Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Indukcyjne przesyłanie prądu

Ventran 20 Nov 2012 20:38 3351 7
IGE-XAO
  • #1
    Ventran
    Level 12  
    Witam,
    od kilku tygodni pracuję nad sferycznym wyświetlaczem LED. Udało mi się w całości złożyć śmigło, które jest wykonane z laminatu szklano-epoksydowego. Tarcza z diodami LED będzie wprawiana w ruch przy użyciu wentylatora 120x120mm wymontowanego z uszkodzonego zasilacza komputerowego ATX. Poniższe zdjęcia prezentują, co udało mi się dotychczas osiągnąć:

    Indukcyjne przesyłanie prądu Indukcyjne przesyłanie prądu Indukcyjne przesyłanie prądu
    Indukcyjne przesyłanie prądu Indukcyjne przesyłanie prądu Indukcyjne przesyłanie prądu

    Jak podczas budowy każdej konstrukcji napotykamy na problemy. W trakcie budowy 3D LED Globe trudnością okazało się zasilanie śmigła. Początkowo układ miał być zasilany z akumulatorków umieszczonych na okrągłej tacy przymocowanej prostopadle do śmigła. Zrezygnowałem z tego pomysłu, ponieważ ogniwa stwarzały dodatkowy balast a co za tym idzie znaczne zmniejszenie ilości obrotów w ciągu minuty.

    Przekazywanie prądu za pośrednictwem szczotek wydawałoby się najrozsądniejsze, ale również zrezygnowałem z tego sposobu zasilania, ponieważ tarcie szczotek o miedziane ścieżki powodowałoby hałas i szybką eksploatację materiału jak i również pojawiłyby się "piki" napięciowe.
    Postanowiłem poszukać alternatywy. Rano podczas mycia zębów szczoteczką elektryczną wpadłem na pomysł, w jaki sposób można dostarczyć bezstykowo prąd do układu. Otóż moja szczoteczka posiada indukcyjne ładowanie akumulatora i dokładnie to samo zjawisko postanowiłem wykorzystać w mojej konstrukcji.


    W tym celu zbudowałem dwie cewki nadawczą (L1) i odbiorczą (L2).
    L1: d=45,5mm, R=1,2Ω, n=25 zw
    L2: d=39mm, R=1,1Ω, n=30zw

    Indukcyjne przesyłanie prądu Indukcyjne przesyłanie prądu Indukcyjne przesyłanie prądu

    I teraz nasuwa się pytanie, o jakim przebiegu należny podać impuls na cewkę powietrzną L1 i w jaki sposób go wygenerować?

    Z góry dziękuję za jakąkolwiek pomoc podczas realizacji tego projektu.
  • IGE-XAO
  • #2
    jarek_lnx
    Level 43  
    Najłatwiej wytworzyć przebieg prostokątny, ale wyższe harmoniczne mogą zakłócać różna urządzenia i przyczyniają się do zwiększenia strat, sinusoidalny nie ma tych wad, ale jeśli już robić przebieg sinusoidalny to we wzmacniaczu klasy E.lub jakiejś podobnej konstrukcji rezonansowej, co zapewni małe straty mocy, ale żeby projektować taki układ trzeba znać już częstotliwość, pierwsze eksperymenty można robić z przebiegiem prostokątnym, gdzie częstotliwość łatwo zmienić.

    Jaką dać częstotliwość? jak będziesz zmniejszał częstotliwość będzie się zmniejszać reaktancja cewki, podczas gdy rezystancja pozostaje stała, prąd cewki rośnie, straty również, przy zwiększaniu częstotliwości rosną straty spowodowane naskórkowością prądów, albo ograniczoną szybkością przełączania tranzystorów, optymalnej częstotliwości trzeba szukać doświadczanie w zakresie od kilkudziesięciu do kilkuset kHz.

    Jest jeszcze problem strat w metalowych i/lub ferromagnetycznych elementach silnika - tam gdzie mogą płynąć prądy wirowe albo występować straty przy przemagnesowywaniu, lub w elementach które tworzą zwarty zwój (masz takie coś w podstawie). Straty w elementach silnika też będą rosły z częstotliwością.

    Budujesz transformator powietrzny, działa jak tak każdy inny, ale ma dużą indukcyjność rozproszenia, trzeba się liczyć z tym że napięcie będzie bardzo spadało pod obciążeniem (powinien być zapas) oraz z tym że cewka uzwojenia pierwotnego gromadzi znaczną ilość energii która nie zostaje przekazana do obciążenia, układ powinien być tak zrobiony żeby ta energia się nie marnowała - np była zwracana do zasilania.

    Tyle teorii, poszukaj podobnych projektów w sieci i w gazetach z AVT, było też kilka tematów na elektrodzie, warto sprawdzić co osiągnęli inni.
  • IGE-XAO
  • #4
    Ventran
    Level 12  
    Zastanawia mnie tylko jedna rzecz czy podając sygnał o tak wysokiej częstotliwości nie wywoła to żadnych "efektów akustycznych"?

    Może warto zastanowić się nad opcją, którą podał kolega jupi23.
  • #5
    jarek_lnx
    Level 43  
    Powyżej 20kHz żadnych efektów akustycznych nie będzie a 20kHz na taką cewkę to mało.
  • #6
    Urgon
    Editor
    AVE...

    L1 może być stanowczo za mała, nawinąłbym co najmniej 40 zw. Jeśli możesz to pod cewką nadawczą umieść pasek miedzi/aluminium tak, by końce jego na siebie nachodziły, ale nie było połączenia (by nie powstał zwarty zwój), całość połącz z masą. Dalej, sterowanie cewki nadawczej zrealizuj w stylu przetwornicy 1T-Forward, wymagać to będzie nawinięcia trzeciego uzwojenia, ale powinno dać lepsze efekty niż standardowy transformator. Kolejną opcją jest wykonanie przetwornicy rezonansowej, inspiracji możesz szukać z pomocą hasła DRSSTC...
  • #7
    komatssu
    Level 29  
    Spróbuj zbudować transformator z kubkowego rdzenia ferrytowego, przeważnie mają one w środku otwór umożliwiający umieszczenie go na osi obrotu. Jedna połówka byłaby wirująca, a druga nieruchoma. Podobne rozwiązanie stosuje się w bębnach wizyjnych w magnetowidach.
  • #8
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Dalej, sterowanie cewki nadawczej zrealizuj w stylu przetwornicy 1T-Forward, wymagać to będzie nawinięcia trzeciego uzwojenia
    Jako że energia zgromadzona w indukcyjności w jednym cyklu będzie duża w stosunku do przekazywanej do obciążenia, warto by ją skutecznie odzyskiwać, zalecał bym 2T-Forward, albo półmostek.
pcbway logo