河北工业大学 赵靖英 等：无线电能传输将开启用电新纪元
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2019第1期
LCL类型磁耦合谐振无线电能源传输系统的设计方法的研究和实施
Zhao jingying，周·辛努（Zhou sinuo），库伊（Cui Yulong），Zhao jixin，李齐兴（Li Zhigang），李Yixin
doi：10.13336/j.1003-6520.hve.20180316001
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研究背景
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现代生活使人类对电力的需求越来越多。同时，各种电气设备的电线越来越多，这给人们带来了不便。这种“有线”的电能传输方法存在以下问题：（1）电线具有摩擦和衰老等问题，摩擦和老化很容易发生，这又影响了电气设备的可靠性，使用寿命和功率安全； （2）“有线”电能传输方法无法满足矿山和油田等特殊应用的需求，并且容易受到电动火花造成的爆炸和造成重大事故的爆炸； （3）电气设备的广泛应用使电线和插座到处都是，给人们带来了不便； （4）移动电气设备的滑动接触电源方法容易损失摩擦，火花和其他不安全的危害。因此，顾名思义，无线电能量传输被“空中”使用。
无线电能源传输（也称为非接触电力传输）将电力传输到非电机连接中的电气设备，避免了电气设备与电网之间的直接连接，克服了电气接触的不稳定性以及电气设备移动的限制等问题，并极大地提高了设备供应和安全性的可靠性和安全性。 1893年，美国科学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）使用哥伦比亚世界博览会（Columbia World Expo）的无线电传输原则来点亮灯泡，而无需电源，这标志着无线电传输技术的出现。 1968年，美国航空工程师彼得·格拉斯（Peter Glaser）提出了在外太空中使用卫星收集太阳能的想法。 2007年，马萨诸塞州理工学院等人的马林·索尔哈奇奇（Marin Soljacic）教授在中距无线电传播方面取得了新的进步。他们使用磁性耦合共振技术照亮了60W的灯泡，距离电源约2m，效率为40％。这些研究证明，无线充电确实可用，并且“空对空”电力将用于我们的生活，以解决生命中太多电线造成的不便。
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关键内容
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通过无线电传输系统的建模和拓扑分析，提出了一种参数配置方法。结合模拟研究，将无线电传输系统参数施加到大功率电气设备上，并完成了系统的构建，如图1所示。
图1无线电传输系统的实验平台
根据实际应用中电气设备的动态和随机性（即，无线电传输设备的负载），以及传输线圈的相对位置的不确定性和接收无线电能传输系统的线圈会导致耦合系数的变化。通过仿真和实验，研究了负载和耦合系数的变化对设计系统的传输功率和传输效率的影响，并与常用的SS型无线电传输系统进行了比较开元棋官方正版下载，如图2所示。
图2负载对系统传输功率和传输效率的影响
图3耦合系数对系统传输功率和传输效率的影响
研究表明kaiyun官方网站登录入口，在不同的负载和偏移状态下，设计的无线电传输系统具有较高的输出功率。其输出功率稳定性和负载能力在90〜100Ω的高负载范围内更强；在最佳耦合系数附近，它的稳定性与SS型无线电传输系统的稳定性大致相同。构建的系统实际上可用。
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解决问题和意义
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目前，无线电传输受到电动汽车，移动机器人和其他字段的青睐，但是现有的一般拓扑无法满足系统性能要求，并且存在诸如小型传输功率，大型系统损耗和大型开关设备等问题。此外，系统参数配置方法具有某些限制。本文研究了LCL-S型磁耦合谐振无线电传输系统，提出了一种特定的参数配置方法，并使用所提出的参数配置方法来配置LCL-S型磁性磁共振无线电能传输系统应用于小型电气设备的参数，并完成了系统的构建。与传统的SS型磁性谐振无线电能源传输系统相比，设计系统的传输性能提高了输出功率及其输出稳定性，为磁耦合共振无线电能传输系统的参数配置和设计提供了一定的参考。
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随后的研究内容
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本文将进一步改善系统参数配置方法和新拓扑，以进一步改善无线电传输系统的传输性能。
引用信息：
Zhao Jingying，Zhou Sinuo，Cui Yulong等。 LCL型的设计方法的研究和实施磁性耦合的谐振无线电能量传输系统[J]。高压技术，2019，45（1）：228-235。
作者和团队介绍
Zhao Jingying，教授，医生。中国电气技术学会电气产品可靠性研究协会副秘书长和国家专业标准化技术委员会成员。主要从事关键技术的研究，例如电气可靠性和检测技术，智能电气设计和应用，无线能源传输等。他从事近20个国家，省级，部长级和水平项目，赢得了赫比省科学和技术进步的2次首次奖品，以及蒂安吉的科学和技术进步的1个二等奖；参加了1个国家标准部的编辑；发表了30多篇论文；并获得了将近10项专利批准。
Cui Yulong博士中国电气技术学会无线电能源传输技术专业委员会成员，无线电传输技术和中国电力供应学会的设备专业委员会成员，中国电气技术学会电气产品可靠性研究协会主任以及赫比电气技术研究所的执行主任。他主要从事关键技术的研究，例如大容量无线电传输和充电设备，工业机器人应用等。他接受了许多国家，省和部长级研发项目kaiyun.ccm，并赢得了4项省级和部长级的科学和技术奖项；他主持了高功率DC-AC高频逆变器电源设备，无线电传输和充电设备等的开发。已发表了20多篇论文，并批准了2项专利。
团队简介：
赫比技术大学电器研究所成立于1993年，由Lu Jianguo教授创立和责任。它的主要研究方向是电气产品可靠性，电气智能技术，现代电气设计技术，关键电气接触技术和关键的无线能源传输技术。该团队进行了70多个国家和省级项目，赢得了国家科学和技术进步的3次第二次奖品，并获得了10多个省级和部长级科学和技术进步的首次奖品；出版了20多种作品，其中包括10位以上的编辑；编译了7个国家标准；在国内外的核心期刊上发表了400多篇学术论文，其中包括150多个SCI，EI和ISTP的三个主要搜索中。并获得了25家发明专利。成功举行了六个“国际可靠性和电气接触会议”。举行的国际会议受到国内外知名专家的高度赞扬，并在扩大我国在这一领域的国际学术影响方面发挥了重要作用。
- 【 结尾 】 -
传播知识，分享结果，交流经验
