无线输电技术

无线输电技术报告人：鲁望婷导师：邵志刚邢丹敏MainContent无线输电简介①②无线输电原理③无线输电应用④无线输电展望WhatisWirelessElectricity？无线输电无线传输电力能量的技术无线输电无线电通讯发射与接受技术无本质区别传输能量能量上的信息无线输电电能以电磁波形式发射距离短，传输效率低电能以微波或激光形式远程传输方向性强，能量集中电能以非辐射型谐振“磁耦合”中程传输辐射小，传输距离远、效率高TransmissionformofWirelessElectricity目前比较新颖的无线传输技术NeedofWirelessElectricity:当你在图书馆，笔记本电脑没有电了，公共插座都被别人占用当你站在家里看到乱成一团的电线21世纪，手机、电脑已经成为生活不可或缺的一部分如果有无线供电该多好！！！尼古拉·特斯拉1891年提出无线传电方法5060低频高压电流高频电流空气输电省却输电线缆成本免去电阻损耗沃登克里弗计划美国长岛(LongIsland)建设一座足可输出100万匹「交流电流」的「特斯拉线圈」1904年兴建了特斯拉电塔失败辐射模式进行，能量浪费太大，传输效率低DevelopmentofWirelessElectricity美国麻省理工学院物理学家马林·绍利亚契奇MITWiTricity研究团队2006年11月发起一项代号为WiTricity的研究计划2008年成功地把一盏距发射器2.13米开外的60瓦电灯点亮为什么墙里的电不能直接给我的手机充电呢？DevelopmentofWirelessElectricity2009年，全球科技、娱乐及设计（TEDGlobal）大会上，美国无线电力现场为一部谷歌G1手机和iPhone隔空充电，并开启了一台没有接电线的电视机美国无线电力DevelopmentofWirelessElectricity海尔2010年1月，海尔在第四十三届国际消费类电子产品展览会(CES展)上推出全球首台“无尾电视”美国无线电力（WiTricity）两个磁线圈，第一个放置在家用电源的接线盒内，嵌入墙壁或房顶，第二个安装在电视机或电脑等装置内电磁波就会在两个线圈之间传递能量，第一个线圈负责辐射能量，第二个线圈负责接收能量利用“磁耦合共振”原理实现无线供电PrincipleofWirelessElectricityMIT无线输电研究团队两个直径60厘米的铜丝感应线圈充当共振器，一个与电源相连，作为传导器；另一个与台灯相连，充当接收器海尔借用MIT无线输电原理共振现象共振是自然界极为平常的现象，种类繁多能量交换只会发生在振动频率一样的两个物体之间，而频率不一致的两个物体间则不传递能量MIT、美国无线电力、海尔所运用的方式都是电磁场共振共振共通的特征：乐器的音响共振秋千的机械共振电磁场的共振核磁气的共振PrincipleofWirelessElectricity当两个物体拥有同样的共振频率时，就会同时产生振动，进行能量交换；而当使用某个特定频率时，共振频率能源的效率会更高。PrincipleofWirelessElectricity物理学上的低频电磁波共振原理：当一位歌唱演员唱歌时的音调，与我们敲击玻璃杯的音调振幅相同时，玻璃会有效吸收歌手音调的能量而破碎一样MagnetismElectromagneticinductionElectromagnetismEnergy/PowerCoupling:ResonanceResonantMagneticCouplingBacicsofWirelessElectricityElectricity通过电导体或空气传输电能Magnetism通过运动的带电体或磁体本身得到ElectricityMagnetismElectromagneticinduction随着时间改变的电场和磁场相互作用的结果BacicsofWirelessElectricity使带电体之间相互产生作用ElectromagnetismEnergy/PowerCoupling能量从一个物体传输到另一物体时发生耦合RESONANCE物体在共振频率处趋向大幅度的振荡，即使周期驱动力很小的情况下ResonantMagneticCoupling两种物体在交换能量时发生磁场耦合，当它们的振动频率一致时，产生谐振耦合BacicsofWirelessElectricity1)输电线中的电能传入用铜制造的天线中2)天线以10兆赫的波长振动，产生电磁波3)天线发出的能量传播到2米(6.5英尺)外4)同样以10兆赫的频率震动的膝上型电脑接收到电流，能量充入设备中5)没有转换成膝上型电脑的能量不会被天线重新吸收。不能产生10兆赫共振的人和其他物体不会对它产生干扰PrincipleofWirelessElectricity系统运作方式第一个线圈放置在家用电源的接线盒内，而后嵌入墙壁或房顶第二个线圈安装在电视机或电脑等装置内辐射能量接收能量能量传递PrincipleofWirelessElectricity只要让电磁能发射器同接收设备在相同频率上产生共振，它们之间就可以进行能量互换♫为移动电子设备充电：手机、笔记本电脑（不影响使用，随时随地的充电）♫为固定电子设备提供电能（不需要繁杂的线路）消费电子产品APPLICATIONS为现有的电动车辆充电：高尔夫球车、工业车辆……为将来的混合动力或全电动汽车充电（在任何地方，家中、停车场……）取代有线，直接进行无线能量传输APPLICATIONS交通工具APPLICATIONS偏远或危险地区的电能输送太阳能电站、风力电站的电能输出从太空向地面传输能量大功率能量传输为植入的医疗设备充电，如心脏起搏器为军用设备充电，如可回收探测器、机器人、飞行器智能卡的无线充电机器人等设备的无线充电APPLICATIONS其它应用无需繁杂的连线无需电源线和电源不会对无线电信号产生干扰能量损失小对人体健康的影响小比电磁感应更高效成本低ADVANTAGESDISADVANTAGES传输距离短能量效率较低，目前仅为~40%能量传输和接受端的电磁共振频率必须精确相同容易受到铁磁性物质的干扰进一步深入研究♫增大发射器和接收器的接收效率♫较大的电器也能无线供电♫扩大供电距离Concerns☼对人体有伤害吗？☼对环境有危害吗？☼是否会干扰无线通讯？Wednesday,June10,2020wirelesselectricity24