电气技术|会威胁人身安全，如何有效抑制？，无线电能传输系统的电磁干扰
传统的有线充电技术仍然是目前电力传输的主要方式 ， 通过插头和插座的物理性连接实现电能的传输 。 然而 ， 它也存在各种各样的问题 ， 如摩擦与老化引起的安全问题 ， 便携式电子设备和植入式医疗设备充电的不便 ， 以及在矿井和水下工作环境下电力传输的危险性 。
无线电能传输（WirelessPowerTransfer,WPT）技术作为一项新型的电能传输方式 ， 可有效地实现非接触式电能传输 ， 减少触电危险的同时大大地提高了充电系统的安全性 。 随着无线电能传输技术研究的不断加深和推广 ， 无线充电产品将成为未来最有潜力的市场之一 。
由于无线电能传输系统在传播过程中需要借助磁耦合机构将发射侧的电能转化成高频磁场 ， 电磁场是WPT系统传输电能的介质 ， 其带来的电磁辐射问题将给公众的人身安全带来严重的威胁 。
为了有效地抑制无线电能传输系统的电磁干扰 ， 使其满足ICNIRP等电磁兼容导则 ， 合理的电磁干扰抑制措施逐渐成为国内外研究工作者的研究重点 。 作者详细介绍了电磁屏蔽技术和扩频技术这两类抑制技术 ， 同时对其他电磁抑制措施进行简单的介绍 。
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【电气技术|会威胁人身安全，如何有效抑制？，无线电能传输系统的电磁干扰】1电磁屏蔽技术
电磁屏蔽技术作为目前WPT系统电磁辐射抑制的主流措施 ， 在无源屏蔽技术、有源屏蔽技术以及谐振无功电流环等抑制措施上已经拥有许多进展性的研究成果 。 有学者以消费电器和在线供电电动汽车（On-LineElectricVehicle,OLEV）的WPT系统为研究对象 ， 探究了无源屏蔽技术和谐振无功电流环法在WPT系统电磁辐射抑制的应用效果 ， 并通过实物电路实验验证所提方法的可靠性 。
1.1无源屏蔽技术
无源屏蔽技术是指使用金属屏蔽材料对耦合线圈产生的高频交变磁场进行屏蔽的一种电磁辐射抑制技术 ， 该技术目前已经成为WPT系统电磁辐射最常用的抑制手段 。 无源屏蔽技术使用的金属屏蔽材料主要包括铁磁性金属材料和非铁磁性金属材料 。
铁磁性屏蔽材料可以为耦合线圈产生的磁场提供一条高磁导率的通道 ， 这有利于减小线圈产生的漏磁场；而非铁磁性屏蔽材料通过导电材料产生反向的涡流磁场 ， 从而对原磁场进行一定程度的抵消 。
由于两种金属屏蔽材料都会显著改变WPT系统的电气参数 ， 故需要考虑屏蔽体对原有WPT系统的传输性能影响 。 同时 ， 两种金属屏蔽材料对线圈自感和互感数值的影响方向相反 ， 且屏蔽效果各有不同 ， 实际过程中往往采用两种屏蔽材料相结合的方式来对WPT系统的电磁辐射进行有效的抑制 。
有学者对无屏蔽、铁磁性材料屏蔽以及铁磁性与非铁磁性材料屏蔽相结合这三种情况下的线圈磁场进行了电磁仿真分析 ， 不同屏蔽条件下线圈电场分布如图1所示 。 从仿真结果可知 ， 铁磁性材料对线圈电磁场能够起到一定的屏蔽作用 ， 同时结合非铁磁性屏蔽材料后 ， 屏蔽体竖直方向上的漏磁场得到了很好的抑制 。
但需要说明的是 ， 该屏蔽方法并没有减弱水平方向上的漏磁场 。 同时铁磁性屏蔽体会显著增大线圈的自感和耦合系数 ， 但其对线圈产生的高频磁场屏蔽效果有限；而非铁磁性屏蔽体的引入会造成线圈自感和耦合系数的减小 ， 其对屏蔽体竖直方向的漏磁场有着显著的屏蔽抑制效果 。 实际过程中常常通过铁磁性屏蔽体和非铁磁性屏蔽体相结合来实现对WPT系统的电磁辐射屏蔽 。
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图1不同屏蔽条件下线圈电场分布
除此之外 ， 大量学者也对WPT系统的无源屏蔽技术进行了应用研究 。
有学者通过添加铁氧体和铝板屏蔽的方式 ， 探究了电动汽车WPT系统无源屏蔽技术的屏蔽效果 。
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