毕业论文课题相关文献综述
一、磁共振无线电能传输的背景和意义
随着时代的发展，自从第二次工业革命以来，人类社会便进入了电气化时代。大至遍布全球各地的电网、高压线，小到各种家用电气设备，电能的传输主要通过金属导线的点对点直接接触传输。这种有线的传输方式带来了不少问题。由于存在摩擦、老化等问题，电能传输过程中很容易产生火花，进而影响到用电设备的寿命和用电安全。另外，传统的有线电力传输方式不能满足一些特殊应用场合的需要，如矿井和水中等。随着人类社会经济的发展，各种电子设备得到了广泛的使用，但是太多的电线和插座给人们的生活带来不便。这些问题都在呼唤一种脱离金属导线的电能传输方式，即无线电能传输。实现无线电能传输将使人类应用电能更加宽广、更加灵活。
无接触电能传输技术是指通过非接触的方式传输电能的方法，其应用领域非常广泛，传输功率相差较大，小到用于生物移植的几十毫瓦、小型设备的几十瓦功率，大到电动汽车或运动机器人的上千瓦功率以及磁悬浮列车应用的上兆瓦功率。概括起来有以下几个方面：①应用于生物医学：用放置于体外的设备（利用变压器电磁耦合传输能量）对体内设备进行无接触供电。②应用于交通运输以及水下、井下：进行海底探测、建立海底空间站都需要应用这项技术。③应用于机器人的驱动：在关节处，使用旋转变压器，
大大提高机器人的灵活性，使机器人的应用更加广泛。④应用于电池充电：可以是手机、电动牙刷、电动剃须刀等用的小型电池，也可以是用于电动汽车、起重机等的大功率电池。⑤其他，例如可以用于除尘器等。如能研发出大功率、远距离的无线能量传输装置，将有可能引起能源领域一场变革。
二、国内外研究现状及发展
早在100 多年前就有人提出了无线电能传输的伟大构想。物理学家Herz 于1888 年利用高频微波能量和定向技术演示了500MHz 脉冲能量的产生和传输，但由于当时缺乏能将微波能转变成直流电的装置而未能实现。两年后，物理学家Tesla 设想在地球与电离层之间建立大约8Hz 的低频共振，利用环绕地球表面的电磁波实现能量的传输。由于当时财力不足，Tesla 的伟大构想并没有实现。随着现代功率变换技术、控制理论、磁性材料的发展，以及特殊场合下电能传输需求的增长，WPT 的技术实现成为可能。就目前技术水平而言，实现WPT 的技术方案主要包括非接触式电磁感应耦合（ICPT）、射频
（RF）、微波以及电磁共振。
2007 年，麻省理工学院的科学家利用电磁谐振原理，在实验室里成功地实现在近场内电能的中距离无线传输，这是特斯拉谐振无线电能传输设想提出100 多年后一个里程碑式的突破。 目前，谐振无线电能传输已成为学术界和产业界共同关注的热点，未来的研究将集中在如何提高传输功率、效率、距离以及降低谐振频率的研究上，与此同时产业化的推进也十分迅速，预计最先成为产品的将是手机无线充电技术。
短程无线供电技术现在已经商品化的非接触式充电系统, 其电能发射端的线圈( 连接电源) 与接收端的线圈( 在电子产品中) , 处于两个分离的装置中, 电能通过感应线圈传送, 这类似一个线圈间耦合不紧密的变压器。最早使用变压器原理进行无线供电的产品是一些电动牙刷、电胡刀和无绳电话等
中程无线供电技术我们了解频率介于75kHz 和约10GHz 之间的电磁波俗称/ 无线电波0 , 可以用来传送广播和电视节目、进行通信和传真, 但是对其传输电能的本领比较陌生。通常电磁波在自由空间传输能量的过程中会向四面八方散发、不易集中、定向性差, 因而供电效率是个问题; 另外, 还有对空间造成电磁/ 污染0 的担忧。有人认为电磁波可以无线传输较长的距离,但输送能量有限, 存在传输功率比较低( 甚至只有几微瓦到几毫瓦) 的问题。Powercast 公司的相关研究是利用电磁波损失小的天线技术, 借助二极管、非接触IC 卡和无线电子标签等, 实现效率较高的无线电力传输。
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