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Kurzfassung

Mit der Erfindung wird eine aktive Blindleistungseinprägung im Rahmen von induktivem Laden erreicht. Dadurch werden u.a. Wirkleistung, Wirkungsgrad, sowie Kosten optimiert.

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Hintergrund

Bei der kontaktlosen Energieübertragung über schwach gekoppelte Spulen muss – für eine effiziente Übertragung – die induktive Blindleistung der entstehenden Streufelder kompensiert werden. Hierzu werden primär- und sekundärseitig Kondensatoren eingesetzt, deren Dimensionierung wesentlich das Systemverhalten bestimmt. Infolge von geometrischen und elektrischen Änderungen im Übertragungssystem, wird die optimale Blindleistungskompensation im Realbetrieb praktisch nie erreicht, was den Wirkungsgrad und die übertragbare Wirkleistung reduziert und letztlich zu Überdimensionierungen führt.

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Bilder & Videos

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Lösung

Ein effizienter und automatischer Ausgleich dieser Schwankungen im Betrieb kann durch eine aktive Blindleistungseinprägung erstmals erreicht werden, wodurch sich sowohl der Wirkungsgrad, die übertragene Wirkleistung als auch Baugröße und Kosten optimieren lassen. Die Realisierung der Blindleistungseinprägung erfolgt über einen Wechselrichter mit festgekoppelten Transformator. Die Entkopplung vom Übertragungssystem reduziert die Scheinleistung am Wechselrichter, wodurch effizientere Leistungshalbleiter eingesetzt werden können. Der Wechselrichter entnimmt die Wirkleistung, die er zur aktiven Erzeugung der Blindleistung benötigt, direkt aus dem Übertragungssystem. Somit liegt stationär nur seine eigene Verlustleistung vor. Die Ansteuerung erfolgt über eine Blocktaktung und eine Phasenverschiebungsansteuerung. Der Resonanzkreis wirkt als Bandpass hoher Güte und filtert so effizient die entstehenden Oberschwingungen, sodass die Notwendigkeit einer Sinusmodulation entfällt.

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Vorteile

- Erhöhte Positionierungstoleranz - Dynamischer Ausgleich von Parametervariationen im Betrieb - Steigerung des Wirkungsgrades - Anwendbar auf alle induktiven Übertragungssysteme

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Anwendungsbereiche

- Automatisierungstechnik - Elektrotechnik - Logistik - Fertigungstechnik - Medizintechnik