К вопросу о передаче энергии на колесо автомобиля.
Погуглил, конкретной информации не нашел, натыкался на щеточные узлы и на какой-то проект типа генератора - одна его часять крепится на внутренней стороне диска, другая на автомобиле. При вращении выдавал 8 ватт. Минус - работал только при вращении.
А чтобы передавать энергию при неподвижном колесе, можно формировать переменное магнитное поле. Скажите, а можно ли сделать водушный трансформатор на 30 ватт таким, чтобы его вторичную обмотку можно было удобно и надежно закрепить на колесе автомобиля?
В идеале, конечно же - это нечто вроде проставки между колесом и ступицей, то есть катушка диаметром около 15 сантиметров и высотой не более 1 см. Черт... а ведь в этом случае даже сердечник будет у этой катушки, но дюже толстый...

Реализуемо ли? Нет, я понимаю, что трансформатор с воздушным сердечником на 30 ватт в принципе возможен, но здесь у нас особые геометрические условия....
У кого какие мнения?

Делал разрезной трансформатор - на ферритовый сердечниках в виде двух чашечек
(марку сейчас не помню), диаметром где-то 25 мм, передаваемая энергия была
где-то 1 Вт (больше и не требовалось)
Там проблема расчета была в чем.
Из-за наличия зазора там соответственно возрастал ток холостого хода - это
значит нижняя рабочая частота должна расти вверх.
Также - из за наличия зазора ухудшалось соотношение сцепленного магнитного потока
и магнитного потока рассеяния - возникал эффект магнитной "пробки" и не-передачи энергии
- т.е. верхняя рабочая частота такого трансформатора должна идти вниз

Практически это означает
- там есть небольшая зона частот, где такая конструкция нормально работает
(в моем случае это было 20-45 кГц)
- считается все это как немного нестандартный трансформатор с большими индуктивностями
рассеяния
- схема накачки трансформатора должна учитывать ощутимый реактивный ток

Расчеты предстоят в дальнейшем, мне хотя бы определиться с формой и расположением катушек

я не понял, Вас интересует мотор-колесо? может его и погуглить?:
http://www.ebiker.ru/sozdai-sam/elektro-ve...or-kolesom.html

Спасибо, но это совершенно не то.
Меня даже не генератор интересует.
Меня интересует трансформатор с воздушным сердечником, у коротого вторичная обмотка как вращается, так и может бытьнеподвижной. Причем вращение не должно оказывать некомпенсируемого влияния на выходные параметры.

А если попробовать на вышеописанную проставку попробовать одеть что-то вроде торроидальной катушки. А на суппорте виде дуги?
Еще раз подчеркну - это не должен быть генератор, в генераторе переменное магнитное поле создается за счет вращения, я же не против переменного магнитного поля за счет первичной обмотки.

В общем варианта для вторичной обмотки тут три.
1. На стальную проставку диаметром 150 мм и толщиной 10 мм просто наматывается провод. Получается катушка диаметром 150 мм и высотой 10 мм со стальным сердечником, располагающаяся между внутренней поверхностью диска и ступицей.
2. На пластине шириной 10 мм, длиной пи*150 мм мотается катушка, которая сгибается в кольцо, все это одевается на проставку, которая располагается между внуренней поверхностью диска и ступицей.
3. На проставке по окружности располагаются множествнные катушки.
А теперь вопрос - какой из вариантов лучше, какой должна быть первичная обмотка и как ее раполагать по отношению ко вторичной?

Понять ход замысла в этой конфигурации для не-механика достаточно сложно
Было бы лучше увидеть картинку эскиза замысла отсканированную и представленную в tiff-e

прокукарекаю...
A Power Converter with a Rotating Secondary Stage for an Airborne Radar
http://www.era.lib.ed.ac.uk/bitstream/1842/1984/1/thesis.pdf

Книжка - шикарная - , только справедливости ради - не все возможные стоящие варианты рассмотрены
(спасибо за ссылку)

Я конечно схемку то нарисую, но давайте абстрагируемся от конкретной конструкции.
Представьте себе сердечник диаметром 15 см и длиной 1 см и намотанные на него витки катушки с толщиной слоя скажем 5 мм. Как вам такая катушка с точки зрения рациональности? Соотношение размером далеко от традиционных - на что это повлияет - на количество витков, на частоту? Я слаб в теории трансформаторов, но насколько я знаю, чем толще магнитопровод, тем лучше.

У себя в разработке я использовал рис 2.1 (g),стр 16 из книжки ссылку на которую дал уважаемый HEX, - решение для
измерительной системы на торце вала турбины - самое то, да и проблем с магнитопроводами при таком решении особо нет -
можно использовать обычные ферритовые чашечные сердечники в самых различных типоразмерах. Что кстати и было
в дальнейшем использовано в этой самой dissertation.
В вашем случае - я так понимаю - это рис 2.1 (h),стр 16. И тут возникает куча вопрос - по конструкции, из
чего это будет делаться и о ваших технологических возможностях.
(извиняюсь за описку - исправил)

Знаете, вы противопоставили свою разработку и мою, и в то же время указали "2.2(g)" в обоих случаях. Это наводит на мысль об опечатке. Да и сам вариант Г явно не подходит для моей задачи. Это нужен подшипник внутренним диаметром 15 см и очень маленьким наружным диаметром. иначе как вы расположите катушки таким образом? скорее уж вариант h, но можно ли в этом случае применить не феррит, а сталь?



Все больше склоняюсь к фрезеровке 40-конечной шестеренке с прямоугольными зубьями, на которые намотаны катушки. К поверхности зубцов можно приблизить обычную катушку генерирующую переменное магнитное поле.

Такое ощущение - там будет проблема с величиной максимальной передаваемой мощности


Я бы сейчас уже практически пробовал - взял бы трубу с разрезом (или свернутый с зазором лист железа)
добавил катушку, повторил бы это для ответной части
...ну и электрически попробовал передать силовой меандр
...
Что касается феррита - то он неплохо обрабатывается алмазным инструментом - и при наличии ферритовых колец
должного диаметра можно "сваять" что-то в стиле варианта (h)

Нет, все-таки я пришел к выводу, что лучше сделать шестеренку. С иными вариантами будут сложности в креплении каркасов первичной и вторичной обмоток.

Ну а коль я пришел к шестеренке - тогда вопрос -наверное наматывать катушки лучше на каждом втором зубце? Тогда получится как бы Ш-образный магнитопровод, который при сопоставлении с такой же первичной частью создаст обычный трансформатор.... Но опять -таки это будет стальная, а не ферритовая деталь, феррит слишком хрупкий, чтобы из него делать проставку.
Чем и насколько лучше феррит?
Кто что думает?

Нашел ряд интереснейших программ для расчета импульсных трансформаторов.

Нет в них только одного - они не учитывают зазор между сердечниками разрезного трансформатора. Как это сделать?

Вероятно нада както так:

1) google( "теория расчета трансформатора")

2) google( "программа моделирования магнитного поля")

3) google( "справочники по магнитным свойствам материала")

ну хотя бы просто кто-нибудь скажет - сильно ли упадет мощность на вторичной обмотке, если разрезать сердечник?

Только LLC преобразователь использует раздельные катушки и сердечник с зазором.
Например LLC
LLC использует резонанс. Без него трудно будет передать энергию без больших потерь.

Спасибо, я вам верю, но вот картинка из документа что-то не напоминает можю конструкцию - там обычное расположение катушек

Сильно.

Такие вещи достаточно легко считаются в программах FEM.
Это Maxwell, Jmag Ansys. Бесплатная femm для 2D.

Маленький пример для затравки.

В классических преобразователях первичка и вторичка всегда мотаются друг на друга, для лучшей связи. Без этого возникают огромные потери на паразитной индуктивности.
На картинке катушки намотаны раздельно, а не друг на друга. Другие варианты не допускают такого.

А каков же КПД будет при использовании LLC?

КПД может быть больше 90%. Большой КПД потому, что токи вблизи резонанса почти синусоидальные и энергия, которая не ушла в нагрузку, возвращается в резонансный кондер.
Но есть и особенности: если частота больше 30...40кГц обмотки надо мотать лицендратом, зависимость выходного напряжения от входного и тока нагрузки.

случайно попалось...
http://www.sonoma.edu/users/h/haider/publi.../PID1428477.pdf

A High Efficiency Inductive Power Link - и Google в поиске.