共振耦合无线能量传输系统优化设计(2)
1 绪论
电气设备被固定在一个 从而获得电能的技术 ，电气设备和电源没有物理连接，因此无线供电具有良好的安全性、方便性和使用方式多样性等优点。
1.1 几种无线能量传输技术的对比
人类从100多年前开始大规模使用电能，无线电能传输也随之成为了人类的梦想。交流电之父特斯拉于1889年发明了无线传电法，构想过一个利用大气电离层和大地给全球进行无线供电的方案，所以在美国科罗拉多州的发（Colorado Spring）实验室建设与研究无线电力传输技术，经过八个月的研究，设计了巨大的发射塔。但特斯拉的实验耗资巨大，且未能解决能量定向传输的问题，最终并未成功。
现今无线能量传输方式主要分为以下三种：微波或激光式，电磁感应式和磁耦合共振式[1]。
就微波或激光式能量传输而言，在通信领域广泛应用的全方向微波传输系统在能量传输领域并不适用，据球面波的波函数可知，其能量密度将与相对波源距离的平方成反比[2]。这样对于能量传输来说实在是太过低效，因此并不具有实用性；而对于单向微波激光式能量传输，它虽然可以长距离并且大功率地传输电能（事实上早在1968年就有工程师构想出利用外太空卫星利用太阳能发电并通过定向发射的微波传送回地球），但这种方式发射装置与接收装置要求严格对准，同时两者的视线之间不能有任何物体的遮挡；而对于运动物体，还需要先进的跟踪技术；并且，在空气中， ，对人类和其他生物的危害更大，因此该技术通常是用在特殊的场合，如天基定向能武器、 、卫星太阳能电站、微波飞机等。
磁耦合谐振式无限能量传输理论的基础是耦合模式理论，即 ，在波长范围内通过 ，由于感应器驻波产生于远远小于损耗的时间内，因此能将中高频的磁场作为介质，将能量高效地从一个物体传到另一物体，并且与周围不同自谐频率物体之间的几乎没有相互作用。
基于磁耦合谐振的无线能量传输技术，与诸如微波能量传输、激光能量传输、感应电能传输等其它技术相比，除具有较大的传输功率、较远的传输距离、无方向性和穿透性强等特点外，最重要的是具有较高的能量传输效率。
1.2 磁耦合谐振式无限能量传输技术的应用前景
由于磁耦合谐振式无限能量传输技术存在诸多优点，因此其具有广泛的应用前景。
1) 家电领域
对于有些家用电器如净水器、浴缸制氧器，需要在有水的环境中工作，此时电气连接很难进行或者不可靠甚至存在安全隐患，而利用无线能量传输技术代替电气连接就安全可靠，不存在短路隐患；移动电话，笔记本电脑和其他移动设备的电池携带的电量普遍不够用，需要频繁的充电，难免总是插拔充电器，但若采用无线电能传输技术，无需电线，不用插拔，简单方便且可为多个设备同时充电 ；现如今厨房小家电也越来越多，且都功率较大，若经常插拔，不仅会使得桌面非常凌乱，并且可能因为沾到水而造成短路或漏电等安全隐患，但无线技术保证表面有水不影响正常工作，不会短路漏电，消除安全隐患 。
2) 交通领域
如今，绿色能源的概念越来越深入人心，电动自行车已非常普遍，在可预见的将来甚至电动汽车也会像今天的电动自行车。电动交通工具的充电若要电线连接显得极不方便，而采用无线能量传输技术将方便可靠。汽车行驶时时常产生颠簸，此时若有车载充电器，则其很难保证与手机等用电设备连接的稳定，松开后重新插上充电器也不方便；且有临时来电时，由于电线的缠绕，接听极不方便。而采用无线能量传输技术后，充电稳定可靠；可随时接听电话而没有电线拖尾。
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