无线能量传输的前景如何？

jiejiedog

刚才又想了一下，世博上的电动汽车的设计者肯定都是国内的老法师，既然真正的sbahn用的pantograph寿命那么长，可靠性那么好，为什么这些设计者会舍弃不用，而用面积很大的充电板呢？而且这些充电板才几个月就烧得不行。
个人推测原因如下：普通的pantograph都是在机车运行的时候才通过电流，即使因为接触不良（有没有1分钟1次那么夸张姑且不论）而局部放热，也会因为风冷良好而不会严重损伤接头。而世博的电动汽车是在站头停止状况下充电的，纯粹靠自然散热，所以，他不能用弓状的pantograph，而用大面积的板，增加导电面积，也增加散热面积。尽管如此，实践证明，由于散热条件恶劣，它的寿命很短。

admirewhat

jiejiedog 发表于 2011-8-12 21:40
这样的，wireless power transfer的用途，我给了两个例子：
第一个，是在中高压中取代cb，和电动汽车充电 ...

对于第一个例子，我是外行有个问题，什么是开关管？在网上搜索了一下有用三极管做开关管的，或者igbt也是利用几个pn结的。但是我有个疑问，当开关管被击穿时，那么是应该短路还是断路呢？他能起cb的作用吗？而且，我并没有看到无线能量传输起的作用啊，因为本身断路器的作用跟他并不重叠啊，除非有了他之后就不用cb了。

第二，原来电动汽车的主要问题是接触不良的问题啊，看来我理解错误了。

admirewhat

jiejiedog 发表于 2011-8-12 22:05
这图看不出1分钟能脱线1次的pantograph

恩，刚刚比较仔细的看了下sbahn图，发现自己有些想当然，一般输电轨道长度不止几百米。不过，由于某些原因，他的长度也不会太长。前面有个特点我没有提，sbahn的输电左右两边都可以进行的，不是同时，而是在不同情况下因地制宜。

1）进站。一般sbahn都是复线（废话，单线的sbahn我也没见过），所以输电轨道通常都在两个轨道之间（见图右下方），大约是因为总电缆也铺在轨道之间，为了节省材料也为了安全的原因吧。但是进站时，由于站台通常也在轨道之间，而如果输电轨与站台同侧的话，应该会有安全和检修不易的问题，所以会移到外侧（见图左上方）。通常两站之间时间是2-3分钟，进站出站各变一次，即为两次。


2）道岔。由于运行需要，道岔是必然存在的，一条线变两条或者两条线并线。这时就存在一条输电线变两条的问题，那么输电轨在地上，不可能像一般重轨火车一样只要把天线类似的分一下就好，而是要开始一段新的输电轨。比如对角线那根铁轨，由上往下一分为二时，下面分支的右边出现新的输电轨。


3）过短桥。不知为什么，也许是供电电缆太粗？过桥时，输电轨会中断，图中上方的轨道，可以看到桥两边都有输电轨，但是桥上没有。对于很长的sbahn，这个中途短暂中断应该不是问题，因为车头或者车尾至少有一边还连着。很长的桥应该也不是问题，高架不就是桥么。


或许还有诸多其他原因，因为我时间能力有限就不一一例举了，但是上面三种情况还算是很普遍也经常出现的。所以说sbahn输电头一分钟一短不算太离谱吧，退一百步说至少量级是一致的。

jiejiedog

admirewhat 发表于 2011-8-15 11:44
对于第一个例子，我是外行有个问题，什么是开关管？在网上搜索了一下有用三极管做开关管的，或者igbt也是 ...

开关管可以是IGBT,IGCT，以IGBT为例，他们的过压过流特性你可以自己慢慢找，这一时半活要补课的内容太多了。
最后那句没错，有了它以后就不用cb了。两个部分纯粹靠气隙能量传递。

admirewhat

jiejiedog 发表于 2011-8-15 14:36
开关管可以是IGBT,IGCT，以IGBT为例，他们的过压过流特性你可以自己慢慢找，这一时半活要补课的内容太多了 ...

恩，太过详细的我也没精力去找，既然你说可以那就fare enough了。
恕我驽钝，那如果这样，igbt不就可以做cb了么，还要无线传输做什么？无线传输还是没起到cb的作用啊。

jiejiedog

admirewhat 发表于 2011-8-15 12:07
恩，刚刚比较仔细的看了下sbahn图，发现自己有些想当然，一般输电轨道长度不止几百米。不过，由于某些原 ...

你所说的，是sbahn的grid每隔几公里会换一个，在两个grid之间，因为pantograph不能同时连接到两个grid（否则相当于短路这两个grid），所以，在进入交叉点的时候，会短暂脱离overhead line。这个是很正常的现象。
但是，根据你所描述的情况，sbahn每分钟产生1-3次火花，以grid平均长度3公里计算，列车得有至少180公里每小时的时速，才可能达到这个穿越频率（每分钟1次）。所以那天我和同事讨论的时候，首先就把这个可能性排除了，因为sbahn没有可能开那么快。
除非柏林火车站的grid无比特殊，长度才几百米一段，我没有亲眼看到，无法判断。

jiejiedog

admirewhat 发表于 2011-8-15 14:42
恩，太过详细的我也没精力去找，既然你说可以那就fare enough了。
恕我驽钝，那如果这样，igbt不就可以做 ...

如果只是用半导体连接系统A和系统B，如果IGBT突然坏了，爆炸了还是会影响到它连接的A和B的。
如果用无限传输，IGBT 1连接系统A，IGBT 2连接系统B，两个之间通过无线传输。那么，如果IGBT 1的爆了，系统B中的IGBT2最多就是收不到电磁波，失去能量，但不会造成巨大威胁。

jiejiedog

admirewhat 发表于 2011-8-15 14:42
恩，太过详细的我也没精力去找，既然你说可以那就fare enough了。
恕我驽钝，那如果这样，igbt不就可以做 ...

举一个简单例子好了，电动牙刷的充电插座坏了，只要他是无限充电的，你换一个充电插座就可以，而电动牙刷不会坏掉。
如果你用直接铜接触充电，第一频繁开关的接触点寿命降低，第二如果充电插座坏了，很可能把电动牙刷也打坏。

admirewhat

jiejiedog 发表于 2011-8-15 14:45
你所说的，是sbahn的grid每隔几公里会换一个，在两个grid之间，因为pantograph不能同时连接到两个grid（ ...

恩，没错，所以我说我有点想当然了，实际情况没有我想的那么夸张。一分钟三次肯定没有，一分钟一次也可能不到，不过即使这样，也满足了你所说的“你有见过地铁触头每3分钟通过机械制动脱离overhead line的么？”。三分钟脱离一次绝对是有的，不过并不是每次都会有火花。

admirewhat

jiejiedog 发表于 2011-8-15 14:53
如果只是用半导体连接系统A和系统B，如果IGBT突然坏了，爆炸了还是会影响到它连接的A和B的。
如果用无限 ...

这要取决于igbt怎么坏的吧，如果效果是断路，那么不管后面是无线还是有线传输，都不会有大电流损坏负载，如果是短路，那么同样不管后面是无线还是有线传输，都可能会有大电流损坏负载，因为只要有电流就会有电磁波，除非无线传输有限流的作用。但是即使限流了，他也没起到cb的作用啊。

我的理解是，cb在电路工作不正常时，比如后面有短路或者漏电之类的，主动采取措施断开电路。为了减少断路时的事故，尤其是电弧放电，人们想引进无线传输。但是这里无线传输并没有起到主动断路的作用，而只是被动的等igbt去断，那么我实在看不到他存在的意义。因为cb的工作还是igbt来完成的。这种所谓的空气气隙起的隔离作用，跟普通的变压器没有任何区别。如果变压器能行的话，干嘛还投入大价钱去研发“空气中的”无线传输。