交流电无线传输技术原理是什么？

　　答: 截止目前为止，交流电无线传输技术只是在理论上有理论根据，实际上还没有打破传输距离和传输功率的大的突破。

　　迈克尔·法拉第（1791-1867），英国科学家，在物理学和工程学的历史，因为他发现导致了如此多的发明。 他就是其中之一有史以来最伟大的实验科学家。

　　法拉第发明了第一台发电机，这表明磁铁被推入H型的线圈中。见下图所示。

　　发现了电磁感应理论，将一根电线在线圈中产生电流 ，现代发电机都用感应来发电。 法拉第还发现一根电线中的电流会导致流过另一根电线的电流 产生“互感”；电生磁→磁生电。

　　直至今天的美国麻省理工学院（ MIT ）物理学助教马林·索尔贾希克( Marin Soljacic )的研究小组宣布，试制出了无线电力传输装置，并已证实可向相隔 7 英尺（约 2.1m ）远的 60W 电灯泡送电、点亮灯泡。

　　国际无线电电力协会目前表示，希望能在不久的将来将“无线电力传输”建立一个标准，让所有的便携式电气设备都具备无线电力传输功能，可以方便快捷的对这些便携式移动电气设备进行无线传输充电。

　　不过，对于现在的50/60Hz的工频电，直接利用无线电传输技术送至具有无线电接受装置的再生电力能量设备装置是不可能实现的。

　　如今的手机无线传输充电装置都是高频频率的交流电，进行近距离无线传输技术的，见下图所示。

　　说实话，高频频率的无线电电波对人体身体健康讲究产生多么大的伤害还不知道，就连发达的美国也不会告诉人们。

　　现在已经问世的小功率、近距离无线传输供电技术，根据其电能传输原理，大致上可以分为以下几种：

　　①是非接触式充电技术:→它也是电学之父(迈克尔.法拉第)所发明的电磁感应原理，这种非接触式充电技术在许多便携式终端里应用日益广泛。这种类型中，将两个线圈放置于邻近位置上，当电流在一个线圈中流动时，所产生的磁通量成为媒介，导致另一个线圈中也产生电动势。

　　②是现在还有应用的一种无线电电波传输技术，它直接应用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。这和100年前的收音机原理基本相同：直接将电、声产生的波，斩波成为交流波形变换成直流后加以用天线发射塔，向地球地面空间直接发送；

　　接受无线电电波装置利用谐振与发射频率一样的变频器接受，通过放大与检波，将其空间传输来的电力能量还原。不过使用这种技术的效率还不高，投入实际应用还有许多瓶颈，不知道猴年马月才能够真正应用它。

　　③是利用电磁场的谐振技术，它是在电子技术不断发展的今天或将来，将其传输距离与传输功率提高的前提下，才有可能实现的。

　　目前在供电技术中应用的不是电磁波或者电流，而只是利用电场或者磁场。

　　综合上述，交流电的无线传输是利用一种媒介，将A点的电能以无线的方式传送到B，C，D点等，使B，C，D点都能用上A点的电能。不过现在

　　这项技术还不成熟而无法应用到实际工作中。

　　等待，耐心等待吧！

　　知足常乐2022.8.20日于上海

　　题目说的问题就是无线电力传输技术，顾名思义利用无线电的手段，把发电厂发出来的电或自然产生的电力转换为无线电波，然后再把它送出去，通过特定得接收设备将无线电波收集起来并重新转化为电力，供用电设备正常使用。因为无线电力传输不要通过导线直接接触就可以实现电能传输过程。此技术不仅节约电缆成本及传输电阻损耗，还具备供电方式便捷，使用范围广，安全性高等明显优势。

　　无线电力传输基本原理

　　在空间实现无线电力传输主要有三类。第一类通过电磁感应的磁耦合进行传输，属于短程无线电力传输。第二类通过电磁波“射频”和非辐射性谐振磁耦合进行传输，属于中程无线电力传输。第三类通过微波或激光进行传输，属于远程无线电力传输。

　　短程无线电力传输技术，已经在我们生活中应用了，比如手机无线充电技术，就是利用短程无线电力传输技术，它利用电磁感应原理进行工作的。组成由一个磁芯，两个线圈。初次线圈施加交变电压，磁芯产生交变磁场，次级线圈感应同频率交流电压，从而实现了电力的无线传输。手机是集成了次级线圈，无线充电器是集成了初级线圈的，所以在感应范围内，只要无线充电器通交变电压，手机方可充电。

　　中程无线电力传输技术，基于磁耦合谐振方式，主要利用了振荡器进行无线能量传输。通过振荡器产生高频信号，这个信号频率和谐振线圈频率一致，经过功率放大器放大后，高频振荡信号注入到发射端LC谐振线圈，此时在线圈周围产生非辐射磁场，然后通过非辐射高频磁场耦合，能量就被传输到接受端线圈，最后经过整形、滤波给设备提供电能。

　　基于微波方式进行无线电力传输，属于远程无线电力传输技术。它利用电磁辐射方式进行能量传递，与上面说的两种传输方式有着截然不同的区别。传输过程，首先将电能转为一定频率的微波，随后通过天线将微波发射出去，接收天线接受到微波后，通过整流装置将微波转为电能，从而实现无线电力传输。

　　这三种无线电力传输的优缺点

　　基于电磁感应无线传输技术的优点；传输功率范围宽、近距离传输效率高、工频较低。缺点；传输距离很短、传输效率随着距离增加而急剧下降、有异物入内局部会迅速发热、电磁干扰和传输效率兼容性差。基于电磁耦合谐振无线电力传输技术的优点；效率高、穿透力强、电磁干扰小。缺点；与目前的电子器件性能不能完全与之匹配。基于激光、微波无线电力传输技术的优点；远程能量传输。缺点；传输效率低，目前电子器件难以满足微波频段要求，大功率传输技术存在难点。

　　交流电的无线传输，实际上与手机的无线充电基本工作原理是相似的，不同点在于传输功率以及距离的区别。无线充电也是现在生活中比较常用的一种充电方式，除了手机以外，还有很多电器是支持无线充电的，比如电动牙刷等等。

　　无线充电的主要优点是可以摆脱充电线缆的束缚，可以随用随充，对于电动牙刷来讲，也是考虑防水以及防尘的考虑。因为电动牙刷使用的环境属于潮湿环境，长时间在这种环境下使用容易造成充电接口的氧化。当然无线充电也有缺点，它的工作效率比起有线来讲是要低一些的。无线充电与有线充电的主要区别在于电能传输的介质，有线充电是通过电缆，无线充电则是将电能转换成其他能量进行传输，再通过转换还原成电能，这个中间能量就是磁场。

　　无线充电的工作原理实际上无线电广播有相似之处，两者都是将电信号变成磁信号传输，接收部分再将磁信号转成电信号。不同的是无线电广播接收信号的强度并不需要太大，因为其本身还可以通过有源放大部分将信号进行放大，而无线充电有所不同，它接收的就是电能，利用的也是电能，这是实实在在的能量。所以无线充电就需要考虑传输的效率问题，以及传输距离

　　无线充电的能量传输就像变压器一样，固定不变的磁场是无法感应出电压的，想要通过磁场感应出电压，就需要交变磁场。能够引起交变磁场的电压，可以是交流电也可以是脉动直流。对于工频变压器来讲，由于输入的工频交流电压，这就不需要电路变换了，就可以直接由次级感应出电压，但是无线充电输入的是直流电压，就需要一部分电路将这个电压变成脉动直流，由于频率的高低会影响传输效率，所以就需要变成高频的脉动直流，这一点实际上与开关电源的工作过程是一样的。输入的直流电压经过振荡电路的控制，驱动开关管之后，就会把直流电变成脉动直流电，输入到发射线圈中，接收线圈感应出电能之后经过整流、滤波以及稳压等过程，输出合适的直流电压给手机等电器充电。发射线圈相当于变压器的初级，而接收线圈相当于变压器的次级。由于无线充电的能量传输并没有良好的磁通介质，所以它相当于一个松耦合变压器。

　　交流电无线传输与无线充电实际上是同一个概念，不同的是，交流电的无线传输指的是工频交流。这种电能传输理论是无需电路控制，因为输入到发射线圈的已经就是交流电压，但是由于工作频率的问题，采用低频交流时的传输效率会大大降低。所以即使是交流电的无线传输，仍然需要将工频的电压变换成高频的脉动电压，这实际上就多了一个交流变直流，再由直流变脉动直流的过程，这个过程就与开关电源的工作原理一样了。

　　虽然无线输电从概念或者工作原理上来讲是比较好理解的，但是在实际的应用环境中实现起来并不是那么容易。这里面有两方面因素需要考虑：一个是传输的距离，第二是传输的效率。如果单纯考虑传输的距离，理论上只要加大发射线圈的发射功率就可以实现，但这也带来了一个问题，就是高频的磁场对周围电器的干扰以及高频大功率的辐射问题。从传输效率的角度考虑或者从整体投入成本的角度考虑，无线输电的这段距离内，省去的线缆的成本，如果比起无线输电所投入的成本，以及由于工作效率问题散失的能量所带来的的成本并不会高太多的话，这种传输方式显然是没有太大意义的。

　　所以从工作原理以及实现的方式考虑，无线输电以目前的技术来讲只适用于功率较小以及距离较短的场合内使用。尤其对防水防尘性能要求较高的电器来讲，采用无线输电的方式供电确实比有线的方式要方便一些，但是从远距离大功率输电来考虑目前还是不现实的，相信未来随着技术的创新与突破，无线输电的技术也会应用在更多的场合中。

　　通常都是微波传送，但是浪费比太高，也有考虑激光传送，也不是很完美，高功率传送很不容易。

　　交流电无连线传输最核心是基于互感。