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公开(公告)号：CN109067010B
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201810892260.2
申请日：2018-08-07
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网有限公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种双频近零磁导率的屏蔽电磁超材料，属于电磁材料防护技术领域。该屏蔽电磁超材料包括顶层材料片、中间预浸层和底层材料片；所述顶层材料片包括第一介质基板和分别刻蚀在第一介质基板正面和反面的第一谐振结构；所述底层材料片包括第二介质基板和分别刻蚀在第二介质基板正面和反面的第二谐振结构；所述中间预浸层位于所述顶层材料片和底层材料片之间；所述第一谐振结构和第二谐振结构为呈矩阵排列的周期性方螺旋谐振线圈。本发明超材料具有质量轻，厚度薄、体积小以及能量损耗小等优点，应用于频率为13.5MHz‑14MHz的电磁波以及该频率电磁波产生的频率为27MHz‑27.6MHz的第一高次谐波的屏蔽。
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公开(公告)号：CN109474079A
公开(公告)日：2019-03-15
申请号：CN201811419819.6
申请日：2018-11-26
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网有限公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种无线电能传输装置，包括信号发生器、功率放大器、驱动线圈、发射线圈、电磁超材料、接收线圈、负载线圈、衰减器和频谱分析仪；其中，信号发生器输出微弱正弦信号，经由功率放大器将放大后的能量传输给驱动线圈，驱动线圈产生感应磁场，经发射线圈耦合发射电磁场，电磁超材料对其聚焦，并抑制其向周边辐射，接收线圈将接收的电磁场经过电磁感应产生交变电流和交变磁场，进一步感应到负载线圈产生电流，通过衰减器将能量衰减，传递给频谱分析仪。与传统加载超材料的无线电能传输系统相比，本发明解决了电力电子器件在兆赫兹频率状态下难以通断的问题，进而实现了较大功率的输出；同时，本发明不仅能够测量系统传输参数，而且能准确表征系统效率。
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公开(公告)号：CN109067010A
公开(公告)日：2018-12-21
申请号：CN201810892260.2
申请日：2018-08-07
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网有限公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种双频近零磁导率的屏蔽电磁超材料，属于电磁材料防护技术领域。该屏蔽电磁超材料包括顶层材料片、中间预浸层和底层材料片；所述顶层材料片包括第一介质基板和分别刻蚀在第一介质基板正面和反面的第一谐振结构；所述底层材料片包括第二介质基板和分别刻蚀在第二介质基板正面和反面的第二谐振结构；所述中间预浸层位于所述顶层材料片和底层材料片之间；所述第一谐振结构和第二谐振结构为呈矩阵排列的周期性方螺旋谐振线圈。本发明超材料具有质量轻，厚度薄、体积小以及能量损耗小等优点，应用于频率为13.5MHz‑14MHz的电磁波以及该频率电磁波产生的频率为27MHz‑27.6MHz的第一高次谐波的屏蔽。
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公开(公告)号：CN108599391B
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN201810374667.6
申请日：2018-04-24
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种基于近零磁导率超材料的无线输电装置，包括同轴设置的驱动线圈、发射线圈、负载线圈、接收线圈以及屏蔽结构；屏蔽结构的材料为近零磁导率超材料；发射线圈和接收线圈的谐振频率均与屏蔽结构中超材料的磁导率为0时的工作频率相同；由于电磁耦合及谐振耦合，驱动线圈中产生的交变磁场最终传输至负载线圈；屏蔽结构的两个面或多个面以发射线圈和接收线圈之间的能量传输通道为中心轴对称设置；交变磁场入射到屏蔽结构的面时，会发生偏折，使得接收线圈接收到的磁场较多，并且传输通道外的磁场减弱，从而屏蔽传输通道外的磁场。本发明能够有效抑制能量传输过程中的电磁干扰和电磁辐射并提高能量传输的效率。
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公开(公告)号：CN108135118B
公开(公告)日：2020-02-14
申请号：CN201711344392.3
申请日：2017-12-15
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种针对电动汽车无线充电的零磁导率的屏蔽超材料，包括介质基板、谐振电容和附着在介质基板上成周期性排布的谐振结构，谐振结构为方形的开口谐振环并用金属线连接的谐振线圈，谐振电容焊接在介质基板的背面并与谐振结构相连。通过对单元几何尺寸的设计和优化，使得超材料在无线输电工作频率附近具有等效的零磁导率的特性。当电磁波入射到零磁导率的超材料上时，电磁波会发生反射，从而对传输通道外的磁场具有很好的屏蔽作用，同时提升无线输电系统的传输效率。本发明中的针对电动汽车无线充电的零磁导率的屏蔽超材料，适用于解决目前令人关注的电动汽车无线充电技术中电磁辐射对人类及环境的影响问题。
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公开(公告)号：CN108494112A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810373854.2
申请日：2018-04-24
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
IPC分类号： H02J50/12
摘要： 本发明公开了一种用于无线电能传输系统的超材料等效电路的分析方法，包括：将超材料单元等效为一个包括谐振线圈、附加电容和介质基板的RLC谐振电路；调整RLC谐振电路，使得超材料单元的谐振频率为系统工作频率时，其等效磁导率为-1；将N个超材料单元按照阵列周期结构排列组合，得到超材料；将超材料加载到发射线圈与接收线圈之间，并计算各模块之间的互感；建立系统的电路矩阵方程，从而求解电路参数，并进一步计算系统的传输效率；改变超材料与发射线圈的距离，得到最佳介入位置。本发明能够更加深入准确地分析超材料加载到无线电能传输系统的作用规律和耦合机制，并简化了分析过程。
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公开(公告)号：CN108494112B
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN201810373854.2
申请日：2018-04-24
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
IPC分类号： H02J50/12
摘要： 本发明公开了一种用于无线电能传输系统的超材料等效电路的分析方法，包括：将超材料单元等效为一个包括谐振线圈、附加电容和介质基板的RLC谐振电路；调整RLC谐振电路，使得超材料单元的谐振频率为系统工作频率时，其等效磁导率为‑1；将N个超材料单元按照阵列周期结构排列组合，得到超材料；将超材料加载到发射线圈与接收线圈之间，并计算各模块之间的互感；建立系统的电路矩阵方程，从而求解电路参数，并进一步计算系统的传输效率；改变超材料与发射线圈的距离，得到最佳介入位置。本发明能够更加深入准确地分析超材料加载到无线电能传输系统的作用规律和耦合机制，并简化了分析过程。
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公开(公告)号：CN108599391A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810374667.6
申请日：2018-04-24
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种基于近零磁导率超材料的无线输电装置，包括同轴设置的驱动线圈、发射线圈、负载线圈、接收线圈以及屏蔽结构；屏蔽结构的材料为近零磁导率超材料；发射线圈和接收线圈的谐振频率均与屏蔽结构中超材料的磁导率为0时的工作频率相同；由于电磁耦合及谐振耦合，驱动线圈中产生的交变磁场最终传输至负载线圈；屏蔽结构的两个面或多个面以发射线圈和接收线圈之间的能量传输通道为中心轴对称设置；交变磁场入射到屏蔽结构的面时，会发生偏折，使得接收线圈接收到的磁场较多，并且传输通道外的磁场减弱，从而屏蔽传输通道外的磁场。本发明能够有效抑制能量传输过程中的电磁干扰和电磁辐射并提高能量传输的效率。
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公开(公告)号：CN108135118A
公开(公告)日：2018-06-08
申请号：CN201711344392.3
申请日：2017-12-15
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网公司 , 国网山东省电力公司电力科学研究院
摘要： 本发明公开了一种针对电动汽车无线充电的零磁导率的屏蔽超材料，包括介质基板、谐振电容和附着在介质基板上成周期性排布的谐振结构，谐振结构为方形的开口谐振环并用金属线连接的谐振线圈，谐振电容焊接在介质基板的背面并与谐振结构相连。通过对单元几何尺寸的设计和优化，使得超材料在无线输电工作频率附近具有等效的零磁导率的特性。当电磁波入射到零磁导率的超材料上时，电磁波会发生反射，从而对传输通道外的磁场具有很好的屏蔽作用，同时提升无线输电系统的传输效率。本发明中的针对电动汽车无线充电的零磁导率的屏蔽超材料，适用于解决目前令人关注的电动汽车无线充电技术中电磁辐射对人类及环境的影响问题。
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公开(公告)号：CN109038867A
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201810909517.0
申请日：2018-08-10
申请人： 华中科技大学 , 中国电力科学研究院有限公司 , 国家电网有限公司 , 国网江西省电力有限公司电力科学研究院
IPC分类号： H02J50/50
CPC分类号： H02J50/50
摘要： 本发明公开了一种基于负磁和零磁超材料结合的无线输电系统性能提升装置，应用于包括发射装置和接收装置的无线电能传输系统，属于无线电能传输性能领域，它包括负磁导率超材料和近零磁导率超材料，其中，负磁导率超材料放置于发射装置和接收装置之间；近零磁导率超材料有两个，分别放置于发射装置的前面和接收装置的后面，用于接收入射的泄露的磁场，并使磁力线发生反射。本发明装置能够可在有效降低无线电能传输系统的磁场泄露的同时，提升系统的传输效率，且易于实施、成本较低。
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