《高溫超導磁耦合諧振式無線電能傳輸的理論與實驗研究》是依託中國科學院電工研究所，由張國民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高溫超導磁耦合諧振式無線電能傳輸的理論與實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張國民
- 依託單位：中國科學院電工研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁耦合諧振式無線電能傳輸是利用振盪器之間的非輻射強耦合磁諧振實現無線電能傳輸的能量傳輸方式。由於其具有損耗小、對環境影響小、且可實現中等距離電能傳輸，因而有著美好的套用前景，成為近年來國內外研究的重點。鑒於磁耦合諧振式無線電能傳輸的效率與諧振線圈的電阻有關，而超導體獨有的損耗小、載流密度大等特性，使得超導體用於無線電能傳輸具有很大優勢。目前國際上關於高溫超導磁耦合諧振式無線電能傳輸的研究剛剛起步，相關研究還存在很大缺陷與不足。為此，本項目將在高溫超導線圈交流損耗特性研究的基礎上，開展高溫超導磁耦合諧振式無線電能傳輸的理論與實驗研究，建立高溫超導磁耦合諧振式無線電能傳輸的理論模型，獲得傳輸效率隨頻率與傳輸距離變化的關係，掌握阻抗匹配方法和頻率分裂規律，探討低頻高溫超導磁耦合諧振式無線電能傳輸的可行性，為促進高溫超導磁耦合諧振式無線電能傳輸技術的套用（尤其在空間與國防方面的套用）奠定基礎。
結題摘要
無線電能傳輸是不需人造導體的電能傳輸方式。鑒於無線電能傳輸的效率與諧振線圈的電阻有關，而超導體獨有的損耗小特性，使得超導體用於無線電能傳輸具有很大優勢。本項目開展了高溫超導無線電能傳輸的理論與實驗研究：開展了高溫超導無線電能傳輸與常規導體無線電能傳輸的系統研究，結果表明，高溫超導無線電能傳輸的效率與傳輸距離顯著優於相應常規導體無線電能傳輸，隨著傳輸頻率越低，傳輸效率的優勢愈加顯著。與常規無線電能傳輸類似，高溫超導無線電能傳輸也存在頻率分裂現象；研製了無線電能傳輸用高溫超導電容器，並將所研製的高溫超導電容作為補償電容用於高溫超導無線電能傳輸，以進一步提高超導無線電能傳輸的效率；率先開展了高溫超導-常規導體混合無線電能傳輸的研究，實驗發現了高溫超導線圈作為發射線圈比作為接收線圈的傳輸效率更高的不對稱現象，並對不對稱現象進行了深入的分析研究，建立了高溫超導-常規導體的混合傳輸的不對稱理論模型，揭示了這種不對稱性的成因；進一步開展了採用中繼線圈的高溫超導-常規導體混合多接收線圈無線電能傳輸系統的實驗研究，結果顯示，採用高溫超導線圈作為中繼線圈可以提高傳輸效率，多接收線圈系統的傳輸效率高於單接收系統的傳輸效率；開展了無線電能傳輸用高溫超導線圈的交流損耗研究，指出高溫超導無線電能傳輸用線圈，在傳輸過程中的交流損耗增大，且損耗增量隨傳輸電流變化存在極值，該極值對應的傳輸電流隨頻率增加而減小。這些研究成果，可為高溫超導無線電能傳輸的實際套用提供指導。
