磁场的范围比较有限,不适用于长距离,要求发射端与接收端在感应线圈半径的8倍的距离之内。
2007年,以美国麻省理工学院物理学家MarinSoljacic为首的研究小组利用此原理,以两个直径1500px的铜线感应线圈作为共振器,一个与电源相连,作为发射器,另一个与台灯相连,作为接收器。
他们成功把一盏距发射器2.13m开外的60瓦灯泡点亮。
从而在实验上说明了此原理的可行性。
4微波无线输电
前几种无线输电方式适用的距离、传输的功率都比较小,要想实现长距离、大功率的电能无线传输,则可采用微波或激光的传输方式。
由于微波或激光的波长比较短,故其定向性好,弥散小,可用于实现电能的远程传输。
这种传输系统由电源、电磁波发生器、发射天线、接收天线、高频电磁波整流器、变电设备和有线电网组成,其大致流程如下。
电源→电磁波发生器→发射天线→接收天线→整流器→变电→电网
之前小编也说过无线输电的应用前景,如果无线输电得以实现(最可能的是在小功率短距离情况下),那么在房间里的各种电气设备便可接收无线电能。
杂乱如麻的电线和插板将不复存在,而且一次性电池的使用量也会大为减少,对节约资源和保护环境都非常有利。
各大公共场所都会安装无线充电设备,就不会出现没带充电器而不知所措的问题。
电车也不必到充电站进行充电,而且也会减少因蓄电池没电而停止运行的情况。
病人不需要做手术就可以给体内的电子设备充电。