毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
一、无线电能传输简介[1]
无线电能传输又称非接触电能传输是一种新型的电能传输技术,相对传统的导体直接接触的电能传输方式相比,它摆脱了导线的束缚,使得供电和用电之间的联系更为自由和便捷,因此在一些特殊场合以及便携式设备的充电应用中有广阔的发展前景。目前无线电能传输主要有三种类型:电磁波型、感应耦合型、谐振耦合型。其中感应耦合型的发展较其他两种更为成熟,尤其适合于小功率近距离应用场合。感应式电能传输系统具有安全性、可靠性高和灵活性好,无接触、无磨损的特性,能够满足电工设备的多种用电需求。因此有必要对其进行深入研究。 本文基于感应耦合型的原理建立了单层锥形线圈、空心锥形线圈和带铁芯锥形线圈三种线圈模型,利用有限元分析软件的强大电磁仿真功能,对以上三种线圈各自的耦合系数进行分析,绘制了与线圈结构类型相对应的建模图、磁感应强度云图、磁力线分布图,研究了线圈结构形式对耦合系数的影响,得到了线圈结构优化的一些结论。
二、无线供电技术分类[2]
现在已经问世的无线供电技术，根据其电能传输原理，大致上可以分为三类：
第一类是非接触式充电技术所采用的电磁感应原理，这种非接触式充电技术在许多便携式终端里应用日益广泛。这种类型中，将两个线圈放置于邻近位置上，当电流在一个线圈中流动时，所产生的磁通量成为媒介，导致另一个线圈中也产生电动势。
第二类是最接近实际应用的一种技术，它直接应用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。这和100年前的收音机原理基本相同：直接在整流电路中将电波的交流波形变换成直流后加以利用，但不使用放大电路等。同以前相比，这种技术的效率得到提高，并正在推动厂商将其投入实际应用。
第三类是利用电磁场的谐振方法。谐振技术在电子领域应用广泛，但是，在供电技术中应用的不是电磁波或者电流，而只是利用电场或者磁场。2006 年11月，美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组全球首次宣布了将电场或者磁场应用于供电技术的可能性。
三、、无线电能传输的发展历史[3][4]
1820年:安培定理表明电流可以产生磁场。1831年:法拉第,法拉第电磁感应定律是电磁学的一个重要的基本规律。1864年:麦克斯韦建立了统一的电磁场方程,用数学的方法描述电磁辐射。1864年:赫兹证实了电磁辐射的存在。1893年:特斯拉在芝加哥的哥伦比亚世界博览会展示了他的无线传输的荧光照明灯。1894年:勒布朗相信可以感应传输电能,并申请了关于一个能传输3KHz电能的系统的美国专利[5]。1894年:特斯拉分别在纽约的第五大道南35号的实验室和休斯敦街46号的实验室通过无线方式点亮了一个单极白炽灯,实验手段用到电力感应、无线共振感应耦合等技术。1894年:钱德拉玻使用电磁波信号远距离点燃火药和触响铃铛,表明不用电线也能传递能量。1895年:钱德拉玻无线传输信号将近一英里远的距离[6]。1896年:特斯拉发射了约48公里(30英里)距离的信号。1897年:马可尼使用超低频无线电发射器传送6公里的摩尔斯电码信号。1897年:特斯拉申请无线传输的专利。1900年:马可尼在美国未能获得关于无线电的专利。1901年:马可尼使用特斯拉的装置传输跨越大西洋的信号。1917年:特斯拉的e塔被拆除。1926年:ShintaroUda和HidetsuguYagi发表他们的第一份论文TunedHigh-gainDirectionalArray。即现在众所周知的Yagi天线。1961年:布朗发表文章探讨微波功率传输的可能性。1964年:布朗在哥伦比亚广播公司新闻中展示靠微波束提供飞行所需能量的沃尔特克朗凯特动力模型直升机。1969年到1975年。布朗是计划的技术总监,完成过1英里的距离传输30万千瓦的能量,效率约为84%[7]。1968年:格拉泽(Pe2terGlaser)提出无线传输空间利用太阳能的Powerbeaming技术获得的能量。1971年:新西兰奥克兰大学奥托教授开发一个靠感应供电的小手推车。1973年:Los-AlamosNationalLab演示了世界第一个被动式RFID系统。2005年:奥克兰大学的约翰包尔斯教授)改善了3相感应电能传输铁路和拾取系统,在实验室中能够通过无线方式给移动车辆供电。2007年:麻省理工学院的索尔贾希克领导的一个物理学研究小组,确认了约翰包尔斯教授在80年代的工作。在2米的距离,使用两个60cm的线圈无线驱动60W灯泡,效率在40%左右。2008年:庞巴迪公司提供新的无线传输产品PRIMOVE,一种应用于有轨电车和轻轨车辆的电力系统。2008年:工业设计师,在布鲁内尔大学做了一个无线驱动的高效LED灯泡。2008年:英特尔(Intel)重新进行特斯拉1894年的实验和约翰包尔斯教授1988年的实验,在1m距离内隔空给60W灯泡提供电力,效率高达75%。2009年:一个有此方面兴趣的公司联盟宣称他们正制订一个小功率感应充电的工业标准。
