Tradycyjny przewodowe systemy przenoszenia mocy zwykle wymagają ułożenia przewodów transmisyjnych między jednostkami rozproszonymi a jednostkami konsumenckimi. Powoduje to wiele ograniczeń, takich jak koszt systemu - koszt kabli, straty w przesyle i dystrybucji. Wyobraź sobie, że tylko opór linii przesyłowej powoduje utratę około 20-30% wytwarzanej energii.

“jak działa niebieski ząb? ”

Jeśli mówisz o systemie przesyłu prądu stałego, nawet to nie jest wykonalne, ponieważ wymaga złącza między zasilaczem DC a urządzeniem.

Wyobraź sobie system całkowicie pozbawiony przewodów, w którym możesz zasilić swoje domy prądem zmiennym bez żadnych przewodów. Gdzie możesz naładować swój telefon komórkowy bez konieczności fizycznego podłączania go do gniazdka. Gdzie bateria rozrusznika serca (umieszczona w ludzkim sercu) może być ładowana bez konieczności wymiany baterii. Oczywiście taki system jest możliwy i na tym polega rola bezprzewodowej transmisji mocy.

Ta koncepcja nie jest w rzeczywistości nową koncepcją. Cały ten pomysł został opracowany przez Nicolasa Teslę w 1893 roku, gdzie opracował system oświetlenia żarówek próżniowych z wykorzystaniem technik transmisji bezprzewodowej.

“częstotliwość rezonansowa obwodu lc ”

Nie wyobrażamy sobie świata bez Bezprzewodowa moc Przeniesienie jest wykonalne: telefony komórkowe, roboty domowe, odtwarzacze MP3, komputery, laptopy i inne przenośne gadżety nadające się do ładowania bez połączenia, uwalniając nas od tego ostatecznego i wszechobecnego przewodu zasilającego. Niektóre z tych jednostek mogą nawet nie wymagać do działania wielu ogniw / baterii elektrycznych.

3 rodzaje metod bezprzewodowego przesyłania energii:

Sprzężenie indukcyjne : Jedną z najbardziej znanych metod przesyłania energii jest sprzężenie indukcyjne. Zasadniczo jest używany do transmisji mocy w pobliżu pola. Opiera się na fakcie, że gdy prąd przepływa przez jeden przewód, na końcach drugiego przewodu indukowane jest napięcie. Przenoszenie mocy odbywa się poprzez wzajemną indukcyjność między dwoma materiałami przewodzącymi. Ogólnym przykładem jest transformator.

Przenoszenie mocy za pomocą sprzężenia indukcyjnego

Transmisja mocy mikrofal: Pomysł ten został opracowany przez Williama C. Browna. Cały pomysł polega na przekształceniu mocy prądu przemiennego w energię o częstotliwości radiowej i przesłaniu jej w przestrzeni kosmicznej, a następnie ponownej konwersji na prąd zmienny w odbiorniku. W tym systemie moc jest generowana przy użyciu źródeł mikrofalowych, takich jak klistron, a ta generowana moc jest przekazywana do anteny nadawczej za pośrednictwem falowodu (który chroni moc mikrofal przed mocą odbitą) i tunera (który dopasowuje impedancję źródła mikrofal anteny). Sekcja odbiorcza składa się z anteny odbiorczej, która odbiera moc mikrofal oraz układu dopasowania impedancji i filtra, który dopasowuje impedancję wyjściową sygnału do impedancji jednostki prostowniczej. Ta antena odbiorcza wraz z jednostką prostowniczą jest znana jako Rectenna. Użyta antena może być dipolem lub anteną Yagi-Uda. Odbiornik składa się również z sekcji prostownika składającej się z diod Schottky'ego, które służą do konwersji sygnału mikrofalowego na sygnał DC. Ten system transmisji wykorzystuje częstotliwości w zakresie od 2 GHz do 6 GHz.

Bezprzewodowa transmisja mocy za pomocą mikrofal

Transmisja mocy lasera: Polega na wykorzystaniu wiązki LASEROWEJ do przenoszenia mocy w postaci energii świetlnej, na którą jest przekształcana energia elektryczna na końcu odbiornika. LASER jest zasilany ze źródeł takich jak Słońce lub jakikolwiek generator prądu i odpowiednio generuje skupione światło o dużej intensywności. Wielkość i kształt wiązki określa układ optyki, a przepuszczane światło LASEROWE jest odbierane przez ogniwa fotowoltaiczne, które przekształcają światło w sygnały elektryczne. Generalnie wykorzystuje do transmisji kable światłowodowe. Podobnie jak w podstawowym systemie zasilania energią słoneczną, odbiornikiem używanym w transmisji opartej na LASERZE jest układ ogniw fotowoltaicznych lub paneli słonecznych, które mogą przekształcić niespójne monochromatyczne światło w energię elektryczną.

LASEROWY układ przenoszenia mocy

Bezprzewodowy transfer energii słonecznej

Jeden z najbardziej zaawansowanych bezprzewodowych systemów przesyłania energii opiera się na przesyłaniu energii słonecznej za pomocą mikrofal lub wiązki LASEROWEJ. Satelita jest umieszczony na orbicie geostacjonarnej i składa się z ogniw fotowoltaicznych, które przekształcają światło słoneczne w prąd elektryczny, który jest używany do zasilania generatora mikrofal i odpowiednio do generowania mocy mikrofal. Ta moc mikrofal jest transmitowana za pomocą komunikacji RF i odbierana w stacji bazowej za pomocą Rectenna, która jest połączeniem anteny i prostownika i jest ponownie przetwarzana na energię elektryczną lub wymaganą moc AC lub DC. Satelita może przesyłać do 10 MW mocy RF.

Przykład roboczy bezprzewodowego przesyłania energii

Podstawowa zasada polega na przekształceniu prądu przemiennego w prąd stały za pomocą prostowników i filtrów, a następnie ponownym przekształceniu go z powrotem w prąd przemienny o wysokiej częstotliwości za pomocą falowników. Ta moc prądu przemiennego o niskim napięciu i wysokiej częstotliwości przechodzi następnie z pierwotnego transformatora do wtórnego i jest przekształcana na prąd stały za pomocą prostownika, filtra i układu regulatora.

Schemat blokowy przedstawiający bezprzewodową transmisję mocy

“przykład systemu sterowania w pętli otwartej ”

Sygnał AC jest prostowany na sygnał DC za pomocą sekcji prostownika mostkowego.
Uzyskany sygnał prądu stałego przechodzi przez uzwojenie sprzężenia zwrotnego1, które działa jako obwód oscylatora.
Prąd przepływający przez uzwojenie sprzężenia zwrotnego1 powoduje przewodzenie tranzystora1, umożliwiając przepływ prądu stałego przez tranzystor do uzwojenia pierwotnego transformatora, który jest skierowany w prawo.
Gdy prąd przepływa przez uzwojenie sprzężenia zwrotnego2, odpowiedni tranzystor zaczyna przewodzić, a prąd stały przepływa przez tranzystor do uzwojenia pierwotnego transformatora w kierunku od prawej do lewej.
W ten sposób sygnał AC jest wytwarzany na uzwojeniu pierwotnym transformatora, dla obu półcykli sygnału AC. Częstotliwość sygnału zależy od częstotliwości oscylacji obwodów oscylatora.
Ten sygnał AC pojawia się na uzwojeniu wtórnym transformatora, a gdy uzwojenie wtórne jest podłączone do uzwojenia pierwotnego innego transformatora, napięcie prądu przemiennego 25 kHz pojawia się na uzwojeniu pierwotnym transformatora obniżającego napięcie.
To napięcie przemienne jest prostowane za pomocą prostownika mostkowego, a następnie filtrowane i regulowane za pomocą LM7805, aby uzyskać wyjście 5 V do sterowania diodą LED.
Napięcie wyjściowe 12 V z kondensatora służy do zasilania silnika wentylatora na prąd stały, który napędza wentylator.

To jest podstawowy przegląd bezprzewodowej transmisji mocy. Mimo to zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego podstawowy system transmisji jest nadal bezprzewodowy? Jeśli masz pytania dotyczące tej koncepcji lub elektrycznych i projekty elektroniczne zostaw sekcję komentarzy poniżej

Kredyt zdjęciowy: