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无线输电关键技术及其应用(二)

   2015-10-27 电工技术学报1180

(5)对电磁环境的影响和电磁兼容问题

在中短距离的无线输电系统内部及其工作环境中,有着各式各样的在电子设备,在高频大功率的电磁场中,它们很易受到干扰。相较于传统的电能传输方式,中短距离无线传输系统中有很多对高频电磁场敏感的参数,可成为等效负载,造成系统最优传输频率的漂移。

尤其在中距离磁共振耦合方式中,干扰电磁场的频率越接近系统的共振频率,对传输的影响越大,例如其他设备中的整流、逆变模块产生的高次谐波有时会与共振频率相近,对传输效率会造成非常明显的干扰。

关于系统稳定工作对于电磁环境的要求,以及系统工作时对周边电气设备的影响的研究还不多,这是无线输电领域一个值得引起注意的重大科学问题。

无线输电尚不能像有线传输模式在传能通道上实施彻底的安全措施,也不是像无线通信方式只传输功率极小的信号,而是在频率相对较高的情况下传输较大的能量,而在高频磁场中人体会承当何种程度的安全风险,以及将潜在威胁尽可能规避,至今仍旧没有权威的定论或得到普遍认可的结论。

虽然有部分与电磁环境对传输的影响问题、传输电磁兼容问题和安全问题相关的研究,但大部分研究尚处于起步阶段,有必要进一步探究中短距离无线输电系统的高频电磁场对人体健康和自然环境是否有负面作用的问题。

对电磁环境的影响和电磁兼容问题不仅是中短距离无线输电技术需要解决的重大问题,较大功率的微波辐射对于地面生物体和环境的长期影响效应也需要开展深入研究。还需要特别考虑大功率微波传输对于通信等应用的干扰影响、对误进入该区域的飞行器等的安全性研究。

3.2、关键技术

(1)大功率高频电源技术

高频电源作为无线输电系统中工频交流和直流到高频能量转换的关键部件,在无线输电中,需要高频率、大功率且使用寿命长的功率放大器作为电能变换装置,主要考虑的设备参数有输出功率、输出频率、转换效率、重量和体积等。从实际应用需求的角度出发,高频电源需要具备输出频率和相位可控且输出高度稳定的特点。

但是由于器件性能的限制,传统的电力电子领域的高频逆变器输出频率不够高,微波通信领域的大功率射频功输出功率不够大,使用磁控管的微波源虽然可以兼顾输出频率和功率的要求但使用寿命短,均难以满足无线能量供应的要求。

 
标签: 输电
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