Acoplamiento magnético de cargas inductivas

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He estado trabajando un poco en un proyecto de pasatiempo que involucra la distribución de energía inductiva. Nunca he hecho algo como esto antes y antes de unir las cosas, me gustaría evitar hacer explotar cosas.

Planeo alimentar entre 1 y 3 cargas inductivas (es decir, bobinas enrolladas a mano de aproximadamente 4-6 cm de diámetro en forma de anillo con probablemente alrededor de 50-100 vueltas) en paralelo desde un H-Bridge. Las bobinas probablemente se enrollarán con un cable de 28-30wg y mi objetivo es transmitir hasta 2A entre las bobinas colocadas a una distancia de aproximadamente 2-3 mm. La figura 2A es la cantidad de corriente consumida por la bobina "transmisora" y no la corriente inducida en la bobina "receptora". Cualquiera de las bobinas impulsadas por el H-Bridge puede o no tener una bobina correctora alineada (en otras palabras, algunas de ellas pueden no tener "carga" y otras pueden tener una carga). Todo este circuito puede o no ser alimentado por un método inductivo, lo que complica aún más las cuestiones de poder.

Planeo ejecutar todo en algún lugar en el vecindario de 100Khz, pero eso es realmente un tema de debate. Solo sé que tiene que ser una frecuencia más alta ya que las bobinas están acopladas inductivamente sin ningún tipo de núcleo.

Entiendo que en el punto de resonancia para el inductor (que tiene que ver con la capacitancia entre giros como lo entiendo), el inductor dejará de estar allí en términos de impedancia y el único factor limitante para la corriente sería el Resistencia del alambre. Me imagino que esto haría estallar mi H-Bridge con bastante rapidez a menos que las cosas fueran demasiado grandes, así que sé que necesito mantenerme alejado de la frecuencia de resonancia de mi inductor.

Aquí están mis preguntas :

  • ¿Cómo se ve el inductor desde el punto de vista del puente H cuando no hay nada dentro de su campo magnético que no sea él mismo? Me imagino que se ve como un inductor

  • ¿Cómo se ve el inductor desde el punto de vista del Puente H cuando se coloca otra bobina cerca de él con una carga adjunta?

  • ¿Qué pasaría si de 3 inductores en paralelo, solo uno (o dos) estuvieran acoplados magnéticamente a una bobina "receptora"?

Algo que planeo probar es la posibilidad de usar la misma bobina para enviar o recibir energía dependiendo de las entradas del sensor (corriente y voltaje en una bobina, básicamente). ¿Qué pasaría si tuviera que conducir un inductor que estaba dentro del campo magnético de otro inductor que también estaba siendo accionado? ¿Qué vería desde la perspectiva de cada lado en términos de impedancia?

Muchas gracias de antemano por cualquier información.

    
pregunta Los Frijoles

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La razón básica para usar un circuito sintonizado en paralelo como excitador es uno de eficiencia. Si su inductor y su capacitor sintonizado son 33uH y 75nF, la frecuencia de resonancia será de aproximadamente 101kHz. Si haces los cálculos, verás que un circuito sintonizado sin pérdidas como este exhibe una impedancia infinita pero aún circula alta corriente entre la tapa y el inductor.

Por supuesto, los circuitos sin pérdida son imposibles, pero hacer que las pérdidas sean lo más bajas posibles significa que si su inductancia es 33uH y su voltaje aplicado es (por ejemplo) 40VRMS a 100kHz, la corriente en el inductor es: -

\ $ \ dfrac {40V} {2 \ cdot \ pi \ cdot F \ cdot L} \ $ = 1.93 Amps

Tu puente H ni siquiera estará sudando porque no suministrará nada como esta corriente. Esta corriente se debe a la tensión en el inductor, pero el condensador tiene el efecto de realizar la corrección del "factor de potencia" y debido a que las pérdidas son bajas, tal vez el puente H se suministre en el orden de 50 mA a un par de cientos de mA. / p>

Sin embargo, su puente H excita la bobina / tapa con una onda cuadrada y habrá pérdidas debido a los armónicos dentro de la onda cuadrada. Debido a esto, tiene sentido alimentar la bobina / tapa a través de un inductor, algo más pequeño que la bobina (quizás 1 cuarto). También deberá volver a sintonizar la capacitancia para compensar esto. Se requiere algo de experimentación en esto para obtener mejores resultados, pero debe tratar de reducir la corriente del puente H para evitar el sobrecalentamiento.

También diría que haga una bobina más grande adecuada para las tres cargas inductivas. La bobina más grande puede ser de cualquier forma regular que se adapte a sus requisitos para la colocación de las bobinas receptoras.

El rendimiento óptimo es cuando las bobinas receptoras también están sintonizadas con un condensador pero, debido a que la tensión inducida está en serie con una bobina receptora, el circuito sintonizado se comporta como un circuito sintonizado en serie y, si el acoplamiento es demasiado grande Desintonice la bobina de transmisión cuando esté cerca. Debe apuntar a un intervalo mínimo o incorporar circuitos en el puente H que límite actual.

Le recomiendo encarecidamente que use algo como LTSpice para simular esto: aprenderá mucho sobre las distintas interacciones. También te recomiendo que leas un poco sobre las bobinas de tesla porque eso es lo que pretendemos construir (cuando lo afine según mis pensamientos).

    
respondido por el Andy aka

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