pg下载渠道 河北工大团队发表无线电能传输系统电磁能流与耦合特性的研究成果
如今，手机无线充电、电动汽车无接触供电等场景已然成了生活中的常态pg下载，无线电能传输技术正深切地改变着人们的用电方式。然而，能量到底是怎样达成“隔空”传递的呢？其背后电磁能量的流动规律又会是什么呢以？本文依据坡印廷定理，深入地剖析无线电能传输系统里，电磁能流传与耦合特性揭示其磁场与电场协同所作的规律，为这项技术的进一步发展提供理论方面的支撑。
研究背景
在1887年时，赫兹借助实验不但首次证实了电磁波的存在，而且还达成了电能的短距离无线转移，进而拉开了无线电能传输研究这项工作的序幕。到了1893年，特斯拉开展了无线电能传输的首次工程化方面的尝试，打算构建全球性的无线供电系统。
时下pg下载官方认证，无线电能传输技术于信息化、现代化以及智能化的电工技术应用里占据着关键位置，于智能家居、新能源汽车、生物医疗等范畴需求正逐日渐长。可是，和无线通信技术的迅猛发展相比较而言，电能无线传输在能量流动机理、耦合特性等层面的研究还有待于进一步深入，弄清楚电磁能量于空间里的传输规律，对于提升系统性能、拓展应用场景有着实际的意义。
图1 一般性无线电能传输电磁能流特性
论文所解决的问题及意义
当下，无线电能传输系统当中电磁能流这方面的研究活动，因为运用的是复杂的高阶数学手段，所以存在着难以通过实验去进行验证的情况，还存在着缺乏合理的模型来描述空间能流分布特性等一系列问题。与此同时，关于电感耦合以及电容耦合在该系统里所起到的作用以及它们之间的关系，到目前还没有形成让人清晰且统一的认识。
本文借助剖析基础电气元件电磁能流共同特性，依托坡印廷定理构建正弦激励状况下的电磁能流模型，运用降阶数学模型探寻空间能量耦合实质，界定了无线电能传输同其他电磁变换技术的界限，化解了能流研究里模型繁杂、不易验证难题。除外，还揭示了电感耦合跟电容耦合的共存情形以及二者的对称特性，为提高系统整体性能、设计高功率密度电磁耦合机构给予了新思考，对无线电能传输技术的理论探究和实际运用具备指导价值。
论文方法及创新点
文章把坡印廷定理当作核心分析工具，先是考察导线、螺线管、平面电容器等电路典型元件的电磁能流特性，发觉RLC电路元件自身不传输电磁能量，全靠邻近空间电磁场达成电磁功率传递。基于此，把无线电能传输系统视作多个RLC电路的组合，剖析其电磁能流特性，弄清楚近区电磁场耦合是能量传输的关键。
图2 一般性无线电能传输系统能量
创新点主要包括：
1、依据坡印廷定理构建起简化的电磁能流模型，从性质方面探寻能量耦合的本质，让复杂的能流研究变得更易于理解以及验证，。
揭示出这样一种现象，现象是在无线电能传输系统里，存在电感耦合与电容耦合共存的情况，而且这两者具备数学对称性，此现象改变了传统对于单一耦合方式的认知，。
3、从能量流动机理的角度来看，它对电磁近场区域以内的无线电能传输的工作模式进行了统一的表述，因此为协同运用两种耦合方式以及拓宽能量传输通道给予了理论依据。
图3呈现了对偶验证的实验结果，其中，（a）的情况是，电容板作为发射单元，而线圈作为接收单元 。
图3，对偶验证实验结果（b）中，电容板作为接收单元，线圈作为发射单元 。
图4 无线电能传输系统频率特性验证
结论
无线电能传输系统，有着突出特点，那便是非接触传导式的电磁功率流动，它极为关键的要点在于近区电磁场的耦合作用，在该系统当中，有电感耦合存在其间，还有电容耦合也同时存在，这两者呈现出对称性，并且它们的能量传输比例是同系统工作频率有着干系的，随着频率不断提升，电容耦合的贡献比例会有所增加。
实际应用里，无线电能传输系统没法像变压器或者电容器那般借助高性能导磁或介电材料去引导电磁场，增强近区电磁场耦合是提升系统性能的关键所在。合理运用电感耦合与电容耦合的共存现象，达成两类耦合能量的协同传输，能够扩宽能量传输通道容量，此对于水下环境、生物医学等特殊场景下的稳定高效传输具备实际价值，还为常规工程场景中提升传输性能给出了新方向。
团队介绍
河北工业大学，有一个高性能智慧无线电能传输研究团队pg下载麻将胡了A.旗舰厅进体育.cc，该团队依托智能配用电装备与系统全国重点实验室，在电磁场数值计算方面，有着多年的研究经验，并且，在无线电能传输理论与应用方面，也具备多年的研究经验。当下这个团队正专注于达成无线电能传输技术的高性能以及智能化水平，其具体主要呈现为几个方面，分别是高安全、高可靠、高能效、高适应性，所涉及到的关键科学问题涵盖电磁场空间调控及其关涉的生物电磁安全问题，还有磁耦合机构具备高性能的屏蔽磁芯材料，大功率稳恒控制以及恒流恒压充电模式，强互操作性、有着高距径比的能效追踪系统，在高温高压盐雾这种极端环境下耦合机构的全真模拟以及全生命周期预测等。
王奉献，在读博士研究生，研究方向为无线电能传输技术。
周依桐，在读硕士研究生，研究方向为无线电能传输技术。
一人名为张献，此人是工学博士，还是教授，同时身为博士生导师，是一位在中国的电工技术学会担任理事一职的人士，又是全国无线电能传输技术专委会的秘书长，属于天津市青年科技优秀人才范畴，更是国家自然科学基金委优秀青年基金的获得者。其对智能化大功率无线电能传输、三维空间电磁场可视化测量等方面展开研究，发表了诸多篇论文，拥有6项发明专利，参与承担了国家的自然科学基金3项、天津市的自然基金3项，还获得过天津市科技进步一等奖一项、二等奖一项，参与了4项电动汽车无线充电国家标准的制定工作 。
杨庆新，是工学博士，身为教授，还是博士生导师，作为新世纪百千万人才工程国家级人选，也是国务院政府特殊津贴获得者。他现任中国电工其学术领域在国内外该学术组织中担任重要领导职务，担任中国电工技术学会理事长、无线电能传输技术专业委员会主任委员，他曾身处一系列不同学校及行政职位，担任过河北工业大学党委副书记、副校长（此职位级别为正地厅级）、河北省科技厅厅长、天津工业大学校长（任职时间为2008.2 - 2018.10）、天津理工大学校长（任职时间为2018.10 - 2021.12）。其主要致力于工程电磁场与磁技术方面的科学研究工作。
厉光耀，在读硕士研究生，研究方向为无线电能传输技术。
这份工作所取得的成果，发表在了二零二五年第十期的《电工技术学报》上边，该项论文的标题是：“基于坡印廷定理的无线电能传输系统，其电磁能流与耦合特性的研究”。而本课题呢，获得了国家自然科学基金、国家留学基金委高水平公派留学生项目、天津市自然科学基金、河北省中央引导地方科技发展资金、河北省高等学校科学研究项目合作专项以及河北省燕赵青年科学家项目所提供的资助。
