【《无线电能传输技术发展研究的国内外文献综述》1800字】

无线电能传输技术发展研究的国内外文献综述1.1国外研究现状无线电能传输技术最早出现是在十九世纪后期，非常有名的研究电气方面的学者尼古拉·特斯拉提出并做了大量的相关研究，他不断实验，努力验证，希望可以将无线传输延拓到远距离的应用场景中，但限于早期技术，资金的匮乏，该技术只是停留在一个想象的阶段[[]Tesla,N.ApparatusforTransmittingElectricalEnergy.USPatentNo.1119732,1914.[]Tesla,N.ApparatusforTransmittingElectricalEnergy.USPatentNo.1119732,1914.20世纪初期，日本科学家H.Yagi等人研制出不借助连接线就可以进行电能运送的定向天线[[14]YagiH，UdaS．Feasibilityofelectricpowertransm—issionbyradiowaves[C]．The3rdPan—PacificAcademicConference，Tokyo，Japan，1926．]，可以将能量通过微波向外发送，经过大批实验论证与研制，雷声公司的布朗等人提出了半导体二极管整流天线[[]BrownWC．Thermionicdioderectifier[J]．Micro—wavePowerEngineering，1968，1：295·298．、[[14]YagiH，UdaS．Feasibilityofelectricpowertransm—issionbyradiowaves[C]．The3rdPan—PacificAcademicConference，Tokyo，Japan，1926．[]BrownWC．Thermionicdioderectifier[J]．Micro—wavePowerEngineering，1968，1：295·298．[]BrownWC．Thecombinationreceivingantennaandrectifier[J]．MicrowavePowerEngineering，1968，2：273—275．1980年代出现了电磁感应耦合的无线充电模式。新西兰奥克兰大学的波依斯教授等人对电感无线电力传输技术的拓扑转换、传输机构和耦合优化进行了很多研究，并取得了显著的成果[[]BoysJT，CovicGA．Pick—uptransformerforICPTapplications[C].ElectronicsLetters．2002：1276—1278．]。由于该技术对磁路有着很严格的标准规范，传送距离通常不是很远。因此，该技术很难在所需功率比较大的场合中投入生产。[]BoysJT，CovicGA．Pick—uptransformerforICPTapplications[C].ElectronicsLetters．2002：1276—1278．2007年，麻省理工大学的马林·索尔贾希克和他的研究团队使发射线圈和接收线圈在特定情况下发生谐振，成功在1.9m外使六十瓦的灯泡发光[[]KursA，KaralisA，MoffattR，eta1．Wirelesspowertransferviastronglycoupledmagneticresonances[J]．Science，2007，317(5834)：83·86．]。这就是磁耦合谐振式无线电能传输的开始，成功解决了之前的技术在传输距离短的缺陷，传输距离突破了“米”的限制；同时可以在工作时，最大程度上使得环境免受能量辐射带来的影响。自此，研究人员对这种全新的方式进行了大量实验分析与研究，并取得了显著的成果。[]KursA，KaralisA，MoffattR，eta1．Wirelesspowertransferviastronglycoupledmagneticresonances[J]．Science，2007，317(5834)：83·86．2010年CES会议上，海尔宣布制造了“无尾电视”，并开始开发智能消费电子产品的无线传输技术。2011年，AlansonPSample等人研究出了一种深层次的谐振耦合系统的简单等效电路模型，提出了频率、距离和阻抗匹配是决定无线电能传输性能的关键指标。成功的通过谐振线圈隔空在0.7m外的笔记本电脑进行了无线充电[[]刘婉.基于磁耦合谐振无线电能传输谐振器阵列的研究[D].江西:[]刘婉.基于磁耦合谐振无线电能传输谐振器阵列的研究[D].江西:南昌大学,2015.图2-5笔记本无线充电2013年，新西兰的奥克兰大学的一批研究学者提出了全新的耦合器拓扑结构。其描述的是，在保证传输远近不改变、线圈的匝数不改变的前提下，这种全新的结构可以产生更大的耦合系数，而且耦合系数的增大也不止局限于增大耦合器的半径[[]BudhiaM,BoysJT,CovicGA,etal.Developmentofasingle-sidedfluxmagneticcouplerforelectricvehicleIPTchargingsystems[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2013,60(1):318-328.][]BudhiaM,BoysJT,CovicGA,etal.Developmentofasingle-sidedfluxmagneticcouplerforelectricvehicleIPTchargingsystems[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2013,60(1):318-328.图2-6改进型耦合器拓扑结构2015年，韩国科学技术院在韩国南部建设了长达12千米的电动汽车动态电源供应区[[]杨旭.串并补偿磁耦合谐振式无线电能传输系统的分析与设计[D].广东:华南理工大学,2018.][]杨旭.串并补偿磁耦合谐振式无线电能传输系统的分析与设计[D].广东:华南理工大学,2018.2016年，中惠创智公司将无线电能传输技术用于监控矿井下的工作情况[[]王文哲.磁耦合谐振无线电能传输串并式系统频率特性研究[D].陕西:[]王文哲.磁耦合谐振无线电能传输串并式系统频率特性研究[D].陕西:西安理工大学,20171.2国内研究现状我国对无线传输技术的研究从本世纪才开始，主要是磁耦合的谐振式无线电传输技术和电感式非接触的无线传输技术的研究。经过多年的努力，我国的无线传输技术有了一定的发展，2002年，重庆大学开始研究非接触电力传输的基础理论和工程应用，成功开发了电动汽车无线供电系统[[]孙跃，王智慧，戴欣，等．非接触电能传输系统的频率稳定性研究[J]．电工技术学报，2005(11)：56—59.、[]孙跃，祝兵权，戴欣．CPT系统输出电压主动控制技术[J]．电源技术，2011(1)：76-78．[]孙跃，王智慧，戴欣，等．非接触电能传输系统的频率稳定性研究[J]．电工技术学报，2005(11)：56—59.[]孙跃，祝兵权，戴欣．CPT系统输出电压主动控制技术[J]．电源技术，2011(1)：76-78．2006年，东南大学提出了电场耦合光学电机技术、磁耦合谐振无线电力传输系统的电力调整技术、电动汽车的无线充放电和输电网络的相互作用技术，促进了中国非接触能源传输技术的持续发展[[]黄辉，黄学良，谭林林，等．基于磁场共振的无线电力传输发射及接收装置的研究[J]．电工电能新技术，2011，30(1)：32-35．]。[]黄辉，黄学良，谭林林，等．基于磁场共振的无线电力传输发射及接收装置的研究[J]．电工电能新技术，2011，30(1)：32-35．2011年10月，在天津举办了国内第一次“无线电能传输技术”专题研讨会，相关专家们就目前的现状、发展、存在的问题进行了严肃而深刻的探讨，并达成了“天津共识”，“无线电能传输”这个专有名词正式出现在人们视野。本次会议对于我国相关技术的继续发展与广泛普及有深远的影响[[]新观点新学说学术沙龙.无线电能传输关键技术问题与应用前景[M].北京:中国科学技术出版社,201[]新观点新学说学术沙龙.无线电能传输关键技术问题与应用前景[M].北京:中国科学技术出版社,2011.2012年，重庆大学的孙跃及其实验室成员共同研制出了一款有着600瓦到1000瓦稳定输出功率的不需要连接线就可以进行电能传送的装置。样机如图2-7所示：图2-7重庆大学研制的无线充电车样机2012年，河北工业大学杨庆新及其团队构建了一种T型等效模型，可以通过推导计算二端口网络的转移参数得出系统的最佳频率及其变化规律。杨庆新带领团队制作了一个功率放大器，成功的实现了两米外点亮一盏一百二十瓦的电灯泡，六十米外点亮一盏三百七十五瓦的电灯泡[[]李阳.大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D].河北:[]李阳.大功率谐振式无线电能传输方法与实验研究[D].河北:河北工业大学,2011.图2-8杨庆新及其团队合照图2-9杨庆新团队点亮灯泡实验2014年，哈尔滨工业大学的朱春波团队提出了一种使用多个线圈的磁耦合的谐振式方案，解决了交叉耦合的问题。2014年，中兴公司无线充电的技术延拓到了大功率的机器，如电动汽车等，最高功率可达30KW。2016年，湖北工业大学的相关研究室在传输距离方面做了更加深层次的研究分析，得出了结论：随着线圈半径增大，电导率也会增大，随着系统的处于谐振状态时的频率增大，电能也会传输的越来越远[[]刘凌云.磁耦合谐振式无线电能传输距离特性[J].河南科技大学学报(自然科学版),2016,37(2):43-46.[]刘凌云.磁耦合谐振式无线电能传输距离特