篇一：无线电力传输技术现状论文
无线电能传输技术的国内外研究现状
无线电能传输技术是一种新型的电力传输方式，其在无需电线的情况下，能够将电能从一个地方传输到另一个地方。目前，国内外对于无线电能传输技术的研究工作正在积极开展。本文将介绍国内外对于无线电能传输技术的研究现状。
一、国外研究现状
在国外，无线电能传输技术已经得到广泛应用。日本的MitsubishiElectric公司已经开发出了基于磁耦合的无线电能传输系统，并在民用领域得到了应用。美国的WiTricity公司则开发出了基于电磁波的无线电能传输技术，并已经将其应用于电动汽车充电领域。
此外，国外的学者们也在不断地进行无线电能传输技术的研究。他们将重点放在了如何提高传输效率和减少能量损耗等方面，目前已经取得了一定的进展。
二、国内研究现状
在国内，无线电能传输技术的研究也正在加速推进。目前，国内的许多高校和科研机构都在进行无线电能传输技术的研究工作。其中，华中科技大学的刘建平教授团队开发出了一种基于磁耦合的无线电能传输系统，并已经进行了实验验证。
此外，国内的一些企业也开始进行无线电能传输技术的研究与应用，如比亚迪公司就已经推出了无线充电汽车等产品。
三、总结
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综上所述，无线电能传输技术是一种具有广阔前景的新型电力传输方式，其在国内外的研究工作已经取得了一定的进展。相信在不久的将来，无线电能传输技术将会得到更加广泛的应用。
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篇二：无线电力传输技术现状论文
无线电能传输技术论文
摘要：无线电能传输技术是当今最为高端的智能技术之一，其应用场景较广，有着很高的应用价值。当前无线电能传输技术发展较好，但是该技术在大型高功率电子设备的应用还有待成熟。当然，就目前发展来看，无线电能传输技术在其他领域的应用也是一个大的趋势。
前言
当今社会进入到信息智能化时代，作为智能时代的代表性技术的无线电能传输技术是当今社会研究与应用的热门技术。工业生产行业的无线电能传输技术的引进能够极大地节省相关行业的人力物力，消费类电子行业的无线电能传输技术的引进能够便利消费者的对相关消费电子产品使用，因此无线电能传输技术是一项重大的技术。当前的无线电能传输技术根据电能传输方式可以分为电磁感应式，射频式，电磁共振式，微波式，激光式等五种形式，本文将根据以上描述的技术阐述当前无线电能传输。
1国内外研究现状
1.1国外研究现状
2000年以来，各国对无线电能传输技术热度迅速提升，取得了很大的技术突破。2007年MIT的科学家MarinSoljacic等人利用磁耦合谐振原理实现中距离的无线电能传输，并且实现了传输效率的极大提升。在2011年东京举行安防用品展会上，松下公司推出了可以进行无线充电的太阳能板电池。2012年9月，基亚联合微软发布了一款能无线充电的手机。这些事件标志着无线电能传输技术的前途广
阔。
1.2国内研究现状
无线电能传输技术在我国起步较晚，大约2000年，国内开始有相关单位研究这个技术。2001年，安石油学院的李宏教授，发表的一篇关于感应电能传输技术在矿井用感应电力机车应用的文章标志着我国对此项研究技术的开始。同年，庆大学自动化学院的孙跃教授开始了对电磁感应耦合无线电能传输进行大量的研究，2002年该研发团队开始研发感应式电能传输系统，前已应用于充电汽车、日常电器等领域。2003年，重庆大学樊华、郑小林、皮喜田、彭承琳等对用于体内诊疗装置的无线电能传输方案进行了研究。这些标着我国在无线电能传输技术的研究上的突破。
2无线电能传输技术
2.1电磁感应式电能传输
电磁感应式的电能传输方式是一种利用电磁感应原理进行电能传输的方式。其组成中的一个重要结构就是变压耦合器。通过变压耦合器的磁场效应，将磁场能转换成电能，从而实现电能的传输。组成该系统的部件主要有四个分别为交流电源、一次侧变换器、可分离变压器和二次侧变换器。事实上，由于本原理构成无线电能传输系统的耦合情况并不理想，导致电能的传输效率较低。在实际应用中，常常将一次侧变换器使用较高频率的代替。可分离变压器用来保障传输系统的稳定性确保系统的实现可靠传输。本质是两个变压器的耦合，利用交流电产生交变磁场的原理在次级线圈上产生感应电动势，从而实
现电能的传输。
2.2射频式电能传输
射频式的无线电能传输系统主要是利用功率放大器来发射所需的射频信号通过检波高频整流操作后得到直流成分，从而实现电能的无线传输。根据技术原理就可以知道，这种方式的电能传输的效率不会很高同时由于功率放大器的功率限制，以及接收电能的终端设备与发射距离的限制，导致传输的功率极小，接收的功率达到毫瓦级别，最高到百毫瓦级别。一般这个技术应用于小功率设备，比如手机等低功率的消费类电子产品的无线充电，对于电动汽车一类的大功率电子设备来说一般不这么做。当然其特点也是不可小视的，那就是传输距离较远，可达10m的距离。对于较长距离的小功率电子设备的充电需求还是可以满足的。
2.3电磁共振式电能传输
电磁共振式无线电能传输系统就是通过合理调试发射装置与接收装置的参数，使得发射线圈与接收线圈产生电磁共振，利用这种电磁的共振现象实现发射线圈和接收线圈的高度耦合，从而实现电能的谐振驱动，实现发射线圈对接收端线圈的高效率的电能无线传输。从装置上看，该系统由两个线圈组成，分别为发射线圈和接收线圈。接收线圈使用固定的频率，利用发射电磁波频率同接收线圈的固定频率的相等实现共振现象，接收线圈形成振荡电流且达到最强，从而实现电能的高效率传输。
2.4微波式电能传输
微波式无线电能传输系统就是将要传输的电能以微波的形式发射出去，接收装置采用接收信号的方法接收，经过整流后将其转化为直流从而实现电能的而无线传输。微波辐射式无线电能出书系统的组成部分主要包括微波功率源、发射天线和整流天线。这种形式的电能传输效率低下，同时使用的功率有限使得传输的功率不高，同时传播距离较短，适合于近距离内被较小供电的电器使用。
2.5激光式电能传输
激光式无线电能传输系统是利用受激辐射放大原理，电能转换为激光，并将其发射到接收设备上，接收设备利用相关原理通过光电转换技术将其转换为电能，从而实现电能的无线传输。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、激光传输部分和光电转换部分。本方式的无线电能传输距离远，传输效率高，同时相关设备可以小型化，对于其在飞行器以及卫星上的应用有着极高的战略价值。
3无线电能传输技术应用前景
3.1电动汽车中的应用前景
当前电动汽车是一个研究的热门。电动汽车的充电问题就是其中的一个热点问题，当前由于电动汽车充电难导致运行距离有限，致使其市场难以得到扩大。无线电能传输技术应用于电动汽车，可以实现，电动汽车的实时充电状态，从而完美解決电动汽车充电难，运行距离有限的问题，推动电动汽车行业的发展。从这一层次来说，无线电能传输技术在电动汽车上的应用有着远大的前景。
3.2医疗设备中的应用前景
当前医疗技术得到极大的发展，芯片技术已经运用于医疗上面了。例如心脏起搏器就是一种用来治疗心脏病患者一种芯片。我们可以知道当这种芯片运行时是需要电能的消耗的，这种植入人体的芯片普遍存在一个充电难的问题，当电能耗尽的时候，更换电池即意味再一次的手术，这个情况下会大大提高病人的风险，如果将无线电能技术运用于对这些芯片充电，那么就可以实现无手术的充电，这样一来，不仅减少了需要承担的医疗费通用，同时也由于减少了手术从而减少了病人出现病状的风险。从这一层次来说，无线电能传输技术在医疗设备上的应用有着远大的前景。
3.3工业生产中的应用前景
在工业生产中应用无线电能传输技术就可以实现工厂移动，实现无线连接的生产方式，机器设备采用充电模式利用无线充电模式实现一定电能传输对机器进行电能补充，从而实现无插座无固定的生产。从而实现自动化无人管理模式。从这一层次来说，无线电能传输技术在工业生产中的应用有着远大的前景。
4结语
无线电能传输技术是当今最为高端的智能技术之一，其应用场景较广，有着很高的应用价值。当前无线电能传输技术发展较好，但是该技术在大型高功率电子设备的应用还有待成熟。当然，就目前发展来看，无线电能传输技术在其他领域的应用也是一个大的趋势。
参考文献
[1]傅含，张国忠，叶邯.磁耦合谐振式无线电能传输[J].山东工业技术，2016，（12）：160-161.[2]黄润鸿，张波，朱喆.无线电能传输技术电磁环境研究综述[J].南方电网技术，2016，（11）：39-44.引用:无线电能传输技术综述及应用前景[J].中国科技博览2017（20）.
篇三：无线电力传输技术现状论文
电力传输技术研究论文
随着社会科学技术的高速发展,科学技术不断地进步,对于电力的传输技术也向着无线电力传输发展。下面是店铺为大家整理的电力传输技术研究论文，供大家参考。
电力传输技术研究论文范文一：浅析电力光纤传输技术
【摘
要】本文通过对光电效应原理的解析，阐述了光纤传输的特点与传输光介质的构成，对光信号的调整与放大的各种方式与设备进行了研究与总结。
【关键词】谐振条件;强度调制;光纤放大;分路
当光照射到金属或半导体上产生光电流的现象。光电流的强度与入射光成正比;当入射光的频率低于红限频率时，不会产生光电效应。入射光的频率太高，半导体材料对光的吸收系数将变大。光纤传输技术正是将此项物理现象应用到通讯中。
一、光纤传输特点与光构成
(一)光纤传输的特点。光纤对光信号的衰减极小。每km光纤对信号的衰减为0.2分贝，调幅光纤不加中继可传输40km左右，数字光纤可传输100km以上。光纤不易受电磁干扰，传输质量很好。光纤的容量极大。每一根光缆中包含4根至几千根光纤，每根光纤可复用几十个波长，每个波可传输几千套电视节目。
(二)激光。英文为Laser(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，即莱塞、镭射)，受激辐射引起的光放大。辐射过程有三种：自发辐射、受激辐射、受激吸收。产生激光的三个条件：实现粒子数反转、满足阈值条件(受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗)和谐振条件(直射光与反射光位相相同)。工作物质(激活物质)、泵浦系统和谐振腔构成激光器的基本组成结构。
(三)与激光有关的基本概念。粒子数反转(高能态的粒子数大于低能态的粒子数);激活物质(具有能实现粒子数反转能级结构的物质);泵浦过程(激励过程，即通过外界不断供给能量，促使低能态粒子尽快跃迁的过程);谐振腔(使受激辐射光在两个反射镜之间来回反射，不断引起
新的受激辐射，使其不断被放大)。
二、光信号的调制和解调
(一)光信号的副载波强度调制。AM-IM的特点是传输节目更多，但对激光器的要求较高，光接收机的灵敏度较低，传输距离较近，1.31μm激光，无中继距离不超过35km。FM-IM的特点是对激光器线性的要求不高，传输距离较大。图像质量高交调互调产物表现为接收调频波的背景噪声，对图像质量的影响较小。但所占频道较宽(每个频道35MHz～40MHz)，一根光纤只能传输16～18套电视节目，光接收机输出的信号需经过FM/AM转换器才能送入用户。可组成一个卫星电视传输系统。PCM-IM方式：失真小，无噪声积累，多级传输后载噪比仍可达60dB，C/CTB和C/CSO可达70dB。无中继放大可传输100km以上，利用光纤放大器，可传输数千公里。但价格贵;无压缩时，一根光纤只能传输16套节目。经过压缩，可传输数百套节目，但成本较高。
(二)光调制器原理。直接调制的技术简单，损耗小，易于实现。但易出现附加频率调制或啁秋效应(chirping)。出现组合二次互调失真(CSO)。内调制和外调制需要通过专门的调制器。外调制效率较低，但无啁秋效应。光接收机的任务是把光信号恢复成电信号。硅波长响应范围为0.5μm～1.0μm，锗和InGaAs为1.1μm～1.6μm。
三、光缆
光缆的基本组成部分有光纤、导电线芯、加强筋、护套。光缆的接续分固定连接(粘接和熔接)与活动连接(光连接器和机械连接子)两类。
(一)模拟光纤干线的基本原理。光发射机将电视信号调制到光信号上，光分路器把光信号分成不同比例，分别送入各光节点，光纤放大器将光纤中的光信号放大，使之传输更远的距离，光接收机从光信号中解调出电信号。光发射机有直接调制光发射机、YAG外调制光发射机、DFB外调制光发射机。光接收机(opticalreceiver)应用在通信的光纤传输与接入，负责接收光信号的设备。通常由光检测器、光放大器和均衡器以及其他信号处理设备组成。光接收机的任务是以最小的附加噪声及失真，恢复出光纤传输后由光载波所携带的信息，因此光
接收机的输出特性综合反映了整个光纤通信系统的性能。光信号经由光发射机发射与传输后，脉冲的波形被展宽，幅度得到了衰减。此时光接收机检测经过传输的衰减过的光信号，将其放大和整形，从而复生原信号。光纤放大器的工作原理有直接放大与间接放大，有后置放大器(光增强器);前置放大器(预放器)以及光中继器。
(二)掺铒光纤放大器(EDFA)。双掺杂EDFA同时掺入钇和铒两种元素，泵浦光功率达3W，波长为1.047μm，信号光输出功率达2×500mW(27+3dBm)。包层泵浦EDFA的光纤有两个包层。纤芯的直径为5μm，第一包层的直径为90μm，第二包层的直径为125μm。泵浦光(波长为910nm～990nm)从第一包层输入。可放大1537nm～1574nm或1560nm～1600nm的光，输出功率达3000mW以上。三种泵浦方式进行比较：输出光功率方面，双向泵浦>后向泵浦>前向泵浦;噪声方面前向泵浦<双向泵浦<后向泵浦。掺镨光纤放大器(PDFA)的高增益区在1.3μm附近，最高可达42dB，最大输出功率达280mW，在30nm带宽内，可以得到大于100mW的输出功率。PDFA与1.48μm泵浦的EDFA的噪声性能差不多。
四、光纤通信技术的特征和发展方向
(一)光纤通信的特征。光纤通信的可靠性很高、抗外力干扰的能力也很优秀而且传输速率也很快、信号质量强度高稳定等等。这些优点正是在国家电力系统信息传递中所遇到的难题。电力信号的传输要适应全天候的天气变化，光纤传输不受自然环境和物理环境影响，具有良好的抵御信号干扰的能力和自我修复力。比较目前的几种通信技术光纤是最经济实惠的，效果也是最好的。和其他网络的融合拓展，减少电力系统的资金浪费。
(二)光纤通信的发展方向。从过去的几十年的电子通讯技术发展的过程来看，传输信息量和传输效率一直是我们追求的目标。通常情况下，效率提升和成本的增加成文的正比，这个系数大约是10：1。二十年里，传输速度从10Mbps跃升到10Gbps，效率提升了数量级别。未来的发展仍旧是大容量和高速度。一根光纤的宽带利用率不到1%，还有99%的空间有待利用和开发。其实我们已经开始使用波长分开重
复使用的方法来开发光纤的宽带资源，这种方法简称WDM。
宽带和光纤都是信息的传输渠道，如果采用WDM技术可以实现传输效率的大幅度提升，但是这种传输仍然是点到点的线性传输，不利于信息的互动交流。如果将光缆连接开发出信息交流平台，电力系统传输实现容量的再次提升，为电网节省开支提高效率。
五、结束语
光工作平台的输入输出是一个综合性指标，其性能综合受制于输入光功率与输出电平，需要在较低的接受输入功率与较高的输出电平间掌握平衡。
参考文献：
[1]李鉴增.光纤传输与网络技术[M].北京：中国广播电视出版社，2009.[2]纪越峰.光缆通信系统[M].北京：电子工业出版社，1992.[3]朱洪波，傅海阳，吴志忠，等.无线接入网[M].北京：人民邮电出版社，2000.电力传输技术研究论文范文二：电力光纤传输技术探讨
摘
要
本文通过对光电效应原理的解析，阐述了光纤传输的特点与传输光介质的构成，对光信号的调整与放大的各种方式与设备进行了研究与总结。
关键词
谐振条件;强度调制;光纤放大;分路
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1671-7597(2013)17-0047-01当光照射到金属或半导体上产生光电流的现象。光电流的强度与入射光成正比;当入射光的频率低于红限频率时，不会产生光电效应。入射光的频率太高，半导体材料对光的吸收系数将变大。光纤传输技术正是将此项物理现象应用到通讯中。
1光纤传输特点与光构成
1.1光纤传输的特点
光纤对光信号的衰减极小。每km光纤对信号的衰减为0.2分贝，调幅光纤不加中继可传输40km左右，数字光纤可传输100km以上。
光纤不易受电磁干扰，传输质量很好。光纤的容量极大。每一根光缆中包含4根至几千根光纤，每根光纤可复用几十个波长，每个波可传输几千套电视节目。
1.2激光
英文为Laser(LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，即莱塞、镭射)，受激辐射引起的光放大。辐射过程有三种：自发辐射、受激辐射、受激吸收。产生激光的三个条件：实现粒子数反转、满足阈值条件(受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗)和谐振条件(直射光与反射光位相相同)。工作物质(激活物质)、泵浦系统和谐振腔构成激光器的基本组成结构。
1.3与激光有关的基本概念
粒子数反转(高能态的粒子数大于低能态的粒子数);激活物质(具有能实现粒子数反转能级结构的物质);泵浦过程(激励过程，即通过外界不断供给能量，促使低能态粒子尽快跃迁的过程);谐振腔(使受激辐射光在两个反射镜之间来回反射，不断引起新的受激辐射，使其不断被放大)。
2光信号的调制和解调
2.1光信号的副载波强度调制
AM-IM的特点是传输节目更多，但对激光器的要求较高，光接收机的灵敏度较低，传输距离较近，1.31μm激光，无中继距离不超过35km。
FM-IM的特点是对激光器线性的要求不高，传输距离较大。图像质量高交调互调产物表现为接收调频波的背景噪声，对图像质量的影响较小。但所占频道较宽(每个频道35MHz～40MHz)，一根光纤只能传输16～18套电视节目，光接收机输出的信号需经过FM/AM转换器才能送入用户。可组成一个卫星电视传输系统。
PCM-IM方式：失真小，无噪声积累，多级传输后载噪比仍可达60dB，C/CTB和C/CSO可达70dB。无中继放大可传输100km以上，利用光纤放大器，可传输数千公里。但价格贵;无压缩时，一根光纤只能传输16套节目。经过压缩，可传输数百套节目，但成本较高。
2.2光调制器原理
直接调制的技术简单，损耗小，易于实现。但易出现附加频率调制或啁秋效应(chirping)。出现组合二次互调失真(CSO)。内调制和外调制需要通过专门的调制器。外调制效率较低，但无啁秋效应。光接收机的任务是把光信号恢复成电信号。硅波长响应范围为0.5μm～1.0μm，锗和InGaAs为1.1μm～1.6μm。
3光纤的结构和原理
光纤由光纤素线、光纤芯线、光纤软线(单芯、双芯)构成，分为单模光纤(SM)和多模光纤(MM)。在-25℃～-35℃时，光纤附加损耗为0.03dB/km～0.04dB/km，在-40℃时，附加损耗为0.06dB/km～0.08dB/km。
光纤具有色散特性，输入信号中不同频率或不同模式光的传播速度不同，不同时到达输出端，使输出波形展宽变形、失真的现象。
色散限制了光信号一次传输的距离;减少了传输的信息容量;与光源的调制特性一起产生组合二次失真(CSO)。对数字传输产生不良影响。色散常数D=dτ/(L·dλ)。
G.652光纤对1.31μm光的色散为零，性能最佳;也可用于1.55μm光;G.653光纤：零色散波长在1.55μm附近，适于长距离、大容量的信息传输，但价格较贵;G.654光纤(截止波长移位光纤)：1.55μm处的衰减最小(色散仍然较高)，用于海底光缆;G.655光纤：零色散点不在1.55μm，避免发生多波长传输的四波混合，用于密集波分复用;无水峰光纤：多了一个1.4μm的窗口(损耗比1.31μm小，色散比1.55μm低)，可提供从1.28μm至1.625μm的完整波段，可复用的波长数大大增加。
4光缆
光缆的基本组成部分有光纤、导电线芯、加强筋、护套。光缆的接续分固定连接(粘接和熔接)与活动连接(光连接器和机械连接子)两类。
4.1模拟光纤干线的基本原理
光发射机将电视信号调制到光信号上，光分路器把光信号分成不同比例，分别送入各光节点，光纤放大器将光纤中的光信号放大，使
之传输更远的距离，光接收机从光信号中解调出电信号。光发射机有直接调制光发射机、YAG外调制光发射机、DFB外调制光发射机。光接收机(opticalreceiver)应用在通信的光纤传输与接入，负责接收光信号的设备。通常由光检测器、光放大器和均衡器以及其他信号处理设备组成。
光接收机的任务是以最小的附加噪声及失真，恢复出光纤传输后由光载波所携带的信息，因此光接收机的输出特性综合反映了整个光纤通信系统的性能。光信号经由光发射机发射与传输后，脉冲的波形被展宽，幅度得到了衰减。此时光接收机检测经过传输的衰减过的光信号，将其放大和整形，从而复生原信号。光纤放大器的工作原理有直接放大与间接放大，有后置放大器(光增强器);前置放大器(预放器)以及光中继器。
4.2掺铒光纤放大器(EDFA)双掺杂EDFA同时掺入钇和铒两种元素，泵浦光功率达3W，波长为1.047μm，信号光输出功率达2×500mW(27+3dBm)。包层泵浦EDFA的光纤有两个包层。纤芯的直径为5μm，第一包层的直径为90μm，第二包层的直径为125μm。泵浦光(波长为910nm～990nm)从第一包层输入。可放大1537nm～1574nm或1560nm～1600nm的光，输出功率达3000mW以上。三种泵浦方式进行比较：输出光功率方面，双向泵浦>后向泵浦>前向泵浦;噪声方面前向泵浦<双向泵浦<后向泵浦。
掺镨光纤放大器(PDFA)的高增益区在1.3μm附近，最高可达42dB，最大输出功率达280mW，在30nm带宽内，可以得到大于100mW的输出功率。PDFA与1.48μm泵浦的EDFA的噪声性能差不多。
4.3光分路器
M×N光分路器有M个输入端和N个输出端。光分路器原理分为微光型、光纤型、光波导通路型。光分路器的技术指标有插入损耗：Aj=10lg(Pi/Pj);附加损耗：Af=10lg(Pi/∑Pn);分光比：kj=Pj/∑Pn。显然，Aj=Af-10lgkj，光分路器的附加损耗值Af可通过固定参数表查得。
5结束语
光工作平台的输入输出是一个综合性指标，其性能综合受制于输入光功率与输出电平，需要在较低的接受输入功率与较高的输出电平间掌握平衡。
参考文献
[1]李鉴增.光纤传输与网络技术[M].北京：中国广播电视出版社，2009.[2]纪越峰.光缆通信系统[M].北京：电子工业出版社，1992.[3]朱洪波，傅海阳，吴志忠，等.无线接入网[M].北京：人民邮电出版社，2000.
篇四：无线电力传输技术现状论文
无线电能传输技术研究与应用论文
无线电能传输技术研究与应用论文
引言：
无线电技术在近几年不断的发展和改善过程中已成为未来十大尖端的技术之一。其应用领域十分广泛，当前主要的几种无线电能传输技术包括：电磁感应技术、电磁共振技术以及微波电能传输等。为了无线电传输技术能够更好的发展，在实际的供电应用过程中发挥最大的优势，提高设备供电系统可靠性及安全性，对当前的技术原理及方法进行详细的了解并掌握，同时，关注其应用领域及发展前景是十分必要的。只有明确其发展方向，才能不断对这一技术进行改进和完善，下文就对此作一定的阐述。
一、无线电能传输技术及发展。
当前，我国的无线电能传输技术还处于不断的发展过程中。传统电力传输技术必须依靠有线传输来进行，通常采用电缆线来最为传输的载体，但在电力传输过程中由于电线的长度无法避免传输过程中电能损耗的产生，不仅如此，采用有线传输的方式，还会有线路老化或是尖端放电等导致电火花的安全隐患，设备供电的可靠性以及安全性都得不到有效的保障。另一方面，在一些特殊的供电场合，采用有线传输的供电方式无法保证正常的供电，容易导致极大的事故造成损失，例如：海底、矿场等。同时，当前的人类生活离不开电，用电设备多种多样，不计其数，若采用电线传输，则必须使用多种多样的电源线，给人们的生活带来了不便，同时也埋下了用电安全的安全隐患。可见，采用无线电能传输方式是社会发展的必然趋势，随着科研技术的发展，无线电传输技术经历了激光、电磁感耦合以及磁场谐振等方式的转变，不断提高了电能的传输功率，对比有线传输，无线电能传输方式在对电磁环境有较高的要求且对功率的要求较低的场合能够发挥出其优势。总之，随着无线电能传输
技术的研究和发展，已经能够实现大功率的电能传输，能够适应远、近距离等不同场合、不同功率需求的电能传输。
二、几类无线电能传输技术。
1、电磁感应无线电传输。
电磁感应无线电能传输技术是基于电磁感应原理的传输系统，以磁场作为媒介，利用变压耦合器来进行无线电能的传输。这一系统通常包括四个组成部分：交流电源、一次侧变换器以及可分离变压器及二次侧变换器。但基于电磁感应的电能传输系统其耦合系统是较为疏松的，传输能力也一般，因此，通常需要利用高频变换器来作为电磁感应无线电传输系统的一次测变换器。另外，这一系统中的可分离变压器是最重要的构成部分，保证和决定了整个电能传输系统的稳定剂效率。
2、射频电能传输。
射频电能传输方式主要是通过功率放大器来发射所需的射频信号，再进行检波、高频整梳等步骤得到直流电来供给负载使用。便携式终端在待机过程中依然会有功率的损耗，因此，将射频电能发射器安装在室内电灯等电器中，能够向这些便携式终端随时充电而不需要通过充电器的连接。这一电能传输技术的优势是该技术进行无线电能传输的距离较远，能够达到10m，但功率较小，最高的功率也只能达到百毫瓦的级别。
3、电磁共振技术。
电磁共振是通过对发射装置以及接收装置其参数的合理调节，让发射线圈以及接受线圈之间产生合理的电磁共振而进行电能传输的过程，在这一共振频率电源的驱动下，系统能够达到电谐振的状态，实现能量从发射端到接收端之间的高效传递，这一技术就被称为电磁谐振型电能传输技术。
4、微波电能传输技术。
微波电能传输技术是指通过微波来传输电能，这一技术的原理是先将电能转化为微波，将其发射并辐射到周围的空间中，负载再通
过整流的方式，将微波再转化为直流电来使用。通常微波电能传输技术的`传输距离较短，且传输过程的功率较小，因此，微波电能传输技术所具有的应用范围较窄，只适用于距离较短且供电较小的电器来使用。
5、激光电能传输技术。
激光电能传输技术是通过辐射放大原理来将电能转化为激光，再将激光发射，接收装置接收激光后进行光电转换，接收装置通常是光伏电池。由于激光发射后的方向性较好，且传播距离远、传播过程中能量集中，具有较高的传输效率，能够在较小的范围内集中采集较多的光能，因此，激光电能传输技术具有传输距离较远的有点，且接收装置小、效率高，通常被应用于微型飞机、航天器等设备中来进行远程的电力传输，具有极大的应用价值。对于微型飞行器等的续航具有重要意义。
三、无线电能传输技术的应用。
1、电动汽车中的应用。
无线电能传输可以应用到电动汽车供电系统中的无线充放电中，有效解决了各类充电桩在电动汽车中的建设问题，同时也将电动汽车的充电分散开，在一定程度上也缓解了大量电动汽车进行规模化的充放电对于传输电网造成的冲击。当前，将无线电能传输技术应用到电动汽车中成为国内各汽车生产商以及科研机构的热点研究项目，也取得了一定的成果。将无线电能传输技术应用到电动汽车中对于智能电网来说，具有积极作用。
主要表现为以下几点：首先，能够有效一直可再生能源输出及波动，电动车采用无线电充放电技术，与电网能够产生更强的互动，通过智能互动系统的连接来自动控制电动汽车合理的进行充放电，提高可再生能源消纳能力。其次，能够有效减少电动车充放电对电网带来的冲击影响，与有线的充电方式相比较，无线充电方式将充电地点分散开来，有利于提高电动汽车充电的聚集度，由于电动汽车充放电与电网之间并无物理连接，充电过程也变得更具灵活性、安全性，分散连续充电也降低了快速充电，有效减轻电动汽车的充
放电对电网带来的冲击。另外，能够有效的降低对于电池容量需求，电动汽车行驶距离越长，则电池就越容易失效，用户必须及时更换新的电池。采用无线充电形式，能够减少电池容量，降低更换电池所需的成本。
2、智能家居中的应用。
随着智能化技术的研究和发展，智能家居称为近几年的热门话题，而对于智能家居中的家用电器来说，采用无线电能传输技术具有较为明显的优势，能够摆脱传统的充电线缆对电器互联的限制，体现出了更大的便捷化、人性化，人们更加趋向于“无尾”家电的应用。
3、医疗设备中的应用。
在医疗设备中，无线电能传输技术同样能体现出较大的优势，主要是应用与集中植入式的医疗设备中进行无线供电，例如：心脏起搏器、全人工心脏等等。植入式的医疗设备通常所需的供电功率较小，适宜采用植入式电池的无线充电等方式来进行供电。在人体植入式设备中进行非接触式的无线电能传输是当前研究的主要热点，无线电能传输在医疗设备中的应用主要具有以下几点优势：第一，避免导线与人体皮肤直接接触，防止由于感染而出现并发症；第二，避免植入式电池的电能耗尽之后需要进行手术来更换的问题，降低了由于手术而带来的二次伤害；避免人体皮肤直接进行电气连接，消除了意外点击的安全隐患，消除了物理层面的磨损以及电气腐蚀，具有较高的安全性、可靠性。
4、工业中的应用
将无线电能传输技术应用到工业中，具有广阔的发展前景。在工业中的特殊场合中，例如设备监测装置、水下机器人等，在以往的供电过程中，即使这些特殊的场合也通常采用换电池或是电缆传输的方式来进行供电，造成设备无法正常使用及维护。而采用无线电能传输技术能够有效的克服这些缺点。
四、结束语。
综上所述，无线电能传输技术经过较长时间的发展，当前能够被应用到许多领域中，为人们的生产生活带来较大的方便，具有较高的安全性以及可靠性。但在其发展过程中，同样存在较多的问题需要解决，例如，理论不够完善等。因此，在今后的发展过程中，应当积极探索，不断创新，在技术上取得突破，将无线电能传输技术进一步完善，提高其供电效率和传输距离，为人们的生活带来更多的便捷。
参考文献：
[1]黄学良，谭林林，陈中，等，无线电能传输技术研究与应用综述[J].电工技术学报，2013，10（26）：69-70.
[2]范兴明，莫小勇，张鑫.无线电能传输技术的研究现状与应用[J].中国电机工程学报，2015，5（20):94-95.
[3]张茂春，王进华，石亚伟.无线电能传输技术综述[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2009,10(20):24-25.
篇五：无线电力传输技术现状论文
无接触电能传输技术的研究现状
广义地说,无接触电能传输（ContactlessPowerTransfer,简称CPT)技术泛指一切借助某种载体实现无直接电气连接的电能传输技术.其中，“载体”包括激光、微波、RF无线电波、以及电磁场近场耦合等。但是，由于目前研究最广泛的是基于电磁场近场耦合的CPT技术，因此狭义的CPT技术专指这种基于电磁感应原理，综合利用电力电子技术、磁场耦合技术及控制理论,实现用电设备以非电气接触方式从电网获取电能的技术。CPT技术在不同的领域或者不同的研究团队有着不同的名称，如生物医电领域称为TET（TranscutaneousEnergyTransmission)技术,在其他领域也称为WET（WirelessEnergyTransfer）、CPS（ContactlessPowerSupply）、CLPS（ContactlessPowerStation）、IPT(InductivePowerTransfer）及ICPT(InductivelyCoupledPowerTransfer）等等，总而言之，所有这些不同的名字都指代着相同的东西，即通过电磁感应的基本原理实现电能无接触传输的技术，这里，我们统称为CPT技术。
美国麻省理工学院的MarinSoljacic教授等提出一种“Witricity”技术，基于磁共振原理实现较大距离的无线能量传输，2006年底他们展示了可实现2m距离60W功率传输的演示系统，并在《Science》杂志上发表了其研究成果，引起了世界轰动。它的原理是将发送端和接收端的线圈构成了一个磁场耦合共振系统,当发送端产生的振荡磁场频率和接收端的频率相同时，接收端就会产生共振，从而最大化地实现了能量的传输.这种无接触电能传输技术具有传输距离长、能量损耗较小,传输效率高，传输性能稳定等多方面的优点，因此这种技术吸引了大家更多的关注和研究。
此外，还有一种将电能以微波或激光形式远程传输,发射到远端的接收天线，然后通过整流、调制等处理后使用，这种方式由于传输距离远，系统稳定性较差，发射器发射的大部分能量损耗在传输空间中，致使电磁辐射大、传输效率低，目前这方面国内外研究的还较少。
通过中国知网，目前能搜索到的国内关于无接触电能传输的文章大概有150篇左右,其中期刊大约有100篇,硕、博士论文有50篇左右。这些文章的内容绝大部分都集中在采用电磁感应原理来实现无接触传能的,偶尔有几篇提到用微波的方法实现无线传能，而采用witricity实现无接触电能传输的还鲜有文章。国
外无接触电能传输技术的研究起步较早，他们在基础理论方面已经取得了较大的突破，并有很多产业化的产品问世.下面我们将从CPT技术、Witricity技术和微波或激光技术这三方面来详细介绍一下国内外各个科研机构的研究现状。
1.
CPT技术国内外研究的现状
目前国内外研究CPT技术的研究团队主要有重庆大学、南京航空航天大学、香港城市大学、中科院电工研究所、浙江大学、南京理工大学、湖南大学、郑州大学等，他们先后开展了CPT技术相关的基础研究与应用开发.重庆大学自动化学院孙跃教授为首的团队于2002年初开始对CPT技术进行研究,该团队在国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年科、重庆市重点基金项目、重庆市科技攻关项目等系列科研基金项目资助掌握了CPT技术的主电路拓扑、控制策略、磁路分析等相关技术原理场空间散射和不均衡问题，提出功率磁场聚集技术，以实现局部近似间;针对任意方向拾取问题，构建了具有磁力线方位自动跟踪能力的由度拾取机构;针对传统单向能量传输带来的能量回馈困难等问题，基于调幅控制的双向电能高频变换拓扑及相应的控制算法;针对大范式CPT系统，提出能量的无线组网技术，以实现网络化方式扩大非接的距离；针对城市电气化轨道交通，提出了一套基于CPT技术的供电绕CPT技术的相关理论及应用研究，尤其是在高频软开关谐振变换器及非线性行为分析等方面，该团队已在国内外重要学术期刊及国际会数十篇论文,拥有已授权专利一项，并与奥克兰大学的呼爱国博士（PatrickAiguoHu)合作，积极推进该技术的理论及应用研究，同时他们也进行该技术的应用推广。2004年，该团队研发了适用于手机等便携式消费电子产品的非接触充电平台;2006年，设计了多分区可独立控制的非接触供电桌面电源，并申请发明专利；2006年,开发出2000W功率容量的CPT电源系统；2008年，与国内某大型能源企业合作，开发出用于石油钻井设备的非接触式信号与能量传输装置；2008年,与国内某企业合作,开发出非接触式引信感应点火装置。
南京航空航天大学自动化学院以王慧贞高级工程师为首的团队向航空电源研究发面发展,他们讨论了绕组位置和气隙对可分离变压器参数的影响,并利用电磁场软件ANSYS进行了有限元仿真，得出了变压器参数随气隙变化的规律，对设计的可分离变压器的参数进行了测试,并给出了实际测试结果。松耦合全桥谐
振变换器的原副边补偿、串串补偿和串并补偿的特性以及松耦合变换器的控制方法进行了一些研究,并对全桥串联谐振变换器构成的非接触感应电能传输系统进行了实验验证。
南京理工大学把无接触能量传输技术应用于引信感应装定系统中，研究了电磁感应装定技术,提出一种解决引信无内置能源感应装定问题的能量和信息非接触一体化传输技术，并对装定器内的可分离变压器各种耦合情况进行了实验和仿真。
浙江大学针对磁浮列车低速时车载直线发电机供电不足的问题,提出了提出了注入高次谐波电流的非接触紧急供电方案，分析了副边电容串联补偿和并联补偿的方法,探讨了原边补偿的各种方法，并利用模拟实验装置验证了效率提升方法的可行性.香港城市大学的许树源教授也是较早的涉足于CPT技术的研究，他主要研究了PCB（PrintedCircuitBoard）空心变压器以及基于此变压器的平板式电池非接触充电平台，许教授的充电平台利用近场电磁耦合原理，其产生的低频道电磁场，不会损害电子产品内的记忆体，实验证明充电平台所需的充电时间与传统充电器差不多,因此他为手机等小功率消费电子产品的便捷安全充电提供了很好的解决方案。
此外，湖南大学对高频滑动松祸合变压器原理及设计给出了方案,中科院电工所、郑州大学等科研机构也都对可分离变压器的结构、初、次级电路的补偿方法给出了可靠的理论依据和实验模型。
国外的新西兰、德国、美国和日本等国家相继投入大量的人力和物力，开展此领域的基础研究与实用技术开发，并针对一些特殊领域开发了相应的产品。在国外，主要研究CPT技术的学府有新西兰奥克兰大学（TheUniversityofAuckland)，日本东京大学（TokyoUniversity）、崇城大学(SojoUniversity)、东北大学(TohokuUniversity)等.新西兰奥克兰大学波依斯（JohnT.Boys)教授为首的课题组率先提出了基于电磁耦合技术的非接触电能传输技术,即感应耦合电能传输技术，他们将其命名为ICPT技术。自上世纪90年代以来,他们一直在研究CPT技术的基本原理及其在有轨电车、单轨行车及运料车等轨道交通设备、生物体内电气设备等的无接触
供电以及电动汽车感应充电等方面的应用，先后发表了上百篇期刊及会议论文，详细阐述了CPT技术的基本原理及设计思路、耦合场机构设计、启动控制问题、频率分析、频率稳定策略、电路分析方法、能量与信号同步传输、功率控制策略以及系统稳定性问题等，呼爱国博士（PatrickAiguoHu)的博士论文作为奥克兰大学CPT技术研究的第一份博士论文，对CPT技术进行了系统的分析与研究，目前更是受到了广泛的参考和引用。另外奥克兰大学还拥有CPT技术相关的数十项专利,并积极进行该技术的工业化应用，先后与德国Wampfler公司及日本Daifuku公司等合作推出CPT技术在工厂物料系统应用的相关产品，与新西兰TelemetryResearch公司合作开发非接触供电的生物体内遥测产品，与新西兰PowerbyProxy公司合作研发转动机械臂的非接触供电装置等.日本东京大学的TakaoSomeya教授等研究人员运用印刷式塑性MEMS开关及有机晶体管技术研究小功率CPT技术,成功研制出一种可大面积铺置的能量发射塑性膜片，该膜片结构上包含了四层，功能上分为位置传感单元和能量发射单元两个部分,其中位置传感单元采用了高频的有机晶体管，而能量发射单元则采用了低阻抗的塑性MEMS开关，该系统可根据负载的位置，控制相应能量发射线圈工作，从而实现高效率的能量传输，在原副边结合较为紧密(100μm)的情况下,可实现40.5W最大传输功率及81。4%的传输效率.他们的这一研究成果于2007年发表在《NatureMaterial》杂志。
日本崇城大学的HiroshiSakamoto及KumamotoInstituteofTechnology的KoosukeHarada教授从上世纪90年代初就开始了CPT技术在电动汽车的非接触充电等方面的研究，先后在《IEEETransactionsonMagnetics》等重要刊物上发表了十余篇论文，其研究内容主要包括能量与信号同步传输，磁场耦合机构等.东北大学的FumihiroSato及HidetoshiMatsuki教授等于上世纪90年代初开始研究电动汽车的无接触供电技术,与东京大学的方案类似，他们的方案中也采用了多原边发射线圈，并通过位置传感线圈检测车辆位置,然后根据车辆位置自动切换原边工作线圈.2001年，他们将这种CPT方案应用到了桌面电源，解决便携式电子设备的无接触充电问题，同时对水下自动巡航机器人的非接触供电技术进行了研究。2004年，他们开始研究植入式功能电激励模块及人工心脏等生物体内电子设备的非接触电能及信号传输技术，对人造器官的体外非接触供电以
及信息传递进行了理论和实践探索。
日本横滨国立大学(YokohamaNationalUniversity)的M.Nishimura及A.Kawamura等研究了高速列车的非接触供电问题.日本日立研究实验室的HidekiAyano等研究了电梯及自动巡航车的非接触供电系统，对其松耦合电磁机构的磁芯型状和绕圈的形状及绕制等作了较为详细的分析。日本YokohamaNationalUniversity的AtsuoKawamura等研究了旋转式CPT系统的无线电能及信号传输。韩国KyungpookNationalUniversity的ByungchoChoi等研究了手机非接触充电装置的设计与制作，通过采用印刷电路板上刻制的线圈来大大减小原副边线圈的体积,从而使得副边拾取及整流充电电路部分可以全部内置于手机。
美国GeneralAtomicsElectronicSystems公司的Byeong—MunSong等研究了磁悬浮列车的非接触供电问题.美国DeltaProductsCorporation的YungtackJang及MilanM.Jovanovic研究了可适应宽输入电压及宽负载范围的非接触电能传输技术，并将其应用到便携式电话的非接触充电中.下面介绍一些应用电磁感应原理实现无接触能量传输产业化的现状：
从1999年开始，德国VAHLE公司是另一家专门从事移动供电和数据传输设备的公司，该公司研发的非接触供电系统CPS（ContactlessPoweredSupply）应用于轨道移动设备如起重机系统、升降机、单轨道系统、载人器械等设备。他们的产品已经成功应用到Volkswagen、BMW、Ford及Skoda等公司的自动生产线上。2002年，公司在美国密西西比州TowerAutomotive安装电动单轨系统，导轨长达182m，可同时驱动17个小车。2003年,公司为莫斯科电视塔安装4台基于CPS技术的起升高度为363米的升降机。
2003年,ABB公司开始生产传感器与执行器的无线接口产品WISA（WirelessInterfacetoSensorsandActuators)，该产品中采用的无线电能传输系统（WPU100型）可以实现在三维立体空间中为多个无线传感器或执行器供电。WISA设备可在27m空间范围内实现了所有传感器及执行器的无线能量输送及信号传递。
美国WildCharge公司的研究人员于2001年开始研发无线能量传输技术(Wire-freeelectricpowertechnology)，2008年，他们设计的无线充电器获
53得国际消费电子展（CES2008)最佳创新奖,目前该产品已正式上市，如图所示。可同时给多个内置了接收线圈的手机、mp3播放器等消费电子产品进行充电。
新西兰的TELEMETRYRESEARCH公司与奥克兰大学生物学院和工程学院的研究小组合作开发出了可在体外无线充电的植入式监测仪，该装置植入动物体内后,可长期方便地监测动物心电、血压等生理信号，电池电量低的时候可以在体外直接充电，而无需进行任何手术，大大降低了手术带来的成本及风险。
中央电视台新闻报道，一种非接触式充电的新型混合动力巴士在日本投入试运行，它被用于东京羽田机场航站楼之间的旅客运输。非接触式充电，就是利用电磁感应原理及电能变换等技术,以无线方式实现充电，这使充电过程更加便捷。车辆只需停到设置在路面的电源线圈的正上方,就能通过电磁诱导给车辆的锂电池快速充电。这种混合动力巴士的最高时速为80公里，如果单独使用电力，充电一次可行驶约15公里。
在中国,孙跃教授带领的团队从2002年开始相继研制出了小型系统、中小型系统和大型系统(如图所示），分别从功率、功率密度和效率上取得了很大的进步。他们研制的可分区控制的电源板早在2006年就申请了国家专利,该产品基于小型CPT系统，实现了桌面用电设备的无线供电.在工业应用方面，该团队通过与企业合作，研制出了水下用电设备的非接触供电装置。除此以外，该团队还致力于轨道交通和其他领域的非接触供电技术研究。
2.
Witricity技术国内外研究的现状
目前，Witricity技术国内外的研究机构也不是很多,2007年6月，美国麻省理工大学的物理学助理教授马林·索尔贾希克（MarinSoljacic)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"，从此开始了对witricity的研究，此外美国的匹兹堡大学的孙民贵教授领导的研究也较早地开展了对witricity技术的研究，而国内这方面的研究较少,只有哈尔滨工业大学的朱春波教授把这项技术用于电动汽车上,致力于大功率witricity的研究。
麻省理工学院(MIT）的研究人员除了演示了从6英尺的距离对60W灯泡进行远程供电的实验(如下图所示）外,并在《Science》杂志上发表了其研究成果，先后发表了几篇具有重要意义的学术论文,这些文章很详细地论述了磁耦合共振的基本原理，推导出了影响能量的传递效率几方面的因素，清晰地给出了能量、效率、距离、耦合系数、品质因数等几方面的关系曲线图,并且研究了电介质的介电常数对无接触能量传输的影响，讨论了产生振荡时的频率相同的电磁波的波长?与线圈之间的距离D和线圈的半径R三者之间的比例关系,同时是研究了三个线圈之间的无接触能量传递的过程,提出了一种电磁感应透明现象(EIT），并且解释了这种基于磁耦合共振传能的方法不会对人体健康带来不良的影响。总之，MIT的研究成果为Witricity技术的提供了科学的理论依据，为无接触能量传输技术做出了重要的贡献.
美国匹兹堡大学以孙民贵为主的科研小组在MIT的基础上,运用各种拉普拉斯变换等形式对原有的理论公式进了一系列的变换，得出了一些更加具有代表意义的公式，充实了Witricity理论的研究，提出了能量在发送线圈和接收线圈之间双向传递的理论，同时对线圈进行了不同结构的研究,设计了一种较为理想线圈结构和实验系统（如下图所示）,对多个线圈之间能量传递的也进行了大量的研究，提出了一套Witricity的相关理论及应用研究。
哈尔滨工业大学的朱春波教授致力于大功率witricity技术的研究，制作了一套大功率系统的模型(如下图所示），实现了较大功率能量的传输，证明了Witricity技术的可行性.
目前，应用witricity原理实现无接触能量传输商业化的产品也都在孕育之中,值得一提的是2010年1月7日在美国拉斯维加斯开展的CES2010消费电子展上，民族品牌海尔亮相了全球第一款“无尾电视（No-tailTV)”，一台省略了视频线、音频线、信号线、网线甚至电源线的真正的、彻底的“无线电视"，该电视产品采用了麻省理工学院(MIT)开发的无线电技术和无线数字高清标准
WHDI（WirelessHomeDigitalInterface)，支持100英尺内的无线信号传输,电源方面,采用了麻省理工学院的无线电力（WiTricity)专利技术，该技术利用匹配天线间的磁耦合谐振,能在距其电源数米距离内向普通的消费电子设备无线传输电力，从信号到电源的全无线传输，实现了高清电视的真正“无线”.
3.
应用微波或激光技术实现无接触传能国内外研究的现状
1968年美国工程师PGlaser首先提出了一种使用微波电能传输技术的太阳能发电卫星（SolarPowerSatellite），其基本构想是在地球外层空间建立太阳
能发电卫星基地,利用取之不尽的太阳能来发电，然后通过微波或激光将电能
传输到地面的接收装置,再将所接收的微波或激光能束转变成电能供人类使用。
这种构想的最大优点在于充分利用太阳发出的能量,整个过程是一个太阳能、电能、微波、电能的能量转变过程。2003年，科学家在非洲成功完成了微波电
能传输技术实验，使得整个村庄实现了无线供电,但由于微波电能传输受地形及环境的影响较大，真正得以广泛应用尚有一定距离.因此微波技术传输适用于大范围、长距离的电能传输,并易受到传输媒介影响,但在对植入式遥测装置进行能量传输时，会对人体产生一定的伤害，因而微波传输技术是不适用于生物医学领域的能量传输的.由于微波技术本身在无接触传能上有着诸多的缺点，因此还很少有科研机构专门研究这种技术,但是有些场合这种技术还是有一定的价值，微波无线电能传输目前主要有四个方面的应用:电力推进,无线供电，轻型供电，低轨道和同步轨道卫星运输。无线电能传输技术作为空间太阳能电站能量传输的关键技术，当前在世界范围内的主要应用在空间太阳能电站。
11
篇六：无线电力传输技术现状论文
无线电能传输技术综述及应用前景
随着我国科学技术的不断发展与进步，无线电能传输技术作为一种新型电能传输技术，越来越受到科研工作者的关注。由于它具有及其强大的环境适应能力，可以避免许多传统充电方式给人们带来的的很多不方便问题，尤其是在一些特定场合，无线电能传输技术显示出了传统电缆线供电方式所不能达到的的独特优势，极大地为设备供电提供了方便，而且大大降低了传输时可能出现的安全隐患。本文在讲述无线电能传输技术的实现方式、在我国的发展以及现在的发展状况，并且对无线电能传输技术的应用及发展前景进行了分析与探讨。
无线电能传输技术；综述；应用前景
前言
无线电能传输技术有名无接触电能传输技术，是指一种借助于电磁场或电磁波进行能量传递的技术，目前我国对此技术还在继续研究阶段。现在的无线电能传输是由电磁感应式、电磁共振式和微波电能传输方式三种方式来实现的。由于越来越多的电子产品的出现，为人们的生活带来了极大的方便，但是传统的通过导线或者插座充电的电力传输方式已经逐渐不能适应更新换代极快的电子产品了。人们希望能有更加新型的电能传输技术来取代的传统电力传输方式，从而来消除纷乱电源线给人们带来的巨大困扰。因此，无线电力传输技术便很自然的顺应了人们的需求，随之便走进了人们的日常生活以及各个所需要的领域。
1.无线电能传输技术在我国的发展
2.目前无线电能传输技术的实现方式
作者在前文中提到过，按照原理来分，目前在已经出现的无线电能传输技术中，主要有电磁感应式、电磁共振式以及微波电能传输方式三种技术方式。其中电磁感应式是利用变化中的电流来通过初级线圈而产生磁场，由变化的磁场再次通过次级线圈感应出电场，从而来达到电能的传输。这种方式是无线电能传输中目前出现最早、发展最快、应用最多的技术。而电磁共振式技术，它将天线固有的频率与发射场电磁频率相一致时引起的电磁共振接收后，通过电磁耦合的共振效应来达到电能传输，2007年的MIT就是通过这种技术方式来实现的。这种共振技术方式适合在短距离内使用需要大功率电源的机器，如汽车、电冰箱等。所谓的微波电能传输技术，是将电能转化为微波，让电力以微波的方式发射，然后微波经自由空间传送到目标位置，通过微波辐射的方式到达接收端，转化成直流电能的技术。一般的微波电能传输方式距离比较短，通常为10m左右，而且这种技术方式功率小，传输效率低，应用的范围也较小。正常情况下，研究人员都会用前两种技术方式来进行具体的实验和操作，但微波电能传输技术也可以在近距离内被较小拱了的电器使用，如麦克风、电吹风等。以上三种无线电能传输的技术方式是研究中必不可少的，在整个研究领域内具有非常重要的地位。因此科研工作者对这三种技术方式的研究从来没有放松过，要想将无线电力传输技术应用于其他领域，必须对这三种技术方式最够熟悉的掌握其主要内容，为后面的研究打好基础。
3.目前无线电力传输技术所面临的问题
无线电能传输技术在我国虽然不是一个新的概念，但是它的新技术和新应用的引入已经使它成为一门新的值得研究的学科。虽然目前我国无线电能传输技术在不断的进步，但是在研究过程中仍然会有很多的问题存在。比如在无线电力传输的效率和距离的计算，高频功率电源和整流技术等问题仍没有得到比较好的解决。而被研究出来的高频电源方案在运用于实际生活中都普遍存在着效率低下、设计复杂等问题的缺陷，并且无线电力传输技术在系统控制方面也存在着较明显的问题。在研究如何能更好的利用无线电力传输技术时，还要考虑电磁辐射对人身是否安全和是否会对周围环境造成不利的影响。由于无线电力的传输不像传统的供电方式那样可以在传输路径上得到很好的控制，它是通过微波的发射来来传输电力的，所以如果有高能量的能量密度出现，则会对人们的身体安全带来影响。还有就是系统整体性能有待提高整体传输效率低。其主要原因还是由于能量的控制难以掌握，科研工作者还是无法达
到能量的对点传送，在整个传输的过程中仍然会通过散射的方式来损耗掉一部分能量，这样的低效率甚至是影响整个系统效率的关键因素。但是随着电子传输技术的不断进步，传输的效率也会逐渐提高，所以控制好微波的传输密度也是研究人员目前面临的一个比较严重的问题。
4.我国无线电力传输技术的应用前景
结语
无线电力传输是一项很有发展前途的新技术，因为其特有的安全性、便捷性而成为了现在人们研究的热点问题之一。尽管它也存在着一些很明显的缺点，如稳定性差、系统传输难以控制、传输效率低等。但作者相信在广大科研工作者的努力下，这一技术的发展将会有更好的条件、更光明的前景。未来，无线电力传输将会完全取代传统的电力传输方式，并且将会不断融入人们的生活当中，逐渐改变人们的生活方式，让人们真正实现过无线生活的梦想。虽然这个过程会经历很多的艰辛，历经很长的时间，会伴随着无数次的实验与失败，但是作者认为只要坚持着不要轻易放弃，就会达到我们所期望得到的目标。
篇七：无线电力传输技术现状论文
无线电力传输技术的大体原理与应用前景
摘
要：
无线电力传输是一种传输电力的新技术，它将电力通过电磁耦合、射频微波、激光等载体进行传输。这种技术解除关于导线的依托，从而取得加倍方便和广漠的应用。本文就无线电力传输的进展历史和大体原理做了一些介绍，并对其以后可能的应用做了一些探讨。
关键词：
无线电力传输技术
电磁感应
射频
原理与应用前景
1.引言
自17世纪人类发觉如何发电后就用金属电线来四处传输电力。时至今日，供电网、高压线已遍及全世界的角角落落。在工作和生活中，愈来愈多的电器给咱们带来极大便利的同时，不知不觉各类“理不清”的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。只是，这些年的科技进展说明，在无线数据传输技术日趋普及之时，科学家对无线电力传输（WirelessPowerTransmission，WPT）的研究也有了专门大冲破，从某种意义上来讲，无线电力传输也再也不是空想——在以后的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。
2.无线电力传输的进展历史
19世纪末被誉为“迎来电力时期的天才”的名尼古拉·特斯拉（NikolaTesla，1856—1943）在电气与无线电技术方面作出了突出奉献。他1881年发觉了旋转磁场原理，并用于制造感应电动机；1888年发明多相交流传输及配电系统；1889—1890年制成赫兹振荡器；
1891年发明高频变压器（特斯拉线圈），现仍普遍用于无线电、电视机及其他电子设备。他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，并在1899年演示了不用导线采纳高频电流的电动机，但由于效率低和对平安方面的忧虑，无线电力传输的技术无冲破性进展［１］。1901—1905年在纽约周围的长岛建造Wardenclyffe塔，是一座复杂的电磁振荡器，假想它将能够把电力输送到世界上任何一个角落，特斯拉利用此塔实现地球与电离层共振。
2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200W的灯泡。其后，2003年在岛上建造的10kW实验型微波输电装置，已开始以频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。
2005年，香港城市大学电子工程学系教授许树源成功研制出“无线电池充电平台”，但其利历时仍然要将产品与充电器接触。
2006年10月，日本展出了无线电力传输系统。此系统输出端电力为7V、400mA，收发线圈间距为4mm时，输电效率最大为50%，用于电话快速充电。
2007年6月，美国麻省理工学院的物理学助理教授马林·索尔贾希克研究团队实现了在短距离内的无线电力传输。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约米）之外连接在另一个线圈上的60瓦的灯泡被点亮了。这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”。
2020年9月，北美电力研讨会发布的论文显示，他们已经在美国
内华达州的雷电实验室成功地将800W电力用无线的方式传输到5m远的距离。
2020年10月，日本奈良市针对充电式混合动力巴士进行了无线充电实验。供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能够开始充电。
3.无线电力传输的大体原理
电磁感应——短程传输
电磁感应现象是电磁学中最重大的发觉之一，它显示了电、磁现象之间的彼此联系与转化。电磁感应是电磁学中的大体原理，变压器确实是利用电磁感应的大体原理进行工作的。利用电磁感应进行短程电力传输的大体原理如图1所示，发射线圈L1和接收线圈L2之间利用磁耦合来传递能量。假设线圈L1中通已交变电流，该电流将在周围介质中形成一个交变磁场，线圈L2中产生的感应电势可供电给移动设备或给电池充电。
电磁耦合共振——中程传输
中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于100khz时，电磁波就会被地表吸收，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于100khz时，电磁波即能够在空气中传播，而且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输
能力的高频电磁波称为射频（即：RF）。将电信息源（模拟或数字）用高频电流进行调制（调幅或调频），形成射频信号后，通过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一进程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触IC卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。
具体来讲，整个装置包括两个线圈，每一个线圈都是一个自振系统。其中一个是发射装置，与能量相连，它并非向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。图2是一个典型的利用电磁共振来实现无线电力传输的系统方案。电磁波的频率越高其向空间辐射的能量就越大，传输效率就越高。
微波/激光——远程传输
理论上讲，无线电波的波长越短，其定向性越好，弥散就越小。因此，能够利用微波或激光形式来实现电能的远程传输，这关于新能源的开发利用、解决以后能源欠缺问题也有着重要意义。1968年，美国工程师彼得格拉提出了空间太阳能发电（SpaceSolarPower，SSP）的概念。其构思是在地球外层空间成立太能能发电基地，通过微波将电能送回地球。
4.无线电力技术的应用前景
无线电力传输作为一种先进的技术一样应用于特殊的场合，具有普遍的应用前景。
给一些难以架设线路或危险的地域供给电能
高山、丛林、沙漠、海岛等地的台站常常碰到架设电力线路困难的问题，而工作在这些地址的边防哨所、无线电导航台、卫星监控站、天文观测点等需要生活和工作用电，无线输电可补充电力不足。另外，无线输电技术还能够给游牧等分散区村落无变压器供电和给用于开采放射性矿物、砍木的机械人供电。
解决地面太阳能电站、水电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题
我国的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充沛且存在大片荒芜土地，南方部份地域水力、风力资源丰硕，这些地域有利于建造地面太阳能发电站或水电站、风力电站。可是，这些地域人烟稀少、地形复杂，在崇山峻岭当中难以架设线路，这时无线输电技术就有了用武之地。采纳无线输电技术，还能够把核电站建在沙漠、荒岛等地。如此一方面便于埋葬核废料，另一方面当电站运行发生故障时也能够幸免对周围动植物的大量损害和耕地的污染。
传送卫星太阳能电站的电能
所谓卫星太阳能电站，确实是用运载火箭或航天飞机将太阳能电池板或太阳能聚光镜等材料发送到赤道上空35800km的地球静止同步轨道上。在太空的太阳光线没有地球大气层的阻碍，辐射能量十分稳固，是“取之不尽”的干净能源。而且一年中有99%的时刻是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［３］。在那里利用太阳能电池
板把阳光直接转变成电能，或用太阳能聚光镜把阳光汇聚起来作为热源，像地面热电厂一样发电。如此产生的电能供给微波源或激光器，然后采纳无线输电技术将大功率电磁射束发送至地面，接收到的微波能量经整流器后变成直流电，由变、配电设施供给用户。
无接点充电插座
随着无线电力技术的进展，一些小型用电设备已经实现了无线供电。如：电动牙刷、“免电池”无线鼠标、无线供电“膜片”/“垫”等。无线供电“膜片”/“垫”是一种家用电器无线供电方式，用一片图书大小的柔软塑料膜片就可对家电进行无线供电，可为圣诞树上的LED、装饰灯、鱼缸水中的灯泡、小型电机、电话、MP3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件、乃至是植入式医疗器件等供电。
给以微波发动机推动的交通运输工具供电
此刻大部份交通运输工具燃烧石油产品，其发动机叫做柴油发动机、汽油发动机等。与此类比，以微波作为能源推动的发动机叫做微波发动机。微波是工作频率在—300GHz的电磁波，不能直接用它来驱动电动机，因为要设计出在如此高的频率下工作的发动机超级困难。若是思路加以改变，把微波能量转变成直流电流的整流器，那么微波就能够够直接作为交通工具的能源了。煤、石油、天然气的存储量有限，而日消耗量庞大，总有耗尽之日，到那时卫星太阳能电站可望成为能源供给的骨干，通过无线输电技术就能够够直接把微波能量输给交通运输工具。
在月球和地球之间架起能量之桥
世界人口的不断增加和地球资源的日趋耗尽，太阳系中其他星球的开发利用是人类一直以来的夙愿。月球是地球的天然卫星，其上资源丰硕，地域辽阔，是第一要开发的星体。以后人类对月球的利用主若是移民和资源获取。月球的土壤里富含SiO2，是制造太阳能电池的原料。若是先在月球上成立起工厂，然后把太阳能电站直接建在月球上，比起建在地球静止同步轨道上要容易些，借助于微波束或激光束把电能发送到地球。
5.结语
随着无线电力传输技术的不断进展与成熟，不但令人们以后的生活有望摆出电话、相机、笔记本电脑等移动设备电源线的束缚，享受在机场、车站、酒店多种场所提供的无线电力，而且可用于一些特殊场合，如人体植入仪器如心脏起搏器等的输电问题、新能源（电动）汽车、低轨道军用卫星、太阳能卫星发电站等。活着界经济迅速进展的今天，节能和新的、可再生能源的开发是摆在能源工作者眼前的首要问题。太阳能是取之不尽、用之不竭的干净能源。除核能、地热能和潮汐能之外，地球上的所有能源都来自太阳，建造卫星太阳能电站是解决人类能源危机的重要途径。要将相对地球静止的同步轨道上的电能输送的地面，无线输电技术将发挥相当重要的作用。从久远来看，该技术具有潜在的普遍应用前景。可是，每一种无线传输方式，都有一系列问题需要解决，如电能传输效率问题，电力公司如何收费和计费，能量传输所产生的电磁波是不是对人体健康带来危害，等等。不
管如何，一旦这项技术能够普及，就会给人们的生活带来庞大的便利。
参考文献:
［1］白明侠，黄昭.无线电力传输的历史进展及应用［J］.湘南学院学报，2020，31，（5）：51-53.
［2］刘永军.无线电力传输技术：制造以后空间神话［J］.中国电子商情（基础电子），2020，11：70-75.
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