Wozu braucht es höhere Frequenzen in induktiven Ladesystemen?

Stellen Sie sich ein induktives Ladesystem wie Magne Charge vor - es hat eine ziemlich große "Koppler" -Spule außerhalb des Fahrzeugs und einen entsprechenden Schlitz am Fahrzeug, und die Spulen im "Koppler" und im Schlitz sind perfekt parallel ausgerichtet und nahe beieinander gebracht . Es sieht also aus wie ein guter alter Transformator.

Dennoch gibt es in jedem Magne Charge-System (eine wandmontierte Einheit) eine riesige Box, die höchstwahrscheinlich Strom mit höherer Frequenz erzeugt. Übrigens scheint diese Box für enorme Energieverluste verantwortlich zu sein .

Was ist die Notwendigkeit für diese Frequenzerhöhung? Ein guter alter Transformator läuft mit der gleichen Frequenz wie das Stromnetz – je nach Region 50 oder 60 Hz – und hat einen ziemlich guten Wirkungsgrad. Warum würde dieser leicht veränderte Transformatoraufbau eine höhere Frequenz benötigen?

Gute alte Transformatoren wiegen Hunderte von Gramm (mehr als Ihr Mobiltelefon) und erfordern, dass beide Wicklungen auf einem gemeinsamen ferromagnetischen Kern liegen, um effizient zu sein.

Antworten (3)

Es läuft alles auf Effizienz hinaus.

Wenn die Frequenz, mit der ein Transformator läuft, zunimmt, kann der Transformator physisch kleiner sein.

Zitat Wikipedia plagiieren :

Die EMK eines Transformators bei einer gegebenen Flussdichte nimmt mit der Frequenz zu. Durch den Betrieb bei höheren Frequenzen können Transformatoren physikalisch kompakter sein, da ein bestimmter Kern mehr Leistung übertragen kann, ohne die Sättigung zu erreichen, und weniger Windungen erforderlich sind, um die gleiche Impedanz zu erreichen.

Berücksichtigen Sie die erforderliche Größe für einen 50/60-Hz-Transformator mit einer Kapazität von 6,6 bis 50 KW (der Nennleistungsbereich der Magne-Charge-Systeme).

Der hier optimierte Effizienzaspekt ist also im Grunde die Koppler- / Steckplatzgröße, nicht wahr?
Nun, Sie haben zwei verschiedene Bedenken - Größe/Gewicht des Kopplers und Effizienz, mit einer umgekehrten Beziehung. Sie müssen irgendwo in der Reihe der Möglichkeiten auswählen. Ich kann mich nicht in die Lage des Systemdesigners versetzen, aber ich könnte mir vorstellen, dass Barrierefreiheit auf der Wichtigkeitsskala ziemlich weit oben stand. Schließlich muss die Oma das Ladepaddel heben können, um ihr blitzblankes neues Elektroauto aufzuladen, oder?
Ich verstehe. Könnte das gleiche mit einem Netzfrequenz-Transformator funktionieren, wenn die "Kupplung" an der Wand montiert wäre und das Fahrzeug ein seitlich montiertes Gegenstück für die Kupplung hätte und perfekt in der Nähe der Wandkupplung geparkt wäre?
@sharptooth - Irgendwie. Die Toleranzen sind gering. Sie brauchen im Wesentlichen keinen Luftspalt, oder Sie verlieren in Eile die Effizienz. Ich habe keine harten Zahlen (es ist auch irgendwie ein nebulöses Design), aber eine Lücke von sogar 1 mm würde die Dinge ruinieren. Wirklich, Sie sollten sich vorstellen, dass Sie körperlichen Kontakt brauchen. Es ist im Grunde ein Schaltkreis, genau wie jeder andere, nur magnetisch und nicht elektrisch.

Auch die Frequenz wirkt sich auf die Sicherheit aus. Je höher die Frequenz, desto unwahrscheinlicher ist es, dass das System im Betrieb mit biologischen Objekten interagiert. Dies ist sehr wichtig.

Mikrowellen haben eine sehr hohe Frequenz, sie sind auch dafür bekannt, ziemlich intensiv mit biologischen Objekten zu interagieren .

Die hohen Frequenzen erzeugen eine hohe Spannung, dh e=4,44n(phie)(f); Durch Erhöhen von f können wir also die EMF erhöhen, was bei der Induktion in der zweiten Spule hilfreich ist.

Ihre Antwort ist nicht ganz klar, könnten Sie das klären?