Anant Goyalअनंत गोयल

    Intelligent Wireless Power Transferइंटेलिजेंट वायरलेस पावर ट्रांसफ़र

    Metasurfaces that keep wireless power transfer efficient when the coils are not aligned.ऐसे मेटासरफ़ेस जो कॉइल्स के सीध में न होने पर भी वायरलेस पावर ट्रांसफ़र को एफ़िशिएंट रखते हैं।

    A metasurface steering power to a misaligned receiver coil A transmitter coil sits under a 7 by 7 metasurface of spiral unit cells, each with a tunable capacitor. The receiver coil, 30 cm above, is shifted by 20 cm in both x and y from the aligned position. The metasurface bends the magnetic field towards the receiver, raising the efficiency from 0.44 to 0.65 at 10.47 MHz. मेटासरफ़ेस जो खिसकी हुई रिसीवर कॉइल तक पावर पहुँचाता है एक ट्रांसमीटर कॉइल 7 गुणा 7 मेटासरफ़ेस के नीचे रखी है, जिसकी हर स्पाइरल यूनिट सेल में एक ट्यून होने वाला कैपेसिटर है। रिसीवर कॉइल 30 cm ऊपर है और सीध वाली पोज़िशन से x और y दोनों में 20 cm खिसकी हुई है। मेटासरफ़ेस मैग्नेटिक फ़ील्ड को रिसीवर की तरफ़ मोड़ देता है, और 10.47 MHz पर एफ़िशिएंसी 0.44 से बढ़कर 0.65 हो जाती है। Tx coilTx कॉइल Rx coilRx कॉइल off by (20, 20) cm(20, 20) cm खिसकी हुई 7 × 7 metasurface7 × 7 मेटासरफ़ेस one capacitor per cellहर सेल में एक कैपेसिटर aligned positionसीध वाली पोज़िशन η: 0.44 → 0.65 10.47 MHz, 30 cm gap10.47 MHz, 30 cm का फ़ासला

    Wireless power transfer between two coils works well only when they sit right on top of each other. Move the receiver a little to the side and the mutual coupling drops, and with it the efficiency. Anyone who has put a phone on a wireless charger slightly off-centre knows this.

    Our approach is to put a metasurface between the transmitter and the receiver, which acts like a lens for the magnetic field. It is a three-step process:

    1. Design the transmitter and receiver to maximise their mutual coupling.
    2. Study how the system behaves under misalignment.
    3. Design a lens-like metasurface that restores the coupling when the receiver is misaligned.

    In one example, the power transfer efficiency went up by roughly 47 % with the metasurface in place. We also proposed an optimisation approach to find the parameters of the transmitter, the receiver, and the metasurface together.

    दो कॉइल्स के बीच वायरलेस पावर ट्रांसफ़र (wireless power transfer) तभी अच्छा काम करता है जब वो एकदम एक-दूसरे के ऊपर रखी हों। रिसीवर को थोड़ा सा साइड में खिसकाओ तो म्यूचुअल कपलिंग (mutual coupling) गिर जाती है, और उसके साथ एफ़िशिएंसी (efficiency) भी। जिसने भी फ़ोन को वायरलेस चार्जर पर थोड़ा सा हटकर रखा है, वो ये जानता है।

    हमारा तरीक़ा है ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच एक मेटासरफ़ेस (metasurface) रखना, जो मैग्नेटिक फ़ील्ड के लिए एक लेंस की तरह काम करता है। ये तीन स्टेप का प्रोसेस है:

    1. ट्रांसमीटर और रिसीवर को ऐसे डिज़ाइन करना कि उनकी म्यूचुअल कपलिंग सबसे ज़्यादा हो।
    2. ये समझना कि सीध बिगड़ने (misalignment) पर सिस्टम कैसा बर्ताव करता है।
    3. एक लेंस जैसा मेटासरफ़ेस डिज़ाइन करना जो रिसीवर के खिसकने पर कपलिंग वापस ले आए।

    एक उदाहरण में, मेटासरफ़ेस लगाने पर पावर ट्रांसफ़र एफ़िशिएंसी क़रीब 47 % बढ़ गई। हमने एक ऑप्टिमाइज़ेशन (optimisation) तरीक़ा भी दिया, जो ट्रांसमीटर, रिसीवर और मेटासरफ़ेस, तीनों के पैरामीटर एक साथ ढूँढता है।

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