Hagyományos vezetékes erőátviteli rendszerek általában megkövetelik az átviteli vezetékek fekvését az elosztott egységek és a fogyasztói egységek között. Ez sok korlátozást jelent, mint a rendszer költsége - a kábelek költsége, az átviteli és az elosztási veszteségek. Képzelje csak el, hogy csak a távvezeték ellenállása vezet a keletkezett energia körülbelül 20-30% -ának elvesztéséhez.
Ha az egyenáramú átviteli rendszerről beszél, még ez sem kivitelezhető, mivel csatlakozóra van szükség az egyenáramú tápegység és az eszköz között.
Képzeljen el egy teljesen vezeték nélküli rendszert, ahol vezeték nélkül áramellátást biztosíthat otthonába. Ahol újratöltheti mobilját anélkül, hogy fizikailag csatlakoztatnia kellene az aljzathoz. Ahol a szívritmus-szabályozó akkumulátora (az emberi szív belsejében van) újratölthető anélkül, hogy cserélnie kellene. Természetesen egy ilyen rendszer lehetséges, és itt jön a vezeték nélküli áramátvitel szerepe.
Ez a koncepció valójában nem új fogalom. Ezt az egész ötletet Nicolas Tesla dolgozta ki 1893-ban, ahol vezeték nélküli átviteli technikák segítségével kifejlesztette a vákuum izzók megvilágító rendszerét.
Nem tudunk elképzelni egy világot anélkül Vezeték nélküli áramellátás Az átvitel megvalósítható: a mobiltelefonok, a háztartási robotok, az MP3-lejátszók, a számítógépek, a laptopok és más hordozható eszközök alkalmasak arra, hogy töltődjenek, miközben soha nem csatlakoznak hozzájuk, és megszabadítanak minket ettől a végső és mindenütt elérhető vezetéktől. Ezen egységek némelyikének működéséhez nem is kell sok elektromos cella / elem.
3 típusú vezeték nélküli áramátviteli módszer:
- Induktív kapcsolás : Az energiaátadás egyik legkiemelkedőbb módszere az induktív kapcsolás. Alapvetően közeli terepi erőátvitelre használják. Azon a tényen alapul, hogy amikor az áram az egyik vezetéken keresztül áramlik, a másik vezeték végein feszültség indukálódik. Az erőátvitel a két vezető anyag kölcsönös induktivitása révén megy végbe. Általános példa a transzformátor.
Erőátvitel induktív tengelykapcsolóval
- Mikrohullámú erőátvitel: Ezt az ötletet William C Brown fejlesztette ki. Az egész elképzelés magában foglalja a váltakozó áram átalakítását rádiófrekvenciás energiává, az űrben történő továbbítását és a vevőkészülékben történő átalakítását. Ebben a rendszerben az áramot mikrohullámú áramforrásokkal állítják elő, mint például a klystron, és ezt az áramot az adó antennának a hullámvezető (amely megvédi a mikrohullámú energiát a visszavert energiától) és a tuner (amely a mikrohullámú forrás impedanciáját és hogy az antenna). A vevő szakasz a vevőantennából áll, amely a mikrohullámú energiát veszi fel, valamint az impedancia illesztő és szűrő áramkör, amely a jel kimeneti impedanciáját illeszti az egyenirányító egység impedanciájához. Ez a vevő antenna és az egyenirányító egység Rectenna néven ismert. Az alkalmazott antenna lehet dipólus vagy Yagi-Uda antenna. A vevőegység egy Schottky-diódákból álló egyenirányító szakaszból is áll, amelyet a mikrohullámú jel egyenáramúvá alakítására használnak. Ez az átviteli rendszer a 2GHz és 6GHz közötti frekvenciákat használja.
Vezeték nélküli erőátvitel mikrohullámú sütővel
- Lézeres erőátvitel: Ez magában foglalja a LASER sugár használatát az energia átvitelére fényenergia formájában, amely átalakul elektromos energia a vevő végén. A LASER olyan forrásokból táplálkozik, mint a Sun vagy bármely áramfejlesztő, és ennek megfelelően nagy intenzitású fókuszált fényt generál. A fénysugár méretét és alakját optikai készlet határozza meg, és ezt az átvitt LASER fényt a fotovoltaikus cellák fogadják, amelyek a fényt elektromos jelekké alakítják. Az átvitelhez általában optikai kábeleket használ. Az alapvető napenergia-rendszerhez hasonlóan a LASER-alapú átvitel során használt vevőegység a fotovoltaikus cellák vagy napelemek tömbje, amelyek képesek az inkoherens monokromatikus fényt elektromossággá alakítani.
LÉZER Átviteli rendszer
Vezeték nélküli napenergia-átvitel
Az egyik legfejlettebb vezeték nélküli áramátviteli rendszer a napenergia mikrohullámú sütővel vagy LASER sugárral történő átvitelén alapul. A műhold a geostacionárius pályán áll és fotovoltaikus cellákból áll, amelyek a napfényt elektromos árammá alakítják, amelyet a mikrohullámú generátor táplálásához használnak, és ennek megfelelően mikrohullámú energiát generálnak. Ezt a mikrohullámú energiát rádiófrekvenciás kommunikációval továbbítják, és a bázisállomáson egy Rectenna segítségével fogadják, amely egy antenna és egy egyenirányító kombinációja, és visszaalakszik villamos energiává vagy szükséges AC vagy DC tápellátássá. A műhold akár 10MW RF energiát is képes továbbítani.
Működő példa a vezeték nélküli áramátadásra
Az alapelv magában foglalja az egyenfeszültség egyenárammá alakítását egyenirányítók és szűrők felhasználásával, majd az inverterek segítségével ismét nagy frekvenciájú váltakozást. Ez a kisfeszültségű nagyfrekvenciás váltakozó áram az elsődleges transzformátorról a másodlagosra vált, és egyenirányítóvá, egyenirányító, szűrő és szabályozó elrendezéssel alakítja át.
Blokkdiagram, amely a vezeték nélküli áramátvitelt mutatja
- A váltakozó áramú jelet egyenáramúvá egyenirányítják egy hídirányító segítségével.
- A kapott egyenáramú jel áthalad a visszacsatoló tekercsen1, amely oszcillátor áramkörként működik.
- Az 1 visszacsatoló tekercsen áthaladó áram hatására a tranzisztor1 vezet, lehetővé téve az egyenáram áramlását a tranzisztoron át a transzformátor primerjéhez a helyes irányban.
- Amikor az áram áthalad a visszacsatoló tekercsen2, a megfelelő tranzisztor vezetni kezd, és az egyenáram átfolyik a tranzisztoron, a transzformátor primerjéhez jobbra-balra.
- Így váltakozó áramú jel alakul ki a transzformátor primerjén keresztül, az AC jel mindkét fél ciklusára. A jel frekvenciája az oszcillátor áramkörök rezgési frekvenciájától függ.
- Ez az AC jel a transzformátor szekunder oldalán jelenik meg, és amint a szekunder egy másik transzformátor primerjéhez csatlakozik, egy 25 kHz-es váltakozó feszültség jelenik meg a lefelé transzformátor primerjén.
- Ezt a váltóáramú feszültséget egy hidas egyenirányítóval korrigálják, majd az LM7805 segítségével leszűrik és szabályozzák, hogy 5 V-os kimenetet kapjanak egy LED vezérléséhez.
- A kondenzátor 12 V-os kimenetét az egyenáramú ventilátor motorjának működtetésére használják a ventilátor működtetésére.
Tehát ez a vezeték nélküli energiaátvitel alapvető áttekintése. Ennek ellenére valaha is elgondolkodott azon, hogy miért továbbra is vezeték nélküli az alapvető átviteli rendszer? Ha bármilyen kérdése van ezzel a koncepcióval vagy az elektromos és elektronikus projektek hagyja el az alábbi megjegyzéseket
Photo Credit:
- Induktív kapcsolás rfid-kézikönyv
- Erőátvitel LASER sugár segítségével telihold
