毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

一、背景和意义

自从第二次工业革命以来，人类社会便进入了电气化时代。大至遍布全球各地的电网、高压线，小到各种家用电气设备，电能的传输主要通过金属导线的点对点直接接触传输。这种有线的传输方式带来了不少问题[1]。在电力的传输过程中不可避免的会产生传输损耗，同时线路老化、尖端放电等因素也易导致电火花，大大降低了设备供电的可靠性和安全[2,3]，缩短设备的使用寿命。一方面在矿场、海底等一些特殊场合，传统的电缆线供电方式所产生这些缺点往往有时将是致命的，严重时会引起爆炸、火灾及设备的损坏等，带来了极大的安全隐患和经济损失，另一方面生活中大量的电器供电势必会导致多种电源线的交叉给人们生活带来的极大的不便[4]。无线电能传输技术能够克服有线输电方式存在的诸多不足，如容易产生接触火花、设备移动灵活性差、环境不美观等问题，进而影响到用电设备的寿命和用电安全。随着人类社会经济的发展，各种电子设备得到了广泛的使用，但是太多的电线和插座给人们的生活带来不便。此外，植入体内的医疗设备的长期供电也存在很大的不便。这些问题都在呼唤一种脱离金属导线的电能传输方式。即无线电能传输。实现无线电能传输将使人类应用电能更加宽广、更加灵活。因此该技术不仅在军事、航空航天、城市电气化交通、工业机器人、工矿企业吊装设备和运输设备、水下作业、高层建筑升降式电梯等领域具有重要的应用价值，而且在家用电子产品、生物医学等领域也具有广泛的应用前景。

二、无线电能传输系统的简介

无线电能传输是利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电能转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接收装置将无线电波收集起来并转换为电能，供用户使用。

目前已研究出来的无线供电技术，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。传输距离为mm级。优点是传输功率大，缺点是变压器损耗大，传输距离过短传输线率随传输距离的增大迅速减少。

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。传输距离为m级。优点是效率高，中等传输距离。缺点是起步较晚，传输功率仍不高。

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。传输距离为km级。优点是传输距离远，缺点是 发射接收天线设计要求高，能量定向传输，传输效率不高。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、发展概况