Fluxroadd
Werking
Een uitleg over de werking van de Fluxroadd.
Om een elektrische auto op te laden terwijl deze nog rijdt, is het natuurlijk onmogelijk om kabels te gebruiken. Het opladen zal dus volledig contactloos moeten gebeuren. Dit is mogelijk door gebruik te maken van de mogelijkheden van elektromagnetisme. Zoals de naam al doet vermoeden, werkt de Fluxroadd met een magnetische flux. Deze magnetische flux wordt gecreëerd door een veranderend magnetisch veld. Dit magnetische veld wordt gegenereerd door de statische schakeling.
Ld = dynamische spoel, ofwel de spoel op het voertuig
Ls = statische spoel, ofwel de spoel onder de weg
Doordat er sprake is van een veranderend magnetische veld zal de dynamische spoel in de dynamische schakeling een veranderende magnetische flux ondervinden. Daardoor zal deze spoel een tegenflux creëren. Dat doet de spoel door een stroom te laten lopen op zo'n manier dat er een noord- of zuidpool gecreërd wordt die het magnetische veld afstoot. Doordat er een stroom aanwezig is in de spoel, is er automatisch een spanning aanwezig. Dit zijn de inductiestroom en -spanning. Deze kunnen gebruikt worden om de accu van de elektrische auto bij te laden.
Hieronder gaan we verder in op de statische en dynamische schakeling.
Statische schakeling
Met de statische schakeling wordt de schakeling onder de weg bedoeld. Deze beweegt niet, in tegenstelling tot de schakeling in de auto. De statische schakeling begint bij de spanningsbron. In de experimenten hebben we een variabele spanningsbron gebruikt. In het echt kan hiervoor een spanningsbron gebruikt worden die zijn energie verkrijgt uit zonnepanelen, windmolens of andere elektriciteitsbronnen. Deze spanningsbron genereert een wisselspanning, zodat er altijd een wisselend magnetisch veld ontstaat. Hierdoor kan een elektrische auto ook stilstaand opgeladen worden.
Aan de spanningsbron zitten verschillende spoelen bevestigd die verspreid zijn over de fluxroadd. Deze spoelen vormen paren van twee die "DD-pads" worden genoemd. De pads worden parallel geschakeld met de stroombron. Deze pads bestaan uit twee spoelen met zo weinig mogelijk tussenruimte, maar zonder dat de koperdraden van beiden spoelen elkaar kruisen. Elk paar bevat twee tegengesteld gewikkelde spoelen, zodat de stroomsterkte tegengesteld draait. Daardoor zal de Noordpool van de ene spoel bovenop zitten en die van de andere spoel onderop. Dit zal ervoor zorgen dat de magnetische flux wordt versterkt, omdat de veldlijnen van de ene in de andere spoel lopen. De pads bestaan ook uit ferrieten kernen en beschermende middelen die wij in ons profielwerkstuk buiten beschouwing laten. De ferrieten kernen vervangen we in onze experimenten door weekijzeren kernen.
Om energie te besparen zal in deze schakeling ook een sensor aanwezig zijn. Op deze manier hoeft er alleen spanning op de statische spoelen te staan wanneer er een auto overheen rijdt.
Windmolens kunnen energie leveren aan de spanningsbron van de Fluxroadd
Een DDpad (voor meer info klik hier)
Dynamische schakeling
De dynamische schakeling moet de veranderende flux opvangen en de verkregen energie in de accu zien te krijgen, zodat de auto bijgeladen kan worden. Deze schakeling begint natuurlijk met de dynamische spoel. Deze spoel zal door het veranderende magnetische veld een tegenflux creëren in de vorm van een inductiestroom. Bij de aanwezigheid van een inductiestoom, staat er altijd een spanning over de spoel. Deze is namelijk afhankelijk van de weerstand en de inductiestroom.
Het product van de inductiespanning en -stroom, ofwel het vermogen is van belang voor het opladen van de accu. Hoe groter het vermogen, hoe sneller de accu opgeladen kan worden. Voordat dit gebeurt moet de wisselspanning omgezet worden in gelijkspanning, dit gebeurt met een gelijkrichter. Om aan bepaalde eisen van de accu van de auto te voldoen kan eventueel een transformator gebruikt worden. Deze zal zorgen voor de juist verhouding tussen de spanning en stroomsterkte. Dit zal wel kleine verliezen opleveren, dus zal deze alleen gebruikt worden als dit noodzakelijk is. Daarna kan de energie worden opgeslagen in de accu, zodat de auto tijdens het rijden wordt bijgeladen.
De dynamische spoel (Q coil) bevindt zich boven de DDpad (voor meer info klik hier)