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1、基于电磁耦合阵列定位的无线电能传输装置朱俊杰李智李旻竞夏吉张田力中南林业科技大学计算机与信息工程学院,湖南长沙410004摘要：提出了一种基于电磁耦合阵列定位的无线电能传输技术，并在此基础上完成了对该装置的开发与研制。装置由环形电磁耦合阵列、能量发送器、能量接收器、微控制器等四部分构成。该装置由能量发送器产生一路高频振荡电流，经过耦合传至接收器，经过滤波给用电设备供电。通过微处理器完成对环形电磁耦合阵列线圈与接收线圈耦合度的检测，只对耦合度最高的线圈供电，使得用电设备不管处于何种方向，总有一个发送线圈与用电设备的接收线圈接近于全耦合。这样，避免了电能浪
2、费，减少了电磁辐射，实现了用电设备可以在一定范围任意移动，保证了电能传输的高效率。关键字：无线电能传输电磁耦合阵列传输效率电磁耦合传输距离RadioTransmissionEquipmentBasedonPositioningoftheElectromagneticCouplingArrayZhuJun-jieLiZhiLiMin-jingXiaJiZhangTian-liComputerandInformationEngineeringCollege,CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,Huna
3、nChangsha410004Abstract:Akindofradiotransmissiontechnologybasedonpositioningoftheelectromagneticcouplingarrayispresentedinthispaper.Theresearchanddevelopmentoftheequipmentwascompletedonthisbasis.Itconsistsofannulararrayofelectromagneticcoupling,energytransmitter,powerreceiver,an
4、dMCU.Ahigh-frequencyoscillatingcurrentproducedbytheenergytransmitter,whichistransmittedtothereceiveraftercouplingandthenpowertoelectricalequipmentthroughfilter.ThroughthecouplingdetectionofelectromagneticcouplingarraycoilandreceivercoilbyMCU,itcanonlypowertothecoilwithhighestcou
5、pling,sothatitalwayshasasendingcoilandreceivingcoilsofelectricalequipment,nomatterwhatdirectionitisin,closetofullcoupling.Inthisway,itcanavoidwastingenergy,reducetheelectromagneticradiation,and,particularly,realizethattheelectricalequipmentcanbemovedinarangeofarbitrary,whichcoul
6、densurethehighefficiencyofpowertransmission.Keywords:radioenergytransmissionelectromagneticcouplingarrayefficiencyofpowertransmissionelectromagneticcouplingtransmissiondistance0引言随着用电设备的增加，电线和插座也随之大量制造和使用，这样势必消耗大量物质和能源，也容易造成室内环境杂乱，不利于构建资源节约型和环境友好型社会。5传统电能传输是采用有线传输方式，但在很多场合不宜采用这种
7、方式，例如：深海作业机器人、心脏起搏器、磁悬浮列车等[1][2][3]。电能无线传输一直是人类的梦想，国内外科学家一直在此领域进行不断的研究与探索。目前，关于无线电能传输主要有三种方式[4][5]：一是微波电能传输方式。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，目前已在轨道交通等方面应用；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
8、制。第一种方式是通过对载波进行调制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；
