無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

陳建

（新疆新聞出版廣電局節(jié)傳中心8104臺(tái)）

摘 要：無(wú)線電能傳輸技術(shù)是一種利用電磁效應(yīng)或者能量轉(zhuǎn)化作用而實(shí)現(xiàn)的新型輸電方式，并且有著安全可靠等諸多特點(diǎn)。但是我國(guó)的無(wú)線電能傳輸技術(shù)起步時(shí)間較晚，還沒(méi)能夠很好的進(jìn)行普及，目前也只是英語(yǔ)與一些比較特殊的場(chǎng)合。本文就無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：無(wú)線電能傳輸；研究現(xiàn)狀；應(yīng)用

隨著電能傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，使得無(wú)線電能傳輸這門(mén)技術(shù)受到的關(guān)注程度也變得越來(lái)越高，并在某些場(chǎng)合中表現(xiàn)除了傳統(tǒng)電能運(yùn)輸模式所無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并大大的提升了整個(gè)電能傳輸郭恒中的安全性、可靠性與便捷性。但現(xiàn)階段的無(wú)線電傳輸技術(shù)中扔存在著一些缺陷，這就要求相關(guān)的研究人員能夠不斷的進(jìn)行深入的研究。

一、無(wú)線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在進(jìn)行電能傳輸?shù)倪^(guò)程中，一般都是將電纜線作為整個(gè)傳輸?shù)拿浇?。而在這一過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)傳輸耗損、線路老化等諸多因素，并且對(duì)整個(gè)設(shè)備供電的安全性以及可靠性都有著很大的影響，并嚴(yán)重的縮短了設(shè)備的使用壽命。而且子啊礦底與海底等特殊的場(chǎng)合，這種傳統(tǒng)電纜供電的方式所產(chǎn)生的缺點(diǎn)往往會(huì)帶來(lái)非常嚴(yán)重的后果，甚至?xí)斐杀ㄅc火災(zāi)等，從而帶來(lái)了巨大的安全隱患以及經(jīng)濟(jì)損失。而在人們的日常生活中，大量的電源線存在也會(huì)給人們的生活帶來(lái)巨大的不便。

而在19世紀(jì)中后期。著名的電氣工程師尼古拉、特斯拉就提出了無(wú)線電能傳輸技術(shù)這一概念，并且還進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電能傳輸技術(shù)以及財(cái)力等因素的限制，使得該技術(shù)僅僅存在于一個(gè)構(gòu)想的階段。而隨著電磁波理論的進(jìn)一步發(fā)展，古博等人在理論上進(jìn)行了自由空間中波束導(dǎo)波傳輸能力的研究，并通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了其可行性。帶了20世紀(jì)初期，日本工程師發(fā)明了一種可以進(jìn)行無(wú)線電能傳輸?shù)亩ㄏ蛱炀€，并能夠借助微波的形式進(jìn)行能量的傳送。而雷聲公司的布朗等人則在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行了大量的研究工作，并且設(shè)計(jì)出來(lái)了有著高效率與簡(jiǎn)單架構(gòu)的半導(dǎo)體二極管天線，這也使得無(wú)線電能傳輸方式利用微波進(jìn)行這一方式得到了廣泛的研究。直到現(xiàn)階段為止，已經(jīng)可以利用微波進(jìn)行電能的有效傳輸，并能夠充分的實(shí)現(xiàn)大功率、遠(yuǎn)距離的無(wú)線電能輸送。

而直到現(xiàn)階段為止，無(wú)線電能傳輸技術(shù)主要有著下圖所示的輸送方式：

而我國(guó)在無(wú)線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域的研究起步相對(duì)比較晚，而從本世紀(jì)初國(guó)內(nèi)才開(kāi)始初步的進(jìn)行相關(guān)的研究，但研究的方向也是集中在感應(yīng)式的非接觸無(wú)線電能傳輸技術(shù)以及磁耦諧振式的無(wú)線電能傳輸技術(shù)上面。其研究工作最開(kāi)始是由中國(guó)科學(xué)院電工研究所進(jìn)行研究的，到了2002年，重慶大學(xué)也開(kāi)始進(jìn)行無(wú)線電能傳輸理論的系列研究，而東南大學(xué)則在2006年提出了電廠耦合的光電機(jī)技術(shù)。而2011年10月在天津召開(kāi)的國(guó)內(nèi)首次“無(wú)線電能傳輸技術(shù)”的專(zhuān)題討論會(huì)上面，相關(guān)專(zhuān)家們進(jìn)行了其研究進(jìn)展與存在問(wèn)題的討論與研究，并且達(dá)成了“天津共識(shí)”而這次會(huì)議對(duì)于無(wú)線電能傳輸技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用與推廣研究都有著非常重要的意義。

二.無(wú)線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)展趨勢(shì)

（一）電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域

將無(wú)線電能的傳輸技術(shù)運(yùn)用到電動(dòng)汽車(chē)上面，能夠有效的解決各類(lèi)充電樁的建設(shè)問(wèn)題，還能夠在一定程度上緩解因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)規(guī)模變大而造成的國(guó)家電網(wǎng)的沖擊。而現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線供電技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的各個(gè)科學(xué)機(jī)構(gòu)中有著積極的研究，并且取得了顯著的成果。而電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線充電技術(shù)也已經(jīng)成為了當(dāng)今世界進(jìn)行研究的重點(diǎn)問(wèn)題。而利用無(wú)線電能的傳輸技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)聲的應(yīng)用，還可以使得規(guī)?；蟮碾妱?dòng)契合能夠作為整個(gè)電網(wǎng)環(huán)節(jié)中的儲(chǔ)能設(shè)備，并能夠?qū)β毮茈娋W(wǎng)給予更加積極的推進(jìn)作用。

（二）智能家居領(lǐng)域

近年來(lái)智能家居這一觀念開(kāi)始被人們所關(guān)注，而在智能家居中其無(wú)線供電模式能夠很好的擺脫傳統(tǒng)充電線纜的限制，并能夠?yàn)槿藗儙?lái)更加快捷與人性化的生活體驗(yàn)。并在整個(gè)電能的傳輸技術(shù)中彰顯出了自身特有的優(yōu)勢(shì)。目前無(wú)線鼠標(biāo)以及筆記本無(wú)線充電終端的出現(xiàn)，也都是無(wú)線電能傳輸技術(shù)在日常生活中的具體體現(xiàn)。

（三）醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域

在醫(yī)療的設(shè)備之中進(jìn)行無(wú)線電能傳輸技術(shù)的運(yùn)用，主要是集中在了植入式的醫(yī)療設(shè)備的無(wú)線供電過(guò)程之中，比如說(shuō)心臟起搏器以及全人工心臟的電能供應(yīng)。一般來(lái)講，植入式的醫(yī)療設(shè)備其所需要的供電功率都比較小，這就可以采用經(jīng)過(guò)表皮的直接供電以及植入式電池?zé)o線供電的方式來(lái)為這些醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)行提供足夠的電能。而運(yùn)用無(wú)線電能傳輸技術(shù)進(jìn)行植入醫(yī)療設(shè)備的供能，能夠有效的避免皮膚與導(dǎo)線的直接接觸，從而減少了感染的可能性，而沒(méi)有直接的電氣連接還能夠有效的提升整個(gè)設(shè)備對(duì)于人體的安全等級(jí)。

結(jié)束語(yǔ)：

無(wú)線電能的輸送并非是一個(gè)新的概念，但是相關(guān)新的技術(shù)與新型材料的出現(xiàn)，也使得其逐漸演變成了一門(mén)新的學(xué)科。而無(wú)線電能輸送技術(shù)其特有的優(yōu)勢(shì)，也能夠很好的應(yīng)用在汽車(chē)、家居以及醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域上面，并能夠很好的促進(jìn)這些領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。本文就無(wú)線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望能為我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供一些理論上的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]范興明； 莫小勇等，無(wú)線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J]中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào).2015（05）.

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