关于无线电能传输系统的电磁兼容解析

发布日期：2024-04-12

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在过去的十年中，国内外学者在无线电传输(WPT)系统的电磁兼容性领域取得了许多进步的研究成果，但仍有进步的空间。未来将展望自由无线电传输技术(UbiquitousIPT、U-IPT)系统和动态WPT系统的电磁兼容性。

1.机理分析

目前，学者们根据谐振状态对WPT电磁兼容机理进行了研究，而收发两侧的线圈通常需要完全对齐。WPT系统在实际应用过程中，由于环境因素.负载变化.导致WPT系统脱离原来的预期工作状态.线圈偏移或线圈过耦合等因素。

以线圈偏移为例，当磁耦合线圈发生横向偏移时，会导致电磁场严重变形，从而显著增强某些位置的电磁干扰。由环境因素引起的线圈自感应系数的变化也会使WPT系统偏离原来的谐振状态，使电磁场的分布和共振状态不同。

此外，感应式和谐振WPT系统的电磁场环境也有不同65的电磁机制。研究人员还需要进一步的理论研究，以进一步研究近场区域和远场区域的电磁场机理。

2.影响介质

WPT技术在实际应用中必须考虑的问题之一是环境介质的影响。目前，学者主要关注金属介质和水介质的研究，其中金属介质具有丰富的理论成果，但水介质，特别是在海水环境中，相关文献相对罕见。

与金属介质和淡水介质相比，相应的电磁场分析更为复杂，因为海水环境中同时存在涡流损耗、屏蔽折射等现象。与此同时，海水的干扰、含盐量和温度也会进一步降低WPT系统的电磁场分布，使电磁辐射现象更加严重。探索环境介质的影响机制，可以促进WPT应用，更好地适应多变的环境因素。

3.电磁兼容性U-IPT系统

现阶段，商业WPT产品主要是一对一充电，充电设备往往需要与发射线圈完全匹配。未来，无论电池位置和方向如何变化，WPT技术都可以实现无处不在的非接触式充电，也就是说，U-IPT可以在一个三维空间中实现非接触式充电服务。

为了满足电磁辐射的安全极限，U-IPT系统在通过电磁屏蔽实现有效的电磁干扰抑制的同时，在区域大空间内具有均匀的磁场分布。

一些学者首先探索了导电电磁屏蔽体对U-IPT系统的电磁辐射抑制作用，并将铝板屏蔽体放置在线圈导体的一侧，该线圈导体靠近非预期磁通。该方案可以有效地抵消非预期磁场的分布，增强U-IPT预期区域的磁通密度，并通过实验验证9个电能接收载荷的U-IPT系统。目前，对U-IPT系统电磁兼容性的研究较少，这可能成为未来研究人员的研究方向。

4.电磁兼容性的动态WPT系统

动态无线充电技术是为了扩展静态无线充电技术，它可以在电动汽车行驶过程中持续提供充电服务。动态WPT系统需要面对线圈之间的耦合系数快速变化，这意味着动态WPT系统的电磁场环境不断变化，这给WPT系统的电磁兼容性研究带来了一些挑战。

目前，KAIST已成功地将该技术应用于OLEV并实现商业化。同时，kaist提出了一系列针对OLEVWPT系统的电磁干扰抑制措施，有效地将WPT系统的电磁辐射限制在不危害人类安全的范围内，以满足ICNIRP导数的限制要求。为了更好地促进动态WPT系统的商业化，其电磁兼容性研究将成为未来学者的研究热点。

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