无线电传输.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,无线能量传输技术,无线能量传输技术（,WPT,），又称,无接触能量传输,（,Contactless Power Transmission,，,CPT,）,技术，,顾名思义，即以非接触的无线方式实现电源与用电设备之间的能量传输。早在,1890,年，由著名电气工程师（物理学家）尼古拉,特斯拉,(Nikola Tesla),提出。,为什么要研究,无线能量传输,无线,能量,传输综述,在,无线传输能量的发展过程中，有这么也一个说法，今天人们谈到得特斯拉几乎成,为了,阴谋论和伪科学的标志性人物。,其实,除了发明交流电以外，特斯拉,许多设计,和概念都相当超前，特别是他,的无线,充电技术一旦变成现实，电力,将成为,一种免费的用之不竭的能源（,特斯拉,发明的交流电没有收一分钱,使用税,，否则他肯定是亿万富翁）。,可惜的,是，由于他的竞争对手爱迪生,通过各种,不正当手段对其打压与诬蔑，,导致,特斯拉的无线充电设计并没有,投入到,商业应用。在他死后，相关的,研究资料,也被,FB I,列为机密文件，,与世隔绝,。直到今天，科学界仍无法还原,特斯拉,当年的研究成果。,被遗忘的科学巨匠,沃登克里弗塔,尼古拉,特斯拉,据推测，,1908,年,6,月,30,日的通古斯大爆炸是由尼古拉,特斯拉一手操作的，他,就是利用,沃登克里弗塔上的设备制造了球形闪电然后远距离无线传输在通古斯河岸引发了巨大的爆炸,通古斯大爆炸遗迹,1831,年，迈克尔,法拉第发现，周围磁场的变化将在电线中产生电流。,1890,年，尼古拉,特斯拉提出无线电力传输的构想。,20,世纪,60,年代初期雷声公司,(Raytheon),的布朗,(W.C.Brown),做了大量的无线电能传输研究工作,从而奠定了无线电能传输的实验基础,使这一概念变成了现实。,无线能量传输技术发展历史,无线能量传输实现方式,电磁感应式,（,非接触感应式,）,电能传输电路的基本特征就是 原副边电路分离。原边电路与,副边电路之间有一段空隙，通过磁场耦合感应相联系,。,特点,:,较大,气隙存在，使得原副边无电接触，弥补了传统 接触式电能的固有缺陷；较大气隙的存在使得系统构成的耦合关系属于松耦合，使得漏磁与激磁相当，甚至比激磁高,；传输,距离较短，实用上多在,mm,级。,缺点：,电磁感应,方式传输控制不好，在其范围内的金属都会产生电磁感应消耗电源能量，另外还会使设备的线路感应发热，严重时会损坏设备。,电磁感应式,（,非接触感应式,）,谐振耦合方式（又称,WiTricity,技术）是由麻省理工学院（,MIT,）物理系、电 子工程、计算机科学系，以及军事奈米技术研究所（,Institute for Soldier Nanotechnologies,）的研究人员提出的。系统采用两个相同频率 的谐振物体产生很强的相互耦合，能量在两物体间交互，利用线圈及放置 两端的平板电容器，共同组成谐振电路，实现能量的无线传输。,谐振耦合方式,特点：,利用,磁场通过近场传输，辐射小，具有方向性。中等距离传输，传输效率较高。能量传输不受空间障碍物（非磁性）影响,。传输,效果与频率及天线尺寸关系密切。,缺点：,谐振,耦合方式安全实现问题比较严重，要想更好的实现谐振耦合，需要传输频率在几兆到几百兆赫兹之间，而这一段频率又是产生谐振最困难的波段。,谐振耦合方式,基本原理,类似于早期使用的矿石收音机，主 要由微波发射装置和微波接收装置组成，接收电路 可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载 作出调整的同时保持稳定的直流电压。,无线电波式,(,辐射式,）,无线电,方式问题主要在于其在能量传输过程中能量损耗太大，传输效率太低,。,如果,辐射是全方向性的,则能量传输效率会十分的低,;,如果是定向辐射,也要求具有不间断可视的方位和十分复杂的追踪仪器设备,三种无线能量传输方式比较,电磁感应,无线电,谐振耦合,输出能量,几瓦至几百千瓦,几十毫瓦,最大几千瓦,有效距离,1cm,几米范围,几米范围,控制水平,实现和控制都很简单,实现困难控制简单,实现和控制都很困难,安全系数,取决于环境条件和技术手段,便利性,可接受水平,最为便利,一般水平,无线传输造成的安全问题,电磁辐射安全问题,对人身安全和周围环境的影响需要解决。,由于无线能量的传输既不像传统的供电方式那样可以在传输路径上得到很好的控制也不像无线通讯那样传送微小的功率。,高能量的能量密度势必会对人身安全及健康带来影响。,对激光则在功率密度小于,2.5mW/cm2,才能保证对人体无伤害。所以采用无线输电时要考虑避 免对人身的伤害。,除此之外还有传输效率普遍不高，电磁兼容性等问题亟待解决，总之人们在无线传输能量的技术研发过程中还有很远的路要走，还有很多的难题需要,去克服,。然而我们依然相信，在,未来，我们可以将无线,充电,装置放在办公室、旅馆和机场,的顶部,，只要身处发射共振有效,工作距离,之内，就能立即为笔记本、,手机,无线充电，就像现在已经十分,普及,的,WiFi,无线上网一样简单。,人们不再,需要随身携带充电器，不再,为各种,不匹配的接口而发愁，也,不必为,延长待机时间而使用笨重的,电池了,。也可以在自家的墙上安装一,个电力,发射器，这样所有的家用电器,愿,景,谢 谢,观 赏,