kategorije: Kako to djeluje
Broj pregledavanja: 2634
Komentari na članak: 0

Metoda elektromagnetske indukcije u bežičnom prijenosu energije

 

Način prijenosa električne energije na daljinu bez korištenja vodljivog medija naziva se bežični prijenos električne energije. Do 2011. godine provedeno je nekoliko uspješnih pokusa u mikrovalnom rasponu kapaciteta nekoliko desetaka kilovata, dok je učinkovitost bila oko 40%.

To se dogodilo prvi put 1975. u Kaliforniji, a drugi put 1997. na otoku Reunion. Najduža udaljenost bila je oko jedan kilometar, proveden je eksperiment kako bi se proučile mogućnosti uštede energije jednog sela bez korištenja tradicionalnog kabela.

Tehnološki principi prijenosa električne energije na daljinu uključuju, ovisno o udaljenosti prijenosa, sljedeće. Na malim udaljenostima pri malim snagama - indukcijske i rezonantne metode, kao što su u RFID oznakama i pametne kartice. Na velikim udaljenostima i pri velikim snagama - metoda usmjerenog elektromagnetskog zračenja u rasponu od UV do mikrovalne.

Pogledajmo pobliže metodu indukcije. Bežični prijenos energije putem elektromagnetske indukcije podrazumijeva uporabu bliskog elektromagnetskog polja na udaljenostima proporcionalnim 17% valne duljine. Dno crta je da energija bliskog polja sama po sebi ne zrači, postoje samo mali gubici od zračenja i otpora.

Metoda elektromagnetske indukcije u bežičnom prijenosu energije

Elektrodinamička indukcija djeluje na ovaj način. Kad izmjenična električna struja prođe kroz primarni namot, oko njega se nalazi naizmjenično magnetsko polje, koje istovremeno djeluje na sekundarno navijanje, inducirajući promjenjivi EMF i, u skladu s tim, izmjeničnu struju.

Da bi se postigla veća učinkovitost, relativni položaj primarnog i sekundarnog namotaja treba biti dovoljno blizu. Ako se u eksperimentalnim uvjetima sekundarno navijanje počne udaljavati od primarnog, tada će dio magnetskog polja koji dopire do sekundarnog namota i prelazi njegove zavoje postati manji.

Kako se uklanja sekundarni namot, čak i na malom razmaku, indukcijska spojka između namotaja će s vremenom postati toliko mala da će se većina energije koju prenosi magnetsko polje trošiti krajnje neučinkovito i općenito uzalud.

Sličan sustav predstavljen je u svom najjednostavnijem obliku. u klasičnom električnom transformatoru, Napokon, transformator je najjednostavniji uređaj za bežični prijenos energije, jer njegova primarna i sekundarna namotaja nisu galvanski spojena jedno s drugim. Prijenos energije iz primarnog u sekundarni se u njemu provodi kroz proces koji se naziva uzajamna indukcija. Glavna funkcija transformatora je povećati ili smanjiti napon koji se isporučuje u primarnom namotu.

U beskontaktnim punjačima za pokretnu opremu, za električne četkice za zube i indukcijske ploče za kuhanje primjenjuju se samo metode elektrodinamičke indukcije. Nedostatak prijenosa energije na ovaj način je taj što je učinkovito djelovanje vrlo malo. Da bi postigli odgovarajuću učinkovitost, odašiljač i prijamnik moraju biti postavljeni vrlo, vrlo blizu jedan drugom, gotovo blizu principa da mogu međusobno učinkovito komunicirati.

Bežični prijenos energije

Da bi se povećala učinkovitost metode indukcije, korisno je uvesti takav fenomen električne rezonancije u takav sustav, što će povećati efektivnu udaljenost prijenosa. Dodavanjem oscilacijskog kruga u rezonantni krug, on svojim djelovanjem u određenoj mjeri povećava efektivnu udaljenost prijenosa. Da bi se došlo do rezonancije, petlje odašiljača i prijamnika moraju biti podešene na istu zajedničku frekvenciju.

Shema izravne bežične struje za uređaje

Učinkovitost takvog sustava može se poboljšati ispravljanjem valnog oblika upravljačke struje, odstupanjem od sinusoidnog u prijelazni ne-sinusoidni, impulsni.

Tada se impulsni prijenos energije vrši u nekoliko ciklusa, a značajna snaga može se pod takvim uvjetima prenijeti iz jednog LC kruga u drugi, i s nižim koeficijentom spajanja nego bez korištenja rezonantnih krugova. Oblici zavojnica se ne mijenjaju, a u svakom slučaju to su ravne spirale ili jednoslojni solenoidi s kondenzatorima koji su spojeni na njih, neophodne za podešavanje prijemnog elementa na rezonantnu frekvenciju odašiljača.

Tradicionalno se rezonantna elektrodinamička indukcija koristi u bežičnim punjačima baterija mobilnih uređaja, poput mobitela i medicinskih implantata, kao i u električnim vozilima. Lokalizirani uređaji za punjenje koriste izbor određenog svitka odašiljača iz niza višeslojnih namotaja.

U ovom slučaju, pojava rezonancije djeluje kako u krugu predajne ploče punjača, tako i u prijemnom krugu modula za punjenje koji je montiran na uređaju za punjenje, tako da je učinkovitost prijenosa i prijema energije maksimalna. Tehnologija ove konfiguracije je univerzalna i može se koristiti za bežično punjenje raznih naprava opremljenih odgovarajućim rezonantnim prijemnicima.

Qi standard za bežično punjenje

Tehnika ovog plana usvojena je kao dio Qi standarda bežičnog punjenja. Ovaj standard pruža dvije mogućnosti za prijenos energije: nisku snagu - od 0 do 5 vata i srednju snagu - do 10 vata. Standard je razvijen nakon 2008. bežičnog energetskog konzorcija (WPC) za indukcijski prijenos energije do 4 cm.

Oprema s podrškom za Qi uključuje odašiljač s ravnom zavojnicom (nalazi se iza ploče) spojen na stacionarni izvor napajanja i kompatibilni prijemnik koji je ugrađen unutar uređaja za punjenje (također u obliku ravne zavojnice). PKad koristite punjač, ​​spojeni uređaj postavlja se na ploču odašiljača. U ovom se slučaju primjenjuje princip elektromagnetske indukcije između ove dvije ravne zavojnice, kao u transformatoru.

Qi omogućen punjač

Qi se danas koristi u nekim uređajima: Apple, Asus, HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, Xiaomi, Sony, Yota Devices. Cilj konzorcija je stvoriti jedinstveni standard za tehnologiju indukcijskog punjenja kako bi bežični punjači bili poznati atribut javnih mjesta, poput kafića, zračnih luka, sportskih arena itd.

Resonančna elektrodinamička indukcija također se koristi za izravno bežično napajanje uređaja koji nemaju baterije unutar. Uključuju RFID oznake i beskontaktne pametne kartice. Sličan princip vrijedi i za prijenos električne energije. u Teslinom transformatoru - od primarnog kruga - induktora - do rezonatora koji se nalazi unutar njega. Sam Teslin transformator, zauzvrat, služi i kao bežični odašiljač energije, samo više elektrostatički od elektromagnetskog.

Pogledajte također na elektrohomepro.com:

  • Kako je uređeno i radi bežično punjenje telefona
  • Qi Electronic Power Wireless Standard
  • Načini bežičnog prijenosa energije
  • Transformatori i autotransformatori - u čemu je razlika i značajka
  • Rezonantna metoda bežičnog prijenosa električne energije Nikole Tesle

  •