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房间里那烦人的电线将完全消失

韩开发出“双极线圈共振系统”无线供电装置

2014.04.21来源: 科技日报     作者:

 

  科技日报讯 当今人们享用着各种无线电子设备,这些设备的供电方式也有望从有线变为无线。最近,韩国高等科技学院一个研究小组开发出一种无线供电技术,希望今后不再看到这烦人的电线。

  据物理学家组织网417日报道,该校原子核与量子工程教授Chun T.Rim的小组展示了一种名为双极线圈共振系统(DCRS的无线供电装置,使感应输电的范围大大扩展,传输与接收线圈间的距离达到5米。

  早在2007年,麻省理工学院曾采用一种耦合磁共振系统(CMRS),通过磁场把电能传输到2.1米远处。自那时起,远距离无线电能传输吸引了诸多科学家。要把无线电源如CMRS的传输距离扩展到商业应用程度,技术上还有许多局限,比如复杂的线圈结构(由输入、传输、接收、负载四种线圈组成)、庞大的共振线圈、传输与接收线圈的高频(10兆赫级)要求等,都会使传输效率低下,而且共振线圈对周围环境,如温度、湿度和人的接近等非常敏感。

  针对这些问题,Rim教授在他们的DCRS系统中提供了解决方案。他们优化了线圈结构,将其设计为两个磁极的双极线圈,主线圈产生感应磁场,副线圈接收电能。CMRS中用的是大而笨重的环形空心线圈,而DCRS用的是密压铁氧体磁心线圈,主线圈中的高频交流电产生磁场,然后耦合变化的磁通量会在副线圈产生感应电压。

  DCRS明显小于CMRS,只有3米长、10厘米宽、20厘米高,而且可升级,系统对环境变化的抵抗力也提高了20倍,能在低频100千赫下良好运行。在多次实验中,研究小组得到的结果很有前景:比如在20千赫频率下操作,3米远处获得的最大输出功率为1403瓦,4米远处为471瓦,5米远处为209瓦;而传输100瓦电力,整个系统的功率效率在3米远处为36.9%4米为18.7%5米为9.2%

  DCRS能给5米远处的一台大型LED电视和340瓦的风扇供电。”Rim说,我们的技术证明了远距离电力传输机制的可行性,以前它从未达到这么远。虽然长程无线电力传输目前还处于商业化早期阶段,实施成本高昂,但我们相信这是未来供电的正确方向,就像现在Wi—Fi无处不在一样,将来我们可以有很多Wi—电源区,遍布餐馆街道,为人们提供无线供电服务,让人们到哪里都能使用各种电子设备而不用带着一堆纠缠的线,再也不用担心要给电池充电。

  今年3月,Rim教授的小组还与韩国水电核电有限公司合作完成了一次实验,以远程传输方式给核电厂的基本仪器和控制设备供电,以应对像日本福岛核电站那样的紧急事件。他们给距离发电装置7米远处的核电站成功传输了10瓦的电力。

 

更新时间:2014-04-22 10:25:24
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