Как стать автором
Обновить

Комментарии 48

Из Википедии:
"
Использование резонанса несколько увеличивает дальность передачи. При резонансной индукции передатчик и приёмник настроены на одну частоту. Производительность может быть улучшена ещё больше путём изменения формы волны управляющего тока от синусоидальных до несинусоидальных переходных формы волны. "

Резонас тут уже используется. Неявно и с самого начала. Потому что при разных частотах активно использующееся тут понятие "импеданс" не имеет смысла.

По-моему, "импеданс" будет иметь смысл при любой фиксированной частоте, не обязательно резонансной.

Читайте комментарий выше, там все написано.

то mayorovp
«Резонас тут уже используется»
Спасибо, я понял, что он возникает неявно при оптимизации параметров, просто в статье этого не было указано явно. (сейчас указано)
У меня эта цитата из Википедии вызывает одни сомнения. Уж не знаю, как несинусоидальные формы сигналов могут улучшить «производительность».
И я не знаю :(
Видимо вот отсюда:

РАЗРАБОТКА МОДУЛЯ СИСТЕМЫ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ ПИТАНИЯ ИМПЛАНТАТОВ

ftf.kubsu.ru/htmlfiles/raspis/tom2.pdf
Как раз на столе аж 4 пояса от пульсометров. Частота 5 кГц. Стреляют метра на полтора. 3в батарейки хватает года на 2 (в зависимости от использования).
Возможно это отзвук борьбы правок фриков.
Буквально недавно на местном форуме на такого натолкнулся — там и «вихри» и «катушки Мишина», которые лечат рак… И там было что-то про про М-фазу, особый смысл меандра…

Вобщем полный набор фрика в одном флаконе вкупе с полной безграмотностью в измерениях (подключить параллельно генератор, осциллограф и «катушку», и смотреть на графики — я, конечно, уже давно забыл курс метрологии, но уверен, что при такой схеме меня бы сразу на пересдачу направили бы).
Да. Катушки с конденсаторами как раз и настраиваются в резонанс. С одной стороны, кажется очевидным. Но вот выясняется, что есть и другие решения.
Привет!
Вопрос, такой а можно ли будет использовать в качестве провода соединяющего катушки, медный лист. Т.е. сделать питание машинки с помощью одной шины которая будет соприкасаться с медным листом.

Его можно вовсе не использовать.

mayorovp прав. Медная шина не нужна
Т.е. от связи катушек можно будет полностью избавиться???
Но зачем же тогда они у вас на схеме соединены?
Как я понимаю для упрощения подсчетов. На результат влиять не должно.
Эта схема — эквивалентная. Она используется только для расчета. Реальная схема — та, что выше. Точно так же и в симуляциях. Симулятор выдает ошибку, если нет общей земли. Но в реальности общая земля не нужна.
ХММ.
Есть еще Вилка Авраменко, может и её смоделируете…
А есть ссылка на какой-нибудь ресурс, где о ней толково написано?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Каких именно уравнений?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
А можете теперь для указанных соотношений индуктивностей объяснить, при каких условиях выполняется это:
x_1 = x_2 =-x_3
Или может там для возможности такого импеданса нужны какие-то емкости ещё в цепи?
Было немножко неясно в статье написано. Уже исправлено. Нужно добавить в контур каждой катушки по конденсатору, настроенному в резонанс с собственной индуктивностью катушки. Более точно: нужно избавиться от реактивного сопротивления, какое бы оно ни было, и в ресивере, и в трансмиттере.
Серьёзный аналитический подход. Не пробовали с FEM-расчетом сравнить и проверить на сколько сложнее/проще, точнее/ресурсозатратнее получается?
Не пробовал, но думаю, что FEM был бы полезен для конкретных геометрий катушек и их взаимных положений. С помощью FEM можно аккуратно посчитать индуктивности и коэффициент связи. А дальше все то же самое, насколько я понимаю.
Если будет нужна помощь с FEM-расчетом — обращайтесь, постараюсь помочь
Благодарю. Запомню ваше предложение

Все очень интересно, но исправьте, пожалуйста, фамилию немецкого электротехника в тексте статьи на правильную.

Спасибо за замечание. Исправил.
С пунктом 3 рекомендаций (про увеличение частоты) точно не ошиблись? В формуле для p2 в числителе вторая степень x3, и соответственно, частоты, а в знаменателе уже четвёртая.
Ну и в целом эта рекомендация кажется контр-интуитивной. С ростом частоты растёт сопротивление катушек, а значит и потери на них. Разве нет?
Это очень хороший вопрос! Если повысить частоту, то реактивные сопротивления возрастут. Возрастет и сопротивление связи x3. Если удастся сделать его достаточно большим (x32 > r1r2), то можно будет использовать решение #2 или #3, и уже передавать активную мощность (p2 = |u1|2/4r1), что вообще не зависит от x3!
На индуктивностях потерь не бывает(не считая излучения магнитного поля, но оно мизерное на таких частотах). Они схожи по смыслу с конденсаторами, только накапливают ток, а потом выдают его обратно.

За один цикл колебания поля передаётся одинаково количество энергии, не зависимо от частоты. Соответственно чем выше частота, тем больше циклов на единицу времени, больше переданной энергии. А потери на сопротивлении катушки всегда постоянны.

То что с ростом частоты растёт импеданс катушки по факту не на что не влияет. Никто не запрещает просто увеличить напряжение, что бы через цепь тёк тот же ток.

В идеальных индуктивностях, которые в приблизительных расчетных моделях — не бывает.
В реальных индуктивностях вылезают межвитковые ёмкости (в результате у реальной катушки есть собственная резонансная частота, после которой импеданс, наоборот падает), активное сопротивление, на высоких частотах — ещё и скин-эффект, который активное сопротивление увеличивает, на больших токах и, следовательно сильных полях — насыщение в сердечнике, ну и нагрев провода, который ещё больше увеличит активное сопротивление.


Так что с ростом частоты — потери в катушке растут.

Мои извинения. Сейчас исправлю

Ваша конечная формула для мощности на приемнике в пределе при выполнении советов 1 и 3 дает обратную зависимость от взаимоиндуктивности в квадрате (если произведение активных сопротивлений r1 и r2 будет гораздо меньше индуктивного сопротивления х3), т.е. выводы противоречат полученному выражению максимума мощности. И с каждым последующим увеличением частоты или количества витков, что в обоих случаях приводит к увеличению индуктивного сопротивления еще больше будет приводить к противоречию.

Все верно. Дело в том, что p2(x3) — это функция, у которой есть экстремум. Я предположил, что в большинстве реальных ситуаций, мы подбираемся к этому экстремуму слева, то есть должны увеличивать x3. Наверно, такое предположение слегка опрометчиво. Добавлю в статью исследование функции p2(x3).

Спасибо за оперативные пояснения. Вопрос в продолжение дискуссии. Верно ли утверждение, что при условии принятых допущений (в силу указанных элементов схемы замещения) максимальное значение передаваемой мощности через трансформатор не превышает 2,5%? Я вроде бы смотрю, но в схеме замещения нигде не вижу оговорок про магнитные свойства среды, в которой осуществляется передача энергии и естественно прихожу к выводу, что полученное выражение распространяется на все возможные варианты, в том числе и на обычный трансформатор с магнитным сердечником. Уточните пожалуйста конечный результат, при каких условиях он получен

По формулам получается p2 = |u1|2/4r1. Если я нигде не ошибся — выходит что так. Это максимально возможная мощность. Магнитные свойства среды не влияют, если пренебречь потерями на перемагничивание и вихревыми токами в среде. Добавлением магнитного сердечника (в первом приближении) вы просто увеличиваете индуктивную связь k.
Иными словами, формулы должны работать для любого трансформатора как с, так и без магнитного сердечника.

Автору спасибо за труд.


"Таким образом, вышеозначенная формула представляет абсолютный теоретический предел переданной активной мощности при любых условиях."
Можно уточнить, о каких условиях идет речь?

Благодарю за положительный отзыв
Условия — это любые параметры задачи: геометрия катушек и их расположение, количество витков, наличие/отсутствие магнитного сердечника, — и все это учитывается по сути лишь одним параметром — коэффициентом связи. Иными словами можно сказать так: при любом коэффициенте связи невозможно передать мощность больше, чем p2 = |u1|2/4r1
А какими средствами можно достичь этого предела (передаваемой мощности) имея фиксированный коэффициент связи между катушками?
Повышать частоту, так чтобы x3^2 > r1*r2 и одновременно подстраивать емкости C1 и C2, чтобы получалось решение 2.

Когда повышаете частоту, имейте ввиду, что есть ограничение сверху, связанное со скин-эффектом. Если частота будет слишком большой, то r1 и r2 тоже будут расти.
То есть по сути, имея слабо связанные катушки (как в вашем последнем примере) можно, не увеличивая эту связь, а подобрав частоту и настроив контура можно передать те же 25% мощности что и при хорошо связанных катушках?
Да. Но при этом мощность в первом контуре окажется гораздо больше, чем если бы это был идеальный трансформатор с k = 100%. И 25% переданной мощности будет только если r1 = 1 Ом. А r1, вообще говоря, может принимать любое положительное значение.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации

Истории