磁耦合共振无线输电
磁耦合谐振式无线电能传输
磁耦合谐振式无线电能传输DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2016.12.1371磁耦合谐振式无线电能传输（1）无线电能传输。
无线电能传输，简称WP■技术，是根据能量传输过程中中继能量形式的不同，在不使用导线连接的情况下通过电场等进行进行传输的新型技术。
其主要包括：磁（场）耦合式、电（场）耦合式、电磁辐射式（如太阳辐射）、机械波耦合式（超声）。
其中，磁耦合式是目前研究最为火热的一种无线电能传输方式，也就是将高频电源加载到发射线圈，使发射线圈在电源激励下产生高频磁场，接收线圈在此高频磁场作用下，耦合产生电流，实现无线电能传输。
这项技术开创了人类通信的新纪元，基于能源供给而产生的无线电技术将会创造出人类能源史的新里程，其给大众带来的意义与影响也非同凡响。
这项技术的使用具有以下的特点：1 ）通用性电波的传输不需要导线进行连接一旦普及，将会使电子产品从导线的束缚中解脱出来，电器接口、兼容性的问题将得到解决，供电更方便，便捷人们的生活，提高人们的生活水平，提高人们的生活质量。
2）便携性、实用性目前的生活状况下实现无线电能传输依旧面临这挑战，但这项技术的推广，将会极大的提高传输的速度、传输的量，对彻底解决人民生活中电力的供给问题提供有力的帮助，方便生活，提高效率。
同时，对于目前很多缺乏或者无法布置电线造成的供电困难现象，无线电能传输的普及将会使这难题得到解决，紧急情况下快速地供电模式也是未来发展的必然趋势，例如加拿大等国开始尝试使用辐射式供电驱动的无人飞机作为电视转播台。
3）美观性不以导线连接的无线电能传输，将会推动电子设备的体积进一步的减小，电子设备的数据线将不再需要，便捷人们生活的同时，营造一种美观性。
在能效转化效率、电磁人体辐射安全的情况下，无线供电时代的普及，将能够有效解决家庭布线、家电固定化等破坏问题，节省铜、塑料等资源。
4）安全性无线电能传输技术的普及，将会消除电子设备接触产生的电火花、电火花可能引起的爆炸、插头损坏和接触不良等安全隐患。
无线输电PPt获奖课件
• 发射回路由LC振荡电路构成 • 振荡频率公式： • 产生谐振旳条件是： • 所以本试验采用6.8nf旳CBB电容8个并联而
成，确保了高频特征也确保了基本波长。
• 电感线圈使用旳是Ф1.5旳铜导线，可根据 公式计算出其电感量，取合适旳线圈尺寸， 根据 接受部分电路也是采用LC谐振回路，能够 用振荡频率公式和电路谐振条件求取原件 参数。
• 弦乐器中旳共鸣箱、无线电中旳电谐振等， 就是使系统固有频率与驱动力旳频率相同， 发生共振。
• 当电路中鼓励旳频率等于电路旳固有频率 时，电路旳电磁振荡旳振幅也将到达峰值。
• 试验电路中我也是经过这种共振旳原理， 提升了无线输电旳效率。
• 本试验作品采用推挽电路输出其电路特点 是：
• 推挽电路采用两个参数相同旳MOSFET管， 以推挽方式存在于电路中，各负责正负半 周旳波形放大任务，电路工作时，两只对 称旳功率开关管每次只有一种导通，所以 导通损耗小效率高。推挽输出既能够向负 载灌电流，也能够从负载抽取电流。
• 因为电路采用旳是电磁耦合共振所以接受 部分电路旳固有频率要等于接受部分电路 旳固有频率。所以接受发射电路均选用相 同旳8个CBB电容，和相同旳绕制线圈,以便 电路发生共振。
作品电路图
• 本电路旳各参数描述： • 元器件参数拟定。 • 电容是采用旳C=5.44*10^(-8)F； • 发射线圈旳电感是L=3.73*10(-6)； • 从而计算出固有频率f=315KHZ； • 接受部分电路器件参数与发射振荡电路尽
• 本作品将能胜任真空试验设备旳供电，能 很好处理真空试验设备运营问题，也可对 微型机器人领域旳特殊应用，例如在汽车 方面可进行无线输电，例如微型血管垃圾 清理机器人旳供电。也能够对高温水下等 设备旳供电，等等能有效防止有线输电造 成旳安全用电灾害和不利。
磁耦合无线电能传输系统的研究内容
磁耦合无线电能传输系统的研究内容
磁耦合无线电能传输系统是一种无线电能传输技术，它通过电磁
感应实现能量传输。
该技术研究的内容主要包括：磁耦合无线电能传
输的原理与机理研究，磁耦合无线电能传输系统的设计与构建，磁耦
合无线电能传输系统性能的测试与评估等方面。
具体包括：
1.磁耦合无线电能传输原理的研究：分析磁耦合现象的基本原理，研究磁耦合模型及其在无线电能传输中的应用，探讨磁耦合无线电能
传输系统的电磁特性。
2.磁耦合无线电能传输系统的设计与构建：根据磁耦合无线电能
传输的原理和机理，设计和构建符合要求的磁耦合无线电能传输系统，包括传输器和接收器等组成部分。
3.磁耦合无线电能传输系统性能的测试与评估：通过实验和测试，评估磁耦合无线电能传输系统的各项性能指标，如传输效率、能量传
输距离等，提高磁耦合无线电能传输技术的应用效能。
总之，磁耦合无线电能传输系统是一种较新的无线电能传输技术，其研究内容包含原理机理研究、系统设计与构建以及性能测试与评估
等多个方面，对于提高无线电能传输技术的应用效能具有重要的意义。
磁耦合无线电能传输原理
磁耦合无线电能传输原理磁耦合无线电能传输原理磁耦合无线电能传输是一种高效、安全、节能的无线电传输技术，可以将电能从一侧传输到另一侧，而无需使用导线。
该技术在科技领域具有广泛的应用，特别是在无线充电、无线通讯、医疗设备等领域。
磁耦合无线电能传输的原理是通过磁场实现电能的传输。
磁耦合无线电能传输技术可分为两大类：线圈耦合和电容耦合。
其中，线圈耦合技术是通过两个线圈之间的磁耦合实现电能的传输，而电容耦合技术则是通过两个电容器之间的电容耦合完成电能的传输。
在线圈耦合技术中，传输的电能从一个线圈经过交变电流产生的磁场传输到另一个线圈。
线圈之间的磁耦合系数越高，则电能传输的效率就越高。
此外，线圈的间距和布局等因素也会影响电能传输的有效性。
而在电容耦合技术中，通过电容器之间的电容耦合实现电能的传输。
电容器之间的电场能量会传输到对应的电容器中，从而完成电能传输过程。
不过，电容耦合技术也有其自身的限制，例如，受到电容器的质量影响，电容耦合的传输距离和效率都会受到影响。
因此，在实际应用中，一般还需要考虑其他因素，例如输出电压、传输效率等问题。
当然，在磁耦合无线电能传输中，还需要考虑功率传输方面的问题。
无论是线圈耦合还是电容耦合，传输功率的大小都是影响电能传输效率的重要因素之一。
当输出功率和传输距离增加时，传输效率也会相应地下降。
总之，磁耦合无线电能传输技术的出现已经很大程度上解决了传统的电能传输问题。
但在实际应用中，还需要对技术的细节进行改进和升级，从而不断提高该技术的效率和应用范围。
相信通过不断地研究和科学技术的发展，磁耦合无线电能传输技术将会在更多领域中得到广泛的应用。
无线充磁场共振式原理
无线充磁场共振式原理引言：随着科技的不断进步，无线充电技术作为一项便捷的充电方式，正在逐渐普及。
其中，磁场共振式无线充电技术以其高效率和远距离传输的特点备受关注。
本文将介绍磁场共振式无线充电的原理以及其应用。
一、磁场共振式无线充电的原理磁场共振式无线充电技术利用了电磁感应的原理，实现了电能的无线传输。
其基本原理可以概括为以下几个步骤：1. 发射端生成电磁场：发射端通过电源将电能转化为高频交流电，然后经过功率放大器放大，产生一定频率的电磁场。
这个电磁场是通过线圈产生的，线圈中流过交流电会产生变化的磁场。
2. 接收端感应电磁场：接收端也是一个线圈，当它处于发射端产生的电磁场范围内时，会感应到电磁场的变化。
根据电磁感应定律，感应到的电磁场变化会引起接收端线圈中的电流。
3. 电能传输：接收端线圈中的电流通过整流电路转化为直流电，然后供给接收设备使用。
这样就实现了电能的无线传输，完成了充电过程。
二、磁场共振式无线充电的优势相比传统的有线充电方式，磁场共振式无线充电技术具有以下几个优势：1. 高效率：磁场共振式无线充电技术利用了共振的原理，使得电能传输的效率更高。
在共振频率下，发射端和接收端的电磁场能够达到最大的匹配，从而实现了高效的能量传输。
2. 远距离传输：相比较其他无线充电技术，磁场共振式无线充电技术可以实现较远距离的电能传输。
这是因为电磁场的传输距离与线圈之间的耦合程度有关，而磁场共振技术可以通过调节频率和线圈设计来实现较远距离的传输。
3. 多设备充电：磁场共振式无线充电技术还支持同时给多个设备充电。
通过合理设计发射端和接收端的线圈布局，可以实现对多个接收设备的同时充电，提高了充电效率和便捷性。
三、磁场共振式无线充电的应用磁场共振式无线充电技术在许多领域都有着广泛的应用前景。
1. 智能手机充电：对于智能手机用户来说，磁场共振式无线充电技术可以提供更加便捷的充电方式。
只需将手机放置在充电座上，即可自动进行充电，无需插拔充电线，方便快捷。
磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计无线电能传输是一种通过电磁场传输能量的技术，已经在无线充电和电力传输等领域得到应用。
磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式，本文将详细介绍其设计。
首先，我们需要设计传输系统的基本结构。
磁耦合谐振式无线电能传输系统由两个主要部分组成：发送端和接收端。
发送端由电源、谐振电路和电磁辐射装置组成；接收端由谐振电路、整流电路和负载装置组成。
在发送端，电源提供电能给谐振电路，谐振电路通过调节谐振电容和谐振电感的数值来产生与接收端谐振频率相匹配的电磁场。
电磁辐射装置将电磁场辐射出去，以传输能量。
在接收端，谐振电路接收到发送端辐射出的电磁场，并与发送端的谐振频率相匹配。
整流电路将接收到的电磁能量转换为直流电能，供给负载装置使用。
为了实现高效的能量传输，需要对谐振电路进行精确的设计。
首先，需要通过计算确定发送端和接收端的谐振频率。
谐振频率的计算公式为：f=1/(2*π*√(LC))，其中f是谐振频率，L是谐振电感，C是谐振电容。
通过调节谐振电容的数值，可以精确控制谐振频率。
另外，谐振电路中的谐振电感可以通过螺线管或变压器等电感元件来实现。
电感元件的选择需要考虑到频率范围和能量传输效率等因素。
同时，为了增加能量传输的效率，可以采用功率放大器来提高传输功率。
功率放大器将发送端的电能转换为电磁能量，并将其放大到适合的功率水平。
为了确保安全性，还需要考虑电磁辐射的控制。
可以使用屏蔽罩或改变电磁场的辐射模式来减小电磁辐射范围。
此外，在实际应用中，还需要考虑传输距离和传输效率等因素。
在设计过程中，可以通过试验和模拟来进行优化。
总之，磁耦合谐振式无线电能传输系统是一种高效、稳定的无线电能传输方式。
通过精确设计谐振电路和选取合适的电感元件，可以实现高效能量传输。
同时，需注意对电磁辐射的控制，以确保系统的安全性。
DIY 磁耦合谐振式无线电力传输实验
DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验一、实验内容1．了解磁耦合无线电力传输的基本原理；2．自组装和调试磁耦合式无线电力传输系统；3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响二、实验方法1．确定LC电路的共振频率以下为确定LC电路的共振频率的几种方法，任选其中一种。
方法一：利用实验室提供的LC电表分别测量线圈的电感和电容，然后利用公式（1）计算共振频率。
方法二：如果线圈绕线比较规则，可以利用实验室提供的工具测量铜线的直径、线圈直径等参数，然后利用公式（3）计算线圈的电感，最后利用公式（1）计算共振频率。
方法三：利用信号发生器和示波器观察LC电路的充放电过程，测量其共振频率，具体方法参考实验十七RLC串联电路的暂态过程。
三、实验任务1．研究工作频率对电力传输效率的影响按照下图在九孔面包板上完成实验系统的连接。
E固定接收线圈与发射线圈的距离，如5厘米。
改变工作频率，利用示波器测量接收电路的信号幅度和频率，完成如下表格并绘制幅度-频率曲线。
表1 接收信号幅度与频率关系频率(kHz)幅度(V)2．研究无线电力传输的距离对传输效果影响调节R1的大小使得电路工作在共振频率之下，改变接收线圈与发射线圈的距离，利用示波器测量接收电路的信号幅度，完成如下表格并绘制幅度-距离曲线。
表2 接收信号幅度与距离关系距离(cm)幅度(V)3.自制电感线圈（可以和实验室提供的形状、匝数不同），并联电容形成LC电路，分别测量电感线圈的电感L和电容C的数值；计算其固有共振频率，接入上图所示电路，观察其共振情况和电力传输效果，做记录。
四、报告要求1.用坐标纸绘制上面的两条曲线，总结传输规律。
2.对自制的LC并联谐振电路的传输效果做分析和总结；对比实验室提供的LC电路，总结两者的特性和优劣。
补充讲义实验七十七 DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验你知道吗，不用电线就可以传输电力，点亮一个灯泡，这样的事情是利用什么原理和技术实现的？摒弃杂乱的输电导线，实现电力的无线传输一直以来都是人们追求的梦想。
磁耦合谐振无线电能传输 线圈设计参数
磁耦合谐振无线电能传输线圈设计参数一、概述磁耦合谐振无线电能传输技术是一种无线电能传输的新型方式，它通过磁场耦合的方式实现高效的能量传输，为无线充电、电力传输等领域提供了新的解决方案。
而线圈是磁耦合谐振无线电能传输中至关重要的组成部分，其设计参数的选择直接影响了系统的性能。
本文将对磁耦合谐振无线电能传输线圈的设计参数进行深入探讨。
二、线圈设计参数的选择1. 频率磁耦合谐振无线电能传输系统中的线圈工作在特定的谐振频率下，因此首先需要确定工作频率。
工作频率一般由电源频率、谐振电容的选择以及其他系统要求来决定。
2. 电感值线圈的电感值直接影响了系统的谐振特性，其选择需要在满足谐振条件的基础上尽可能地降低线圈的损耗。
通常情况下，电感值的选择需要根据工作频率和系统功率来进行优化。
3. 匝数线圈的匝数决定了其电感值和电压传输比，因此在设计线圈时需要根据系统的电压需求和电感值来确定匝数。
通常情况下，较大的匝数能够提高线圈的电感值和电压传输比，但同时也会增加线圈的电阻和损耗。
4. 线径和材料线圈的线径和材料直接影响了其电阻和损耗，因此在选择线径和材料时需要综合考虑系统功率、工作频率和成本等因素。
通常情况下，较粗的线径和低电阻的材料能够降低线圈的损耗，但同时也会增加成本和体积。
5. 抗干扰能力线圈在实际应用中可能会受到外部的干扰，因此需要具备一定的抗干扰能力。
在设计线圈时需要考虑到电磁兼容性、屏蔽设计等因素，以保证系统的稳定性和可靠性。
三、线圈参数优化方法1. 数值仿真通过数值仿真软件对线圈进行电磁场分析和谐振特性分析，可以有效地优化线圈的设计参数。
仿真可以帮助工程师快速地评估不同参数对系统性能的影响，从而指导设计优化。
2. 实验测试通过实验测试，可以对线圈的实际性能进行验证，进一步优化设计参数。
实验测试可以发现仿真中未考虑的影响因素，从而更准确地指导线圈的优化设计。
3. 综合考虑上线圈设计参数的选择过程中，需要综合考虑系统的工作条件、成本、体积、电磁兼容性等因素，以找到最优的设计方案。
磁耦合谐振式无线电能传输理论基础
磁耦合谐振式无线电能传输理论基础共振是十分常见的自然现象，物体在共振状态下会产生大量的能量转换，而这些能量必须在共振频率下才会转换。
这种共振现象在电路中就叫谐振。
电磁波的一些特性离不开共振现象，如：产生、接收、放大与分析处理。
谐振现象广泛地存在于自然界中，根据最大能量传输定理和谐振理论，当工作频率和系统（初级、次级电路）固有频率相同时，能够获得最大传输效能。
电磁谐振式无线供电系统的基本原理是让高频功率源的频率和初次级绕组的固有频率相同，从而构成一个高频磁耦合谐振系统。
电磁场随距离的增加而迅速衰减，电磁谐振式无线供电就是利用两个发生谐振耦合的电路来捕捉随距离衰减的电磁场，即当初级端和次级端发生谐振时，使大部分能量能从初级绕组传输到次级绕组。
1 耦合共振理论麦克斯韦电磁场理论认为：变化的电场会激起变化的磁场，而变化的磁场又可以产生变化的电场，电现象与磁现象紧密地联系在一起；这种交替产生的具有电场与磁场作用的物质空间就称为电磁场。
而任何电磁场发生源周围均有作用场存在，即以感应为主的近区场(也称感应场)和以辐射为主的远区场(又叫辐射场)，它们的相对划分界限一般为一个波长。
近区场的电磁场强度一般比远区场要大得多。
两个谐振体间利用磁场当作介质，通过耦合谐振来传递能量这就叫做磁耦合谐振技术，耦合谐振能量转移时传输效率很高，所以使得系统的性能得到了极大的提升。
能量传输过程中能量最集中的高度辐射区间是处于系统的发射线圈和接收线圈间之间，因此特别适合传递能量。
其物理基础就是众所周知的麦克斯韦方程组:00==-=0=+t D BE t B D H j ρ∇⋅⎧⎪∂⎪∇⨯⎪∂⎨∇⋅⎪⎪∂∇⨯⎪∂⎩(2-1)由麦克斯韦电磁场理论可知: 磁场会由于电场的改变而改变，同时磁场的改变也可以造成电场的改变，这两个场之间呈相互因果联系，而由于这个现象使得电磁密不可分，由此得到的空间即为电磁场。
电磁场有两部分不同特性的变化方式，一部分在辐射源周边范围以及辐射源之间流动着循环并有规律的磁场能量，不向外发射，称为感应场；其他的磁场能量则离辐射源较远，由此脱离了辐射体，并形成电磁波，朝外部发射，这种场就叫做辐射场。
无线电能传输技术 (修改)
究和应用
3 在无线通信方面，国内在5G技术、物联网、智能家居等领域都取得了重要进展
4
5G技术的发展为无线通信带来了更高的传输速率和更低的延迟，推动了物联网、智能家居等领域的快 速发展
无线电能传输技术
1
同时，国内也在积极推进物联网的建设和应用，涉及到智能家居、智能交通、智能城市等多个领域.此 外，国内也在积极探索无线传输技术在医疗、工业等领域的应用
2
例如华中科技大学研究团队提出了一种基于磁共振的无线电能传输技术，可以将电能以高效、可靠的 方式传输到远离电源的设备中，具有较高的应用价值
3
同时，在工业界也存在着对无线电能传输技术的应用探索，例如近年来各大手机厂商开始采用无线充 电技术，可以将手机电池以无线电波的形式进行充电，解决用户使用手机时传输线缆带来的不便
无线电能传输技术
3. 工业自动化和智能制造的需求增长：工业自动化和智能制造领域对于无线传输技术的需求将会持续增 长。无线传输技术能够实现高效、可靠的数据传输，为工业自动化和智能制造提供更好的解决方案 4. 物联网和智能家居的广泛应用：物联网和智能家居领域对于无线传输技术的需求将会持续增长。无线 传输技术能够实现设备之间的无缝连接和数据传输，为人们的生活带来更多的便利和智能化 5. 安全性提高和互操作性增强：随着无线传输技术的广泛应用，安全性和提高互操作性将是未来发展的 重要方向。采用加密技术、建立安全的网络协议和加强用户身份验证等措施，能够提高无线传输的安全 性。同时，加强设备的互操作性测试，能够提高不同设备之间的兼容性和无缝连接能力 总之，无线传输技术在未来几年中具有广阔的发展前景，将在各个领域得到广泛应用。随着技术的不断 进步和应用场景的不断扩展，无线传输技术将会在更多领域发挥重要作用
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计1 磁耦合谐振式无线电能传输系统的总体方案设计在对磁耦合谐振式无线电能传输系统的原理研究以及仿真分析的基础上，将搭建磁耦合谐振无线电能传输系统的实验平台。
通过理论研究，本章将在图4.1所示无线电能传输系统装置系统框图基础上设计的磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验装置。
图4.1所示的系统框图主要包括四大核心部分。
第一部分是高频电路，其功能是将低压直流电逆变为高频低压交流电，然后经过高频变压器升压后，输入到发射线圈；第二部分是谐振补偿电路，其功能是把电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿；第三部分整流滤波电路，其功能是把交流电能转换为直流电能，然后传递到整流电路；第四部分稳压电路，其功能是在整流滤波电路输入电压、负载、环境温度、电路等参数发生变化时仍能保持输出电压的恒定。
图4.1 无线电能传输系统装置的系统框图要形成高频交变磁场，就需要对驱动信号与电源频率进行调试，这样才能使发射线圈、接收线圈产生谐振。
在谐振状态下，发射线圈与接收线圈之间会出现高频磁场，使接收线圈能接收到发射线圈的能量。
最终，通过不断的能量传输，接收线圈具有足够能量提供给负载。
本次实验装置是通过线圈间的谐振耦合状态完成无线电能的传输，图4.2所示是线圈之间传输电能的机理的示意图。
图4.2 系统电能传输示意图2 系统的参数设计磁耦合谐振式无线电能系统的传输性能会受到多种因素的干扰，影响磁耦合谐振式无线电能传输系统的主要因素有：高频逆变过程、谐振耦合过程、整流滤波过程和线圈的布置与参数。
综上所述，磁耦合谐振式无线电能系统的实验装置的设置甚为重要。
2.1 高频逆变电路的选型此类电路可使直流电在导入后借助电路处理而以高频交流形式呈现。
这一过程效能直观地透过系统传输效率进行展现。
本章是在功率较低条件下进行磁耦合谐振式无线电能传输，因而其高频逆变电路应当满足两方面要求：系统工作期间，频率不能低于500 kHz；当尽可能维持效率在较高水平。
磁耦合谐振无线电能传输技术的无人机无线充电方案
234电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言近年来，无线电能传输技术以其安全、便捷的特点，在各个领域逐渐成为了一种较为成熟的技术。
无线电能传输大致可以分为三种方向：感应耦合无线电能传输、磁耦合谐振式无线电能传输、微波式无线电能传输[1]。
目前，磁耦合谐振无线电能传输技术是一种广泛使用的无线输电技术，相较其它两种技术而言，其传输性能好，传输效率高且较易实现，目前在智能手机、电动汽车、智能家居等领域已有了广泛的应用。
无人机是一种热门的小型飞行器，以其轻便、灵活、低成本的特点在军用及民用领域均受到广泛使用，但其较差的续航能力是此设备目前存在的较大问题，具体表现为无人机在长时间航行作业后出现电量不足时，需要停飞降落以手动更换内置电池，此弊端使得无人机无法在更多的长距离作业中得到高效广泛的使用。
因此，我们考虑将当下较为成熟的磁耦合谐振式无线电能传输技术与无人机相结合，设计出一种便于无人机实现磁耦合谐振式无线电能传输的简单模型，以此来解决无人机电量不足时需停飞降落、手动更换内部电池的不足，并可以高效率，稳定的为无人机提供电能。
2 无线电能传输技术概况无线电能传输技术（Wireless Power Transfer Technology, WPTT ）发展至今日，已经成为一种较为成熟的输电技术，它通过空间无形软介质（电磁场、声波等）将电能传输，此传输方式与传统的有线输电相比，为非接触式输电，具有更加安全、便捷，高效的特点。
随着科技的发展与时代的进步，生活中常用的产品逐步实现了物联网及“互联网+”，电能得到了更加广泛的使用，且其复杂性也在不断的提高，因此无线电能传输技术成为了小型家用电器摆脱繁杂输电线、进行产品革新的首要选择，较为典型的无线电能传输技术可以分为以下3类。
2.1 微波无线电能传输技术微波电能传输技术（Microwave Power Transmission, MPT ）通过能量转换装置以及天线将电能转化为微波形式，发射天线通过空气等介质将微波传输至接收装置，再经由整流电路把微波转化为可利用的电能，实现一个完整的电能传输过程。
无线输电基本原理及应用研究
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。
国外磁耦合谐振式无线电能传输的研究进展及应用
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DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验
DIY实验-磁耦合谐振式无线电力传输实验研究你知道吗，不用电线就可以传输电力，点亮一个灯泡或者使一台电器工作，这样的事情是利用什么原理和技术实现的？摒弃杂乱的输电导线，实现电力的无线传输一直以来都是人们追求的梦想。
早在1890年，美国物理学家尼古拉斯•特斯拉就提出并设计了无线电力传输实验模型。
2007年，一种新型的可实用化的磁耦合谐振式无线电力传输技术由MIT的一组科学家开发实现。
这种传输技术具有传输距离中等，穿透能力强的特点。
随后在2010年青岛海尔公司就研制出了“无尾”电视。
可以肯定的是随着人们对生活品质要求的日益提高，各种家电设备也会逐渐采用这种新型的无线传电技术。
当然到目前为止，无线电力传输供电也已经有了一些局部的应用。
在你选择做这个实验之前，请你上网查一下有关这方面的资料并仔细的阅读本实验讲义。
通过同学们自己动手实验探索利用磁耦合谐振原理进行无线电力传输，你会深切地感到自己就可以研制这样一种实用的无线电力传输仪器。
★提示：实验前要在实验中心网站上阅读【电烙铁使用方法-焊接技术培训资料】实验预习思考题1.无线电力传输有几种传送方式？其简单原理？2.本实验采取的无线电力传输的特点是？3.由实验原理图中可看出应有三个电路的频率应该一样，试指出？4.本实验电能是如何传递给接收负载的？5.本实验去掉振荡电路和直流电源，直接加上合适电压的交流电源可以吗？实验目的1．了解磁耦合谐振式无线电力传输的基本原理；2．自组装和调试磁耦合谐振式无线电力传输系统；3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响4. 探究提高传输效率和增大传输距离的方法。
实验系统本实验采用的磁耦合谐振方式进行电力传输，系统的工作原理示意图如图2-18-1所示。
图2-18-1 磁耦合共振式无线电力传输电路系统原理图实验系统主要由振荡电路、开关电路、直流电源、发射电路和接收电路共五部分组成。
这其中最主要的部分是发射电路和接收电路，这两部分都是由一个铜线绕制的线圈和一个电容组成的LC 谐振电路构成。
多负载磁耦合谐振式无线电能传输功效分析
多负载磁耦合谐振式无线电能传输功效分析多负载磁耦合谐振式无线电能传输是一种新型的无线能量传输技术，其具有许多优点，比如高效性、安全性、便捷性和环保性等。
本文将从功效分析的角度，探讨多负载磁耦合谐振式无线电能传输的优势和应用前景。
1. 高效性多负载磁耦合谐振式无线电能传输采用谐振技术，能够实现高效的能量传输。
通过谐振，可以使能量在发送端和接收端之间进行高效传输，减少能量的损失。
多负载磁耦合谐振式无线电能传输还能够实现多个负载同时接收功率，提高了能量传输的效率，从而节约能源和提高能源利用率。
2. 安全性多负载磁耦合谐振式无线电能传输采用非接触式的能量传输方式，避免了传统有线传输中的安全隐患，比如电击和短路等问题。
由于传输距离较远，可以避免人为破坏和意外触电等安全问题，保障了使用者的安全。
3. 便捷性多负载磁耦合谐振式无线电能传输不受传统有线电能传输的距离限制，能够实现远距离的能量传输，为人们的日常生活和工作带来了便利。
无线充电技术可以让人们不再担心充电线的长度和拆装问题，同时还能避免充电线在使用过程中造成的混乱和纠缠。
4. 环保性多负载磁耦合谐振式无线电能传输采用无线能量传输技术，减少了电线和传统设备的使用，降低了资源的浪费。
通过高效的能量传输，减少了能量的损失，降低了能源的浪费，有利于保护环境和节约资源。
多负载磁耦合谐振式无线电能传输在智能手机、电动车、无人机等领域的应用前景广阔。
在智能手机领域，无线充电技术为用户提供了便利，提高了用户体验；在无人机领域，无线电能传输可以延长飞行时间，提高航空器的续航能力；在电动车领域，无线电能传输可以实现自动充电，提高了车辆的使用效率。
多负载磁耦合谐振式无线电能传输有着广阔的市场前景和潜在的商业价值。
无线电力传输技术
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。
无线输电基本原理及应用论文
无线输电基本原理及应用研究摘要:文章对基于电磁感应、谐振、磁耦合共振和微波四种基本原理的无线输电技术进行了介绍和分析,展望了其在生活、医学、偏远地区供电、军事以及太阳能空间发电站等多种特殊场合的应用,用数据说明了无线输电存在的传输效率低等亟待解决的问题。
虽然无线输电的普及应用目前受到各方面因素的限制,但其仍然具有广阔的发展前景。
关键词:无线输电磁耦合共振微波空间太阳能发电站传输效率中图分类号:tm724 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0132-02电能的输送是电力系统中发电和用电的中间环节,目前比较成熟的输电方式有交流输电和传统的高压直流输电。
无线输电作为一种特殊的输电方式,利用无线电传输电力能量,相对于传统的输电在特定的场合有其突出的优势,发展前景十分美好。
1 无线输电基本原理无线输电技术根据其应用场合的变化有不同的原理,技术方案也不尽相同。
1.1 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,其方向的确定遵从楞次定律,大小可由麦克斯韦电磁理论解出。
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[1]。
1.2 谐振式无线输电这种无线输电方式与无线通信原理有点类似,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[3]。
DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验
DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验一、实验内容1．了解磁耦合无线电力传输的基本原理；2．自组装和调试磁耦合式无线电力传输系统；3. 探索频率和距离对无线电力传输的影响二、实验方法1．确定LC电路的共振频率以下为确定LC电路的共振频率的几种方法，任选其中一种。
方法一：利用实验室提供的LC电表分别测量线圈的电感和电容，然后利用公式（1）计算共振频率。
方法二：如果线圈绕线比较规则，可以利用实验室提供的工具测量铜线的直径、线圈直径等参数，然后利用公式（3）计算线圈的电感，最后利用公式（1）计算共振频率。
方法三：利用信号发生器和示波器观察LC电路的充放电过程，测量其共振频率，具体方法参考实验十七RLC串联电路的暂态过程。
三、实验任务1．研究工作频率对电力传输效率的影响按照下图在九孔面包板上完成实验系统的连接。
E固定接收线圈与发射线圈的距离，如5厘米。
改变工作频率，利用示波器测量接收电路的信号幅度和频率，完成如下表格并绘制幅度-频率曲线。
表1 接收信号幅度与频率关系频率(kHz)幅度(V)2．研究无线电力传输的距离对传输效果影响调节R1的大小使得电路工作在共振频率之下，改变接收线圈与发射线圈的距离，利用示波器测量接收电路的信号幅度，完成如下表格并绘制幅度-距离曲线。
表2 接收信号幅度与距离关系距离(cm)幅度(V)3.自制电感线圈（可以和实验室提供的形状、匝数不同），并联电容形成LC电路，分别测量电感线圈的电感L和电容C的数值；计算其固有共振频率，接入上图所示电路，观察其共振情况和电力传输效果，做记录。
四、报告要求1.用坐标纸绘制上面的两条曲线，总结传输规律。
2.对自制的LC并联谐振电路的传输效果做分析和总结；对比实验室提供的LC电路，总结两者的特性和优劣。
补充讲义实验七十七 DIY磁耦合谐振式无线电力传输实验你知道吗，不用电线就可以传输电力，点亮一个灯泡，这样的事情是利用什么原理和技术实现的？摒弃杂乱的输电导线，实现电力的无线传输一直以来都是人们追求的梦想。
磁耦合无线电能传输原理
磁耦合无线电能传输原理
磁耦合无线电能传输是一种将电能从一个电源传输到另一个电
源的无线传输技术。
它利用了变压器的基本原理，但是在传输过程中不需要物理接触。
磁耦合无线电能传输涉及到两个主要组件：发射器和接收器。
发射器将电能转换成高频电磁场，并将其传输到接收器上。
接收器中的感应线圈会接收到电磁场，并将其转换回电能。
这种传输方式可以用于充电、电力传输等领域。
磁耦合无线电能传输的关键在于保持两个线圈之间的磁耦合。
这可以通过在发射器和接收器之间保持一定的距离，或者使用共振电路来实现。
磁耦合无线电能传输虽然是一种非常方便的技术，但是在实际应用中存在一些问题。
例如，传输效率较低，且受到传输距离和环境噪声的限制。
因此，磁耦合无线电能传输仍需要在技术上进行进一步的改进和优化。
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磁耦合共振无线输电
日常生活中难免会遇到部分传感检测设备在与外界隔绝的密封体内，在供能方面会有十分困难的情形，虽然在无线输电能实现的今天，那已经不再是多大问题，但是在解决问题的同时我们需要的是更佳的传输效率和最优的方案，所以为了最优方案我们一直在努力，没有最好只有更好。
在之前确实有不少发烧友搭建了很多不同版本的电路，但那些版本的无线电能传输在距离和效率问题上都是显得十分棘手，根据分析发现是因为他们只利用了磁耦合，而未真正将磁共振融入设计电路中，有人仅利用高频进行无线输电，但仅仅考虑高频率磁耦合电路无线输电方式是永远达不到高效能无线输电的效果。
本实验优化方案有别于一般输电方案的原因是，我们将共振思想融进了电路设计里，从而改变了无线输电的传输效能。
电路的流程图：
电路的原理图如下：LC电
路
整流
电路
无线输
电接收
电路逆变
电路
LC振
荡
无线输
电发射
电路
发射电路
接收电路
接收电源指
示灯亮
手机充电图1无线输电流程图图2发射电路组成图3接收电路组成
图4发射电路部分电路
图5接收部分电路
电路的实物图：
图6实验效果图
本实验电路先通过基本逆变电路将直流电逆变为交流电，逆变后的交流电经LC振荡电路实现选频振荡，振荡频率计算公式为：
f=1
2π√LC
在第一版的无线输电系统中应用到单片机配合调谐，通过单片机对电路振荡频率的控制，替代基本逆变电路，从而控制发射电路的振荡特性，但通过实验发现了单片机控制的振荡电路输出功率较低，调谐电路计算困难、复杂，经多方因素考虑和多次实验证明我们最终将电路改为简单大功率的压控制器件N-MOSFET管输出35kHZ的交流，产生逆变信号。
本逆变电路采用两个相同的MOSFET管，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小，效率高。
输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流，所以在逆变电路中能提供较大功率。
实验中发射电路和接收电路使用的是CBB电容，电容材料的选取是考虑到CBB电容具有较大的耐压值和高频特性。
发射部分电路根据初步设定的电容值利用频率公式选取合适的频率，提取合适的频率时需要充分考虑电路的固有频率和谐振条件以便发射电路发生谐振。
所以发射线圈的电感在电容值确定时，电感值也就随之确定。
电路谐振发生条件是：ωl=1
ωc
根据发射电路特征，接收部分电路也需要同样选取合适的电容电感值，以便和发射部分的发射信号频率形成共振，为了计算方便，接收部分电路同样采用的是与发射电路相同值的CBB电容。
接收线圈也使用与发射线圈相同值的铜线圈。
线圈电感可以通过公式进行计算，也可通过软件方便求取。
电感线圈电感值的经验计算公式：
L=k∗μ0∗μs∗N2∗S
其中
l
μ0 为真空磁导率=4π*10(−10)。
μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时μs=1
N2 为线圈圈数的平方
S 线圈的截面积，单位为平方米 l 线圈的长度，单位为米
k 系数，取决于线圈的半径（R)与长度(l)的比值。
计算出的电感量的单位为亨利。
整个电路的振荡频率相对较高，所以我们采用高速开关二极管。
经二极管整流后输出直流电信号，再通过末端稳压管的稳压从而输出较稳定的电压值。
通过实验电路可以证明无线输电的传输效能除了与电路是否发生共振外还与发射线圈的振荡频率相关。
实验效果图如下：
图7电路实现了共振在距离上有了很大变化
图8发射接收线圈不具备共振条件，
输电效能相对差
本实验创新点：
本电路引用了生活中常见的共振现象，通过共振的方式提高了无线输电的效率，使传输距离更大，本实验电路通过多次实验和理论分析得出，在相同的电路接法，不同震荡频率的电路中，无线输电在效率和距离上都有相当大的差异，只有当频率接近且发生共振后无线输电效率才会更佳。
本作品在应用领域将会有更大的突破，实验作品仅以无线手机充电为突破口进行实验可行性的证明。
本作品原理将能应用于对需要隔绝环境下工作的电器设备进行供电，并能很好的解决真空中实验设备运行供电问题，本电路原理也可应用于特殊领域的输电如微型机器人、未来环保汽车、、高温、水下等设备进行供电，并且能有效避免有线输电导致的某些不利影响。