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井下电能无线传输系统非接触变压器研究综述报告
井下电能无线传输系统非接触变压器研究综述报告
摘要
井下电能无线传输系统是一种改变了传统有线供电方式的新型供电系统，其能够缓解煤矿井下电气设备密集，电缆敷设难、易摩擦磨损、易受潮损坏等问题。然而，当前井下电能无线传输系统的非接触变压器研究还较少，本文对已有研究成果进行了综述和总结。首先，介绍了无线电能传输的基本原理，接着对井下电能无线传输系统进行了简要的概述和现状分析，然后对非接触变压器的工作原理、分类及应用进行了详细描述，最后对当前研究存在的问题和未来研究方向进行了展望。
关键词：井下电能无线传输系统；非接触变压器；能量传输；功率传输；现状分析；未来方向。
Abstract
Theundergroundwirelesspowertransmissionsystemisanewtypeofpowersupplysystemthatchangesthetraditionalwiredpowersupplymode.Itcanalleviatetheproblemsofdenseelectricalequipment,difficultcablelaying,frictionandwear,andmoisturedamage.However,therearefewstudiesonnon-contacttransformersforundergroundwirelesspowertransmissionsystems.Thispapersummarizestheexistingresearchresults.First,thebasicprinciplesofwirelesspowertransmissionareintroduced,followedbyabriefoverviewandstatusanalysisoftheundergroundwirelesspowertransmissionsystem.Then,theworkingprinciple,classificationandapplicationofnon-contacttransformersaredescribedindetail.Finally,theproblemsandfutureresearchdirectionsofthecurrentresearcharediscussed.
Keywords:undergroundwirelesspowertransmissionsystem;non-contacttransformer;energytransmission;powertransmission;statusanalysis;futuredirection.
一、无线电能传输的基本原理
经由人类长期的发展，无线电能传输技术也在不断的发展变化，无线电能传输系统通俗易懂的说法是通过无线技术将电能从电源传输到使用者，其中无线电能传输系统由两部分组成：能量发射端和能量收集端。其基本原理是依靠电磁场的感应作用，在发射端产生的电磁场中，放置接收端，由接收端吸收电磁能量，然后将其转变成供用电设备使用的直流电能。
二、井下电能无线传输系统的总体概述及现状分析
井下电气设备的密集、电缆敷设难、易摩擦磨损、易受潮损坏等问题突出，传统的有线供电方式不能满足井下严苛的工作环境。随着国家《煤矿安全规程》的颁布，无线电能传输技术成为井下供电的重要方向之一。井下电能无线传输系统是一种没有电缆的新型供电方式，是利用电磁场感应原理，将电能转化为电磁波通过空气或地下传输到井下终端设备，再将电磁波转换为电能供给终端设备。目前，国内外已有不少研究机构和企业开始开展这方面的研究，如清华大学、中科院等。
三、非接触变压器的工作原理、分类及应用
非接触变压器是指其输入端和输出端不直接相连，而是通过电磁感应实现功率的传输。其主要由输入端线圈、输出端线圈、铁心和磁介质构成。非接触变压器按连接方式分类可分为串联非接触变压器和并联非接触变压器。串联非接触变压器是将两个或以上的非接触变压器按照一定的方案连接在一起，使其输入端和输出端能够有效地传输功率。并联非接触变压器是将多个非接触变压器同时供电，以提高供电效率。应用方面，非接触变压器在传输效率、噪声、质量等方面优于传统变压器，可广泛应用于电力系统、通信系统、自动化控制系统、磁悬浮系统等领域。
四、当前研究存在的问题和未来研究方向
当前井下电能无线传输系统的非接触变压器研究还较少。非接触变压器的参数设计和性能分析是目前需要解决的热点问题。此外，无线电能传输系统的电磁兼容问题、高效能电源与磁性耦合器件的结合方式等方面也需要进一步研究。
未来研究方向主要包括：a)非接触变压器避免漏磁的方式；b)提高功率传输效率