АльтИнфоЮг

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта


Индукционная передача энергии

Рейтинг пользователей: / 14
ХудшийЛучший 

передача энергии на расстояниеПередача энергии индукционным способом относится к варианту беспроводной передачи энергии на расстояние. Этот способ основан на явлении взаимоиндукции двух катушек индуктивности. Если на одну катушку подавать переменный ток, то в другой катушке, находящейся в магнитном поле первой катушки, будет наводиться ЭДС взаимоиндукции.

Кроме как в трансформаторах, передачу энергии индукционным способом использовали для передачи энергии электротранспорту от дороги, а также в поездах на магнитной подушке и других устройствах. Дальность и КПД индукционного способа передачи энергии зависит констукции катушек, тока в них, от расстояния между катушками и магнитных свойств среды между ними.

СХЕМА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ

схема индукционной передачи энергии

В последнее время чаще предлагают использовать передачу энергии индукционным способом для использования в транспортном средстве. Этой идее уже больше сотни лет. Системы ВЧ транспорта, это, как правило, трансформатор, первичная обмотка которого проложена вдоль трассы, а вторичная находится в машине. Энергия передаётся с помощью электромагнитного поля. На одну из катушек подаётся большая мощность от высокочастотного генератора. Эта катушка обычно располагается в земле под дорожным покрытием. Вторая катушка, с помощью конденсатора настраивается на частоту генератора, является приёмником электрической энергии и располагается на транспортном средстве. При близком расположении катушек, наведённая в приёмном контуре ЭДС выпрямляется, и постоянный ток подаётся на электродвигатели транспортного средства.

Чтобы оценить перспективность передачи энергии на расстояние индукционным способом, можно вспомнить историю создания подобных систем, в первую очередб по тем, по которым имеются сведения об их характеристиках. Такой электромобиль (названный ВЧ-мобилем) в 1943 г. построил советский электротехник Г. Бабат. В следующем году на одном из советских заводов был введён в эксплуатацию электрокар с двигателем мощностью около 2 кВт. Он передвигался по асфальтовым дорожкам, вдоль которых под землёй были проложены медные трубки небольшого диаметра. Через них пропускали переменный ток частотой 50 Гц. Эффективный радиус действия этих проводов равнялся 2…2 м в каждую сторону. Но, потери электрической энергии были очень велики, на каждом квадратном метре трассы терялся 1 кВт мощности, причём для привода использовалось лишь 4% энергии, а остальные 96% составляли потери.

При увеличении частоты питающего тока передача энергии улучшилась, но увеличивались потери на вихревые токи и на излучение. В 1947 г в Москве была построена экспериментальная трасса, в которой удалось снизить потери за счёт лучшей изоляции проводки в передающем контуре, а в электрокаре удалены какие возможно металлические части для уменьшения вихревых токов. В 1954 г. в СССР было запущено несколько линий водного транспорта питаемого с берега ВЧ энергией. В 1958 г. На одной из шахт Донбасса была введена в эксплуатацию первая промышленная ветка ВЧ транспорта. Для питания использовалась частота 2500 Гц, а приёмный контур был намотан на ферритовом сердечнике. При выборе частоты питающего тока нужно учитывать, что для передачи энергии на одинаковое расстояние на низкой частоте нужна большая мощность передатчика. При высокой частоте увеличиваются потери на вихревые токи. Поэтому оптимальной частотой для передачи энергии индукционным способом выбирают частоты немногим большие 20 кГц.

Ещё одно реально действующее устройство использующее передачу энергии индукционным способом, это действующая модель самоходного электрического подъёмника. Основные его технические характеристики такие. Потребляемая мощность передатчика 150 Вт. Петля размерами 1 х 2 м обеспечивает в своём контуре мощность 50 Вт. Передние приводные колёса приводятся в действие электродвигателями постоянного тока мощностью 3 Вт., питаемые от контура через выпрямитель.

Кроме этих проектов, разрабатывались проекты железнодорожного транспорта на магнитной подвеске. В советские времена по телевидению демонстрировали пассажирский вагон такого поезда. С помощью магнитного поля, создаваемого электромагнитами, расположенными в вагоне поезда и в железнодорожном полотне, вагон приподнимался и зависал над поверхностью. Девушка, нормального сложения одной рукой перемещала такой вагон. Внешне это выглядело довольно эффектно. Таким образом, можно экономить на подшипниках, исключалось трение в них. Такие проекты зарождались и разрабатывались с учётом перспективы на будущее, в надежде на то, что можно будет получать много дешевой электроэнергии и выплавлять много дешевого металла, но такие надежды не оправдываются. К сожалению, в сведениях о подобных проектах нет данных о том, сколько электрической энергии расходуется, например, на зависание такого вагона. Важны цифры по расходу чёрных и цветных металлов, необходимых для изготовления каждого метра длины такого железнодорожного полотна. Желательно знать стоимость прокладки такого пути и стоимость вагона. С учётом того, что наши «эффективные собственники» даже обычные дороги строят примерно на порядок дороже и на порядок хуже, чем в цивилизованных странах, то в России лучше от такого строительства воздержаться. В настоящее время действует только одна такая железная дорога в Китае и обеспечивает перевозку пассажиров между центром Шанхая и аэропортом длиной 30 км и стоимостью 1,2 миллиарда евро. Строились небольшие магнитные железные дороги в Германии и Японии, но они служат в основном для испытаний или закрылись из-за ненадёжности и дороговизны. Существует несколько нереализованных проектов магнитной железной дороги.

Раньше были популярны схемы передачи звука на расстояние с помощью магнитной взаимоиндукции. Вместо громкоговорителя к телевизору или стационарному приёмнику подключали по периметру комнаты или в виде рамки с несколькими витками излучающую катушку индуктивности. Принимали звук в этой или соседней комнате на небольшой переносной усилитель наушниками. Сейчас устройства подобного назначения в основном работают по радиоканалу, иногда на инфракрасных лучах.

 
Пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему для добавления комментариев к этой статье.

Поделись с друзьями


Облако тегов




   

Copyright © 2012 Сергей Горенко | «Копирование и иное использование материалов без разрешения запрещено»