Чи можете ви зберігати енергію в індукторі та використовувати її пізніше?

Моя компанія використовує суперзапчастини для живлення пристрою, якщо живлення відключено. Мені було цікаво, чи можна зробити те ж саме з індуктором. Якщо ви не можете, чому б ні?

Магнітне поле, яке зберігає енергію, є функцією струму через індуктор: ні струму, ні поля, ні енергії. Вам знадобиться активна схема, щоб утримати цей струм, коли ви вимкнете струм, індуктор вивільнить енергію магнітного поля також як струм, а індуктор стане джерелом струму (тоді як його подвійний конденсатор є джерелом напруги) .

Аспекти подвійності конденсатора-індуктора в умовах зберігання енергії:

$$\begin{array}{ll} \mbox{Capacitor} & \mbox{Inductor} \\ \mbox{* stores energy in electric field} & \mbox{* stores energy in magnetic field} \\ \mbox{* must be open loop (infinite resistance) } & \mbox{* must be closed loop (zero resistance)} \\ \mbox{* loses energy through parallel resistance} & \mbox{* loses energy through series resistance} \end{array}$$

Однак надпровідник може підтримувати магнітне поле в циклі струму нульового опору.

На жаль, ви завжди бачите пари водяної пари, спричиненої рідким азотом, на таких фотографіях, що означає температуру нижче -183 ° C.

Проблема полягає в тому, що енергія в індукторі обумовлена ​​струмом, і більшість практичних провідників мають певний опір; це означає, що енергія постійно надходить на нагрівання самої котушки, хоча втрати I ^ 2R. Це можна подолати за допомогою надпровідників, які взагалі не мають опору, але проблема полягає в тому, що всі відомі на сьогодні надпровідники мають бути охолоджені до кріогенних температур. Крім того, хоча ідеальний надпровідник залишатиметься надпровідним при будь-якому довільному струмі, усі знають, що надпровідники (afaik) мають деяку верхню межу щільності струму, яку вони можуть підтримувати до краху ефекту.

$\begin{array}{lcl} \textbf{Capacitive Storage} & & \textbf{Inductive Storage} \\ \mbox{Must have infinite internal resistance} & | & \mbox{Must have zero internal resistance} \\ \mbox{Voltage must stay in it forever} & | & \mbox{Current must flow through it forever} \\ \mbox{You deal with voltage} & | & \mbox{You deal with current} \\ \mbox{Self discharge may take years} & | & \mbox{Self discharges in very short time} \\ \mbox{Electric field doesn't leak outside much} & | & \mbox{Magnetic field may interfere other components} \\ \mbox{Lighter} & | & \mbox{Very heavy (iron, copper, etc)} \\ \mbox{May be cheaper} & | & \mbox{Fe and Cu may be very expensive in some countries} \\ \end{array}$

Так, люди можуть і зберігати енергію в індукторі і використовувати її пізніше.

Люди побудували кілька надпровідних акумуляторних батарей магнітної енергії, які зберігають мегаджоуль енергії на добу або близько того з досить високим ККД, в індукторі, сформованому з надпровідного «дроту». Мені сказали, що кілька комунальних підприємств придбали кілька таких блоків і використовують їх для покращення якості електроенергії.

Більшість людей у ​​США мають десятки комутаційних перетворювачів напруги. Більшість цих перетворювачів перетворювачів напруги поступово накопичують енергію при одній напрузі в індукторі або трансформаторі, потім "пізніше" поступово витягують цю енергію з індуктора або трансформатора при більш бажаній напрузі, знову і знову, часто 40 000 або мільйон разів більше другий.

Багато популярних постачальники електронних частин дозволяють сортувати індуктори по їх добротності . Коефіцієнт Q оцінює, наскільки добре індуктор або конденсатор накопичують енергію. При перемиканні регуляторів напруги та інших додатках для зберігання енергії більший Q краще.

Найкращі індуктори, що перебувають на полиці (усі непровідні) у популярних постачальників мають коефіцієнт Q 150 при 25 КГц. Більшість конденсаторів мають на порядок кращу сховище енергії (вище Q), ніж це.

Люди можуть і зберігають трохи енергії в індукторах для подальшого використання. Але майже в усіх ситуаціях накопичення енергії ми використовуємо щось інше, тому що щось інше або (a) має менші авансові витрати, або (b) є більш ефективним, або (c) вимагає менше місця або (d) деякої комбінації перерахованих вище .