无线能量传输的新进展:从月球车到无线输电

2020-12-15 10:57:30 来源:EETOP
在过去的十年中,无线充电取得了一些重大进展,这一趋势一直持续到现在。 

无线能量传输的基本概述。图片由德州仪器(TI)提供

在过去的几个月中,研究人员找到了在多发射器无线充电系统中最大化功率传输的方法。此外, 开发人员还拓展了无线充电的范围,新西兰的一家公司评估了远程覆盖范围,一家航空初创公司则向月球发射了无线充电系统。

在本文中,我们将逐一了解这些发展,以了解该领域是如何发展的。 

月球上的无线充电

总部位于匹兹堡的Astrobotic公司赢得了NASA价值570万美元的Tipping Point合同,以领导开发用于月球应用的无线充电系统。

Astrobotic公司的充电器基于磁共振(MR)的无线功率传输工作,使其比标准的感应式无线充电器具有更好的通用性和范围。基于磁共振的无线充电的一个主要优势是运动和位置的灵活性。

与基于感应的无线充电,接收机需要直接放在发射机的顶部,而磁共振(MR)则不需要这种要求。

 Astrobotic的2U CubeRover将是首款具有空间认证的无线充电装置 

事实证明,无线充电以及这项技术在月球上非常有用,因为月尘往往会污染有线电连接并阻止其正常工作。使用基于MR的技术,发射器和接收器之间的任何碎屑都不会影响功率传输。  

多个发射器方案的突破

在韩国仁川国立大学的研究人员发表在《 IEEE Transactions onPower Electronics》上的一项研究中,研究人员解释了一种在多发射器无线充电系统中最大化功率传输的新颖方案。 

多发射器系统的常规方法是使用位置传感器定位接收器,然后打开最接近接收器的发射器。这样做的效率很低,因为每次只使用多个发射器中的一个,而且发射器甚至可能没有对准以达到最大传输效率。 

a)多个发射机耦合的示意图  b)RX位置与互感的关系

相反,这些研究人员开发了一种确定每个发射器耦合度的方法,因此可以根据感知到的阻抗实时测量接收器。然后,研究人员可以动态调整每个发射器线圈的输出并有效地传输功率。  

远程无线电力传输

在新西兰,该国最大的电力分销商之一Powerco正在投资Emrod,这是一家致力于在电网层面实现无线远距离传输的公司。

该技术通过使用发射天线,一系列继电器和接收整流天线来工作,

后者是一种能够将微波能量转化为电能的整流天线。该系统使用射频频谱的非电离工业、科学和医疗波段。 

Emrod无线充电发射机。图片由Emrod和New Atlas提供

Emrod声称,使用其技术,一平方米的发射器可在约10米的距离内发送约10 kW的功率,而40平方米的发射器可提供约30公里的射程。显然,无线传输的效率要低于传统的电网传输。

Emrod明白这一点,相反,他声称自己并不是在试图取代现有的基础设施,而是在更有意义的特殊的地方对其进行扩展。 

无线的未来

无线充电领域目前很热门,尽管与有线充电相比,人们对充电的效率和实用性存在担忧,但许多研究人员和公司都在努力解决这些问题。 

正如尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla)所梦想的那样,无线的未来将为我们提供前所未有的通用性和连通性。随着科技的不断进步,这个未来似乎不再那么遥远。

EETOP编译自allaboutcircuits
原文:
https://www.allaboutcircuits.com/news/breakthroughs-wireless-charging-extend-new-zealand-even-to-moon/
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