Hallo Leute
Für ein neues Projekt ist angedacht eine berührungslose induktive
Energieversorgung für die Elektronik + Motor zu realisieren.
Folgende Randbedingungen habe ich:
Versorgung Primär: 7,5...11VDC
Sekundär: 6V/0,3A
Luftspalt: ca. 3mm (müsste zu schaffen sein)
Durchmesser des primären Spulenträgers: ca. 60mm
Der Spulenkörper des Primärteils ist fest, der Sekundärteil ist drehbar.
Weiss irgenjemand wie man sowas berechnet bzw. wie man dies mal grob
abschätzten könnte. Spannung sekundär zu primär über
Übersetzungsverhältnis? Wie rechne ich mir die primäre Leistung aus,
bzw. die Verluste?
Kann ich die Primärseite mit einer getakteten DC-Spannung ansteuern.
Ich hab mich auch schon durch die bisherigen Forenbeiträge gelesen und
gegoogelt, aber so richtig schlau bin ich daraus noch nicht geworden.
Ich hoffe es kann mir jemand halfen.
gruß tom
> Sekundär: 6V/0,3A> Luftspalt: ca. 3mm
Huah, das ist sportlich...
Ich bin auf die EMV-Messungen gespannt :-/
Ein Tipp:
Brech mal deine elektronische Zahnbürste auf, da wird die Energie auch
berührungslos über 2 Spulen übertragen.
Die Idee mit der elektr. Zahnbürste hatte ich auch. Neben mir liegt
schon eine zerlegt. Da ist in dem Sockelteil ein Ferrit drinnen. Wenn
die Zahnbürste in den Sockel gesteckt ist ist die Primärspule unten und
die sekundäre oben. In der mitte der beiden Spulen steckt dann der
Ferrit. Dadurch erreicht man sicherlich nen ganz vernünftigen
Wirkungsgrad. Nur geht das leider bei meiner Anwendung nicht, oder wir
viel zu teuer. In meiner angedachten Anwendung wäre das ein reiner
Luftransformator (ohne Eisen).
tom
"Dadurch erreicht man sicherlich nen ganz vernünftigen
Wirkungsgrad." -> Nöööt!
Aber du kannst dich mal bei den RotoClocks inspirieren lassen, da
übertragen auch einige Projekte "durch die Luft".
Klaus.
@ tom (Gast)
>Versorgung Primär: 7,5...11VDC>Sekundär: 6V/0,3A>Luftspalt: ca. 3mm (müsste zu schaffen sein)>Durchmesser des primären Spulenträgers: ca. 60mm
Sieht ganz OK aus. 2W Ausgangsleistung ist machbar.
>Weiss irgenjemand wie man sowas berechnet bzw. wie man dies mal grob>abschätzten könnte. Spannung sekundär zu primär über>Übersetzungsverhältnis?
Mal Kopplungsfaktor. Den kann man aber nuch gaaaanz grob abschätzen,
genauer müsste man simulieren. Pi Mal Daumen würde ich mit 50..70%
Kopplungsfaktor rechnen.
> Wie rechne ich mir die primäre Leistung aus,>bzw. die Verluste?
Komplexe Angelegenheit.
>Kann ich die Primärseite mit einer getakteten DC-Spannung ansteuern.
Naja, bei so einem Lufttrafo will/muss man auf relativ hohe Frequenzen
gehen, 100kHz++. Aus EMV aber auch Leistungsgründen sollte man was auf
Resonanzbasis machen. Stichwort Royer Converter. Hab ich vor einiger
Zeit gemacht, wenn gleich mit etwas anderer Geometrie. 25mm
Spulenaussendurchmesser, 19mm Innendurchmesser, Luftspalt 7mm. Sekundär
waren dann ~20V@15mA verfügbar (mehr wurde nicht gebraucht).
http://www.serious-technology.de/ernsthafter_wandler.htm
Nur etwas kleiner dimensionieren, dann passt das ;-)
MfG
Falk
Ein Tipp:
Mach die Empfängerseite als Schwingkreis, also mit nem C, den du dann in
seiner Resonanzfrequenz durch die Prim anregst, damit kannste die
schlechte magnetische Kopplung einigermaßen kompensieren. Also im
prinzip eine kleine Teslaspule ;-) nur hald mit ohne viel Spannung ;-)
Ich habs mal ausprobiert. Ich hab auf zwei vorhandene Kunsstoffkörper
die ineinander passen auf 4cm Breite mit Kupferlackdraht bewickelt. Zur
Ansteuerung der Primärseite habe ich einen DC mit nem Mosfet zerhackt.
Funktioniert auch, allerdings liegt mein Wirkungsgrad bei ca. 12%. Die
optimale Frequenz lag bei ca. 20kHz.
@Falk: Was hast du für einen Wirkungsgrad erziehlt mit deiner Anordnung.
Oder hattest du nen Ferritkern?
@lightninglord: Verstehe ich nicht ganz! Wie kann ich auf der
Sekundärseite durch nen Schwingkreis (Parallel oder Serien???) die
magnetische Kopplung kompensieren?
gruß tom
tom schrieb:
> Zur> Ansteuerung der Primärseite habe ich einen DC mit nem Mosfet zerhackt.
Das ist vom Wirkungsgrad her ungünstig, denn die ungenutzte Energie der
sehr großen Streuinduktivität wird hier nahezu komplett verheizt
(vermutlich großteils im Mosfet der durch die Spannungsspitze beim
Abschalten in den Avalanche Durchbruch kommt.
Besser ist eine Gegentaktansteuerung bzw. irgendeine Resonanzschaltung
die die Energie der Streuinduktivität wieder zurückgewinnt.
> Wie kann ich auf der> Sekundärseite durch nen Schwingkreis (Parallel oder Serien???) die> magnetische Kopplung kompensieren?
Auf der Sekundärseite sieht die Last quasi die Spannungsquelle mit einer
sehr großen Induktivität in Reihe. Um diese zu beseitigen, kann man
diese durch einen passenden Kondensator kompensieren.
@ tom (Gast)
>Ansteuerung der Primärseite habe ich einen DC mit nem Mosfet zerhackt.
Schaltung?
>Funktioniert auch, allerdings liegt mein Wirkungsgrad bei ca. 12%. Die>optimale Frequenz lag bei ca. 20kHz.>@Falk: Was hast du für einen Wirkungsgrad erziehlt
Um die 15%. Die Leerlaufverluste im Schwingkreis sind relativ hoch,
~800mW.
>Oder hattest du nen Ferritkern?
Jain. Auf der Rückseite der Spulen klebt ein dünnes (0,8mm)
Ferritplättchen.
Zwischen den Spulen ist Vergussmasse für Hochspannungsisolation.
>Sekundärseite durch nen Schwingkreis (Parallel oder Serien???)
Parallel.
MfG
Falk
Vielen Dank für eure Hilfe. Ich weiss jetzt so ungefähr wie ich bei
diesem Thema ansetzen kann.
@Falk
Meine Schaltung mit dem ich den DC der Primärseite zerhackt habe, ist
einfach ein dicker Mosfet mit nem Source-Widerstand (3.3Ohm) zur
Strombegrenzung. Das Gate des Mosfet hab ich über einen Gate-Widerstand
an einen Frequenzgenerator (Rechteck) angeschlossen.
Kann ich bei einem Gegentaktwandler die beiden Primärwicklungen
übereinander wickeln oder macht mir der unterschiedliche Abstand zu
Sekundärseite Probleme.
gruß tom
@ tom (Gast)
>Meine Schaltung mit dem ich den DC der Primärseite zerhackt habe, ist>einfach ein dicker Mosfet mit nem Source-Widerstand (3.3Ohm) zur>Strombegrenzung.
Ziemlicher Unsinn. Wenn man in den Leistungskreis einer Schaltung
Widerstände zur Strombegrenzung einbaut ist was faul.
> Das Gate des Mosfet hab ich über einen Gate-Widerstand>an einen Frequenzgenerator (Rechteck) angeschlossen.
Ein DC/DC Wandler, erst Recht mit bei diesem etwas speziellen Aufbau,
funktioniert ein "wenig" anders. Warum hab ich eiegentlich ein paar
Links gepostet? Hmmm.
>Kann ich bei einem Gegentaktwandler die beiden Primärwicklungen>übereinander wickeln
Ja.
> oder macht mir der unterschiedliche Abstand zu>Sekundärseite Probleme.
Nein.
MfG
Falk
schau dir doch mal RFIDs an. In meiner alten Firma hat man RFIDs dazu
benutzt, um eben nicht nur die Information zu übertragen, sondern auch
die Energie. In deinem Fall brauchst du nur die Enerigübertragung. Schau
dir das mal an:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/51115F.pdf
und zwar die ASK-Modulation. Da findest du auch einen kompletten
Schaltplan, für dich ist aber nur die Gegentaktstufe mit Schwingkreis
von Interesse.
http://www.discovercircuits.com/R/rfid.htm
Hier findest du Stand-Alone Oszillatoren.
Das wäre quasi der "Energiesender", dein "Energieempfänger" muss halt
wie ein passives RFID-Device aufgebaut werden.
Eine eigene Frage?
Dieser Thread ist über 17 Jahre alt.
Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.
