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無線電能傳輸技術研究與應用

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導語:無線電能傳輸 (Wireless Power Transmission,WPT)又稱無線電力傳輸,非接觸電能傳輸,是透過發射器將電能轉換爲其他形式的中繼能量(如電磁場能、激光、微波及機械波等),隔空傳輸一段距離後,在透過接收器將中繼能量轉換爲電能,實現無線電能傳輸。下面是小編蒐集整理的一篇探究企業財務會計與管理會計融合的論文範文,供大家閱讀參考。

無線電能傳輸技術研究與應用

 摘要:無線電能傳輸伴隨着科學技術的不斷髮展,越來越成爲相關領域科研人員研究的重點,在一些特殊的應用中,無線電能傳輸技術具有較強的優勢,能夠爲設備供電提供可靠性、安全性以及便捷性。文學行首先敘述了無線電能傳輸技術的發展及實現方式,在這一基礎上,闡述了當前的幾種無線電能傳輸技術,並總結分析了其應用領域。

關鍵詞:無線電傳輸技術;技術方法研究;應用;綜述

引言

無線電技術在近幾年不斷的發展和改善過程中已成爲未來十大尖端的技術之一。其應用領域十分廣泛,當前主要的幾種無線電能傳輸技術包括:電磁感應技術、電磁共振技術以及微波電能傳輸等。爲了無線電傳輸技術能夠更好的發展,在實際的供電應用過程中發揮最大的優勢,提高設備供電系統可靠性及安全性,對當前的技術原理及方法進行詳細的瞭解並掌握,同時,關注其應用領域及發展前景是十分必要的。只有明確其發展方向,才能不斷對這一技術進行改進和完善,下文就對此作一定的闡述。

一、無線電能傳輸技術及發展

當前,我國的無線電能傳輸技術還處於不斷的發展過程中。傳統電力傳輸技術必須依靠有線傳輸來進行,通常採用電纜線來最爲傳輸的載體,但在電力傳輸過程中由於電線的長度無法避免傳輸過程中電能損耗的產生,不僅如此,採用有線傳輸的方式,還會有線路老化或是尖端放電等導致電火花的安全隱患,設備供電的可靠性以及安全性都得不到有效的保障。另一方面,在一些特殊的供電場合,採用有線傳輸的供電方式無法保證正常的供電,容易導致極大的事故造成損失,例如:海底、礦場等。同時,當前的人類生活離不開電,用電設備多種多樣,不計其數,若採用電線傳輸,則必須使用多種多樣的電源線,給人們的生活帶來了不便,同時也埋下了用電安全的安全隱患。可見,採用無線電能傳輸方式是社會發展的必然趨勢,隨着科研技術的發展,無線電傳輸技術經歷了激光、電磁感耦合以及磁場諧振等方式的轉變,不斷提高了電能的傳輸功率,對比有線傳輸,無線電能傳輸方式在對電磁環境有較高的要求且對功率的要求較低的場合能夠發揮出其優勢。總之,隨着無線電能傳輸技術的研究和發展,已經能夠實現大功率的電能傳輸,能夠適應遠、近距離等不同場合、不同功率需求的電能傳輸。

二、幾類無線電能傳輸技術

2.1電磁感應無線電傳輸

電磁感應無線電能傳輸技術是基於電磁感應原理的傳輸系統,以磁場作爲媒介,利用變壓耦合器來進行無線電能的傳輸。這一系統通常包括四個組成部分:交流電源、一次側變換器以及可分離變壓器及二次側變換器。但基於電磁感應的電能傳輸系統其耦合系統是較爲疏鬆的,傳輸能力也一般,因此,通常需要利用高頻變換器來作爲電磁感應無線電傳輸系統的一次測變換器。另外,這一系統中的可分離變壓器是最重要的構成部分,保證和決定了整個電能傳輸系統的`穩定劑效率。

2.2射頻電能傳輸

射頻電能傳輸方式主要是透過功率放大器來發射所需的射頻信號,再進行檢波、高頻整梳等步驟得到直流電來供給負載使用。便攜式終端在待機過程中依然會有功率的損耗,因此,將射頻電能發射器安裝在室內電燈等電器中,能夠向這些便攜式終端隨時充電而不需要透過充電器的連接。這一電能傳輸技術的優勢是該技術進行無線電能傳輸的距離較遠,能夠達到10m,但功率較小,最高的功率也只能達到百毫瓦的級別。

2.3電磁共振技術

電磁共振是透過對發射裝置以及接收裝置其參數的合理調節,讓發射線圈以及接受線圈之間產生合理的電磁共振而進行電能傳輸的過程,在這一共振頻率電源的驅動下,系統能夠達到電諧振的狀態,實現能量從發射端到接收端之間的高效傳遞,這一技術就被稱爲電磁諧振型電能傳輸技術。

2.4微波電能傳輸技術

微波電能傳輸技術是指透過微波來傳輸電能,這一技術的原理是先將電能轉化爲微波,將其發射並輻射到周圍的空間中,負載再透過整流的方式,將微波再轉化爲直流電來使用。通常微波電能傳輸技術的傳輸距離較短,且傳輸過程的功率較小,因此,微波電能傳輸技術所具有的應用範圍較窄,只適用於距離較短且供電較小的電器來使用。

2.5激光電能傳輸技術

激光電能傳輸技術是透過輻射放大原理來將電能轉化爲激光,再將激光發射,接收裝置接收激光後進行光電轉換,接收裝置通常是光伏電池。由於激光發射後的方向性較好,且傳播距離遠、傳播過程中能量集中,具有較高的傳輸效率,能夠在較小的範圍內集中採集較多的光能,因此,激光電能傳輸技術具有傳輸距離較遠的有點,且接收裝置小、效率高,通常被應用於微型飛機、航天器等設備中來進行遠程的電力傳輸,具有極大的應用價值。對於微型飛行器等的續航具有重要意義。

三、無線電能傳輸技術的應用

3.1電動汽車中的應用

無線電能傳輸可以應用到電動汽車供電系統中的無線充放電中,有效解決了各類充電樁在電動汽車中的建設問題,同時也將電動汽車的充電分散開,在一定程度上也緩解了大量電動汽車進行規模化的充放電對於傳輸電網造成的衝擊。當前,將無線電能傳輸技術應用到電動汽車中成爲國內各汽車生產商以及科研機構的熱點研究項目,也取得了一定的成果。將無線電能傳輸技術應用到電動汽車中對於智能電網來說,具有積極作用。主要表現爲以下幾點:首先,能夠有效一直可再生能源輸出及波動,電動車採用無線電充放電技術,與電網能夠產生更強的互動,透過智能互動系統的連接來自動控制電動汽車合理的進行充放電,提高可再生能源消納能力。其次,能夠有效減少電動車充放電對電網帶來的衝擊影響,與有線的充電方式相比較,無線充電方式將充電地點分散開來,有利於提高電動汽車充電的聚集度,由於電動汽車充放電與電網之間並無物理連接,充電過程也變得更具靈活性、安全性,分散連續充電也降低了快速充電,有效減輕電動汽車的充放電對電網帶來的衝擊。另外,能夠有效的降低對於電池容量需求,電動汽車行駛距離越長,則電池就越容易失效,用戶必須及時更換新的電池。採用無線充電形式,能夠減少電池容量,降低更換電池所需的成本。

3.2智能家居中的應用

隨着智能化技術的研究和發展,智能家居稱爲近幾年的熱門話題,而對於智能家居中的家用電器來說,採用無線電能傳輸技術具有較爲明顯的優勢,能夠擺脫傳統的充電線纜對電器互聯的限制,體現出了更大的便捷化、人性化,人們更加趨向於“無尾”家電的應用。

3.3醫療設備中的應用

在醫療設備中,無線電能傳輸技術同樣能體現出較大的優勢,主要是應用與集中植入式的醫療設備中進行無線供電,例如:心臟起搏器、全人工心臟等等。植入式的醫療設備通常所需的供電功率較小,適宜採用植入式電池的無線充電等方式來進行供電。在人體植入式設備中進行非接觸式的無線電能傳輸是當前研究的主要熱點,無線電能傳輸在醫療設備中的應用主要具有以下幾點優勢:第一,避免導線與人體面板直接接觸,防止由於感染而出現併發症;第二,避免植入式電池的電能耗盡之後需要進行手術來更換的問題,降低了由於手術而帶來的二次傷害;避免人體面板直接進行電氣連接,消除了意外點擊的安全隱患,消除了物理層面的磨損以及電氣腐蝕,具有較高的安全性、可靠性。

3.4工業中的應用

將無線電能傳輸技術應用到工業中,具有廣闊的發展前景。在工業中的特殊場合中,例如設備監測裝置、水下機器人等,在以往的供電過程中,即使這些特殊的場合也通常採用換電池或是電纜傳輸的方式來進行供電,造成設備無法正常使用及維護。而採用無線電能傳輸技術能夠有效的克服這些缺點。

四、結束語

綜上所述,無線電能傳輸技術經過較長時間的發展,當前能夠被應用到許多領域中,爲人們的生產生活帶來較大的方便,具有較高的安全性以及可靠性。但在其發展過程中,同樣存在較多的問題需要解決,例如,理論不夠完善等。因此,在今後的發展過程中,應當積極探索,不斷創新,在技術上取得突破,將無線電能傳輸技術進一步完善,提高其供電效率和傳輸距離,爲人們的生活帶來更多的便捷。

參考文獻

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