Katalogas
Fizika

Belaidžių energijos perdavimo sistemų tyrimas

Diplominis darbas
69 psl. / 9655 žod.
0 atsiliepimų

Ištrauka

Belaidės energijos perdavimo sistemos yra sparčiai besivystanti technologija ir yra vienas iš pagrindinių nuolatinių elektrotechnikos, elektronikos ir telekomunikacijos mokslinių tyrimų objektų. Šios sistemos gali būti taikomos daugelyje sričių, įskaitant automobilius, energijos gamybą, energijos kaupimą, biologinę mediciną ir pramonę.



Belaidis energijos perdavimas paremtas orinio transformatoriaus principu be magnetolaidžio. Naudojant elektromagnetinę indukciją elektros srovę galima perduoti iš vienos ritės į kitą. Pirminėje ritėje, elektros energija virsta kintamu magnetiniu lauku. Kintamas magnetinis laukas indukuoja antrinę ritę, kurioje pradeda tekėti elektros srovė. Taip belaidžiu būdu energija pasiekia imtuvą.



Pagrindinis belaidžių energijos perdavimo sistemų trūkumas yra mažas siunčiamos energijos nuotolis.



Darbo objektas ― belaidis energijos perdavimas.



Baigiamojo darbo tikslas ― suprojektuoti belaidę energijos perdavimo sistemą, atliekant detalią apžvalgą bei atlikti efektyvumo tyrimus.



Baigiamojo darbo uždaviniai:





  1. Atlikti mokslinės literatūros šaltinių apžvalgą ir analizę, kuriuose nagrinėjamos panašaus pobūdžio sistemos ir jų komponentai.







  1. Išanalizuoti indukcinės belaidės energijos perdavimo sistemos matematinį modelį.







  1. Suprojektuoti imitacinį indukcinės belaidės energijos perdavimo sistemos modelį „Mathlab Simulink“ programiniame pakete.







  1. Suprojektuoti realios sistemos prototipą.







  1. Naudojantis sukurta sistema atlikti eksperimentinius tyrimus.







  1. Išnagrinėti privalumus bei trūkumus.







  1. Suformuoti išvadas.





Problema. Šiomis dienomis, belaidis energijos perdavimas yra sparčiai tobulėjanti energijos perdavimo technologija, kurią dar 1899 metais išradėjas Nikola‘as Tesla. Net daugiau nei po 100 metų, jo belaidės energijos perdavimo idėja buvo įgyvendinta, tačiau tikriausiai ne tokiais metodais, kokius jis įsivaizdavo. Viena iš opiausių iki šių dienų išlikusi šiuolaikinės vartotojiškos visuomenės problema yra energijos perdavimo efektyvumo užtikrinimas. Ši tema yra nagrinėjama įvairių mokslo sričių tyrimuose. Keliamas klausimas, ar galima pagerinti belaidžio energijos perdavimo efektyvumą?









11


Temos naujumas:



Naujai pažvelgti į šį klausimą verčia pastaruoju metu didėjanti paklausa belaidėms technologijoms. Nemažai pramonės šakų naudoja tokias technologijas, siekdamos pakeisti kitus įprastus sprendimus, pavyzdžiui, kabelių grandines ar laidininkus. Šios technologijos aktualios ir tais atvejais, jei vengiama įtampos lankų arba jei prieiga yra labai ribota.



Temos aktualumas:



Belaidžio energijos perdavimo technologija gali panaikinti laidų ir baterijų naudojimą, taip padidindama elektroninio prietaiso mobilumą, patogumą ir saugumą visiems vartotojams. Belaidis energijos perdavimas yra naudingas maitinant elektrinius prietaisus, kai jungiamieji laidai yra nepatogūs, pavojingi arba neįmanoma perduoti energijos laidais.



Tyrimo metodai:





  1. Mokslinės literatūros palyginamoji analizė ir apibendrinimas.







  1. Situacinė analizė.







  1. Stebėjimas.







  1. Vizualinė apžiūra.







  1. Eksperimentas.







  1. Naudos analizė.





Hipotezės:





  1. Indukcinėje energijos perdavimo srityje, didinant atstumą tarp imtuvo ir siųstuvo, prarandama nemaža dalis energijos.







  1. Belaidės energijos veikimui daro įtaką kliūtis.







  1. Integruojant ferito diskus pagerėja perduotos energijos naudingumas.







  1. Deformuotos indukcinės ritės nepagerina perduotos energijos kiekio.





5. Pridedant, bet kokios formos apkrovą sparčiai mažėja energijos perduodamo atstumo santykis tarp imtuvo ir siųstuvo.



Darbo struktūra: įvadas, teorinė dalis, kurioje analizuojama belaidžio energijos perdavimo samprata bei kitų energijos perdavimo sistemų analizė; empirinė dalis, kurioje atliekamas tyrimas taikant įvairus metodus, siekiant įrodyti energijos priklausomybes nuo esamo atstumo tarp siųstuvo ir imtuvo, veikimo dažnio, išvados.

Turinys

  •  
  • PAVEIKSLŲ ŠĄRAŠAS.9
  • LENTELIŲ ŠĄRAŠAS.11
  • SANTRUMPOS.12
  • ĮVADAS.13
  • 1.LITERATŪROS APŽVALGA15
  • 1.1.Belaidės energijos perdavimo sistemos.15
  • 1.1.1. Belaidės energijos perdavimo sistemos atsiradimo istorija.15
  • 1.1.2. Belaidžio maitinimo perdavimo standartai16
  • 1.1.3.Elektromagnetinė indukcija.16
  • 1.1.4. Ryšis tarp ričių.18
  • 1.1.5.Belaidės energijos perdavimo sistema.18
  • 1.1.6.Belaidės energijos pritaikymo pavyzdžiai19
  • 1.2. Belaidžių energijos perdavimo sistemų tipai26
  • 1.2.1.Mikrobangomis - energijos perdavimas.26
  • 1.2.2.Indukcinis energijos perdavimas.27
  • 1.2.3.Talpuminis galios perdavimas.27
  • 1.2.4. Lazerinis energijos perdavimas.28
  • 1.2.5. Akustinis energijos perdavimas.29
  • 1.2.6. Magnetinio rezonanso indukcijos pagrindu veikiantis belaidis energijos perdavimas.30
  • 1.3. Belaidžių energijos perdavimo sistemų lyginamoji analizė.32
  • 1.3.1. Belaidžių klasifikacijų palyginimas.32
  • 1.4. Belaidės energijos efektyvumo gerinimo būdai34
  • 2.TEORINIAI TYRIMAI.37
  • 2.1. Indukcinės belaidės energijos perdavimo sistemos atstojamoji schema.37
  • 2.2. Blokinė schema.40
  • 2.3. Imitaciniai indukcinės belaidės energijos perdavimo sistemos tyrimai40
  • 2.4. Modeliavimo rezultatai42
  • 3.EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI.46
  • 3.1.Realaus modelio schema.46
  • 3.2. Pasirinktų komponentų analizė.47
  • 3.3.Įtampos ir srovės pokyčio tyrimas.49
  • 3.4.Tyrimas taikant kliūtį54
  • 3.5.Tyrimas naudojant žeminantį keitiklį55
  • 3.6.Įtampos pokyčio tyrimas su prijungtu ventiliatoriumi57
  • 3.7 Deformacijos tyrimas.58
  • 3.8 Efektyvumo gerinimo būdai59
  • 3.9. Dažnio įtaka ričių parametrams.62
  • IŠVADOS.67
  • LITERATŪROS SĄRAŠAS.68
  • PRIEDAI 71

Literatūros sąrašas


  1. A Defected Metasurface for Field-Localizing Wireless Power Transfer. Prieiga internetu: < https://www.intechopen.com/chapters/74990 > , [žiūrėta 2022-03-24].

  2. Analysis of Wireless Transmission of Power for Physical Security Use. Prieiga internetu: < https://www.osti.gov/servlets/purl/1570551 >, [žiūrėta 2022-01-16].

  3. Bevieles energijos perdavimas, istorija, technologija. Prieiga per internetą:<https://lt.sodiummedia.com/3898404-wireless-transmission-of-electricity-history-technology-equipment>, [žiūrėta 2020 11 30].

  4. Conductix wampfler, Inductive Power Transfer IPT-Rail (2021). Prieiga internetu: < https://www.conductix.us/en/products/inductive-power-transfer-iptr >, [žiūrėta 2022-01-16].

  5. Conductix wampfler, Inductive Power Transfer IPT-Floor (2021). Prieiga internetu:<https://www.conductix.us/en/products/inductive-power-transfer/inductive-power-transfer-ipt-floor?parent_id=5798 >, [žiūrėta 2022-01-16].

  6. Conductix wampfler, Inductive Power Transfer battery charging (2021). Prieiga internetu:< https://www.conductix.us/en/products/inductive-power-transfer/wireless-charger-30-inductive-battery-charging?parent_id=5798 >, [žiūrėta 2022-01-16].



  1. Compact Size Wireless Power Transfer Using Defected Ground Structures (Sherif Hekal, Ahmed Allam, Adel B. Abdel-Rahman etc.).



  1. Demands in Wireless Power Transfer of both Artificial Intelligence and Industry 4.0 for Greater Autonomy. Prieiga internetu: < https://www.researchgate.net/publication/329801929_Demands_in_Wireless_Power_Transfer_of_both_Artificial_Intelligence_and_Industry_40_for_Greater_Autonomy >, [žiūrėta 2022-01-16].



  1. Dharani. Ma , Dr. Ravi. K, Systematic literature review on wireless power transmission.



  1. Different Types of Wireless Power Transfer Technologies and their Working (2020). Prieiga internetu: < https://circuitdigest.com/tutorial/different-types-of-wireless-power-transmission-technologies-and-their-working >, [žiūrėta 2022-01-16].

  2. Different Wireless Power Transfer Technologies and their Working. Prieiga per internetą: https://circuitdigest.com/tutorial/different-types-of-wireless-power-transmission-technologies-and-their-working >, [žiūrėta 2020 12 22].

  3. Editorial Staff. 2020, wireless power transfer. Prieiga internetu: < https://www.powerelectronicsnews.com/wireless-energy-transfer/ >, [žiūrėta 2022-03-24].

  4. Frequently Asked Questions: Wireless Power Transfer (WPT) & LTC4120. Prieiga internetu: < https://www.analog.com/en/technical-articles/faq-wireless-power-transfer-wpt-ltc4120.html > , [žiūrėta 2022-03-24].

  5. GaN-Based High Efficiency Transmitter for Multiple-Receiver Wireless P eless Power Transfer. Prieiga internetu: < https://trace.tennessee.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=7002&context=utk_graddiss >, [žiūrėta 2022-01-16].

  6. Limitations of wireless power transfer technologies for mobile robots. Prieiga internetu: < https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge- core/content/view/3D2A30DE128DB70C2E39BAB8F0CDC6CB/S2052841819000083a.pdf/limitations_of_wireless_power_transfer_technologies_for_mobile_robots.pdf > , [žiūrėta 2022-01-16].

  7. MASIOKAS, Stanislovas. Elektrotechnika. Vilnius, 1989. 259p. ISBN 5-420-00145-4. Prieiga internetu: < P05110110123.pdf (ajer.org) > , [žiūrėta 2022-01-16].



  1. Mohamed Zellagui, A Defected Metasurface for Field-Localizing Wireless Power Transfer.

  2. Mohamed Aboualalaa, Hala Elsadek and Ramesh K. Pokharel WPT, recent Techniques for improving system efficiency.

  3. Philips Semiconductors, N – channel enhancement mode trenchMOS transistor irfz44N 1999.



  1. Review of static and dynamic wireless electric vehicle charging system. Prieiga internetu: < https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221509861830154X >, [žiūrėta 2022-01-16].



  1. Sarawuth Chaimool, Chawalit Rakluea, Yan Zhao and Prayoot Akkaraekthalin, A Defected Metasurface fornField-Localizing Wireless Power Transfer.

  2. Texas Instruments, LM7812, 2000 – rev. 2016.

  3. Texas Instruments, LM555 Timer, 2000 – rev. 2015.



  1. Viskas apie elektros grandines [žiūrėta 2022-03-24]. Prieiga internetu: < https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/introduction-to-wireless-power-transfer-wpt/ > .



  1. Vladimir Kindl, Michal Frivaldsky, Jakub Skorvaga and Martin Zavrel, Theoretical and Practical Design Approach of Wireless Power Systems.



  1. Wireless Power Transfer Circuit and Its Working (2013 – 2022). Prieiga internetu: < https://www.elprocus.com/wireless-power-transfer-circuit-and-working/ >, [žiūrėta 2022-03-24].

  2. Wireless Power Transfer, Embedded Systems (2021). Prieiga internetu: < https://www.watelectronics.com/wireless-power-transfer/ >, [žiūrėta 2022-03-24].



  1. Wireless Power Transfer for Electric Vehicles Foundations and Design Approach (Alicia Triviño-Cabrera etc.).

  2. Wireless Power Transfer for Medical Microsystems (Tianjia Sun, Xiang Xie, Zhihua Wang (auth.).

  3. Wireless Power Transfer Theory, technology, and applications (Naoki Shinohara).



  1. Wireless power transmission, opening up a world of possibilities. Prieiga per internetą: < https://emrod.energy/wireless-power-transmission/ >, [žiūrėta 2020 12 10].

  2. Wireless power transmission technology with applications. Prieiga per internetą:< https://aryacollegejaipur.medium.com/wireless-power-transmission-technology-with-applications-219357ef8aa2 >, [žiūrėta 2020 12 20].

  3. Wireless Power Transfer by Using Magnetically Coupled Resonators. Prieiga per internetą: https://www.intechopen.com/books/wireless-power-transfer-fundamentals-and-technologies/wireless-power-transfer-by-using-magnetically-coupled-resonators >, [ žiūrėta 2020 12 23].

  4. Wireless Power Transfer. Prieiga internetu: < https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/wireless-power-transfer > , [žiūrėta 2022-03-24].



  1. Xi Zhang wireless power transfer technologies for electical vehicles.

Reziumė

Autorius
domkam
Tipas
Diplominis darbas
Dalykas
Fizika
Kaina
€10.95
Lygis
Universitetas
Įkeltas
Rgp 29, 2022
Publikuotas
2022 m.
Apimtis
69 psl.

Ne tai, ko ieškai?

Išbandyk mūsų paiešką tarp daugiau nei 16600 rašto darbų

Susiję darbai

Diferencialinės sistemos tyrimas

Fizika Laboratorinis darbas lukask
1. Naudojant elektroninio modeliavimo programą sudaryti diferencialinės sistemos principinę schemą. Kuriant schemą nenaudoti idealaus transformatoriaus, o pasirinkti iš realių sąrašo. Zb = Zl...

Stovinčiųjų bangų Kundto sistemoje tyrimas

Fizika Laboratorinis darbas 2012 m. taurus
Užduotis. 1. Išmatuoti metalinio strypo pagrindinį savitąjį virpesių dažnį ir rasti garso sklidimo jame greitį. 2. Išmatuoti garso sklidimo ore greitį akustinio rezonanso...

Elektros energijos perdavimo linija

Fizika Laboratorinis darbas supreme
. Darbo tikslas: Susipažinti su elektros energijos perdavimu dvilaide linija nuolatine srove. 2. Kontroliniai klausimai: Prie kokių sąlygų šaltinio E=const?...
Peržiūrėti
Atsisiųsti (€10.95)