Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Pindahan kuasa wayarles dicapai pada jarak 5 meter

Anonim

Cara peranti elektronik menerima kuasa mereka telah berubah dengan pesat sejak beberapa dekad yang lalu, dari berwayar ke tidak berwayar. Pengguna hari ini menikmati semua jenis alat elektronik tanpa wayar termasuk telefon bimbit, paparan mudah alih, tablet PC, dan juga bateri. Internet juga beralih dari wayar ke wayarles. Sekarang, para penyelidik dan jurutera cuba untuk membuang wayar terakhir yang tersisa dengan membangun teknologi pemindahan kuasa tanpa wayar.

iklan


Chun T. Rim, seorang profesor Nuklear & Kejuruteraan Kuantum di KAIST, dan pasukannya mempamerkan, pada 16 April 2014 di kampus KAIST, Daejeon, Republik Korea, peningkatan yang besar dalam jarak kuasa elektrik boleh bergerak tanpa wayar. Mereka membangunkan "Sistem Resonant Resonant Dipole Coil (DCRS)" untuk perpindahan kuasa induktif yang diperluas, sehingga 5 meter antara pemancar dan gegelung penerima.

Sejak MIT (Institut Teknologi Massachusetts) pengenalan Sistem Resonansi Magnetik Bertambah (CMRS) pada tahun 2007, yang menggunakan medan magnet untuk memindahkan tenaga untuk jarak 2.1 meter, pembangunan pemindahan kuasa tanpa wayar jarak jauh telah menarik banyak perhatian untuk kajian lanjut.

Walau bagaimanapun, dari segi memperluas jarak kuasa tanpa wayar, CMRS, sebagai contoh, telah mendedahkan batasan teknikal kepada pengkomersialan yang belum diselesaikan: struktur gegelung yang agak rumit (terdiri daripada empat gegelung untuk input, penghantaran, penerimaan dan beban) ; gegelung resonan yang sangat besar; frekuensi tinggi (dalam lingkungan 10 MHz) diperlukan untuk mengimbangi gegelung pemancar dan penerima, yang menghasilkan kecekapan pemindahan rendah; dan faktor Q yang tinggi sebanyak 2, 000 yang menjadikan gegelung resonan sangat sensitif terhadap persekitaran seperti suhu, kelembapan, dan kedekatan manusia.

Profesor Rim mencadangkan satu penyelesaian yang bermakna bagi masalah ini melalui DCRS, struktur gegelung yang direka dengan optimum yang mempunyai dua gegelung berpol magnetik, yang utama untuk menggerakkan medan magnet dan menengah untuk menerima kuasa elektrik. Tidak seperti gegelung udara berbentuk gelung yang besar dan tebal yang dibina di CMRS, pasukan penyelidikan KAIST menggunakan rod teras ferit padat dengan belitan di pusat mereka. Kekerapan arus AC semasa penggulungan utama menjana medan magnet, dan maka hubungan fluks magnet menginduksi voltan pada penggulungan sekunder.

Scalable dan langsing dengan saiz 3 m panjang, 10 cm lebar, dan ketinggian 20 cm, DCRS jauh lebih kecil daripada CMRS. Sistem ini mempunyai faktor Q rendah sebanyak 100, menunjukkan 20 kali lebih kuat terhadap perubahan persekitaran, dan berfungsi dengan baik pada frekuensi rendah 100 kHz. Pasukan ini menjalankan beberapa eksperimen dan mencapai keputusan yang menjanjikan: contohnya, di bawah operasi 20 kHz, kuasa output maksimum ialah 1, 403 W pada jarak 3 meter, 471 W pada 4 meter dan 209 W pada jarak 5 meter. Untuk 100 W pemindahan tenaga elektrik, kecekapan kuasa keseluruhan sistem adalah 36.9% pada 3 meter, 18.7% pada 4 meter, dan 9.2% pada 5 meter.

"Dengan DCRS, " Profesor Rim berkata, "TV LED besar serta tiga 40 peminat W boleh dikuasakan dari jarak 5 meter."

"Teknologi kami membuktikan kemungkinan mekanisme penyampaian kuasa jauh yang belum pernah dicuba sedemikian jauh. Walaupun pemindahan tenaga wayarles jarak jauh masih dalam peringkat awal pengkomersialan dan cukup mahal untuk dilaksanakan, kami percaya bahawa ini adalah arah yang betul untuk kuasa elektrik yang akan dibekalkan pada masa depan. Sama seperti kita melihat zon Wi-Fi di mana-mana hari ini, kita akhirnya akan mempunyai banyak zon Wi-Power di tempat-tempat seperti restoran dan jalan-jalan yang menyediakan kuasa elektrik secara wayarles ke peranti elektronik. Kami akan menggunakan semua peranti di mana-mana tanpa kabel kusut yang dilampirkan dan bila-bila masa tanpa perlu dibimbangkan untuk mengecas bateri mereka. "

Pasukan Profesor Rim telah menyelesaikan projek penyelidikan dengan Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd pada bulan Mac tahun ini untuk membekalkan kuasa elektrik dari jauh ke instrumentasi dan peralatan kawalan penting di loji kuasa nuklear untuk memberi respons yang tepat kepada keadaan kecemasan seperti yang berlaku di kilang nuklear Fukushima Daiichi. Mereka berjaya memindahkan 10 W elektrik ke kilang yang terletak 7 meter jauhnya dari pangkalan kuasa.

Hasil penyelidikan telah diterbitkan dalam terbitan Mac IEEE Transactions pada Power Electronics .

Maklumat lanjut boleh didapati di YouTube di: //www.youtube.com/watch?v=R6UCwqjdpo0

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Institut Sains dan Teknologi Korea Selatan (KAIST) . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.