无线电能有效传输距离及其影响因素分析

程伟

摘要：在无线电系统中如何才能够提高电能传输距离和缩小传输装置体积，是无线电研究很重要环节，利用空间之间两线之间互感耦合模型进行研究，从电路角度分析传输系统热点，可以得到归一化表达方式，还可以通过对于最大传输因素分析设计一定方法，从而很好提高无线电能传输距离，最终很好优化提供参考价值。

关键词：无线电能；传输；影响因素

传统的直接接触式电能传输存在很多火花，会影响到供电的安全性和可靠性问题，引起火灾和爆炸，造成重大事故，所以要需找一种非常灵活的电能传输方式。目前为止根据电能传输原理无线电可以大致分为是三个类型，第一电磁感应耦合，采用耦合变压器实现功率传输，另一个就是微波无线能能技术，直接利用实际技术体系进行合理无线电传输技术；最后就是磁耦合谐振式，作为无线电电能传输技术，基本原理就是两个具有相同谐振频率物体实现高效交换。

一、无线电能有效传输距离

1、相比较微波方式是目前传输距离最远的，同时可以克服障碍影响，但是在能量传输过程中发射器必须要对准接收器，能量传输会受到一定限制，会对于人体产生严重伤害。耦合方式输功率容量可以达到数百千瓦，耦合谐振式能量传输技术不同于一般技术，该技术已经成为无线能量传输新发展方向，还需要很多问题解决，比如对于功率、传输功率和距离问题，电能计量问题和生物安全问题都需要一定合理解决，这些研究对于无线电能传输技术具有很多特色研究价值，理论上分析要很好提高对于无线电能传输距离和对于无线电传输系统实际应用问题。

2、电磁发射系统由发射线圈组成，通过直接耦合关系把能量进行适当传输，同样还可以通过耦合关系对于能量进行一定负载传输，发射线圈和接受线圈之间都要通过空间磁场实现电能无线传输功能。负载线圈主要是由单线圈和负载组成，在系统整个设计中要很好降低设计的复杂性，将发射和接受线圈设计成为相同尺寸和机械结构样式，使得两个线圈等效参数保持相互一致性。为了更好分析问题可以将励磁线圈的电路反射发至线圈上，相当于发射线圈加入一个感应电动势，在将负载线圈发射到接受线圈上，增加一个发射阻抗，然后再分别将励磁线圈发射线圈的感应电动势进行合理阻扰。

3、通过对于耦合负载分析研究，随着耦合系数的减少负载接受的电压会急剧下降，这个和传统电磁感应耦合方式中无线传输系统都有着很好关系，对于研究无线电传输也有很大意义。在无线电能传输参数中，如果方向不变，距离就是影响耦合主要因素，一般耦合因素和距离的三次方都可以承反比关系，所以距离可以改变接受电压取值，保持不变同时可以对于无线电进行有效的传输，而距离接受电压会导致大幅度下降，使得临界点距离更加有效的为传输距离起到一定作用。

二、影响无线电能有效传输的因素

随着社会主义现代化建设进程加快和生产力水平不断提高，无线电传输应该在社会主义生产各个领域都要做好一定无线电有效传输距离，高效做好无线电服务工作和经济建设工作，对于社会经济建设也有着非常重要意义，通过对于磁耦合谐振原理概念分析，通过研究影响传输距离问题，要不断提高对于无线电有效传输方案设计工作。通过对于空间线圈互感耦合研究分析，可以很好通过方法引出无线电有效出书距离定义。

1、工程中最常见的漆包线绕制的螺旋线圈可以为对象分析有效传输距离，在谐振耦合式电能传输互感关系中，发射和接受线圈都存在一定接受线圈半径问题，对于结构和参数相同发射线圈可以进行一定的有效因素分析。

2、在实际线圈设计过程中要合理兼顾给定约束条件，包括谐振频率约束，要很好完成对于线圈参数优化设计，这个需要对于螺旋谐振器起到一定优化设计工作。

3、要根据给定参数确定线圈半径计算数量，理论计算方式就是确定线圈最小直径，结合兼顾电导率，确定线圈的材质，根据上述理论分析要合理优化最终完成设计工作。

三、试验研究

1、为了更好为试验有效传输距离做好一定分析，结合理论开发磁耦合振式无线电能传输试验系数，这中试验信号就是射频功率放大器，电磁发射系统和接收器。功率放大器可以采用芯片实现攻防作用，还要实现对于信号发生器功率放大，合理组合电磁发射、接受系统的螺旋圈和选用一定阻性负载。

2、线圈半径要对距离合理影响，同时对于同轴螺旋做好一定发射系统和接受作用，分别測量接受电压值归一化电压和距离关系，还要对于传输距离和线圈半径做好一定合理证明工作。

3、同轴放置螺旋线圈，半径为10厘米，发射系统和接受系统之间距离要合理，测量接受线圈电压值要得到很好归一化工作，保持电压的距离关系曲线良好。还要对于各种误差做好一定修补工作，特别是对于手工绕制和忽略辐射损耗做好一定修理工作，可以很好证明传输距离和线圈之间正比关系。

4、另外就是点到对于距离影响问题，线圈材质分别是铜和铝，发射系统和接受系统之间距离要合理，做好近远合理，还要分别对于测量线圈做好电压值工作。合理使用线圈的优化设计方案，根据参数设定线圈，然后合理优化设计试验系统，使得线圈距离更好得到很好发射和接受电压工作。做好对于距离处理工作，发射端和接收端电压都要取值正确，接收端电压发射端进行合理标准测量，使得电压相位更加合理，接收端在距离上要做好一定接受电能工作，对于线圈手工制度产生的误差要合理处理好，部分能量要做好一定辐射形式损耗工作，对于造成实际效果要做好理论分析。

结论

对于磁耦合谐振式无线电传输距离特性要做好一定合理分析，主要内容就是做好对于传输电能三种状态分析，耦合、临街耦合和欠耦合，对于大幅度减少，要做好一定接受工作，对于耦合处接受电压最大值要做好一定减少工作，对于临界耦合距离做好无线电有效传输。无线电能够有传输和线圈半径，记忆对于线径、角频率和电导率，做好一定合理分析，最后还要对于谐振器的优化和设计过程做好一定合理解决工作，对于线圈参数混色机要合理进行顺序问题研究，合理指导谐振线圈设计工作。

参考文献：

[1]傅文珍，张波，丘东元，王伟，串并联谐振共振耦合式无线电能传输性能的比较分析[A]，ABB杯第三届全国自动化系统工程师论文大赛论文集[C]；2008年

[2]张旭，感应耦合式电能传输系统的理论与技术研究[D]，中国矿业大学（北京），2011年