無線電能傳輸技術(shù)是一種以各種物理場（如磁場、電場、機械波等）為媒介進行非接觸式能量傳輸?shù)募夹g(shù),在為電動汽車、消費類電子產(chǎn)品、工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備、水下設(shè)備以及植入式醫(yī)療設(shè)備等提供電能方面具有獨特的優(yōu)勢,因而顯示出廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價值。由于其能量傳輸無需直接接觸,因此具有安全可靠、整潔美觀、方便易用的優(yōu)點。磁場耦合無線電能傳輸?shù)膬?yōu)點是易于實現(xiàn)大功率和長距離無線能量傳輸,但其磁場呈發(fā)散特性,易在周圍金屬及其它低阻體中產(chǎn)生渦流,一方面會加熱這些物體,另一方面也會降低系統(tǒng)效率。電場耦合無線電能傳輸?shù)膬?yōu)點是電場主要集中于發(fā)射和接收極板之間,對周圍影響較小,幾乎不會在周圍金屬物體中產(chǎn)生渦流,另外金屬電容極板也較磁場耦合更易于實現(xiàn)低成本及相對更好的柔韌性;缺點是功率密度較低,受耦合電容變化影響較大,在大功率傳輸時極板上電壓應(yīng)力高。電場耦合與磁場耦合混合型無線電能傳輸技術(shù)能夠有效利用電場耦合與磁場耦合系統(tǒng)各自的優(yōu)勢,在提升系統(tǒng)效率、增加系統(tǒng)功率密度、減少電場/磁場輻射等方面具有獨特的優(yōu)勢。但目前對于混合耦合型無線電能傳輸技術(shù)的研究尚不充分,特別是在混合耦合機構(gòu)的建模及優(yōu)化設(shè)計、電壓應(yīng)力的建模及控制、... 

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【學(xué)位級別】：博士

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沃登克里夫塔

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文21.2無線電能傳輸技術(shù)的起源和分類無線電能傳輸?shù)难芯科鋵嵱蓙硪丫�。早�?9世紀(jì)末，著名科學(xué)家尼古拉特斯拉(NicolaTesla)就進行過大量關(guān)于無線電能傳輸?shù)难芯坎⑶医⒘撕芏嗷镜墓沧R[3]，例如諧振能夠克服接收和發(fā)射線圈之間耦合弱的問題，增加無線電能傳輸?shù)哪芰ΑＫ某踔允菙[脫傳統(tǒng)的電網(wǎng)，建立大功率的無線電能發(fā)射中心并且將低頻電磁波覆蓋至整個地球表面，以類似無線通信的形式無線傳遞電能。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，他耗巨資建造了著名的沃登克里夫塔(WardenclyffeTower，圖1.1)[4]。但是限于當(dāng)時的技術(shù)水平和知識水平，該計劃最終未能成功。沃登克里夫塔也最終因為特斯拉的破產(chǎn)而被拆除，人類歷史上首次無線電能傳輸應(yīng)用的嘗試因此告一段落，無線電能傳輸?shù)难芯亢蛻?yīng)用也漸漸淡出人們的視野。圖1.1沃登克里夫塔圖1.2奧克蘭大學(xué)導(dǎo)軌動態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)自20世紀(jì)90年代開始，新西蘭奧克蘭大學(xué)的JohnT.Boys和GrantA.Covic等人重新開始了對無線電能傳輸技術(shù)的研究(他們稱為感應(yīng)電能傳輸inductivepowertransfer)，獲得了一系列研究成果[5]。例如為了解決發(fā)射線圈和接收線圈在不對齊條件下充電難的問題，他們提出了多個發(fā)射線圈重疊的DD型線圈和

第1章緒論3DDQP型線圈，使其在用于電動汽車無線充電時，具有更強的抗偏移能力。他們還研究了導(dǎo)軌無線電能傳輸技術(shù)，如圖1.2所示，并且成功應(yīng)用于倉儲物流設(shè)備公司Daifuku的超凈實驗室[6]。圖1.3MIT的研究團隊和遠距離無線電能傳輸實驗裝置無線電能傳輸研究的真正爆發(fā)源于2007年美國麻省理工學(xué)院的A.Kurs等人在《Science》雜志上發(fā)表的一篇文章[7]。文中作者以40%的效率成功點亮了距離兩米以外的60W的燈泡，如圖1.3所示。雖然后來證明這一實驗并沒有開拓出磁場能量傳輸?shù)男吕碚�，而僅僅是高Q值線圈帶來的效果，但是這一突破常識的研究成果還是令人們激動萬分。同時這篇文章也首次提出了四線圈無線電能傳輸?shù)母拍睿啾扔趥鹘y(tǒng)的兩線圈無線電能傳輸結(jié)構(gòu)，四線圈無線電能傳輸?shù)淖畲蠛锰幨悄軌虮苊獍l(fā)射端逆變器和接收端整流器對線圈Q值的影響。該文重新點燃了人們對無線電能傳輸?shù)南Ｍ团d趣，自此，全球各大高校和研究機構(gòu)爭相開始無線電能傳輸?shù)难芯縖8]，包括美國的密歇根州立大學(xué)[9]、橡樹嶺國家實驗室[10]、斯坦福大學(xué)[11]；歐洲的蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院[12]、代爾夫特理工大學(xué)[13]；國內(nèi)的香港大學(xué)[14]、香港城市大學(xué)[15]、清華大學(xué)[16]、哈爾濱工業(yè)大學(xué)[17]、重慶大學(xué)[18]以及上海交通大學(xué)[19]等等。經(jīng)過多年的發(fā)展逐漸建立起相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)如Qi標(biāo)準(zhǔn)[20]和A4WP標(biāo)準(zhǔn)[21]。根據(jù)無線能量載體的不同，無線電能傳輸可以分為磁場耦合無線電能傳輸，即以低頻磁場為媒介的無線電能傳輸[22]；電場耦合無線電能傳輸，即以電場為媒介的無線電能傳輸；超聲波無線電能傳輸，即以機械波為媒介的無線電能傳輸[23][24]；射頻或激光無線電能傳輸，以高頻電磁波為載體的無線能量傳輸[25]。不同媒介的無線電能傳輸系統(tǒng)各有優(yōu)劣，在傳輸距離、功率等級、復(fù)雜度等方面

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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