在不改變電磁爐各種功能的情況下,將電磁爐的加熱線圈作為無線電能傳輸系統的發射線圈,在其控制電路中加入無線通信接收電路,在其軟件程序中植入無線供電子程序;通過配置、多目標優化設計果蔬機(豆漿機)的接收線圈及其屏蔽層結構參數、設計接收電路及其諧振補償網絡,并在接收端電路中加入無線通信發射電路。這樣當果蔬機(豆漿機)放置在電磁爐盤上時,通過無線通信識別,電磁爐就可以向果蔬機(豆漿機)進行無線供電了。
該項目已取得發明專利5項,其中4項涉及硬件電路及其控制,1項涉及采樣方法。另外有5項公開的發明專利申請,3項涉及硬件電路及控制,2項涉及磁耦合器的優化設計。通過科技查新報告,說明該項目具有多項創新、填補國內空白,屬于首創發明。
本項目具體創新工作如下:
1)把電磁爐和果蔬機(豆漿機)無線傳能有機結合、把無線接收線圈及其屏蔽層結構參數進行了多目標優化設計;
2)無線接收電路及其諧振補償網絡參數的優化設計
3)對二合一新產品中所使用的磁耦合器做了結構上的創新,在顯著提升系統整體性能的同時,實現了磁耦合器的輕量化和小型化。
樣機實測主要技術指標
輸入:220V/50Hz交流電
電磁爐輸出功率:300-2100W
額定無線傳能功率:600W(前期)
無線傳輸距離:18mm
無線傳輸效率:91.6%
功率因數:>0.94
該項目目前處于原理性樣機到實際商業化樣機的過渡優化階段,即將進入市場推廣階段。本樣機是在青島大學無線電能傳輸技術團隊取得LC單管逆變無線電能傳輸技術理論及成果的基礎上,將理論成果與實際需求相結合,將主電路和控制電路進行了升級改造,對接收端磁耦合器及補償網絡進行了設計與優化,搭建了原理性實驗樣機。目前青島魯渝能源科技有限公司在工藝實現方面為青島大學本項目組提供了極大的幫助,雙方合作成功推出了“電磁爐和無線供電果蔬機(豆漿機)二合一新產品”的原理新樣機。下一步將從成本、結構等方面不斷優化果蔬機(豆漿機)無線接收端模組,最終推出一款性價比高、家庭可接受的新產品。
該項目技術可用于果蔬機、豆漿機、電飯煲、保溫鍋等廚用電器,也可用于千瓦級以下功率等級的無線電能傳輸領域,如巡檢機器人、無人機等設備的無線充電。
用戶僅需在普通電磁爐價格的基礎上增加不到200元的成本即可獲得這種新產品,并且不再擔心果蔬機(豆漿機)電氣接觸部分被弄上水,極大方便了用戶。
2018年,中國電磁爐市場容量為2000萬臺,中國廚房生活電器的市場規模達到2500億人民幣。若有四分之一更換為此新產品,產業化后預計可形成占地200畝、規劃建筑面積4萬平方米的廠房和研發中心等設施,具備年產500萬套電磁爐和果蔬機(豆漿機)二合一新產品的能力,形成40億元產值和7.5億元利稅的規模。預計解決2500人的就業,預計市場前景廣闊,需求量十分巨大。
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