導語：如何才能寫好一篇電磁感應輻射，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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歷史悠久的無線充電技術

無線充電技并不是什么新興技術，最早可追溯到一百多年前特斯拉(Nikola Tesla，1856―1943)的沃登克里佛廣播塔實驗，其本質就是借助電磁場或電磁波進行能量傳遞的一種技術。隨著技術的日益成熟，無線充電可分為電磁感應式、電磁諧振式和電磁輻射式三種。電磁感應可用于低功率、近距離傳輸；電磁諧振適用于中等功率、中等距離傳輸；電磁輻射則可用于大功率、遠距離傳輸。對于普通消費者來說，最常見到的是電磁感應和電磁諧振兩種技術。

當前消費者在市場上見到的無線充電設備大多采用電磁感應技術，成本相對低廉，通常售價在150元左右。不過這類無線充電器不但充電效率較低，而且需要較長時間才能為手機充滿電，受手機外殼材質、阻礙物等因素影響也較大，消費者體驗感受較差。

超極本殺手锏

相比傳統基于電磁感應技術的無線充電，Intel在IDF2012推出的無線充電技術采用電磁諧振，用超極本作為充電源，配合充電軟件和發射端,能方便地為智能手機充電。這一方案不僅系統功耗較低，而且對智能手機的擺放位置幾乎沒有要求（傳統電磁感應技術需要接收器（Rx）在發送器（Tx）上面）。

從Intel無線充電技術硬件架構圖中可以看出，發送端和接收端均采用了高度集成設計，如此可有效降低產品生產成本。此外，Intel還表示將為無線充電設計專門的軟件，用于檢測充電設備、智能控制充電、設備位置校驗等。讓人興奮的是，該軟件還可以控制發射端的電磁波發射范圍和方向，從而既保證了無線充電效率，又可防止別人盜電。

Intel無線充電技術采用的諧振技術，具備可與電磁感應相匹配的效率，一般是指線圈到線圈的效率，而實際效率則包括右圖中的整個流程。通過實驗發現，無線充電的效率隨著線圈之間（發送端與接收端）的距離增加而迅速下降，相比電磁感應技術，諧振技術能提供更平穩的變化，也就是說對位置的敏感度低一些。

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關鍵詞：電磁干擾；構成要素；傳播

【中圖分類號】O441.4 【文獻標識碼】 A 【文章編號】1671-8437（2012）02-0009-02

一、前言

電磁干擾是一種“電磁感應”現象，經過長期研究發現，電磁感應過強會對信號傳輸產生干擾，影響信號傳輸的準確性，從而降低了整個傳輸流程的效率。勘測顯示，無論是電力系統還是通信系統，在信號傳輸活動中均遭受了電磁干擾的破壞，導致信號傳輸不及時，信號內容不完整，信號定位不準確等問題。為了保證信號傳輸的穩定性，深入分析電磁干擾的構成要素及傳播途徑是很有必要的。

二、電磁干擾的分類

電磁干擾（EMI）是一種電子噪音，它能干擾電纜信號并降低信號完整性，EMI通常由電磁輻射發生源如馬達和其他機器產生。電磁干擾分為傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾是指通過導電介質使得一個電網絡上的信號干擾到另一個電網絡。輻射干擾是指干擾源通過空間傳播使其信號干擾到另一個電網絡。在高速印制電路板及系統設計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發射電磁波并影響到本系統內子系統或其他系統的正常工作。

三、電磁干擾的構成要素

電磁感應現象是不可避免的，對電力設備、通信設備均會產生不利影響。而電磁感應之所以能對其它設備造成干擾，是由于電磁干擾的幾個構成要素的共同作用。在圖1中，每一種結構均起到了不同的干擾作用。

1.干擾源。干擾源是產生電磁波的根源，也是產生電磁干擾現象最基本的要素。目前，研究人員判斷電磁干擾的來源主要集中于微處理器、微控制器、傳送器等元件。以微處理器為例，其在運行時會產生過大的噪聲頻率，進而擴散到半導體元件，最終產生了諧波干擾。

圖1 電磁干擾的組成要素

2.傳播路徑。電磁波并非單獨形式的傳播，其必須要借助不同的媒介才能實現傳遞。電磁干擾最常見的方式是通過導線傳播，導線在高負荷工作狀態下產生噪聲，這電磁波傳播提供了空間。無論是通信設備或電力設備均有導線連接，因而導線已經成為最主要的電磁干擾傳播媒介。

3.接收器。干擾破壞也需要有接收器才能產生作用，若設備未安裝可以感應干擾的接收器，則不會發生電磁干擾現象。資料顯示，僅少數電磁干擾是經過射頻輻射接受電磁波，其它均是利用接收器來接收電磁波，這樣對外界信號造成電磁干擾，影響了信號傳輸的質量。

四、電磁干擾傳播的主要方式

當前電磁干擾現象已經對發送信號的設備造成了許多不利影響，破壞了正常的生產秩序，降低了電力、通信等設備的使用效率。電磁干擾傳播的媒介是多種多樣的，但其傳播方式只有兩種。圖2中，詳細分析這兩種傳播方式，通過分析人們可以制定防范電磁干擾的措施。電磁干擾傳播具體情況為：

1.傳導傳輸。傳導傳輸屬于直接性的電磁傳播現象，只有具備了傳播媒介才能實現干擾。如：通過傳導傳輸干擾時，干擾源及接收器中間肯定有相應的連接，即通常所說的“導線”。對于結構復雜的設備，導線并非單獨的傳輸介質，有時會與構件、電源、阻抗等共同傳輸，同樣會產生電磁干擾。

圖2 電磁干擾方式

2.輻射傳輸。與傳導傳輸相比，輻射傳輸的媒介比較特殊，基本上是通過“電磁波”形式間接性造成干擾。無線通信技術普及應用后，輻射傳輸成為了主要的電磁干擾方式。由于無線通信系統設置了基站，兩個基站天線利用電磁波感應信號傳輸信息，這就為電磁干擾創造了空間。

五、消除或抵抗電磁干擾的措施

不管是哪一種干擾形式，其對電力或電子設備均會造成明顯的破壞作用，若不及時處理會影響到設備正常的運轉。隨著城市改造活動的日益平凡，電力工程建設質量受到了多方關注，保證電力系統的安全性、可靠性是極為重要的。鑒于電磁干擾的破壞作用，應及時采取措施屏蔽或消除干擾現象的破壞作用。常用的措施包括：

1.過濾.電磁波過濾有助于減弱電磁干擾的破壞作用，將濾波器安裝于電力設備中，可定期檢測電磁干擾現象的發生，一旦出現異常情況則自動提醒操控人員處理。新型濾波器具有自處理功能，檢測到電磁波之后能有效地過濾，以減小電磁干擾造成的破壞。

2.屏蔽.采取屏蔽措施能徹底解決電磁干擾問題，為電氣設備創造優越的作業環境。如：安裝屏蔽器件，把電磁干擾波段屏蔽在線路之外，中斷了電磁波與元器件的接觸，從根本上解決電磁干擾。此外，也可以調整線路結構，把電磁波轉移給其它裝置，以減小對連接設備造成的危害。

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電磁爐通過電磁波對鍋具進行加熱，可見功率非常之大，即使其電磁泄露的比率很小，但是這個泄漏的功率值仍然很大，對人體有明顯的傷害。

電磁爐：

電磁爐又稱為電磁灶，1957年第一臺家用電磁爐誕生于德國。1972年，美國開始生產電磁爐，20世紀80年代初電磁爐在歐美及日本開始熱銷。

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關鍵詞：無線 電磁感應耦合 電磁感應 能量

中圖分類號：TP304 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）02-0199-01

無線能量傳輸是一種不經由物理媒介將電力能量從發電裝置或供電端轉送到電力接收裝置的技術。無線感應傳能設備在本世紀初期誕生，憑借其成本低、無需額外引線，操作簡單安全等優勢迅速受到電子制造業關注。因此，實現設備無線供電，提高能量傳輸效率，攜帶方便成為電子產品供電充電的設計方向。

本文介紹了一種實用的電磁感應傳能裝置，先將供電單元直流電轉換成高頻交流電，然后通過線圈之間的互感耦合實現電能的無線饋送，可在接收端為一些小型設備提供能源。

1 系統實現

本系統發射端由電源電路，振蕩電路，功率放大電路，發送電路組成。接收端由接收電路和用電負載組成。系統框圖如（圖1）所示。

2 單元電路設計

2.1 振蕩電路

用10MHz的晶體振蕩器與非門芯片74HC04產生高頻方波信號，經過74HC04反向放大后，生成規則的10MHz方波，經過二階低通濾波器濾除高次諧波信號，將方波轉換為規則正弦波。為了提高輸出功率和效率，放大電路采用三極管及其電路組成的丙類高頻功率放大器。丙類放大器的電流波形失真較大，只能用于調諧回路作為負載的諧振功率放大。因調諧回路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，信號失真很小。功率信號放大后，輸出至線圈與電容組成的并聯諧振回路，將能量輻射出去，方波振蕩電路如（圖2）所示。

2.2 能量傳輸模塊的設計

能量傳輸模塊由能量發射和接收兩部分組成，初級線圈與電容串聯，利用線圈的感性特征，形成LC串聯振蕩電路。次級線圈與電容并聯，形成LC并聯振蕩電路，傳輸接收原理如圖3所示。調節發射端LC電路中的電容值，使電路達到諧振點，回路阻抗最小且呈純阻抗，電路中的電流最大，線圈周圍的磁感應強度最大。次級耦合線圈獲得的磁感應強度也最大，相應的感應電流強度也最高，傳遞的能量最大。能量從初級線圈傳送到了次級線圈，經處理后，為次級后續電路提供能量，實現了能量間的無線傳遞。

測得與電容組成的串聯諧振回路的空芯銅線圈的線徑為0.5mm，經繞制所需的圈數后，電感表測試線圈電感約為為8.7uH。因為前級振蕩電路載波頻率為10MHz，根據公式1可計算出產生諧振所需的匹配電容C1約為30pF。同理.接收部分耦合線圈繞制方式與發射部分相同，并聯諧振電路匹配電容C2也為30pF。

（公式1）

2.3 接收電路

發射端與接收端通過電磁感應傳遞磁場能量，接收端將接收的信號通過全波整流橋和電容濾波電路進行處理，將交流信號轉化成直流，再經過穩壓電路，可為一些小型設備提供能源。測試表明，該系統能為單片機開發板提供穩定電源，但由于耦合線圈輸出功率的限制，接收端能提供的負載功率有限，設備還處于試驗型階段。

3 結語

可以預計，隨著電子信息技術的發展，當能量無線傳輸的效率和功率能得到進一步提高，特別是針對一些需要經常充電的應用型電子設備，無線供電方式就可以取代有線供電，對電子設備進行供電和充電。今后，如果能夠實現能量安全高效的傳輸，在無線能量網絡覆蓋的范圍內，設備就可以正常工作，這將是有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]童詩白.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2006，326-383.

[2]李群芳，張士軍，黃建.單片機微型計算機與接口技術[M].北京：電子工業出版社，2002，45-52.

[3]胡宴如.高頻電子線路[M].北京：高等教育出版社，2009，75-81.

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1 電磁爐的主要構成及工作原理

電磁爐主要有兩大部分構成：電子線路部分及結構性包裝部分。

① 電子線路部分主要包括：功率板、主機板、線圈盤及熱敏支架等。

② 結構性包裝部分包括：瓷板、電源線、說明書、合格證等。

電磁爐加熱原理如右圖所示，灶臺臺面是一塊高強度、耐沖擊的陶瓷玻璃平板（結晶玻璃），臺面下邊裝有高頻感應加熱線圈（即勵磁線圈或誘導加熱線圈）、高頻電力轉換裝置及相應的控制系統，臺面的上面放有平底鐵質烹飪鍋。

其工作過程如下：電流電壓經過整流器轉換為直流電，又經高頻電力轉換裝置使直流電變為超過音頻的高頻交流電，將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應加熱線圈上，由此產生高頻交變磁場。其磁力線穿透灶臺的陶瓷臺板而作用于金屬鍋。在烹飪鍋體內因電磁感應就有強大的渦流產生。渦流克服鍋體的內阻流動時完成電能向熱能的轉換，所產生的焦耳熱就是烹調的熱源。

電磁爐的專用鍋：由于非導磁性材料不能有效匯聚磁力線，幾乎不能形成渦流（就像一個普通變壓器如果沒有硅鋼片鐵芯，而只有兩個繞組是不能有效傳送能量的），所以基本上不加熱；另外，導電能力特別差的磁性材料由于其電阻率太高，產生的渦流電流也很小，也不能很好產生熱量。所以，電磁爐使用的鍋體材料是導電性能相對較好，鐵磁性材料的金屬或者合金以及它們的復合體。

2 電磁爐特點

①節能（熱效率高）

電磁爐的優勢首先表現在它的熱效率極高。電磁爐的應用電磁感應使鐵物質的底部產生無數小渦流，大大提高了熱效率。煤氣爐及電飯鍋的加熱原理是先燒紅器皿底部直接加熱鍋內食物，另有部分熱耗用在燃燒空氣，熱效率在40％－65％之間，熱能耗量大、煮食慢。而電磁爐的熱效率普遍高于80％，用傳統爐灶明火燒開一壺水大約需要9min，而放到電磁爐上則只需2至3min，大大節省了能源。

②安全

電磁爐在使用過程中既不會產生明火，爐面本身也不發熱，爐體內沒有高于250℃以上的高溫部件，不會發生灼傷事故。同時，電磁爐表面的耐熱板，要求放在它上面的金屬鍋具一定要有足夠的接觸面積才會產生熱能，如接觸面積過小，則不會發生電磁感應，當然也就不可能發熱了。即使將汽油灑在爐面上也不會引起燃燒，絕不會導致火災事件，更不存在因泄漏煤氣而引發的種種事端。當把鍋具從爐面上拿下來時，電磁爐也會自動切斷電源。可以說電磁爐是一種十分安全的灶具。

③環保（衛生、清潔）

電磁爐被稱為具有時代前衛氣息的綠色爐具。因為在鐵物質利用磁場感應加熱時，不會釋放任何物質，無火、無煙、無味，也不升高室溫。而傳統的煤炭、石油氣、煤氣燃燒時，因燃燒空氣，以致室溫不斷上升，廚房油煙不斷增多，同時會釋放出一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等有害物質影響人體健康。使用環保電磁爐沒有傳統爐具諸多污染的問題，所以真正實現了清潔房間，保護環境。

④精確（溫度控制準確）

電磁爐可以根據用戶不同的烹飪要求，靈活且準確的控制發熱功率及烹飪溫度。電磁爐的輸入功率通常在200W~2 400W之間，可以任意選擇烹調所需的溫度（恒溫制）和將溫度設定到某一擋。電磁爐采用先進的科學方法研制出從0℃到240℃一系列的恒溫裝置，因此烹調時你可以選擇所需的溫度，十分方便。

⑤多功能、占用空間小

電磁爐無疑是煎、炒、炸、煮、燉的全能手，這比其它爐的單一功能相比無疑有巨大的進步，而且最大限度地節約廚房空間，又沒有輻射及漏電的危險。 另外，操作也簡單、方便。

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關鍵詞：電磁感應加熱；焊后熱處理；加氫反應容器

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：

前言

應力腐蝕裂紋是加氫反應容器失效的重要原因之一。為防止應力腐蝕裂紋，通常采用焊后熱處理。焊后熱處理是將焊接件加熱到相變點Ac1以下某一合適溫度，保溫一定時間后均勻冷卻的過程。焊后熱處理不產生相變，焊接的組織沒有發生變化，其主要目的是消除焊接殘余應力，除此之外，還能夠改善焊接接頭的斷裂韌性、塑性，消除氫等有害氣體，提高抗腐蝕性，提高疲勞強度，改善蠕變性能等[1]。

焊后熱處理常采用整體入爐熱處理，當在現場進行組焊后或因容器內存在不銹鋼堆內構件等條件限制不允許整體進爐熱處理時，通常采用局部熱處理方式。局部焊后熱處理容易造成壓力容器的溫度梯度應力和組裝過程中產生的塑性變形應力，但相對于焊接的殘余應力的危害，溫度梯度應力和塑性變形應力對整個壓力容器的影響較小，因而在產品的生產過程中常采用局部焊后熱處理方式。采用局部焊后熱處理時，應更加嚴格控制熱處理工藝，避免產生較大的溫度梯度而產生應力，進而有可能改變組織結構，產生缺陷，影響壓力容器的質量，造成容器的報廢。

感應加熱技術的應用研究

局部焊后熱處理的方法有很多，如柔性陶瓷電加熱履帶加熱片加熱、氣體加熱、高頻感應加熱等。現加氫反應器常采用履帶加熱設備，現使用的柔性陶瓷履帶加熱設備配備了微電腦控溫裝置，且設備操作便捷、通用性強，能自動控制輸出電流，使工件熱處理符合規范要求，所以施工現場熱處理大部分采用柔性陶瓷履帶加熱設備。

履帶加熱片加熱設備也存在很多不足之處：①熱效率低，加熱時間長，損耗電能大；②加熱方式主要靠熱輻射和熱傳導，工件厚度方向加熱不均勻；③鋪履帶加熱片的部位表面溫度過高，易形成氧化皮，外壁與心部存在溫度梯度產生熱應力。

感應加熱設備加熱速度快、效率高、能耗小；溫度易控制；采用非接觸式加熱，具有一定的加熱深度，加熱溫度由工件表面向內部傳導；工件材料表面氧化皮生成少。逐漸在焊后熱處理中得到應用。

在加氫反應器生產中，電磁感應加熱設備常見形式有平板式加熱器(如圖1所示)和繩狀加熱電纜(如圖2所示)。平板狀加熱片內置銅線產生高頻感應電流，外部為耐高溫的云母片，常用于管板的預熱、環氧乙烷冷卻器小接管的焊后熱處理等。繩狀加熱電纜水冷電纜外套為經過強化的硅橡膠管，內包特殊的銅線以承載高頻電流，電纜兩端接頭為自閉式設計防止內部的冷卻液漏出，常用于底部彎管或側接管的焊后熱處理。

圖1 平板式電磁感應加熱片 圖2 繩狀感應加熱電纜

底部彎管

加氫反應器底部彎管與下封頭組焊后如整體進熱處理爐熱處理，不僅增加成本，且生產效率低。若采用新型感應加熱設備對底部彎管進行焊后熱處理，可提高生產效率，降低成本。

采用國內某感應設備廠家的電磁感應加熱設備對底部彎管進行焊后熱處理模擬實驗，工藝曲線如圖3所示。

圖3 模擬實驗的工藝曲線

熱電偶的布置：試驗管φ235×50×2210mm，在距一端800mm處的內、外壁各布置一個測溫點，左右兩側距外壁測溫點150mm處布置一個等效測溫點。熱電偶布置示意圖如圖4所示。

圖4 模擬實驗的偶塊布置示意圖

圖5為繩狀加熱電纜電磁感應模擬實驗的示意圖。實驗對φ235mm×50mm×2210mm的小壁厚管子進行感應加熱試驗，在感應線圈纏繞8匝，升溫速率為60~90℃/h條件下，模擬焊縫處中心線的內外壁溫差在665℃×3h保溫階段約為20℃，滿足加氫產品保溫階段±14℃溫差的技術標準，得到的熱處理曲線如圖6所示。圖中溫度較高的兩條曲線為感應加熱纏繞中心處內外壁偶的溫度，底部溫度較低的兩條曲線為監測偶的溫度。

圖5 繩狀加熱電纜電磁感應模擬實驗圖6 熱處理曲線

數據表明，采用國產的電磁感應加熱設備，在實驗的條件下能夠實現焊后熱處理工藝的要求，但國產設備仍不成熟，控制系統待完善，因此還不具備投入到生產中去。

美國米勒公司Miller Preheat35型感應加熱設備是世界上最先進的熱處理設備之一。其功率為35kW，頻率0.5~3萬Hz，加熱導線為柔性線，內通冷卻水。上海電力建設有限公司用此設備在主蒸汽管φ546mm×92mm的P92鋼焊后熱處理時，能有效保證P92鋼大口徑厚壁管加熱到760℃的內外壁溫差在±10℃范圍之內，且整個過程中平均消耗功率低于30kW[2]。圖7為Miller Preheat35型感應加熱設備在加氫反應器油氣出口接管法蘭上的應用，直段壁厚為40mm，材質為2.25Cr-1Mo，保溫溫度為600℃，保溫溫差為20℃，加熱、保溫、降溫的熱處理曲線見圖8所示，處理效果很好，可以應用到生產中。

圖7 Miller設備應用實例 圖8 Miller設備熱處理曲線

環氧乙烷冷卻器小接管

平板狀感應加熱器可運用到環氧乙烷冷卻器管板的焊后熱處理。國內某公司生產的電磁感應加熱設備。設備管件部件是高頻感應加熱電源。該電源采用逆變技術：三相工頻交流電經三相橋式全波整流器將交流電整流成含有波紋的直流電，通過電容、電感濾波獲得平滑的直流電，再由電力半導體開關管的開關作用和高頻變壓器的降壓，獲得交變的高頻電流。設備由22個獨立的小控制箱組成。

對平板狀感應加熱設備進行實驗，如圖9所示。得到的熱處理曲線如圖10所示。實驗結果表明，在實驗條件下，平板感應加熱器可以加熱至680℃，保溫范圍在±14℃之內。

感應加熱設備運用到冷卻器小接管焊后熱處理，其工裝示意圖如圖11所示。在實際的生產中，得到的熱處理曲線無法滿足工藝要求，其熱處理曲線示意圖如圖12所示。熱處理記錄儀上的點呈分散狀，原因是由于工作的電磁感應加熱器產生的磁場對熱電偶采集信號干擾，且保溫效果不好，散熱過快所致。采用廠家專用的抗磁場干擾熱電偶效果仍不佳，在增加一套抗磁場干擾電子數字記錄儀的情況下，得到的熱處理曲線略有改善，但效果仍不理想。同時，若改變熱處理加熱記錄設備，應進行相應的工藝評定和論證，才能將數字記錄儀記錄熱處理加熱過程運用到生產中。因而，此設備未得到廣泛應用，僅應用于加氫管板與換熱管接頭焊接的預熱。

圖9平板試驗工裝示意圖圖10 平板感應加熱設備實驗得到的熱處理曲線

圖11 平板感應加熱器在冷卻器小接管焊后熱處理的應用圖12 冷卻器上小接管得到的熱處理曲線

結論

(1) 對感應加熱的方法進行應用研究，結合公司實際產品，研究感應加熱技術在加氫反應器底部彎管、冷卻器小接管等焊后熱處理上的應用，實際應用中可提高生產效率，縮短生產周期，降低能耗；

(2) 國內某感應加熱設備模擬底部彎管焊后熱處理，在感應線圈纏繞8匝，升溫速率為60~90℃/h條件下，在665℃×3h保溫階段，模擬焊縫處中心線的內外壁溫差約為20℃，但由于設備部件元件的不成熟，無法將新型熱處理技術運用到實際產品生產中。在此實驗的基礎上，總結失敗的經驗教訓，在新引進的Miller Preheat35感應設備，經對設備的應用研究，能夠解決底部彎管焊后處理的技術問題，實現了在生產的應用；

(3)感應加熱設備試圖解決冷卻器小接管焊后熱處理難題，但設備在實際生產中出現記錄儀溫度記錄呈現分散性，不易解決，但此設備在加氫反應器管板與換熱管接頭焊接預熱方面取得了較好的應用。

參考文獻

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只要電器處于操作使用狀態，它的周圍就存在著電磁場或電磁輻射。這種輻射具有一定能量，可以穿透多種物質，包括人體。根據審定標準，假如每平方厘米不超過50微瓦，而一天里的總劑量也不超過每平方厘米300微瓦，那還算是夠安全的。但危險的是：它無色、無味、無形，你也許每天暴露在不同電磁輻射的累積中而不自知，因為電磁輻射對人體的影響是緩慢的和間接的，也因為如此，它的危害性很容易被人們所忽略。電磁輻射對人體的傷害仍然處于調查研究階段，仍無明確的定論。

有關專家認為，家電輻射對身體有四大危害。

第一：誘發基因突變、促使變異細胞產生,皮膚衰老加快。活性降低、數量減少導致不孕癥。胚胎細胞產生大量變異細胞，導致胚胎發育不良、孕婦流產率升高。

第二：激素分泌紊亂。

第三：神經衰弱。電磁波還會影響及破壞人體原有的電流和磁場，使人體內原有的電磁發生異變。這會干擾人體的生態鐘，導致生態平衡出現混亂，自主神經功能失調。

第四：熱效應。影響中樞神經系統，導致頭痛、頭暈、乏力、嗜睡。電磁波還會影響腦部神經系統，影響了正常睡眠。電磁波還可以傷害細胞膜，干擾激素，影響兒童發育，女性經期紊亂，男性減退。

預防家電輻射：惹不起就躲著點

電磁場無所不在，人們無法離開它，但至少可躲避它，專家認為個人的防護“原則”是惹不起躲得起：

第一：盡量遠離電磁輻射源。一般距離1.5米以上就基本安全了，而且家用電器不要集中擺放。睡覺之前一定要洗洗臉，不要嫌麻煩。

第二：每一次接觸家用電器，要盡量縮短時間。

第三：不使用的電器，一定要記得關上電源，通電的電器照樣能產生大量的電磁輻射。

第四：注意家電的通風。電磁能使空氣中的電離層分離，如果總是在一個密閉的環境中，一旦碰到人的皮膚，就很容易吸附上去，久而久之就會對人的健康造成影響。

第五：飲食上，建議有意識地多吃一些富含維生素A、維生素C和蛋白質的食物，特別要多吃海帶，有效加強抵抗電磁輻射的能力。

第六：兒童、孕婦和體弱多病的人群應嚴格控制看電視、玩電腦的時間和與電器的距離。

針對不同的家用電器，還可以采取必要的、積極的防護措施。

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1.1電磁感應無線電能傳輸技術

基于電磁感應原理的電能傳輸系統（ICPT）主要利用變壓耦合器，借助磁場這一媒介，實現無線電能傳輸。該系統一般由四部分組成，分別是交流電源、一次側變換器、可分離變壓器和二次側變換器。基于電磁感應原理的電能傳輸系統的耦合系統比較疏松，因此其傳輸能力一般，通常采用高頻變換器作為一次側變換器。可分離變壓器是基于電磁感應原理的電能傳輸系統的最重要組成部分，整個系統的穩定性、高效性都由其保證。

1.2射頻電能傳輸技術

射頻電能傳輸技術（RadioFrequencyPowerTransmission，RFPT）主要通過功率放大器發射射頻信號，然后通過檢波、高頻整流后得到直流電供負載使用。便攜式終端（如手機、智能手表等）待機時會有損耗功率，將射頻電能發射器裝在室內的電燈等器具中，可隨時給這些編寫終端設備充電而不需要使用充電器。RFPT的優點是無線電能的傳輸距離較遠，能達10m。其缺點是傳輸功率很小，為毫瓦級別，最高到百毫瓦級別。

1.3電磁共振技術

通過合理調節發射裝置與接收裝置的參數，使得發射線圈與接收線圈產生電磁共振，在該共振頻率的電源驅動下系統可達到一種“電諧振”狀態，從而實現能量在發射端和接收端高效的傳遞，該技術稱為電磁諧振型電能傳輸技術（Electro-magneticResonantPowerTransmission，ERPT）.對ERPT技術的研究最早始于麻省理工學院的Soljacic助理教授，他在2006年利用自諧振線圈，在強耦合環境中通過實驗驗證了非輻射功率傳輸的可行性。該次實驗過程中采用的ERPT技術傳輸距離是線圈的八倍左右。實驗過程中點亮了一盞距離發射器2.13米60W的燈泡，其傳輸效率超過40%。

1.4微波電能傳輸

微波電能傳輸（MicrowavePowerTransmission，MPT）顧名思義是利用微波傳輸電能，其原理是將電能轉化為微波，將其發射出去，從而輻射到整個周圍空間，負載經過整流，將微波傳化成直流電而使用。一般的微波電能傳輸技術的應用價值有限，原因是其傳輸距離比較短，一般不會超過10m，并且由于該方式傳播的功率小，只適合于近距離內被較小供電的電器使用。2011年5月16日，居伊•皮尼奧萊在非洲留尼汪島西南部的格朗巴桑大峽谷利用微波進行了長距離無線輸電實驗。發電機發出的電能首先由磁控管轉變為電磁微波，再由微波發射器將微波束送出，40m外的接受器將微波束接收后由變流機轉換為電流，然后將燈泡點亮，這一實驗正是經典的微波電能傳輸試驗。

1.5激光電能傳輸技術

激光輸電技術則是利用受激輻射放大原理，將電能轉換為激光，再將激光發射到接收裝置，接收裝置對其進行光電轉換，接收裝置一般是光伏電池。由于激光具有方向性好，傳播距離遠，能量集中等特點，傳輸效率高，可在某一小范圍內集中采集大量光能。該方法具有傳輸距離遠的優點，而且接收裝置小、傳輸效率高，因此，微型飛行器、微小衛星、航天器等設備利用該種輸電方法進行遠程電力傳輸具有重大的應用價值。例如，可采用激光遠程充電技術延長微型飛行器（MicroAirVehicle-MAV）的續航時間。2007年，歐洲宇航防務集團(EuropeanAeronauticDefenseandSpaceCompany--EADS)的工程師進行了激光遠程充電的方法，此次試驗的特點是傳輸距離遠，達到了250米，試驗船只為長度20cm的微型船----漫步者，在激光的了電力傳輸下，該船只運行良好。

2無線電能傳輸的主要應用領域及前景

2.1交通運輸領域

在交通運輸領域采用的是ICPT技術，主要應用于軌道機車和電動汽車的充電裝置中。新西蘭奧克蘭大學所屬奇思公司已將ICPT技術成功應用于Rotorua國家地熱公園的30kW旅客電動運輸車。無線電能充電裝置已經成為無線電能傳輸的一個熱門研究方向，而且正在逐步實用化。主要分為固定式和移動式兩大方向。固定式在充電過程中車體保持不動，其傳輸距離和傳輸功率已經能夠滿足電動汽車底盤高度、電動汽車充電功率的要求。移動式電動汽車無線充電方式可以隨時向行進中的電動汽車補充能量，因此可以減少相同運行里程條件下電動汽車所需的電池容量。

2.2醫療器械領域

無線電能傳輸技術對于醫療植入式電子設備的發展促進作用十分巨大，它改變了其供電方式。如心臟啟博器的核電池，其充電方式一般采用ICPT和RFPT等進行體外能量傳輸。在醫療電子系統中，主要采取RFPT技術，通過體外與體內兩個線圈之間的電磁耦合輸送電能，主要有經皮能量傳輸和直接能量傳輸。但RFPT技術也有一定缺點，容易受其他電子設備發生干擾，所以超聲波電能傳遞技術在醫療器械領域具有一定的優勢和應用前景。

2.3便攜通信領域

美國PowerCast公司以美國匹茲堡大學研發的無源型RFID技術為基礎，開發出了電波接收型電能儲存裝置，該裝置是通過射頻發射裝置傳遞電能。而SplashPower公司則開發出手機充電平臺，該平臺的技術基礎是ICPT技術。香港城市大學的許樹源教授也通過深入研究，研制出了基于ICPT的手機、MP3等便攜式通信設備充電平臺，并已開始進行成果轉化。

3結論

篇9

[關鍵詞]電場、電磁、電磁輻射

中圖分類號：T1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0003-02

1 引言

電是一種清潔而使用便利的能源，是服務范圍最廣，涉及國家經濟安全并與人民生活密切相關的特殊商品。隨著國民經濟持續發展和人民生活水平不斷提高，社會各行業和城鄉居民對電的需求量日益增長。與此同時，公眾對自己的生活環境提出了更高的要求。

如何在加快電網建設，保證優質可靠電力供應的同時，做好環境保護工作，謀求電網發展與保護環境的和諧統一，始終是各級政府/社會公眾和電網企業的共同愿望。為此，我寫了這篇論文，介紹了公眾最為關心且與人民生活息息相關的電磁環境問題。

全文依次介紹了輸變電常識、輸變電工頻電場、輸變電工頻磁場和輸變電環保管理等四個方面的內容。

2 電力工業的特點

電力工業是生產、輸配和銷售電能的行業，是國民經濟重要的基礎產業。電力工業將煤炭、水力、石油、天然氣、核燃料、風力、太陽能、潮汐、地熱等一次能源轉換為清潔、便利的二次能源。由于現代技術還不能直接、大量地儲存電能，因此，電能的產、供、銷必須同時完成。現代電力工業采用超臨界大容量發電機級和特高壓、超高壓輸電及其他先進技術，以更好地滿足社會不斷增長的用電需求。

2.1 電力系統主要由發電廠、輸配電系統和用戶組成。

發電廠發出的電先由升壓變電站的變壓器升高電壓后，經輸電線路送往用電地區； 到達用電地區后，由降壓變電站的變壓器降低電壓，再經配電線路分送到各用戶。

2.2 配電系統的組成

2.3 我國輸配電系統的分類

我國輸配電系統分交流輸配電系統和直流輸電系統兩大類。交流輸配電系統主要有九種電壓等級，直流輸電系統有兩種電壓等級。見表2、3。

3 輸變電設施電磁環境的分析

3.1 電場和磁場的產生

有電壓就有電場，有電流就有磁場。當電器接入電源，周圍就有電場； 接入電源的電器，即使電器開關關閉，電場依然存在。電器開關開啟，有電流通過，電器周圍就有磁場。

3.2 什么是工頻電場和工頻磁場？

交流輸變電設施產生的電場和磁場屬于工頻電場和工頻磁場。工頻又稱電力頻率。工頻的特點是頻率低/波長長。我國工頻是50赫，波長是6000千米。

3.3 什么是電磁輻射？

電磁輻射是指電磁輻射源以電磁波的形式發射到空間的能量流。電磁輻射源發射的電磁波頻率越高，它的波長就越短，電磁輻射就越容易產生。一般而言，只有當輻射體長度大于其工作波長的四分之一值時，才有可能產生有效的電磁輻射。

交流輸變電設施產生的工頻電場和工頻磁場屬于極低頻場，是通過電磁感應對周圍環境產生影響的。工頻電場和工頻磁場的頻率只有50赫，波長很長，達6000千米，而輸電線路本身，由于其長度一般遠小于這個波長，因此不能構成有效的電磁輻射。同時，工頻電場與工頻磁場彼此又是互相獨立的，有別于高頻電磁場。高頻電磁場的電場和磁場是交替產生向前傳播而形成電磁能量的輻射。在國際權威機構的文件中，交流輸變電設施產生的電場和磁場被明確地稱為工頻電場和工頻磁場，而不稱電磁輻射。

工頻電場、磁場是一種極低頻場，世界衛生組織認為，關于極低頻場范疇的電磁場曝露，在電磁場強度低于國際導則限值（電場強度5千伏/米，磁感應強度0.1毫特）的情況下，不具有有害的健康影響。

4 輸變電工頻電場篇

4.1 什么是輸變電工頻電場強度？

輸變電工頻電場強度是用來衡量輸變電設施周圍空間某個點位一定方向上的電場強弱的尺度。計量單位為千伏/米

4.2 輸電線路產生的工頻電場強度的特點？

輸電線路產生的工頻電場強度的特點：一是隨著離開導線距離增加，電場強度降低很快，且在距地面約2米的空間，電場基本上是均勻的； 二是工頻電場很容易被樹木、房屋等屏蔽，受到屏蔽后，電場強度明顯降低。

國家環境保護總局在輸變電工程環境影響評價技術規范中規定，居民區輸變電工程工頻電場強度的推薦限值為4千伏/米。這個限值是針對居民區的，其他地區的限值寬于居民區限值。國際非電離輻射防護委員會（ICNIRP）于1998年了《限制時變電場、磁場和電磁場曝露的導則（300GHz以下）。在這個導則中，對公眾的限值是5千伏/米。此限值對保護公眾健康已留有足夠的安全裕度，得到世界衛生組織的認可與推薦，已被包括歐美發達國家在內的許多國家所采用。我國的推薦限值比國際導則對公眾的限值要嚴，在數值上小1千伏/米。

4.3 為什么有的變電站要建在居民區內？

隨著城市建設的不斷發展，居民區越來越多，負荷密度越來越大，每戶居民的用電量也隨著生活水平的提高在不斷出現增加，而一座變電站的供電能力和供電范圍又是有限的。因此，為了滿足居民的用電需求，保證供電可靠性和供電質量，在居民區建設變電站是難以避免的。

戶外式變電站站界工頻電場強度在每米幾伏到幾百伏之間，靠近變電站進出線處稍高。變電站在設計時，均按照相關技術規范要求，保證變電站相鄰居民區的電場強度低于國家規定4千伏/米的限值。戶內式和半戶內式變電站站界工頻電場強度則比戶外式變電站更低。

5 輸變電工頻磁場篇

5.1輸變電工頻磁場強度是用來衡量輸變電設施周圍空間某個點位在一定方向上的磁場強弱的尺度，計量單位為安/米。磁場強度通常可用磁感應強度，又稱磁通密度表示，計量單位為特斯拉。輸變電設施產生的工頻磁場磁感應強度一般都很小，常用毫特或微特表示。

1特=1000毫特=1000000微特 1毫特=12.56×104安/米

5.2輸電線路工頻磁場強度的特點：一是隨著用電負荷的變化，即通過輸電線路電流的變化，工頻磁場強度也隨著變化，二是隨著與輸電線路距離的增加，工頻磁場強度快速降低，并且與工頻電場強度相比，工頻磁場強度隨著距離變遠，下降得更快。

國家環境保護總局在輸變電工程環境影響評價技術規范中，推薦公眾的工頻磁感應強度限值是0。1毫特（即100微特），與國際標準相同。

輸電線路周邊的工頻磁場強度主要取決于線路電流的大小/線路導線的排列方式/觀測點與導線的距離等。根據實際測算，三種最常見電壓等級輸電線路的工頻磁感應強度都遠小于100微特。

5.3變電站站界工頻磁感應強度主要來源于進出線的影響。變電站站界1米外的工頻磁感應強度小于10微特，遠低于我國規定的推薦限值100毫特。戶內變電站周圍的工頻磁感應強度則趨于本底值。

5.4 家用電器的工頻磁場強度

將表中數據與以上介紹的輸變電工頻磁感應強度值比較可見，對輸變電工頻磁場影響，人們可不必過多擔心。

篇10

關鍵詞：無線電傳輸技術；技術方法研究；應用；綜述

引言

無線電技術在近幾年不斷的發展和改善過程中已成為未來十大尖端的技術之一。其應用領域十分廣泛，當前主要的幾種無線電能傳輸技術包括：電磁感應技術、電磁共振技術以及微波電能傳輸等。為了無線電傳輸技術能夠更好的發展，在實際的供電應用過程中發揮最大的優勢，提高設備供電系統可靠性及安全性，對當前的技術原理及方法進行詳細的了解并掌握，同時，關注其應用領域及發展前景是十分必要的。只有明確其發展方向，才能不斷對這一技術進行改進和完善，下文就對此作一定的闡述。

1無線電能傳輸技術及發展

當前，我國的無線電能傳輸技術還處于不斷的發展過程中。傳統電力傳輸技術必須依靠有線傳輸來進行，通常采用電纜線來最為傳輸的載體，但在電力傳輸過程中由于電線的長度無法避免傳輸過程中電能損耗的產生，不僅如此，采用有線傳輸的方式，還會有線路老化或是尖端放電等導致電火花的安全隱患，設備供電的可靠性以及安全性都得不到有效的保障。另一方面，在一些特殊的供電場合，采用有線傳輸的供電方式無法保證正常的供電，容易導致極大的事故造成損失，例如：海底、礦場等。同時，當前的人類生活離不開電，用電設備多種多樣，不計其數，若采用電線傳輸，則必須使用多種多樣的電源線，給人們的生活帶來了不便，同時也埋下了用電安全的安全隱患。可見，采用無線電能傳輸方式是社會發展的必然趨勢，隨著科研技術的發展，無線電傳輸技術經歷了激光、電磁感耦合以及磁場諧振等方式的轉變，不斷提高了電能的傳輸功率，對比有線傳輸，無線電能傳輸方式在對電磁環境有較高的要求且對功率的要求較低的場合能夠發揮出其優勢。總之，隨著無線電能傳輸技術的研究和發展，已經能夠實現大功率的電能傳輸，能夠適應遠、近距離等不同場合、不同功率需求的電能傳輸。

2幾類無線電能傳輸技術

2.1電磁感應無線電傳輸

電磁感應無線電能傳輸技術是基于電磁感應原理的傳輸系統，以磁場作為媒介，利用變壓耦合器來進行無線電能的傳輸。這一系統通常包括四個組成部分：交流電源、一次側變換器以及可分離變壓器及二次側變換器。但基于電磁感應的電能傳輸系統其耦合系統是較為疏松的，傳輸能力也一般，因此，通常需要利用高頻變換器來作為電磁感應無線電傳輸系統的一次測變換器。另外，這一系統中的可分離變壓器是最重要的構成部分，保證和決定了整個電能傳輸系統的穩定劑效率。

2.2射頻電能傳輸

射頻電能傳輸方式主要是通過功率放大器來發射所需的射頻信號，再進行檢波、高頻整梳等步驟得到直流電來供給負載使用。便攜式終端在待機過程中依然會有功率的損耗，因此，將射頻電能發射器安裝在室內電燈等電器中，能夠向這些便攜式終端隨時充電而不需要通過充電器的連接。這一電能傳輸技術的優勢是該技術進行無線電能傳輸的距離較遠，能夠達到10m，但功率較小，最高的功率也只能達到百毫瓦的級別。

2.3電磁共振技術

電磁共振是通過對發射裝置以及接收裝置其參數的合理調節，讓發射線圈以及接受線圈之間產生合理的電磁共振而進行電能傳輸的過程，在這一共振頻率電源的驅動下，系統能夠達到電諧振的狀態，實現能量從發射端到接收端之間的高效傳遞，這一技術就被稱為電磁諧振型電能傳輸技術。

2.4微波電能傳輸技術

微波電能傳輸技術是指通過微波來傳輸電能，這一技術的原理是先將電能轉化為微波，將其發射并輻射到周圍的空間中，負載再通過整流的方式，將微波再轉化為直流電來使用。通常微波電能傳輸技術的傳輸距離較短，且傳輸過程的功率較小，因此，微波電能傳輸技術所具有的應用范圍較窄，只適用于距離較短且供電較小的電器來使用。

2.5激光電能傳輸技術

激光電能傳輸技術是通過輻射放大原理來將電能轉化為激光，再將激光發射，接收裝置接收激光后進行光電轉換，接收裝置通常是光伏電池。由于激光發射后的方向性較好，且傳播距離遠、傳播過程中能量集中，具有較高的傳輸效率，能夠在較小的范圍內集中采集較多的光能，因此，激光電能傳輸技術具有傳輸距離較遠的有點，且接收裝置小、效率高，通常被應用于微型飛機、航天器等設備中來進行遠程的電力傳輸，具有極大的應用價值。對于微型飛行器等的續航具有重要意義。

3無線電能傳輸技術的應用

3.1電動汽車中的應用

無線電能傳輸可以應用到電動汽車供電系統中的無線充放電中，有效解決了各類充電樁在電動汽車中的建設問題，同時也將電動汽車的充電分散開，在一定程度上也緩解了大量電動汽車進行規模化的充放電對于傳輸電網造成的沖擊。當前，將無線電能傳輸技術應用到電動汽車中成為國內各汽車生產商以及科研機構的熱點研究項目，也取得了一定的成果。將無線電能傳輸技術應用到電動汽車中對于智能電網來說，具有積極作用。主要表現為以下幾點：首先，能夠有效一直可再生能源輸出及波動，電動車采用無線電充放電技術，與電網能夠產生更強的互動，通過智能互動系統的連接來自動控制電動汽車合理的進行充放電，提高可再生能源消納能力。其次，能夠有效減少電動車充放電對電網帶來的沖擊影響，與有線的充電方式相比較，無線充電方式將充電地點分散開來，有利于提高電動汽車充電的聚集度，由于電動汽車充放電與電網之間并無物理連接，充電過程也變得更具靈活性、安全性，分散連續充電也降低了快速充電，有效減輕電動汽車的充放電對電網帶來的沖擊。另外，能夠有效的降低對于電池容量需求，電動汽車行駛距離越長，則電池就越容易失效，用戶必須及時更換新的電池。采用無線充電形式，能夠減少電池容量，降低更換電池所需的成本。

3.2智能家居中的應用

隨著智能化技術的研究和發展，智能家居稱為近幾年的熱門話題，而對于智能家居中的家用電器來說，采用無線電能傳輸技術具有較為明顯的優勢，能夠擺脫傳統的充電線纜對電器互聯的限制，體現出了更大的便捷化、人性化，人們更加趨向于“無尾”家電的應用。

3.3醫療設備中的應用

在醫療設備中，無線電能傳輸技術同樣能體現出較大的優勢，主要是應用與集中植入式的醫療設備中進行無線供電，例如：心臟起搏器、全人工心臟等等。植入式的醫療設備通常所需的供電功率較小，適宜采用植入式電池的無線充電等方式來進行供電。在人體植入式設備中進行非接觸式的無線電能傳輸是當前研究的主要熱點，無線電能傳輸在醫療設備中的應用主要具有以下幾點優勢：第一，避免導線與人體皮膚直接接觸，防止由于感染而出現并發癥；第二，避免植入式電池的電能耗盡之后需要進行手術來更換的問題，降低了由于手術而帶來的二次傷害；避免人體皮膚直接進行電氣連接，消除了意外點擊的安全隱患，消除了物理層面的磨損以及電氣腐蝕，具有較高的安全性、可靠性。

3.4工業中的應用

將無線電能傳輸技術應用到工業中，具有廣闊的發展前景。在工業中的特殊場合中，例如設備監測裝置、水下機器人等，在以往的供電過程中，即使這些特殊的場合也通常采用換電池或是電纜傳輸的方式來進行供電，造成設備無法正常使用及維護。而采用無線電能傳輸技術能夠有效的克服這些缺點。

4結束語

綜上所述，無線電能傳輸技術經過較長時間的發展，當前能夠被應用到許多領域中，為人們的生產生活帶來較大的方便，具有較高的安全性以及可靠性。但在其發展過程中，同樣存在較多的問題需要解決，例如，理論不夠完善等。因此，在今后的發展過程中，應當積極探索，不斷創新，在技術上取得突破，將無線電能傳輸技術進一步完善，提高其供電效率和傳輸距離，為人們的生活帶來更多的便捷。

參考文獻

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[2]范興明，莫小勇，張鑫.無線電能傳輸技術的研究現狀與應用[J].中國電機工程學報，2015，5（20):94-95.