无线能量传输的三种方式

合集下载

无线能量传输技术

无线能量传输技术

195技术应用·无线能量传输技术黄霞丽(湖北工业大学 电气与电子工程学院,湖北 武汉 430074)摘 要:无线能量传输技术是随着对无接触供电的需求不断增加而逐渐发展起来的新技术。

该技术不依赖于有线的传输媒介,对于有线供电部署困难的场景尤其是人体内部医用装置的供电具有重要的意义。

本文重点介绍无线能量传输技术的发展及当前主要的研究热点和研究方向。

同时针对无线能量传输技术存在的问题和应用前景进行了介绍。

关键词:无线能量传输;无线供电;电磁耦合1 无线能量传输技术的发展无线能量传输技术是指通过非接触的方式传输的能量的一种技术。

自1831年法拉第发现电磁感应现象以来,电能主要是靠导线来传输,电气设备主要通过插头和插座等电连接器的接触来获得电能,这种传输方式会产生摩擦、磨损和裸露导体等现象,很容易产生接触火花,从而影响供电的安全性和稳定性[1-4]。

1888年,赫兹通过实验证明了电磁波可以在自由空间产生,并能在接收端被检测到,这是最早的无线能量传输实验。

到十九世纪末,物理学家尼古拉正式提出无线能量传输的构想[5-6]。

由于早期无线能量传输的效率很低且没有市场需求,因此人们对这一研究缺乏热情。

直到二十世纪六十年代,随着医学的发展,对人工心脏等心脏辅助装置的无线供电的需求促使人们开始研究无线供电技术在医学上的应用。

随后,到了九十年代,人们对这一技术研究的兴趣越来越浓厚,并开始对其进行深入的研究,从而满足各行各业对无线供电技术的需求。

2 国内外研究现状新西兰奥克兰大学电子与电气学研究中心的Boys教授领导的研究团队从上世纪90年代开始对无线能量传输技术进行了系统的研究,并在有轨车辆、电动汽车等领域取得了突破性成果。

美国通用汽车公司提出了在电动汽车上应用无线充电技术的设想,于1996年12月首次推出了利用无线能量传输技术充电的电动车概念车EV1.其子公司Delco Electronics研制的Magne-charge是最先商业化的电动汽车非接触电能传输系统之一,专门用于EV1型电动汽车充电。

5G通信网络中的无线能量传输技术研究与应用

5G通信网络中的无线能量传输技术研究与应用

5G通信网络中的无线能量传输技术研究与应用1. 引言随着信息通信技术的快速发展,人们对于无线通信的需求越来越多样化和高效化。

5G通信网络应运而生,以其超高的速度、低延迟和巨大的容量,将为人们的生活带来巨大的变革。

然而,5G网络的高能耗仍然是一个挑战,而无线能量传输技术被提出作为一种可行的解决方案。

本文将探讨5G通信网络中的无线能量传输技术的研究和应用。

2. 无线能量传输技术的概述无线能量传输技术是指通过无线电波、微波或激光等方式将电能传输到电子设备的技术。

它可以使设备免受电池容量限制,持续进行高效的通信和数据处理。

5G通信网络中的无线能量传输技术主要包括远程无线能量传输和近场无线充电两种方式。

3. 远程无线能量传输技术远程无线能量传输技术基于电磁感应原理,通过发射端的电磁辐射将能量传输到接收端,并通过功率转换和能量管理模块将接收到的能量转化成电能供电。

远程无线能量传输技术可以实现对移动设备的长距离供电,如无人机、智能手机等。

然而,远程无线能量传输技术存在能量传输效率低、传输距离有限等问题,需要进一步的研究和改进。

4. 近场无线充电技术近场无线充电技术是指通过电磁场的感应耦合或电磁辐射来传输能量,供应给电子设备。

它可以通过近场无线电波的感应耦合或者电磁辐射将能量传递到接收端,实现对设备的充电。

近场无线充电技术具有高效、方便的优势,被广泛应用于智能手机、智能手表等设备中。

然而,近场无线充电技术的传输距离有限,需要设备与充电源之间的间距较近,对于5G网络中一些移动设备的供电仍然存在一定的限制。

5. 5G通信网络中的无线能量传输应用5G通信网络中的无线能量传输技术将使移动设备在通信过程中不再受固有电池容量的限制,实现长时间高负载的通信和数据处理。

这将推动物联网的发展,如智能家居、无人机等。

此外,5G网络中的无线能量传输技术还可以应用于医疗领域,如无线充电心脏起搏器,减少了手术和更换心脏起搏器的困扰。

此外,无线能量传输也可以应用于智能交通系统,如充电电动汽车等。

无线远距离电能传输(0127)

无线远距离电能传输(0127)

超长距离, 高频,无线电能传输装置研制引言:电能无线传输一直是人类的梦想,许多国内外科学家对此进行不断的研究。

人们提出了三种电能无线传输方式:一是微波线电能传输方式。

该方式利用无线电波收发原理传输电能,传输功率只能在几毫瓦至一百毫瓦之间,应用范围不大;二是电磁感应无线电能传输方式。

该方式利用变压器原副边耦合原理传输电能,传输功率大,效率高,但距离很近,仅在1cm内,目前已在轨道交通方面应用;三是谐振耦合电能无线传输方式。

该方式利用电路中电感电容谐振原理传输电能,理论上电能的传输功率、传输距离不受限制。

第一种方案原理就像我们常用的变压器,初级线圈和次级线圈并没有接触交变的电场和磁场起到了传输电能的作用,该方案效率相对而言比较高;而第二种方案是通过对载波进行与解调从而实现电能传输,广泛用于无线广播等领域,效率非常低;第三种方案是前两种方案的综合,想通过共振原理实现电能的有效传输就必须在发射和接收端下工夫,传统的效率底下的调制方法是不能实现电能的有效传输,我们小组将着重在电磁耦合方案上进行探索。

摘要:电能给人类带来巨大的发展。

然而错综复杂的输电线分布在生活的各个角落,它给人们带来极大的不便。

因此人类一直有摆脱电线的束缚实现电能无线传输的梦想。

综合考虑到实际应用上传输效率和传输距离等因素,我们小组给出了一种用电磁耦合阵列定位最大耦合系数的电力传输方案。

关键字:无线电能传输谐振传输效率电磁耦合传输距离耦合阵列1 整体方案设计及理论分析(第1部分标题,请根据此标题进行论文整理)2、硬件电路设计(第3部分标题,请根据此标题进行论文整理)3、控制方法与软件设计(第4部分标题,请根据此标题进行论文整理)4、实验及结果(第5部分标题,请根据此标题进行论文整理)1、整体方案设计及理论分析1.1电磁耦合能量无线传输系统由能量发送器(Transmitter),分离式功率变压器(Transformer) ,和能量接收器(Receiver)三部分组成,如图1所示。

无线能量传输原理

无线能量传输原理

无线能量传输的方式
无线能量传输的原理—电磁感应式
基本原理:在初级线圈通入一定频率的交流电源,通过电磁感应原理将会在 次级线圈产生一定的电流,从而实现了将能量从发射端传递到接收端。
无线能量传输的原理—电磁共振式
无线能量传输的原理—无线电波式
无线能量传输的原理—无线电波式
Power cast公司研制出可以 将无线电波转化成直流电的接 收装置,可在约1米范围内 的不同电子装置的电池充电
微波能量传输系统各部分的传输效率
一个微波能量传输系统的几个基本组成部 分如下图所示
直流一直流转换效率理论 最大值一76% 直流一直流转换效率实验值一 54%
微波无线能量传输—频率的选择
频率选择需考虑的因素 1)天线孔径大小 2)频率对系统整体效率的影响 3)与部件效率直接相关的散热问题 4)恶劣气象条件下的可靠性问题 5)现有可用元件的先进性 6)所选频率对其他电磁波谱的影响
不同大气条件下微波能量传输效率与频率的 关系
无线能量传输的原理—激光方式
Hale Waihona Puke 线能量传输的原理—超声波波方式无线能量传输各种方式的特点
无线能量传输各种方式的特点
谢谢!
无线能量传输的原理—微波方式
无线能量传输的原理—微波方式
微波无线能量传输的特性
作为一种点对点的能量传输方式,WPT具 有以下特点: 1)能量源和耗能点之间的能量传输系统是 无质量的 2)以光速传输能量 3)能量传输方向可迅速变换 4)在真空中传递能量无损耗 5)波长较长时在大气中能量传递损耗很小 6)能量传输不受地球引力差的影响 7)工作在微波波段,换能器可以很轻
Energy Wireless Transfer
什么是无线能量传输?

无线能量传输技术研究

无线能量传输技术研究

无线能量传输技术研究近年来,无线能量传输技术成为人们关注的焦点之一。

传统的能量传输方式,如电线、电池等,限制了电子设备的使用范围和灵活度。

而无线能量传输技术的出现,为我们的生活带来了新的可能性。

一、无线能量传输技术的原理无线能量传输技术是利用电磁波的能量传输原理,通过电磁场的耦合将能量从一个地方传输到另一个地方。

这一技术的核心是电磁辐射,通过电磁波的传播,实现能量的传输和接收。

二、无线能量传输技术的应用领域无线能量传输技术在诸多领域具有广泛的应用前景。

其中,无线充电是无线能量传输技术最为广泛的应用之一。

使用无线充电技术,我们可以摆脱传统的电线束缚,随时随地给手机、平板电脑等设备充电,极大地提升了使用的便捷性。

此外,无线能量传输技术还可以应用于医疗领域,通过无线方式为植入式医疗设备供电,避免了传统电池更换的困扰。

此外,无线能量传输技术还可以应用于汽车充电、智能家居、工业自动化等领域。

三、无线能量传输技术的发展趋势随着科技的不断进步,无线能量传输技术也在不断演进和完善。

目前,最常用的无线能量传输技术有电磁辐射式传输和磁共振式传输。

电磁辐射式传输是通过电磁波传播能量,传输距离相对较远,但效率较低。

而磁共振式传输则是通过谐振腔和谐振磁场来实现能量的传输,传输距离相对较短,但效率较高。

未来,无线能量传输技术有望进一步提高传输效率,延长传输距离,以满足不同领域、不同场景下的需求。

四、无线能量传输技术的挑战与解决方案然而,无线能量传输技术在发展过程中面临着一些挑战。

其中之一是效率问题。

目前的无线充电技术虽然便捷,但传输效率较低,能量损耗较大。

为了提高传输效率,研究人员正在探索新的材料和技术,以减少能量损耗。

另一个挑战是传输距离问题,当前的传输距离相对较短,不适用于一些特殊场景。

解决这个问题的方法之一是采用中继传输技术,通过增设传输节点来延长传输距离。

此外,无线能量传输技术还需要应对安全和健康问题,避免辐射对人体和环境造成的损害。

无线携能通信

无线携能通信

1.论文中设计的系统构建
WIFI首先经过天线进入整流器变成一个低压的DC信号,再经过升压斩波器变成高一点的DC信号,DC存储的能量将存储在电源里面。

系统中用了两个天线,一个天线用来收集WIFI 的能量,一个天线用来传输传感器信号。

方案中使用TI的DC-DC的bq25570芯片;传感器模块使用nRF51422 ANT SoC模块
这个系统的问题在于启动阶段比较慢,因为仅靠电容充电很难使电压达到芯片所需要的供电需求
三种无线能量传输方式:电磁感应方式(传输距离有限),电磁耦合共振方式,远程辐射方式(远距离传输)
无线电波是能量与信息的载体,这是其本质属性。

因此,WPT与WIT的原理是一致的,都是依靠无线电波为载体在收发两端间进行能量与信息的传输,但二者侧重不同:WPT关注的是无线电波中所携带的能量,因而传输效率是WPT系统的核心指标;而WIT则着眼在附于能量之上的信息,因此更高的信息传输速率、传输可靠性以及系统容量是WIT系统的永恒追求。

WPT与WIT相结合的可行性不言而喻,
动态功率分配:
方法1:TS方式,将一段信号中前几个比特位用于存储信号。

方法2:SPS方式,即按一定的比率将能量存储到信息中去
方法3:OPS方式,将一个数据块中前几个比特位用于存储信号,后面的按一定比率存储能量。

无线能量传输介绍

无线能量传输介绍
无线充电汽车技术仍处于发展阶段,但已经有一些汽车制造商开始推出 支持无线充电的电动汽车型号。
无线充电医疗设备
无线充电医疗设备是指使用无线能量传输技 术为医疗设备提供电能的设备。这些设备通 常包括植入式心脏起搏器、神经刺激器等。
无线充电医疗设备可以提高患者的舒 适度和便利性,减少感染风险和手术 成本。
02
无线能量传输技术原理
无线能量传输的物理原理
电磁感应
电磁波传播
微波传输
磁场共振
通过变化的磁场产生电 流,实现能量的无线传
输。
利用电磁波的传播特性, 将能量从发射器传送到
接收器。
利用微波的特性,将能量 集中在一个方向上传输,
适用于远距离传输。
利用磁场共振原理,实 现高效的无线能量传输。
无线能量传输的技术分类
制定无线能量传输技术的标准和规范,促进其广泛应用和互通 性。
积极探索无线能量传输技术在不同领域的应用,如医疗、农业 、工业等,拓展其应用范围和市场规模。
感谢您的观看
THANKS
无线能量传输的背景和重要性
背景
随着物联网、智能家居、无线充电等技术的快速发展,无线能量传输的需求越来越大。传统的有线连接方式已经 无法满足这些应用的需求,因此无线能量传输技术变得越来越重要。
重要性
无线能量传输技术可以解决有线连接的限制和不便,提高设备的灵活性和便利性。它还可以降低设备的维护成本 和复杂性,提高设备的可靠性和安全性。此外,无线能量传输技术还可以促进物联网、智能家居等领域的快速发 展,推动社会的进步和创新。
随着技术的不断发展,无线充电手机已经成为市场上的主流产品,许多品牌和型号 都支持无线充电功能。
无线充电汽车
无线充电汽车是指通过无线方式为电动汽车充电的技术。这种技术允许 电动汽车在停车场或路边安全地进行充电,而无需使用电缆或插头。

无线电能传输的实现

无线电能传输的实现

无线电能传输的实现随着现代科技的不断发展和进步,人类对能源的需求也越来越大,在这个背景下,无线电能传输技术的出现被认为是一种具有非常大潜力的新能源技术。

无线电能传输是指利用电磁波信号来传输能量,使电子设备在无需接触的情况下,以无线方式从空气中获取电能或其他形式的能源,从而提高了电能的利用效率,同时也降低了能源的浪费率。

无线电能传输技术的实现是基于电磁波信号的传输原理,其具体实现方法可以分为两种:短距离无线电能传输和长距离无线电能传输。

短距离无线电能传输是一种基于无线电感应原理的电能传输技术,它通常运用于局部用电设备的供电,如智能手机、智能手表等智能设备的充电,以及无线电源和数字电子设备的供电,无需与电缆直接接触。

短距离无线电能传输主要采用谐振原理和磁共振原理来传输电能,其基本原理是通过发射端的功率放大器将电能转换为电磁波,并在接收端将其再转换为电能供电。

在这个过程中,传输的电能会因为电磁波的传输距离和介质损耗而发生功率下降,所以其传输距离比较有限,一般在几米到十几米左右。

与短距离无线电能传输不同,长距离无线电能传输则是一种基于电磁波无线传播技术的电能传输方式,它可以在空气中传输电能,从而实现远距离的供电。

长距离无线电能传输的实现需要克服许多技术难点,例如发射端和接收端之间的电磁波传输距离越远,传输效率会越低,同时电磁波也有可能会被干扰或反射,影响传输效果;此外,传输过程中会出现电能的损耗现象,加上无线电能传输本身的损耗,能量的转换效率非常低,当能够实现10000米以上距离的长距离无线电能传输时,当然还需要克服无线电能传输过程中的其他技术难点。

目前的科技水平已经能够实现数百米的长距离无线电能传输,但要实现将电能传输数千甚至万公里以上的远距离无线电能传输技术还需要多方共同努力攻克技术难关。

总的来说,无线电能传输技术的出现为我们提供了一个全新的思路和途径,为降低能源的浪费率和提高能源利用效率提供了新的方式。

无线能量传输新技术综述

无线能量传输新技术综述

无线能量传输新技术综述随着科学技术的不断发展,无线能量传输技术正逐渐成为能源传输领域的研究热点。

传统的能量传输方式通常需要直接接触或使用导线连接,但这种方式存在诸多问题,如线缆限制、能源损耗以及电磁波辐射等。

无线能量传输技术可以实现不受距离限制的能量传输,为人们的生活带来了巨大便利。

无线能量传输技术基于远程感应和无线电波的通过,可以实现对电能的传输和转换。

其中,最被广泛研究和应用的是电磁感应耦合和电磁辐射耦合两种方式。

电磁感应耦合是基于电磁感应现象的原理,通过两个相互靠近的线圈之间的电磁感应耦合实现能量传输。

例如,近距离无线充电器通过传送线圈中的电流产生的磁场,感应出接受线圈中的电流,从而实现了能量传输。

电磁感应耦合能够实现高效率的能量传输,但传输距离较短,需要设备之间的相对靠近。

电磁辐射耦合则是通过电磁波进行能量传输。

与电磁感应耦合不同,电磁辐射耦合可以实现远距离的能量传输,但传输效率相对较低。

常见的应用是无线充电技术,将能量转化为电磁波,然后由接收器捕获并转化成电能。

借助这种技术,电动汽车可以在特定的无线充电设施下无需使用传统的充电插头实现充电,方便且能提高用户体验。

目前,无线能量传输技术的应用领域已经很广泛。

除了无线充电技术,无线能量传输技术还可以应用于物联网设备、智能家居、医疗设备等领域。

例如,可穿戴设备可以通过无线能量传输技术实现充电,消除了充电器和充电线的繁琐,提高了可穿戴设备的使用便利性;智能家居中的各类传感器和控制器可以通过无线能量传输技术实现电力供应,简化了布线过程,提高了设备的灵活性。

然而,无线能量传输技术仍然面临一些挑战和限制。

首先,能量传输的效率需要进一步提高。

由于能量在传输过程中存在一定的损耗,无线能量传输技术的传输效率相对有限。

其次,对于传输距离,无线能量传输技术通常需要设备之间相对靠近。

此外,无线能量传输技术可能引发电磁辐射的问题,对人体健康产生潜在风险。

因此,在后续的研究和应用中,需要进一步提高技术水平,解决这些问题。

无线能量传输的现状与未来

无线能量传输的现状与未来

《科学研究方法》课程学术报告无线能量传输的现状与未来龙啸 2012级电子信息工程 2012141451117摘要:本文首先分析了无线能量传输(Wireless Power Transer,WPT)技术实现的重要意义,现阶段实现无线能量传输的几种主要方式以及该技术的发展历程。

综述了国内外在无线能量传输的研究现状以及随着科技进步,依托于无线能量传输的新技术的发展。

1.引言无线能量传输是一种无接触的能量传输方式,能量从能量源传输到负载不需要通过传统的传输线来实现。

从该技术诞生以来,就因为其自身方便安全,且能够满足某些特殊环境下供电的需求而备受各方关注。

在能源传输、信息通信、医疗用具、航空航天等领域有着广阔的前景,尤其是在飞速发展的物联网智能家居方面有着极高的实用价值。

2.前景与需求能量是构成世界的重要要素之一,人类社会的进步无不伴随着对于能量获取方式和传输方式的改变,无线能量传输技术的出现将会对于许多能量应用领域产生深远影响,为人们的生活带来重大变革。

非接触传输的特点,使WPT技术可以在恶劣的工作环境中对设备供能,如太空、海洋、矿井、峡谷、沙漠等复杂环境。

该技术可以通过远程非接触式供电的方式,减少人为进入复杂环境的次数,使得对于灾害多发区域大面积投放传感器检测成为可能。

安全稳定的特点,使得使用了WPT供电的设备减少了线路的使用,无通电接点可以避免触电的危险,无外露电力传送元件避免了外界环境对其的侵蚀,极大地延长了设备的使用寿命。

此外,由于通过无线传输,可以实现“一发多收”的电力传输模式,一个能量源可以同时为多个用电器提供能源。

有望在日常的家用电器使用中真正的实现“便捷和智能”。

3.无线能量传输的主要方式现在常用的WPT技术主要有三种实现方式:电磁感应;磁耦合谐振;微波或光波辐射。

3.1电磁感应方式,利用电磁感应原理进行能量传输,类似于变压器,在发送和接收端各有一个线圈。

发送端连接有线电源,并产生电磁信号,接收端感应到这个电磁信号,得到能量。

无线传能

无线传能

目录论文总页数:34页1 引言 (1)1.1 课题研究背景和意义 (1)1.2 非接触电能传输技术的发展历程 (1)1.3 非接触电能传输技术的国内外研究现状以及应用前景 (2)1.3.1 短程无线供电 (2)1.3.2 中程无线供电 (3)1.3.3 远程无线供电 (3)2 无线电能传输技术理论与系统结构框图 (4)2.1 电磁感应电能传输技术 (4)2.2 射频电能传输技术 (8)2.3 微波电能传输技术 (8)2.4 电磁谐振电能传输技术 (9)3 充电电池以及电池充电方式介绍 (10)3.1 常见充电电池类型及其介绍 (10)3.1.1 铅酸蓄电池 (10)3.1.2 镍镉电池与镍氢电池 (10)3.1.3 锂(Li)离子电池 (11)3.2 充电电池充电方案 (11)3.2.1 恒定流充电方案 (11)3.2.2 恒定压充电方案 (12)3.2.3 恒压恒流充电方案 (12)3.2.4 脉冲充电方案 (13)3.2.5 交替脉冲充电方案 (13)4 系统硬件电路设计方案 (14)4.1 电路系统框图 (14)4.2 初级电能发射电路设计 (15)4.2.1 整流滤波电路 (15)4.2.2 系统电源电路 (15)4.2.3 高频逆变及其驱动电路 (16)4.2.4 单片机控制电路 (17)4.2.5 电流采样电路 (19)4.2.6 电容调谐电路和感应线圈结构 (20)4.3 次级电能接收电路设计 (21)4.3.1 次级互感整流及其过压保护电路 (21)4.3.2 次级侧直流稳压电路 (22)4.3.3 电池充电管理电路 (22)4.3.4 电流检测及自恢复过流保护电路 (24)5 实物制作以及实验测试数据 (26)5.1 实物制作 (26)5.1.1 硬件实物制作 (26)5.1.2 软件程序设计 (26)5.2 实验测试数据 (27)5.2.1 对电池充电电压电流 (27)5.2.2 初级侧线圈上电压波形图 (28)5.2.3 次级侧线圈上电压波形图 (29)5.2.4 充电测试方法及充电效率 (30)5.2.5 互感线圈距离对充电效率影响 (30)结论 (30)参考文献 (31)致谢............................................................................................................错误!未定义书签。

无线电能传输技术

无线电能传输技术

专业成就未来
无线能量传输实现方式
• 微波和激光的无线能量传输技术
• 微波无线能量传输技术目前尚处于研发阶段,其技术 优点是成本较低,技术瓶颈是效率太低,而且容易发 热,损坏设备。 • 2009年,Lasermotive使用激光二极管,在数百米的 距离传输了1千瓦以上的功率,打破了多项世界纪录, 并赢得了美国航空航天局(NASA)的大奖。
专业成就未来
无线能量传输技术发展史
• 2007年,美国麻省理工学院的马林 ·索尔贾希克(Marin Soljacic)等人 在无线电能传输方面取得了新 进展, 他们用两米外的一个电源,“隔空” 点亮了一盏60瓦的灯泡。
MIT小组隔空点亮灯泡 MIT
•2008年12月17日成立无线充电联盟(Wireless Power Consortium),2010年8月31日,无线充 电联盟在北京正式将
专业成就未来
当前需要解决的问题
系统整体性能有待提高 • 传输效率普遍不高。 传输效率普遍不高。 • 目前无线能量传输技术整体上传输的效率不高,主要 原 目前无线能量传输技术整体上传输的效率不高, 因是能量的控制比较困难, 因是能量的控制比较困难,无法真正实现能量点对点的 传送在传输的过程中会散射等损耗一部分能量, 传送在传输的过程中会散射等损耗一部分能量,能量转换 器的效率不高也是影响整个系统效率的关键因素。 器的效率不高也是影响整个系统效率的关键因素。 • 当然随着电子技术的不断进步,传 输的效率也会逐渐提 当然随着电子技术的不断进步, 高。
Powermat公司展 示了为不同电子 产品进行无线充 电的设备
专业成就未来
无线能量传输实现方式
专业成就未来
无线能量传输实现方式
电磁感应式(非接触感应式 电磁感应式 非接触感应式)电能传输电路的基本特征就是 原副边电路分离。 非接触感应式 原边电路与副边电路之间有一段空隙,通过磁场耦合感应相联系。

远程供电的原理

远程供电的原理

远程供电的原理远程供电是通过远距离传输能源或电力来为设备、工艺或系统提供所需的能源的一种技术。

它的原理可以分为两种主要类型:无线能量传输和有线能量传输。

一、无线能量传输无线能量传输是指通过电磁波或其他无线信号的传输来将能量从一个地点传输到另一个地点。

无线能量传输主要有以下几种原理:1. 电磁辐射电磁辐射能够通过共享磁场和电场来传输能量。

在这种情况下,一个无线电源向周围环境发射电磁波,接收器在电磁波到达时从中获取能量。

这种方式常常用于无线充电设备,如无线充电宝、无线充电垫等。

2. 无线耦合无线耦合主要是通过磁共振的原理来传输能量。

发射器和接收器之间通过共振频率进行耦合,并通过共振腔进行传输能量。

这种方式可以实现较大功率的无线能量传输,并可用于供电无线电子设备、医疗设备、工业设备等。

3. 感应耦合感应耦合是利用线圈发射电磁波,然后通过感应线圈将电磁波转换为电能。

这种方式可以用于供电距离较近的设备,例如无线充电器和电动牙刷等。

无线能量传输的优点是方便和灵活,可以为移动设备提供供电,无需使用电线连接设备。

然而,由于能量在传输过程中会衰减和损失,所以无线能量传输的效率一般较低。

二、有线能量传输有线能量传输是指通过导线或电缆将电能从一个地点传输到另一个地点。

有线能量传输主要有以下几种原理:1. 传统供电网传统的有线能量传输主要是通过电网输送电能。

电厂生成电能后,通过输电线路将电能传输到各个用电点。

这种方式可以实现大范围的供电,但需要建设大量的电网设施,成本较高。

2. 电感耦合电感耦合是通过变压器的原理来传输能量。

发射端通过电感线圈将电能传输给接收端的电感线圈,然后再经过整流和稳压等技术处理后供电给目标设备。

这种方式常常应用于近程供电,例如无线充电器和电动牙刷等。

3. 光纤传输光纤传输是指利用光纤传输光信号来传输能量。

发射端通过激光器将光信号传输到光纤中,接收端再通过光电二极管等器件将光信号转换为电能供电给设备。

无线充电技术的能量传输原理

无线充电技术的能量传输原理

无线充电技术的能量传输原理无线充电技术是一种便捷、高效的充电方法,它通过无线电波或者磁场来传输能量,使得设备可以在不使用电线的情况下实现充电。

这种技术被广泛应用于各种电子设备,如智能手机、智能手表、移动电源等。

本文将详细介绍无线充电技术的能量传输原理。

一、电磁感应原理无线充电技术主要依靠电磁感应原理来实现能量传输。

根据法拉第电磁感应定律,当一个导线中有电流通过时,会在周围产生一个磁场。

而当另一个导线在这个磁场中移动时,磁场会引起在该导线中的感应电流。

这样,通过改变电流大小和方向,就可以实现能量的传输。

在无线充电设备中,发射端和接收端分别含有一个线圈。

发射端的线圈通过交流电源产生一个交变电流,从而在周围产生一个强磁场。

当接收端的线圈进入这个磁场中时,磁场就会引起接收线圈中的感应电流。

感应电流会通过电路传递到接收端的电池中,实现充电的效果。

二、电磁波原理除了电磁感应原理外,无线充电技术还可以利用电磁波来传输能量。

根据麦克斯韦方程组,变化的电流会引起电磁场的产生,而变化的电磁场也会引发感应电流。

这种通过电磁波进行能量传输的方法称为无线电波能量传输。

当发射端的电流变化时,会在周围产生电磁波。

这些电磁波会以无线电信号的形式传播出去,被接收端的天线接收。

接收端的天线会将接收到的电磁信号转换成电能,再将电能传递到设备的电池中进行充电。

三、谐振共振原理除了电磁感应原理和电磁波原理,谐振共振也可以用于无线充电技术中能量的传输。

谐振是指当两个物体具有相同的自然频率时,它们之间的振动会趋向于加强。

在无线充电中,发射端和接收端的线圈通过调节频率,使得它们能够达到共振状态,对能量进行传输。

发射端和接收端的线圈都具有一个谐振频率。

当发射端的线圈通过交流电源产生的电流的频率与接收端的线圈的谐振频率相匹配时,能量传输效率会大大提高。

这是因为共振状态下,能量传输的效果会比非共振状态下更好,能量损失较少。

总结:无线充电技术通过电磁感应原理、电磁波原理和谐振共振原理等方式来实现能量的传输。

无线通信网络中的能量收集与传输技术

无线通信网络中的能量收集与传输技术

无线通信网络中的能量收集与传输技术随着移动通信的快速发展,无线通信网络已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

然而,无线设备的能量供应问题一直是制约其发展的一个关键因素。

为了解决这个问题,科学家们研究并开发了能量收集与传输技术,以实现无线通信网络中的能量自动收集和传输,从而延长设备的使用时间,提高用户体验。

能量收集技术是利用环境中的自然能源来为无线设备提供能量。

目前,常用的能量收集技术包括太阳能收集、环境振动能收集和无线充电等。

太阳能收集利用太阳能电池板将阳光转换为电能,可以为无线设备提供可持续的电源。

环境振动能收集则是利用设备周围的震动能量来产生电能,包括机械振动发电和压电材料发电等技术。

而无线充电技术则通过无线充电设备将能量传输给无线设备,使其在工作过程中始终保持充电状态。

这些能量收集技术的应用,使得人们可以更加方便地使用无线设备,从而改善用户体验。

能量传输技术是实现能量从发射器到接收器传输的一种技术。

无线能量传输技术主要包括磁共振耦合能量传输和射频能量传输。

磁共振耦合能量传输技术利用发射端的电磁场产生振荡,并通过磁共振的方式将能量传输到接收端,实现能量传输。

射频能量传输技术则通过无线电波传输能量,接收端利用接收线圈接收到的电磁波能量来供电。

这些能量传输技术的应用,使得无线设备不再依赖常规电池,能够在无线通信网络的覆盖范围内随时获得能量供应,并实现无线设备的长时间工作。

无线通信网络中的能量收集与传输技术在很多领域都有着广泛的应用。

首先,它在物联网领域发挥着重要作用。

物联网中的各种设备往往需要长时间工作,无法依靠传统电池供电。

而能量收集与传输技术可以为这些设备提供可持续的能量供应,使其能够长时间稳定运行。

其次,能量收集与传输技术在智能家居领域也起到了重要的作用。

智能家居中的各种设备需要随时保持运行状态,通过能量收集与传输技术,家庭成员可以更方便地使用这些设备,从而提高了生活质量。

此外,能量收集与传输技术还应用于无线传感器网络、智能交通系统等领域,为这些领域中的设备提供了稳定的能量供应。

无线电能传输

无线电能传输

电动汽车的无线能量传输1. 概念综述所谓无线电能传输(Wirelss Power Transmission -- wPT)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。

在无线输电方面,我国的研究才刚刚起步,较欧美落后。

在此旨在阐述当前的技术进展,分析无线输电原理,为我国在无线输电方面的深入研究提供参考。

2无线电能传输的原理2. 1变压器的疏松耦合非接触式实现了电能的无物理连接传输。

它将系统的变压器紧密型耦合磁路分开,初、次级绕组分别绕在具有不同磁性的结构上,实现在电源和负载单元之间进行能量传递而不需物理连接 6 J。

其一次侧、二次侧之间通过电磁感应实现电能传输,因气隙导致的耦合系数的降低由提高一次侧输入电源的频率加以补偿。

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,磁芯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,这种无线电能传输效率较低。

电磁感应现想是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电磁现想之间的相互联系和转化。

电磁感应是电磁学的基础原理,变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的,变压器由一个磁芯和两个线圈,即初级线圈与次级线圈组成。

无线电能传输技术及其应用

无线电能传输技术及其应用

无线电能传输技术及其应用一、引言随着无线通信技术的不断发展,无线电能传输技术日益成为研究的热点领域。

无线电能传输技术是指利用电磁波的传输特性,将电能通过无线电波进行传输的一种技术。

本文将详细介绍无线电能传输技术及其应用。

二、无线电能传输技术的原理利用电磁波传输电能的原理是将电能通过能量的形式传播,甚至是传播到很远的地方。

无线电能传输技术的实现原理主要有两种方式:电磁感应和磁共振。

1. 电磁感应电磁感应原理是指将电流感应在回路上。

利用这种原理将能量传输的方式被称为电感式电能传输。

电感式电能传输的基本原理是将电流通过导线放入一个线圈中,当这个线圈比接受器的线圈离得非常近时,电流会在接受器的线圈中感应出电流,从而将电能传输到接受器中。

2. 磁共振磁共振原理是指当两个系统的自然频率相同时,它们通过能量传输可以实现高效传输。

通过利用磁场的相互作用,将能量从一个系统传输到另一个系统。

当发射器和接收器的自然频率相同时,它们之间的磁场会更强、更稳定,从而能够非常高效地传输能量。

三、无线电能传输技术的优点与传统有线传输方式相比,无线电能传输技术具有明显的优点:1. 无需线缆连接采用无线电能传输技术可以省去线缆连接,使能量传输更为方便快捷,适用于一些需要快速取电的场合。

2. 能适应远距离传输无线电能传输可以实现远距离能量的传输,利于远距离供电。

3. 使用方便、效果显著无线电能传输技术无需接触,使用起来非常方便,使得能量传输的效果更为显著。

四、无线电能传输技术的应用领域无线电能传输技术不仅可以应用于家庭电器,同时还可以应用于移动设备、机器人、医疗设施等多个领域。

1. 家庭电器无线电能传输技术可用于智能家居的场景,例如灯光、空调、电视等家用电器的无线供电。

2. 移动设备无线电能传输将在移动设备的领域有广泛应用。

用户可以通过无线充电器为手机、平板电脑和笔记本电脑充电。

3. 机器人无线电能传输技术还可以应用于机器人的供电和控制。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

无线能量传输技术是将电能从电能发射端传输到负载的一个过程,这个过程不是通过传统的电线完成,而是通过无线实现。

目前在国内外研究的无线能量传输技术,根据其传输原理,大致上可以分为三类:第一类是感应耦合式无线能量传输技术,这种技术主要利用电磁感应原理,采用松耦合变压器或者可分离变压器方式实现功率无线传输。

该项技术可以实现较大功率的电能无线传输,但由于传输原理的局限传输距离被限制在毫米等级。

第二类是电磁波无线能量传输技术,例如微波技术,该技术直接利用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。

该技术优点在于可以实现极高功率的无线传输,但是在能量传输过程中,发射器必须对准接收器,能量传输受方向限制,并且不能绕过或穿过障碍物,微波在空气中的损耗也大,效率低,对人体和其他生物都有严重伤害。

第三类是磁耦合谐振式无线能量传输技术。

该技术通过磁场的近场耦合,使接收线圈和发射线圈产生共振,来实现能量的无线传输。

该技术最早是由美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组于2006年11月在美国AIP工业物理论坛上提出,并于2007 年6月,通过实验进行了验证,相隔2.16m隔空将一只60W灯泡点亮,并在<<science>>杂志上发表了题为“Wireless Power Transfer Via Strongly Coupled Magnetic Resonances”。

该技术可以在有障碍物的情况下传输,传输距离可以达到米级范围。

目前该技术尚处于基础理论和实验研究阶段,对该技术我们做了一些研究,发现这项技术其很有发展潜力,相信在不久的将来这项技术会进入我们的生活,进入真正的无线时代,让我们试目以待吧。

相关文档
最新文档