无接触电能传输技术及其应用.pdf

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1、2009年全国电工理论与新技术学术年会论文集无接触电能传输技术及其应用杨庆新1，一，陈海燕2，徐桂芝2，孙民贵3，傅为农41天滓工业大学，天津，3001603匹兹堡大学，宾夕法尼亚，美国，2河北工业大学，天津，300130152604香港理工大学，香港摘要：在电能的无接触传输过程中，远场辐射采取微波或激光来传递能量，频率最高，传输距离最远，效率也较低。外太空太阳能的采集及传递是研究热点之一。其用途包括给空间站供电以及传回地面接收站。基于磁共振强耦合原理的无线能量传输采用频率为MHz范围的谐振频率实现电能在波长范围内的中等

2、距离传输，可以为整个房间内的用电设备同时供电，能在中等距离实现较高效率的传输。基于电磁感应原理的无接触传能技术相对比较成熟，并己在合适的场合得到广泛应用，传输效率高但是传输距离相对很小。本文介绍了无接触电能传输技术的发展及研究现状，归纳总结了远场辐射、磁共振及磁感应三种不同传能方式的特点，分析了该技术的应用前景。关键词：无接触，电能传输，感应耦合，磁共振耦合，辐射。ContactlessPowerTransferTechniquesandtheirApplicationsYangQingxin他，ChenHaiyan2，

3、XuGuizhi2，SunMingui3，FuWeinon941TianiinPolvtechnicUniversity,Tianjin310160‘HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300】303UniversityofPittsburgh,PA，USA15260’TheHongKongPolytechnicUniversity,HongKongAbstract：Radiation．inductionandmagneticresonantcouplingarethethreemain

4、technologiesusedincontactlesspowertransmission．ThefirstoneutilizingmicrowaveorlasercantransferenergythroughalongdistancelikefromouterspacetotheEarth．butwithaIowere侬ciencyduetothereflectionandabsorptionoftheatmosphere．Themagneticresonantstrongcouplingincludingtwoi

5、ndependentcircuitswiththesameresonantfrequencywilltransferener科betweenthemalmostwithoutlOSS．Asappliedinelectrictransfoliners，EVandMaglev,inductiveenergytransfersystemhasthehi曲eStemciencyandnearesttransferdistance．Inthispaper，thehistoryandprincipalapplicationsarei

6、ntroducedbrieflyandsomeofthepotentialapplicationsandhotspotsareproposedanddiscussed．Keywords：Contactless，PowerTransfer，InductiveCoupling，MagneticResonantCoupling，Radiation．1．引言无接触电能传输作为人类梦想之一，旱在1897年，NikolaTesla就在WardenclyffeTower(TeslaTower)进行的无线功率传输实验中证明，可以在没有导

7、线的情况下点亮25英里以外的氖气照明灯【l】a1968年，PeterGlaser提出了在功率级别远低于国际安全标准的条件下，利用微波从太阳能动力卫星向地面传输功率的想法【2】。在1995年，NASA设立了一个集科研、技术和投资学习于一身的250MW太阳能动力系统(SPS)，而日本的目标则是在2025年建立一个低成本的示范模型。无接触电能传输技术是指通过非接触的方式河北省自然科学基金(No．E2007000089)资助。传输电能的方法，其应用领域非常广泛，传输功率相差较大，小到用于生物移植的几十毫瓦、小型设备的几十瓦功率，

8、大到电动汽车或运动机器人的上千瓦功率以及磁悬浮列车应用的上兆瓦功率。概括起来有以下几个方面：(1)应用于生物医学：用放置于体外的设备(利用变压器电磁耦合传输能量)对体内设备进行无接触供电。(2)应用于交通运输以及水下、井下：进行海底探测、建立海底空间站都需要应用这项技术。(3)应用于机器人的驱动：在关节处，使用旋转变