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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Energieübertragung kontaktlos


Autor: Thorsten S. (Gast)
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Hi,

ich habe in diesem Thread:

Beitrag "Energie kontaktlos übertragen"

dieses Video:

Youtube-Video "Wireless power transfer via inductive coupling"

gefunden und würde das sehr gern mal genau so aufbauen. Hier gibt es ja 
einen Arktikel zu dem Thema:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter

Mich würde zu allererst mal interessieren ob jemand weitere 
Hintergrundinfos zu eben genau dem Aufbau im Video hat.

1) was ist das für eine dicke Kupferwindung, wie stellt man sie her?
2) was ist da an der Soffitte noch zusätzlich zum Kondensator?
3) wie kann man mit nur einer Windung auskommen, oder scheint das nur 
so?

Ich würde mich freuen wenn mir jemand mit mehr Erfahrungen zum Thema ein 
paar Tips geben könnte um so manche Missverständnise zuvor vermeiden zu 
können.

Ich finde die Leistung auf der Entfernung schon sehr sportlich, kann das 
überhaupt echt sein?

Gruß,
Thorsten

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Klar ist das echt.

Die induktive Einkopplung findest du ja schon in der el. Zahnbürste.

Und wer beim Woolworth nicht vorher bei der Kasse war, macht auch 
Erfahrung mit dem RFID-Alarm.

Im Emsland fährt der Transrapid - auch hier ist Induktion die einzige 
Möglichkeit, Energie in den Zug reinzubekommen (vom Antrieb mal ganz 
abgesehen)

Und irgendwo gondelt in D auch eine Straßenbahn mit induktivem Antrieb 
durch eine Stadt.

Autor: Michael (Gast)
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Michael K-punkt schrieb:
> Und irgendwo gondelt in D auch eine Straßenbahn mit induktivem Antrieb
> durch eine Stadt.

Düsseldorf, da gibts am Flughafen den Skytrain. Und länger gibts das 
andere in Wuppertal mit ihrer Schwebebahn.

Thorsten S. schrieb:
> Ich finde die Leistung auf der Entfernung schon sehr sportlich, kann das
> überhaupt echt sein?

Nunja, es ist nur eine kleine Leuchte, das muss nicht viel Leistung 
haben und der Abstand sind nur 20 cm wenn überhaupt. Das ist doch nix. 
Das ist schlicht angewandte Wellenausbreitung wie es Maxwell vorhersagte 
und Heinrich-Hertz ca. 50 Jahre später nachwies.

Autor: Thorsten S. (Gast)
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Hey,

hat jemand nähere Infos zu dem Projekt, oder eine Ahnung wie das mit 
einer Windung geht? Vor allem warum die so dick ist...

Thorsten

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Das funktioniert nicht mit Wellenausbreitung. Das ist reine magnetische 
Kopplung von zwei Resonanzkreisen hoher Güte. Das entscheidende ist, 
dass jede Seite als Resonanzkreis betrieben wird. Deshalb siehst du auch 
auf beiden Seiten Kondensatoren. Ganz wichtig ist eine hohe Güte der 
Spulen. Deshalb auch die dicken Drähte.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Das "Irgendwo" ist ein Augsburg.

guggst du:

http://www.sueddeutsche.de/auto/strassenbahn-ohne-...
zahnbuerste-1.1004872

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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sorry, ich weiß noch nicht, wie ich so lange links einfügen muss. bitte 
die zweite Zeile im browser noch ergänzen....

Und: danke für nen Tipp, wie ich so lange links hier ohne Verluste 
rüberbekomme!

Autor: Hoernlihans (Gast)
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Ist nicht gesagt dass sich unter dem dicken Ring links nicht mehrere 
Windungen befinden...

Autor: Jürgen Franz (unterstrom)
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Im Bereich "Induktionsofen", "induktive Erwärmung"... verwendet der 
Hobbybaster einfach rund gebogene Kupferrohre aus dem Baumarkt; die kann 
man dann auch einfach Wasserkühlen. Der elektrische Widerstand ist zwar 
etwas höher als reines Elko-Kupfer, für die kurzen Leitungen spielt das 
aber kaum eine Rolle. Ausserdem lässt der Skineffekt den Strom sowieso 
nur in der Aussenhaut fliessen.
Wahrscheinlich ist der Kupferring etwas ähnliches. Jeder Heizungsbauer 
oder Bauspengler dürfte eine Rohrbiegevorrichtung haben um das Rohr, 
ohne dass es knickt, zu biegen.

Autor: Thorsten S. (Gast)
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Hi,

wenn es ein Stück Kupferrohr ist, dann ist es ja nicht wirklich lang und 
es hat nur eine Windung...

Man sieht weiter hinten im Video das die Enden des "Rohrs" platt sind 
und unter der Platine liegen...

Die anfängliche Vermutung das in dem Kupferring Windungen liegen rückt 
damit für mich in den Hintergrund...

Auch der Draht am Empfänger scheint mir sehr dick, könnte auch ein 
dünnes Kupferrohr sein...

Hätte ich mit einem Rohr denn bessere Eigenschaften als mit einem Draht 
zum beispiel 1,5mm^2? Ich habe mehr Oberfläche und...? Das Feld sieht 
sicher anders aus und der Widerstand auch, dennoch ist es doch nur eine 
Windung...

Thorsten

Autor: Thorsten (Gast)
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Au Leute ich habe was gefunden...

Youtube-Video "Wireless power transfer via inductive coupling"


Das bringt mich schon etwas weiter...

Autor: Thorsten (Gast)
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Autor: Thorsten (Gast)
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..der User Marko in diesem Forum:

http://4hv.org/e107_plugins/forum/forum_viewtopic....

scheint das gebastelt zu haben...

Autor: Thorsten (Gast)
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Bei Youtube ist folgender Text vermerkt:

MarkoBakula — 17. April 2009 —
Note: Schematics and information about the circuit is now available at 
4hv.org: 
http://4hv.org/e107_plugins/fo<wbr>rum/forum_viewt... This is 
a small scale demonstration of wireless power transfer between two 
coupled parallel LC tuned circuits, each consisting of a copper 
conductor loop acting as an inductor and a capacitor. Both LC circuits 
are tuned to equal individual resonant frequencies. One of them is a 
part of a 1.5Mhz radio frequency oscillator powered by 12 volts DC, 
while another is loaded by a 24V 5W incandescent light bulb. Brought in 
proximity, copper loops share a small mutual inductance, essentially 
forming a transformer. In order to transmit significant amount of power 
through this transformer a very large amount of reactive power needs to 
circulate in it's primary, requiring use of a

thick copper tube

for the conductor, and a bank of eight 6.8nF capacitors in parallel.

Receiver coil's leakage inductance is in turn canceled out by another 
capacitor, allowing for the maximum power transfer to the load. 
Experimenting with copper loop orientations, one can find positions of 
the receiver close to transmitter where no power is received, as total 
magnetic flux crossing through the receiver loop is zero. Hence this is 
a directional method of power transmission. Due to small size of the 
apparatus very little power is actually radiated in far field, with 
losses being mainly ohmic heating. Hence this method is also sometimes 
known as non-radiative or near-field power transmission.

Autor: Jürgen Franz (unterstrom)
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Thorsten S. schrieb:
> ...
> Die anfängliche Vermutung das in dem Kupferring Windungen liegen rückt
> damit für mich in den Hintergrund...

Wie würde man das fertigen? Rohr biegen und dann CuL-Draht durchfädeln??

> Auch der Draht am Empfänger scheint mir sehr dick, könnte auch ein
> dünnes Kupferrohr sein...
So dünne Rohre gibt´s dann aber nicht mehr im Baumarkt. Massive 
Cu-Drähte gibt´s bis 10mm^2; ich halte die Sek-Windung für sowas.


> Hätte ich mit einem Rohr denn bessere Eigenschaften als mit einem Draht
> zum beispiel 1,5mm^2? Ich habe mehr Oberfläche und...? Das Feld sieht
> sicher anders aus und der Widerstand auch, dennoch ist es doch nur eine
> Windung...
Ja!
Das Stichwort dazu habe ich in meinem ersten Beitrag schon genannt: 
Skineffekt. Das ganze Gerät funktioniert mit hohen Frequenzen, damit ist 
die Eindringtiefe des Stromes in den Leiter geringer als bei 
Gleichstrom. Der Widerstand des Drahtes wird also mit steigender 
Frequenz höher. Irgendwann fliesst im Drahtinneren überhaupt kein Strom 
mehr (er kann sogar gegenphasig werden), der Strom fliesst nur noch auf 
der Aussenhaut (daher der Name); man kann dann das Innere weglassen -> 
Rohr.

Jürgen

Autor: Loonix (Gast)
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Jürgen Franz schrieb:
>> Auch der Draht am Empfänger scheint mir sehr dick, könnte auch ein
>> dünnes Kupferrohr sein...
> So dünne Rohre gibt´s dann aber nicht mehr im Baumarkt.

Aber zumindest beim Heizungs- oder Sanitärhandel, so dünne Röhrchen 
verwendet man auch als Zuleitung für Ölbrenner.

Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo Jügren,

klasse das sich hier doch noch jemand dazu meldet.
Was der Skineffekt ist und wann er auftritt ist schon klar. Vielleicht 
habe ich die Frage falsch gestellt, oder ich habe deine Antwort nicht 
ganz verstanden...

Ich möchte wissen worin bei dieser Sache der entscheidende Unterschied 
zwischen einer Windung Draht und einer Windung Wasserrohr liegt. Kann 
ich mit dem Rohr größere Felder aufbauen weil ich größere Ströme fließen 
lassen kann? Oder weil ich eine größere Oberfläche habe? Es bleibt 
dennoch nur eine Windung...

Oder hängt das mit den zusätzlichen Spulen zusammen die obern im 
Schaltplan als RFC dargestellt sind? Zumal ich bei dem Schaltplan eh 
noch kein Verständnis dafür habe was der Unterschied zwischen UGG und 
UDD ist...

Thorsten

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Guck dir mal das Video an:
http://www.eevblog.com/2011/01/04/wireless-power-t...
Da wird das doch sehr gut beschrieben!
Zu dem Rohr:
Bei Induktionsschmelzöfen fließt da Wasser durch, also zur Kühlung.
Hier scheint zwar kein Wasser zu fließen, aber vielleicht Luft?
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: Jürgen Franz (unterstrom)
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Thorsten schrieb:

> Ich möchte wissen worin bei dieser Sache der entscheidende Unterschied
> zwischen einer Windung Draht und einer Windung Wasserrohr liegt. Kann
> ich mit dem Rohr größere Felder aufbauen weil ich größere Ströme fließen
> lassen kann? Oder weil ich eine größere Oberfläche habe? Es bleibt
> dennoch nur eine Windung...

Bei gleichem Materialeinsatz und damit gleichem Leiterquerschnitt ist 
das Rohr dem massiven Leiter überlegen: es hat bei Wechselstrom einen 
geringeren Widerstand.
"Gleicher Leiterquerschnitt" meint dabei die reine Leiterfläche: beim 
Rohr also nur die Querschnittsfläche der Wandung.
Aufgrund des Skineffektes fliesst im innern des massiven Rundleiters 
kaum Strom. Also kannst du dieses Material entfernen und aussen, wo viel 
Strom fliesst, mit draufpacken; ein Rohr ist entstanden. Und das kannst 
Du weitertreiben, bis aus einem massiven 10mm^2 Leiter ein Rohr mit 10mm 
Aussendurchmesser und einer Wandstärke von 0,16mm wird. Dieses Rohr hat 
bei hohen Frequenzen einen geringeren Widerstand als der massive 
10mm^2-Stab.

Bei gleichem Strom sind die induktiven Eigenschaften natürlich gleich, 
damit auch das Feld um den Leiterring herum. Nur die Spannung, die 
notwendig ist, um den Strom durch dem Ring zu schieben ist geringer.

Die Spannungen Ugg sind die Ansteuerspannungen für die Gates; Udd die 
Versorgungsspannung.
Die RFC´s sind "Kommutierungsdrosseln". Beim Umschalten von einem auf 
den anderen Transistor dürfen nie beide FETs gesperrt sein, also lässt 
man sie kurz überlappend beide einschalten, womit ein Kurzschluss der 
Versorgungsspannung entsteht. Die beiden Drosseln sollen den 
entstehenden Kurzschlußstrom begrenzen.

Jürgen

Autor: johannes L. (Gast)
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Könnte mir mal jemad sagen wie viel Strom der Aufbau aus dem Video 
Schluckt bezihungsweise  wie Effizent ist das ganze bei 1m entfernung 
und 100mA Last?

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