Met draadlose laai kan elektriese motors vir ewig ry

Wetenskaplikes het 'n manier gevind om elektrisiteit aan 'n nabygeleë bewegende voorwerp te stuur.

Die metode kan toepassings in vervoer, mediese toestelle, en meer hê. As elektriese motors byvoorbeeld kon herlaai terwyl hulle byvoorbeeld 'n snelweg afry, sou dit feitlik kommer oor hul reeks uitskakel en hul koste verlaag, miskien elektrisiteit die standaardbrandstof vir voertuie maak.

"Naas die bevordering van die draadlose laai van voertuie en persoonlike toestelle soos selfone, kan ons nuwe tegnologie onbevoegde robotika in die vervaardiging, wat ook aan die beweeg is," sê Shanhui Fan, 'n professor in elektriese ingenieurswese aan die Stanford Universiteit en senior skrywer van die studie.

"In teorie kan mens vir 'n onbeperkte hoeveelheid tyd ry sonder om op te hou om te herlaai ..."

"Ons moet steeds die hoeveelheid elektrisiteit wat oorgedra word om elektriese motors te beheer, aansienlik verhoog, maar ons mag nie die afstand te veel stoot nie," sê hy.


innerself teken grafiese in


Die groep is gebou op bestaande tegnologie wat in 2007 by MIT ontwikkel is om elektrisiteit draadloos oor 'n afstand van 'n paar voete na 'n stilstaande voorwerp te stuur. In die nuwe werk het die span elektrisiteit draadloos aan 'n bewegende LED-gloeilamp oorgedra. Daardie demonstrasie het slegs 'n 1-milliwatt-lading behels, terwyl elektriese motors dikwels tien ton kilowatt benodig om te bedryf.

Die span werk nou besig om die hoeveelheid elektrisiteit wat oorgedra kan word, te verhoog, en die stelsel te verbeter om die oordragafstand te verleng en doeltreffendheid te verbeter.

Gaan verder

Draadloos laai sal 'n groot nadeel van die toevoer van elektriese motors aanspreek - hulle beperkte rybereik. Tesla Motors verwag dat sy komende Model 3 meer as 200 myl op 'n enkele lading gaan en die Chevy Bolt, wat reeds op die mark is, het 'n geadverteerde reeks 238-myl. Maar elektriese voertuigbatterye neem gewoonlik 'n paar uur om ten volle te herlaai. 'N Lading-as-jy-ry-stelsel sal hierdie beperkings oorkom.

"In teorie kan mens vir 'n onbeperkte hoeveelheid tyd ry sonder om op te hou om op te laai," verduidelik Fan. "Die hoop is dat jy jou elektriese motor kan beheer terwyl jy die snelweg afry. 'N Spoel in die onderkant van die voertuig kan elektrisiteit ontvang van 'n reeks spoele wat verband hou met 'n elektriese stroom wat in die pad ingebed is. "

Sommige vervoerdeskundiges voorsien 'n outomatiese snelwegstelsel waar drywerslose elektriese voertuie draadloos deur sonkrag of ander hernubare energiebronne gehef word. Die doel sou wees om ongelukke te verminder en die vloei van verkeer dramaties te verbeter terwyl kweekhuisgasvrystellings verminder word.

Draadlose tegnologie kan ook GPS-navigasie van bestuurderslose motors help. GPS is akkuraat tot ongeveer 35-voete. Vir die veiligheid moet outonome motors in die middel van die laan wees waar die sender spoele ingebed sal word, wat baie akkurate posisionering vir GPS satelliete bied.

Gemaak met magnete

Mid-range wireless krag oordrag is gebaseer op magnetiese resonans koppeling. Net soos groot kragsentrales alternerende strome genereer deur die draai van spoele draad tussen magnete, elektrisiteit wat deur drade beweeg, skep 'n ossillerende magneetveld.

Hierdie veld veroorsaak ook dat elektrone in 'n nabygeleë spoel drade oscilleer, en sodoende drywing dryf. Die oordragdoeltreffendheid word verder versterk indien beide spoele op dieselfde magnetiese resonansie frekwensie ingestel is en op die korrekte hoek geposisioneer word.

Die deurlopende vloei van elektrisiteit kan egter net gehandhaaf word indien sommige aspekte van die stroombane, soos die frekwensie, met die hand gestem word soos die voorwerp beweeg. Dus, óf die energie-oordragspoel en ontvanger spoel moet byna stilstaande bly, of die toestel moet outomaties en deurlopend ingestel word - 'n aansienlik komplekse proses.

Om die uitdaging aan te spreek, het die navorsingspan die radiofrekwensiebron in die sender uitgeskakel en dit vervang met 'n kommersieel beskikbare spanningsversterker en terugvoerweerstand. Hierdie stelsel gee outomaties die korrekte frekwensie vir verskillende afstande sonder die behoefte aan menslike inmenging.

"Die byvoeging van die versterker laat die krag baie doeltreffend oor die meeste van die drie voet bereik, en ten spyte van die veranderende oriëntasie van die ontvangspoel," sê die akademiese student Sid Assawaworrarit, die studie se hoofskrywer. "Dit elimineer die behoefte aan outomatiese en deurlopende stemming van enige aspek van die stroombane."

Assawaworry het die benadering getoets deur 'n LED-gloeilamp op die ontvangspoel te plaas. In 'n konvensionele opstelling sonder aktiewe stemming sal die LED helderheid afneem met afstand.

In die nuwe opstelling het die helderheid konstant gebly as die ontvanger met 'n afstand van ongeveer drie voet van die bron af weggedraai het. Fan se span het onlangs 'n patent aansoek ingedien vir die nuutste voorskot.

Die groep het 'n buite-die-rak, algemene doel versterker met 'n relatief lae doeltreffendheid van ongeveer 10 persentasie gebruik. Hulle sê op maat gemaakte versterkers kan daardie doeltreffendheid tot meer as 90 persentasie verbeter.

"Ons kan heroorweeg hoe om elektrisiteit nie net aan ons motors te lewer nie, maar ook aan kleiner toestelle op of in ons liggame," sê Fan. "Vir alles wat kan baat vind by dinamiese, draadlose laai, is dit moontlik baie belangrik."

Die TomKat Sentrum vir Volhoubare Energie in Stanford ondersteun deel van die werk.

{youtube}7nkOgiTxfEs{/youtube}

Bron: Stanford Universiteit

Verwante Boeke:

at InnerSelf Market en Amazon