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【技术】无线输电技术的发展趋势与应用领域

2015-10-20 09:22来源:电工技术学报关键词:无线输电输电方式电气设备收藏点赞

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2012年,Nokia公司推出新一代Windows Phone8系列手机,其搭载的无线充电技术作为手机的卖点之一,受到了测评媒体的广泛好评。据IMC Research预测,无线供电设备的出货量到2015年将达到1亿;经PikeResearch研宄表明,无线供电市场规模到2020年将高达150亿美元,无线充电技术在不久的将来会极大改变我们每一个人的生活方式。

(4)航空航天

在航空航天和电力领域,微波电能传输(WPT)已经被广泛使用。随着WPT技术不断的深入研究,空间太阳能发电和卫星技术的也在不断推进和进步。对于空间太阳能电站而言,WPT技术至今历经了多个发展阶段,多方面的技术都在不断革新和进步。

在以往,微波频率一般为2.45GHz,而现在微波频率已得到了极大提升,达到5.8GHz,进而大大缩减了WPT设备的体积,减少了成本。就MPT技术的难题而言,主要存在传输效率低下、发射以及接收效率低、大气衰减剧烈等难点。对于完整的无线输电系统结构而言,电流到微波这一阶段的转换效率不高,因而提升微波发生器的转换效率至关重要。图2.22是空间太阳能电站的示意图。

(5)水下探测

伴随着无线输电技术的逐步深入和进步,在工业行业已经体现出广泛的应用领域。在一些特殊的情况下如化工装置的检测、水下机器人、分布式传感器的能量供应等等,用电设备电能供应大多数采用更换电池的方法或采用电缆输送,使得相关装置的操作和维修比较繁琐,而采用无线输电可以有效解决以上问题,从而成为近几年来国内外一个新的研究热点。

WPT系统的重点应用方向之一便是水下探测。在这个方面,美国WiTricity公司进行了相关研究。具体实验如图29所示,主要采用ICPT技术。对于WPT设备在水中的应用,其额外阻抗和功率损耗,同轴变压器的研制准则,变换器原边和副边侧的电路结构与传输电缆的设计是几个重要的方面。

对于无线输电在水中的高频功率传输,重要的一点就是如何降低其能量消损。对于良好导体的海水而言,伴随频率的提升,其阻值也会逐渐提升。运行状态下频率升高,则海水导电范围会变小,电缆将是电流流经的重要通道,消损亦会大大提升。探索水下无线能量传输,海水可以视为与原边绕组同轴匝链的绕组,经由增添相应的耦合关系来限定电流的路径,丛而降低耦合海水的消损。水中无线能量传输可应用到深海的潜水、油田开发以及矿物开采等多个方面。同时对非核动力船只的续航能力有较大的加强作用。

(6)智能家居

近几年来国内外对智能家居给予了很大重视,尤其是智能家电中能量的无线输送,这项科技凸显出巨大优点,成功的脱离了有线的制约,极大的方便了人们的生活,“无尾”设备已经渐渐成为人们生活的需求趋势。

Power公司开发了能够把无线电波转变为直流电的接收设备,能够在近1米距离内给多个电子设备供电,具体应用到采用无线电能供应的家电产品中如图30所示。

原标题:【技术】无线输电:发展趋势与应用领域
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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