Како функционише бежични пренос снаге

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





Бежични пренос снаге је процес у коме се електрична енергија преноси са једног система на други систем кроз електромагнетне таласе без употребе жица или било ког физичког контакта.

У овом посту ћемо разговарати о томе како функционише бежични пренос снаге или пренос електричне енергије ваздухом без употребе жица.



Можда сте већ наишли на ову технологију и можда сте прошли кроз многе сродне теорије на Интернету.

Иако је Интернет можда препун таквих чланака који концепт објашњавају примерима и видео записима, читалац углавном не разуме основни принцип који управља технологијом и њене будуће изгледе.



Како функционише бежични пренос електричне енергије

У овом чланку ћемо отприлике покушати да добијемо идеју о томе како се догађа или ради бежични пренос електричне енергије или како се одвија или проводи и зашто је ту идеју тако тешко применити на великим удаљеностима.

Најчешћи и класичан пример бежичног преноса снаге је наша стара радио и ТВ технологија која функционише тако што шаље електричне таласе (РФ) са једне тачке на другу без каблова, за предвиђени пренос података.

Тешкоћа

Међутим, недостатак ове технологије је тај што она није у стању да пренесе таласе јаком струјом тако да преносна снага постане значајна и употребљива на пријемној страни за покретање потенцијалног електричног оптерећења.

Овај проблем постаје тежак, јер отпор ваздуха може бити у распону од милион мега ома, па га је изузетно тешко пресећи.

Још једна гњаважа која додатно отежава пренос на велике удаљености је фокусирана изводљивост енергије до одредишта.

Ако се пренесеној струји дозволи да се рашири под широким углом, одредишни пријемник можда неће моћи да прими послату снагу и можда ће добити само њен део, чинећи операцију крајње неефикасном.

Међутим, пренос електричне енергије на кратке удаљености без жица изгледа много лакше и многи су је успешно применили, једноставно зато што на кратким удаљеностима горе наведена ограничења никада не постају проблем.

За бежични пренос снаге на кратке удаљености, отпор ваздуха који је наишао је много мањи, у опсегу од неколико 1000 мег охма (или чак и мањи, у зависности од нивоа близине), а пренос постаје изводљив прилично ефикасан укључивањем велике струје и висока фреквенција.

Стицање оптималног домета

Да би се постигла оптимална ефикасност удаљености до струје, фреквенција преноса постаје најважнији параметар у раду.

Више фреквенције омогућавају ефикасније прелазак веће удаљености, па је ово један од елемената који треба следити приликом осмишљавања уређаја за бежични пренос снаге.

Још један параметар који олакшава пренос је ниво напона, виши напони омогућавају укључивање ниже струје и одржавање уређаја компактним.

Покушајмо сада да схватимо концепт кроз једноставно постављено коло:

Постављање круга

Листа делова

Р1 = 10 ома
Л1 = 9-0-9 завоја, то јест 18 завоја са централном славином помоћу 30 СВГ супер емајлиране бакарне жице.
Л2 = 18 окретаја користећи 30 СВГ супер емајлираних бакарних жица.
Т1 = 2Н2222
Д1 ---- Д4 = 1Н4007
Ц1 = 100уФ / 25В
3В = 2 ААА 1,5В ћелије у серији

Горња слика приказује једноставан бежични круг за пренос снаге који се састоји од степена предајника на левој и степена пријемника на десној страни дизајна.

Обе фазе се могу видети одвојене са значајним ваздушним размаком за предвиђени помак електричне енергије.

Како то ради

Фаза предајника снаге изгледа као коло осцилатора направљено кроз мрежни круг са повратном спрегом преко НПН транзистора и индуктора.

Да, тачно је да је предајник заиста ниво осцилатора који ради пусх-пулл за индукцију пулсирајуће високофреквентне струје у придруженој завојници (Л1).

Индукована високофреквентна струја развија одговарајућу количину електромагнетних таласа око калема.

Налазећи се на високој фреквенцији, ово електромагнетно поље може се раздвојити кроз ваздушни отвор око себе и досегнути до удаљености која је дозвољена у зависности од његове тренутне снаге.

Може се видети ступањ пријемника који се састоји само од допуњујућег индуктора Л2 прилично сличног Л1, који има једину улогу да прихвати пренете електромагнетне таласе и врати га у потенцијалну разлику или електричну енергију, иако на нижем нивоу снаге услед укљученог преноса губици у ваздуху.

Електромагнетни таласи генерисани из Л1 зраче се свуда около, а Л2 који је негде у линији погођен је тим ЕМ таласима. Када се то догоди, електрони унутар Л2 жица су присиљени да осцилирају истом брзином као и ЕМ таласи, што коначно резултира индукованом електричном енергијом и преко Л2.

Електрична енергија се исправља и филтрира на одговарајући начин преко повезаног исправљача моста и Ц1 који чине еквивалентни једносмерни излаз на приказаним излазним стезаљкама.

Заправо, ако пажљиво сагледамо принцип рада бежичног преноса снаге, откривамо да то није ништа ново, већ наша стара технологија трансформатора коју обично користимо у својим изворима напајања, СМПС јединицама итд.

Једина разлика је у одсуству језгра које обично налазимо у нашим редовним трансформаторима за напајање. Језгро помаже максимизирању (концентрацији) процеса преноса снаге и увођењу минималних губитака што заузврат у великој мери повећава ефикасност

Избор језгра индуктора

Језгро такође омогућава употребу релативно нижих фреквенција за тај процес, тачније око 50 до 100 Хз за трансформаторе са гвозденим језгром, док је унутар 100 кХз за трансформаторе са феритним језгром.

Међутим, у нашем предложеном чланку о томе како функционише бежични пренос снаге, будући да та два одељка морају бити потпуно удаљена један од другог, употреба језгра не долази у обзир, а систем је приморан да ради без удобности помоћног језгра.

Без језгра постаје неопходно да се користи релативно већа фреквенција, а такође и већа струја, тако да пренос може да иницира, што може бити директно зависно од удаљености између фазе преноса и пријема.

Резимирање концепта

Да резимирамо, из горње расправе можемо претпоставити да за реализацију оптималног преноса снаге ваздухом, у дизајн треба да имамо следеће параметре:

Исправно усклађен однос завојнице у односу на предвиђену индукцију напона.

Висока фреквенција реда 200кХз до 500кХз или већа за завојницу предајника.

И велика струја за завојницу предајника, у зависности од тога на коју удаљеност је потребно пренијети зрачени електромагнетни талас.

За више информација о томе како функционише бежични пренос, слободно коментаришите.




Претходно: ЦДИ круг тестера за аутомобиле Следеће: Бежични круг пуњача за мобилни телефон