Para transmitir potencia a través de un hueco, puede hacerlo mediante la acción del transformador, pero la eficiencia será baja porque el campo magnético de la bobina de potencia no se acopla al 100% de la bobina de recepción. Dependiendo de la separación, el acoplamiento puede ser solo (por ejemplo) 10% y esto significa que tiene que usar mucha fuerza bruta para obtener la potencia que necesita en la bobina de recepción.
Una mejora significativa en esto es el uso de bobinas sintonizadas que funcionan a una frecuencia de resonancia.
Voy a describir uno con el que estuve involucrado el año pasado: no logró nada más que un 10% de acoplamiento de potencia, pero las restricciones en la aplicación fueron enormes. Por eso lo uso como ejemplo. - Si puede evitar estas restricciones (que se describen a continuación), debería obtener fácilmente más del 50% de eficiencia energética.
Era necesario transferir energía al final del rotor de turbina de un generador de 500 MW y los ejes son bastante grandes. En efecto, la bobina de recepción tenía aproximadamente 1,5 metros de diámetro: -
La línea circular roja es la bobina que se encuentra en una ranura aislada elevada sobre el metal del rotor. Se esperaba que el metal proporcionara un mal acoplamiento, pero a la frecuencia utilizada, no era tan malo para absorber la energía (tal vez una pérdida del 20%). La bobina era una sola vuelta de 1,6 mm Cu.
La bobina del estator acoplada a aproximadamente 30º de la circunferencia, es decir, no tenía un giro completo de 1,5 m de diámetro. Era una bobina de 4 vueltas. Cada uno de los 4 giros utilizaba 3 cables de litz de 1 mm de diámetro con 250 hilos en cada cable de litz, 750 hilos en total. Con una bobina circular completa, el acoplamiento de potencia sería mejor; Probablemente algo como el doble.
El espacio entre la bobina era de aproximadamente 40 mm y, a pesar de todas las restricciones, la disposición podría producir fácilmente 50 VRMS en la bobina del rotor sintonizado. La potencia necesaria en el rotor era de aproximadamente 2W como máximo. Las brechas más pequeñas serán más efectivas.
La bobina del estator tenía dos condensadores de sintonía, uno en paralelo y otro para activar la alimentación de CA de 600 kHz. El voltaje de alimentación era de aproximadamente 30 VRMS, pero debido a la sintonización, generaba aproximadamente 100 VRMS a través de la bobina. Un cable de litz mejor mejoraría el voltaje y reduciría las pérdidas de potencia: la bobina aumentó entre 5 y 10ºC cuando funciona en condiciones ambientales. Este diseño también se vio limitado con un cable de alimentación de entrada de 600kHz de diámetro pequeño (aproximadamente 3 mm para par trenzado apantallado) y el cable fue de aproximadamente 10 metros de largo; tener el generador de 600kHz cerca de la bobina de potencia es la manera de obtener más eficiencia acoplamiento de potencia.
Además, la eficiencia no fue tan buena debido a la brecha de 40 mm y la necesidad de funcionar a temperaturas cercanas a los 100ºC.
Resumen : sí, puede transmitir potencia magnéticamente a través de una brecha y tener un bucle completo tanto en el primario como en el secundario se acoplará mucho mejor que el acoplamiento fraccionario descrito anteriormente. Tener una brecha más pequeña también se acopla mucho mejor. El bucle de recepción descrito anteriormente tenía un solo giro porque también estaba acoplando datos de la electrónica montada en la turbina. Más giros en este devanado ayudarían. Intente hacer coincidir el perfil de la bobina de entrada y los giros con el perfil de recepción y los giros. El uso de material de ferrita no era práctico en este trabajo en particular, pero ayudarían.