Беспроводную зарядку мощностью свыше 5 кВт обеспечит новая индукционная катушка

Существующие системы беспроводной зарядки, способные обеспечить мощность более киловатта, тяжелые и громоздкие, так как в их основе лежат медные катушки. Альтернативное решение предложила команда физиков из Мюнхенского технического университета, возглавляемая Кристофом Утшиком и профессором

Существующие системы беспроводной зарядки, способные обеспечить мощность более киловатта, тяжелые и громоздкие, так как в их основе лежат медные катушки. Альтернативное решение предложила команда физиков из Мюнхенского технического университета, возглавляемая Кристофом Утшиком и профессором Рудольфом Гроссом.

Совместно с производителем электротехнических компонентов Würth Elektronik eiSos и специализирующейся на сверхпроводящих покрытиях компанией Theva Dünnschichttechnik, ученые разработали компактную катушку из сверхпроводника. Она способна бесконтактно передавать электрический заряд с мощностью более 5 кВт без значительных потерь.

Чтобы добиться этого исследователям пришлось решить непростую задачу по устранению характерных для сверхпроводников потерь мощности, возникающих при прохождении по таким проводам переменного электрического тока. Эти потери растут по мере увеличения характеристик тока и приводят к нагреву проводников, из-за которого они теряют сверхпроводимость.

Ученые решили проблему путем установки прокладок между отдельными витками обмотки катушки. «Этот прием значительно снижает потери переменного тока в катушке, — подчеркнул глава исследования Кристоф Утшик. — В результате возможна передача энергии при мощности порядка нескольких киловатт».

При разработке конструкции катушки ученые использовали аналитическое и численное моделирование. С его помощью они подобрали расстояние между витками, которое позволило добиться большей удельной мощности, чем достигается в серийно выпускаемых аналогичных устройствах.

«Основной принцип создания сверхпроводящих катушек заключается в том, чтобы достичь одновременно и самого меньшего из возможных сопротивления при переменном токе, и минимально допустимого размера обмотки и, таким образом, компенсировать сниженную геометрическую связь», — объясни Утшик.

Как выяснили ученые, оптимальное расстояние между витками равно примерно половине ширины используемого в катушке плоского провода. Большие промежутки вынуждают увеличить общие размеры катушки, а меньшие — повышают опасность потери свойства сверхпроводимости во время работы устройства.

В ближайшее время исследователи намерены работать над дальнейшим увеличением мощности своего изобретения. Кроме того, им предстоит решить вопрос с охлаждением катушки до низкой температуры, необходимой для достижения сверхпроводимости, так как подходящего для применения в таких устройствах криостата пока не существует.

Источник: ph.tum.de