pg下载渠道 无线电能传输术及应用.ppt

机械电子工程专业的李灏，学号为SX1505101pg下载，其主要涵盖1个方面，即无线电能传输技术及对其在植入医疗器械中的应用，具体包含3部分内容，其中一部分是无线电能传输技术简介，另一部分是磁耦合谐振式无线电能传输原理与特性，还有一部分是电能的无线传输这一概念的提出最早可追溯到19世纪末期，1893年，Nikola Tesla在芝加哥举行的世界博览会上首次展示了通过无线方式供电的荧光照明灯。1891年之时，Tesla向外展示，展现的内容为无线传输原理，无线电能传输者，其称谓还被叫做无接触式电能传输接触less power transfer CPT，它呀指的可是从电源抵达负载期间，一种未曾经过电气直接接触的能量传输方式，无线电能传输呢一直以来都是人类的梦想。2007年，美国麻省理工学院，也就是MIT，其Marin Soljacic教授等人，基于磁耦合谐振原理，在中等距离无线电能传输方面，取得了新进展，他们“隔空”点亮了1盏灯泡，这盏灯泡离电源2m开外，功率是60W，效率达到了40%，之后他们在《Science》杂志上发表了其研究成果，此成果引起了世界轰动。其后，来自世界各地的研究人员，针对无线电能传输，展开了数量越来越多的研究。对无线电能传输技术进行简介，提及MIT无线电能传输装置以及实验组成员，阐述无线电能传输技术简介，说明无线电能传输分类，介绍无线电能传输技术简介，涉及空间太阳能发电站，表述SHARP项目中的微波供电样机pg下载通道，讲述微波辐射式无线电能传输及相关应用，提到能量输入，涉及能量输出，进行无线电能传输技术简介，介绍感应耦合式无线电能传输及相关应用，感应式无线电能传输技术借助法拉第电磁感应定律，把输入线圈与输出线圈临近放置，让输入线圈通入交变电流，从而产生交变磁场，使变化的磁场在输出线圈感应出电动势，达成无线电能传输，整个过程呈现电能到磁场能再到电能的转化方式。简述无线电能传输技术对充电式电动汽车等的应用情况，充电式电动汽车、诺基亚Lumia920无线充电，其中电磁耦合谐振式无线电能传输技术是由麻省理工学院（MIT）的Marin Soljacic教授在2006年美国物理学会工业物理论坛上首次提出的，其工作原理是利用两个有相同谐振频率且具有高品质因数的电磁系统，当发射线圈以特定频率工作时，在相距一定距离处，接收线圈经分布式电容与电感的耦合作用产生电磁耦合谐振，高频电磁能量在两线圈间大幅交换，当接收线圈接上负载，负载吸收部分能量，进而实现电能无线传输。无尾电视海尔推出的呢海尔无尾电视 ，高通公司美国的高通公司生产的多终端充电台 ，螺旋式无线电能传输样机MIT的MIT螺旋式无线电能传输样机哦 ，其技术无线电能传输技术的简介。磁耦合谐振式无线电能传输原理与特性里面的呀磁耦合谐振式无线电能传输原理与特性 ，有基本传输结构它包含基本传输结构呢 ，两线圈结构以及四线圈结构两线圈结构和四线圈结构。磁耦合谐振式无线电能传输原理与特性中谐振式无线电能传输技术最基本的实现方式是采用这样的两线圈结构哟即直接将高频电源与发射线圈连接而且负载与接收线圈连接 ，利用线圈本身的分散电容或者集中补偿电容实现谐振呀利用或线圈分散电容或集中补偿电容实现谐振 ，采用两线圈结构的电路模型是简单的采用两线圈结构的电路模型简单 ，系统设计也是简单的系统设计简单。因为，当系统仅有发射线圈以及接收线圈时pg下载渠道，随着两线圈距离的些许增添，两线圈之间的耦合系数会急剧降低，进而致使传输效率急剧下滑，所以即便实现谐振，系统的传输距离也很难符合要求，然而采用两线圈结构模型，会严重限制系统的传输距离。研究人员提出了四线圈结构模型，目的在于提高传输距离，四线圈结构于两线圈结构基础上增添了电源线圈与负载线圈，之所以采用四个线圈的结构呢。是因为当发射线圈跟接收线圈之间的距离提升到中等距离后，尽管两线圈之间的耦合系数极小，然而能够借助调整电源线圈与发射线圈的耦合系数以及接收线圈与负载线圈的耦合系数，确保系统获取最佳的阻抗匹配，进而收获较高的传输效率。磁耦合谐振式无线电能传输之原理与特性，其二、近场理论，磁谐振耦合无线电能传输乃于近区场开展，于近区场，电磁场能量并不向外辐射，此即非辐射性磁耦合。另外，近区场的电磁场强度较强，远区场身为弱场，进入远区场的电磁场波将无法返回对线圈产生谐振作用，而在近区场，电磁场的能量基本上于发射端与接收端之间周期性地来回流动。距离发射线圈中心的范围以内为系统传输电能的有效区域，超出此区域，系统将无法有效地传送电能。从此角度同样能够确切表明，磁谐振耦合式无线输电之距离，主要是处于近场区。磁耦合谐振式无线电能传输的原理以及特性之中，关于磁谐振耦合无线电能传输存在着理论基础，这个理论基础是耦合模理论、也就是Coupled - Mode Theory ，它的基本思想是，要在两种谐振模式之间，借助恰如其分并且恰到好处的耦合，也就是让载流线圈之间通过彼此磁场的那种相互联系，在某一个明确被确定下来的频率之下产生谐振，进而形成能量在两个谐振腔之间的那种完全彻底的转移，借此来获取高效率的能量转移，然而其他那些偏离了谐振频率的物体之间的相互作用是比较微弱的，对于能量传输所产生的影响也是比较小的。磁耦合谐振式无线电能传输的原理以及特性中的电路理论部分，运用两线圈结构的等效电路图，依据基尔霍夫定律，那能够得到两线圈结构的回路方程。当电源频率等同于系统自谐振频率的时候，就会产生谐振，在这个时候会有相应情况。方程组能够进一步被简化处理，进而解出整个系统。磁耦合谐振式无线电能传输原理与特性，五、磁耦合谐振式无线传输特性，磁耦合谐振式无线电能传输，也就是 magnetically-coupled resonant wireless power transfer, MCR-WPT，借助谐振原理，当它在中等距离，即传输距离通常为传输线圈直径的几倍的情况下进行传输时，依旧能够获取较高的效率以及较大的功率，而且电能传输不会受到空间非磁性障碍物的干扰。相较于感应式而言，此方法的传输距离要远一些地存在着;相较于那辐射式说来，它对于电磁环境所产生的影响是比较小的情况，并且功率是比较大的状况。正是凭借着这些优点，MCR-WPT才获得了越来越多的研究情况得以存在。无线电能传输于植入医疗器械里的应用，其中包括植入式电子装置，涵盖植入式刺激器、植入式电子测量系统、植入式药疗装置、植入式人工器官及辅助装置，像心脏起搏器、除颤器、胶囊内窥镜、植入式注射泵、人工心脏、人工耳蜗 ，目前市面上部分植入式医学电子装置采用锂电池供电，这种内置电池供电方式最大缺点是受使用寿命限制，一旦电池能量耗尽，人们只能通过再次手术更换电池，有些患者因年事已高或其他原因不宜再次手术，即便能手术也会带来一定风险。用于植入医疗器械中的无线电能传输，其特点特别适合医学式植入式电子器件领域，情况是这样的：只有接收线圈存在，并且和发射接收线圈具备相同谐振频率时，能量传递才能够达成，而不是该特定频率的物体，基本没什么影响。鉴于该技术属于近场无损非辐射谐振耦合的类型，跟电磁感应、体导电等办法相比较，它有着更远的传输距离，还有更高的传输效率。这项技术于能量传输期间，不会受到并非导磁性的障碍物的干涉作用，这般情形就意味着它拥有一定程度的穿透能力，能够被运用在诸如生物组织里头等等视力没法抵达的区域。2011年，美国华盛顿大学、匹兹堡大学医学中心与英特尔宣称，借助磁耦合谐振无线电能传输技术，共同试制了植入式人工心脏所用的供电系统，该供电系统是在一般直径为数十厘米的谐振线圈基础上改进而来的，在人工心脏上安装的接收线圈直径为4.3cm，还将其置于模拟人体组织环境的容器中，针对可不可以从容器外部供电展开了实验研究，结果表明，能够以80%的传输效率稳定供电。要是将这项技术，跟那种容量能够为人工心脏供电差不多两个小时的蓄电池组合起来运用，那么电源线就不用探出体外了，因这个而感染的风险就会急剧下降。并且，在蓄电池还没耗尽的这段时间内，患者能够把电源系统取下来，能够去淋浴，能够在泳池里游泳。而且，这项技术不会仅仅局限于人工心脏，在其他的医学领域也会有比较广泛的应用。美国有两所大学，与英特尔一起进行了试制，结果成功制成了人工心脏无线供电系统，无线电能传输在植入患者身体的医疗器械里有着应用，可在植入式人工心脏无线电能传输的临床试验期间，出现了几大状况：既有线圈方位敏感的情况，又存在环境参数会敏感的问题，而且有植入性和便携性方面的难题，还有电磁兼容问题，倘若上面这些问题没能够得到妥善处理的话，那就没有办法去给自由活动过程里的患者提供可靠且持续的无线电能传输，这样一来，患者体内就得植入备用电池，如此无线电能传输可能就会失去它所拥有的优势了。截至当前，借助磁耦合谐振手段设立的人工心脏无线电能传输系统，距离临床运用尚有着相当遥远的距离。存在分布式FREE-D人工心脏无线电能传输概念系统。谢谢观看。