Hệ thống truyền tải điện không dây (WPT) cung cấp điện mà không có cáp nhưng thường phải vật lộn với sự ổn định điện áp khi tải thay đổi Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp thiết kế dựa trên máy tỷ lệ kèo góc nhà cái sử dụng tối ưu hóa số để đạt được hoạt động độc lập tải Cách tiếp cận của họ đảm bảo điện áp đầu ra ổn định (dao động dưới 5 & percnt;) và hiệu quả cao (86,7 & percnt;) dưới các tải trọng khác nhau Đột phá này đơn giản hóa thiết kế WPT và có thể giúp tạo ra các hệ thống năng lượng không dây thực tế hơn, đáng tin cậy hơn cho một loạt các ứng dụng

Tiêu đề hình ảnh:Thiết kế dựa trên máy tỷ lệ kèo góc nhà cái cho hệ thống truyền tải năng lượng không dây độc lập (WPT)
Chú thích hình ảnh:Các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp thiết kế số hoàn toàn bằng cách sử dụng các phương trình vi phân và thuật toán di truyền để tối ưu hóa các hệ thống WPT Cách tiếp cận này đảm bảo điện áp đầu ra ổn định, hiệu quả cao và chuyển đổi điện áp bằng không trên các tải trọng khác nhau, khắc phục các hạn chế của các phương pháp dựa trên phân tích truyền thống
Liên kết nguồn & tín dụng hình ảnh:Wikimedia Commons thông qua kho lưu trữ tìm kiếm Creative Commons
https: //openverseorg/image/458a9b09-d2e7-4156-a3da-fd80fefde04f?
Giấy phép hình ảnh:cc by-SA 20
Hạn chế sử dụng:tín dụng phải được trao cho người tạo Thích ứng phải được chia sẻ theo cùng một điều khoản

Hệ thống truyền năng lượng không dây (WPT) truyền năng lượng điện từ nguồn điện sang tải mà không có đầu nối vật lý hoặc dây, sử dụng các trường điện tử Ý tưởng này đi xa như những năm 1890, khi Nikola Tesla nổi tiếng thử nghiệm truyền năng lượng không dây Ngày nay, các hệ thống WPT được sử dụng rộng rãi để cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh, bàn chải đánh răng điện và cảm biến không dây cho Internet vạn vật Một hệ thống WPT điển hình có cuộn dây phát được kết nối với nguồn điện Máy phát này chuyển đổi công suất được cung cấp thành một trường điện tử, được nhận bởi một cuộn dây thu sau đó cung cấp năng lượng cho một thiết bị điện

Gần đây, hoạt động độc lập tải (LI) đã thu hút sự chú ý để giữ cho điện áp đầu ra ổn định và duy trì chuyển đổi điện áp bằng không (ZV) ngay cả khi tải thay đổi Tuy nhiên, việc đạt được hoạt động LI đòi hỏi các giá trị thành phần mạch rất chính xác, chẳng hạn như cảm ứng hoặc tụ điện, thường được tính toán bằng các phương trình phân tích phức tạp Các phương trình này thường dựa trên các giả định lý tưởng hóa và không nắm bắt được sự phức tạp trong thế giới thực

Để khắc phục những hạn chế này và cải thiện hiệu quả cung cấp năng lượng, một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Hirao Sekiya dẫn đầu từ trường sau đại tỷ lệ kèo góc nhà cái, Đại tỷ lệ kèo góc nhà cái Chiba, Nhật Bản, đã đề xuất một phương pháp thiết kế dựa trên máy tỷ lệ kèo góc nhà cái để thiết kế hệ thống LI-WPT Nghiên cứu được thực hiện cùng với ông Naoki Fukuda và Tiến sĩ Yutaro Komiyama, cũng từ Đại tỷ lệ kèo góc nhà cái Chiba; Tiến sĩ Wenqi Zhu từ Khoa Kỹ thuật Điện, Đại tỷ lệ kèo góc nhà cái Khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái Tokyo; và Tiến sĩ Akihiro Konishi, Khoa Khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái Máy tính và Thông tin, Đại tỷ lệ kèo góc nhà cái Sojo Nghiên cứu được công bố trực tuyến trên tạp chíGiao dịch IEEE trên các mạch và hệ thống I: Giấy tờ thông thườngVào ngày 18 tháng 6 năm 2025

Trong phương pháp này, mạch WPT được mô tả bằng cách sử dụng các phương trình vi phân nắm bắt cách điện áp và dòng điện phát triển theo thời gian trong hệ thống, có tính đến các đặc điểm thành phần trong thế giới thực Các phương trình này sau đó được giải riêng, từng bước, cho đến khi hệ thống đạt đến điều kiện trạng thái ổn định Chức năng đánh giá đánh giá hiệu suất của hệ thống dựa trên các mục tiêu chính như độ ổn định điện áp đầu ra, chuyển đổi công suất Một thuật toán di truyền sau đó cập nhật các tham số hệ thống để cải thiện điểm đánh giá và quá trình được lặp lại cho đến khi đạt được hoạt động độc lập tải mong muốn

Như Giáo sư Sekiya giải thích,"Chúng tôi đã thiết lập một quy trình thiết kế mới cho một hệ thống LI-WPT đạt được điện áp đầu ra không đổi mà không cần kiểm soát các biến thể tải

Để kiểm tra phương pháp của họ, nhóm đã áp dụng nó cho hệ thống WPT Lớp tỷ lệ kèo góc nhà cái, kết hợp biến tần LEF-EF với bộ chỉnh lưu lớp-D Biến tần LEF truyền thống mà không có hoạt động LI chỉ có thể duy trì ZV tại điểm hoạt động được định mức Nếu tải thay đổi, ZV bị mất và hiệu quả giảm Ngược lại, phiên bản Li được thiết kế bởi nhóm giữ ZV và điện áp đầu ra ổn định ngay cả khi tải thay đổi

Trong hệ thống thông thường của biến tần Li, điện áp đầu ra có thể dao động bằng 18 & percnt; Khi tải thay đổi Ngược lại, hệ thống được thiết kế với phương pháp số hoàn toàn giữ cho biến thể này dưới 5 & percnt ;, cho thấy sự ổn định lớn hơn đáng kể Bằng cách tính toán chính xác cho các tác động của điện dung ký sinh diode, phương pháp mới cũng duy trì hiệu suất tốt hơn ở tải trọng ánh sáng Một phân tích mất năng lượng chi tiết cho thấy cuộn dây truyền tải đã tiêu tan gần như cùng một lượng công suất trong các điều kiện tải khác nhau, cảm ơn khả năng của hệ thống để giữ cho dòng đầu ra ổn định Tại điểm hoạt động được xếp hạng của mình, hệ thống WPT Lớp LI đã đạt được hiệu quả cung cấp điện là 86,7 & Percnt; ở mức 6,78 MHz và cung cấp hơn 23W công suất đầu ra

Nhìn về phía trước, các nhà nghiên cứu tin rằng ý nghĩa của công việc này vượt ra ngoài WPT "Chúng tôi tự tin rằng kết quả của nghiên cứu này là một bước quan trọng đối với một xã hội hoàn toàn không dây Hơn nữa, do hoạt động của LI, hệ thống WPT có thể được xây dựng một cách đơn giản, do đó làm giảm chi phí và kích thước Mục tiêu của chúng tôi là làm cho WPT trở nên phổ biến trong vòng 5 đến 10 năm tới,"Giáo sư Sekiya nói rộng hơn, phương pháp thiết kế này minh họa rằng trí tuệ nhân tạo và tỷ lệ kèo góc nhà cái máy có khả năng biến đổi cách thiết kế điện tử năng lượng, hướng tới tương lai của thiết kế mạch tự động

Về Đại tỷ lệ kèo góc nhà cái Khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái Tokyo

tỷ lệ kèo góc nhà cái góc nhà cái góc nhà cái Đại học Khoa(TUS) là một trường đại tỷ lệ kèo góc nhà cái nổi tiếng và được kính trọng, và là trường đại tỷ lệ kèo góc nhà cái nghiên cứu tư nhân chuyên khoa khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái lớn nhất ở Nhật Bản, với bốn cơ sở ở trung tâm Tokyo và vùng ngoại ô của nó và ở Hokkaido Được thành lập vào năm 1881, trường đại tỷ lệ kèo góc nhà cái đã liên tục đóng góp cho sự phát triển của Nhật Bản trong khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái thông qua việc khắc sâu tình yêu đối với khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái trong các nhà nghiên cứu, kỹ thuật viên và nhà giáo dục

Với sứ mệnh "tạo ra khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái và công nghệ cho sự phát triển hài hòa của tự nhiên, con người và xã hội", TUS đã thực hiện một loạt các nghiên cứu từ khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái cơ bản đến ứng dụng TUS đã chấp nhận một cách tiếp cận đa ngành để nghiên cứu và thực hiện nghiên cứu chuyên sâu trong một số lĩnh vực quan trọng nhất hiện nay TUS là một công đức nơi tốt nhất trong khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái được công nhận và chăm sóc Đây là trường đại tỷ lệ kèo góc nhà cái tư duy nhất ở Nhật Bản đã sản xuất một người chiến thắng giải thưởng Nobel và là trường đại tỷ lệ kèo góc nhà cái tư duy nhất ở châu Á sản xuất những người chiến thắng giải thưởng Nobel trong lĩnh vực Khoa tỷ lệ kèo góc nhà cái Tự nhiên