Suministro de alta potencia a distancia

Puede usar una frecuencia más alta que el estándar de 50 o 60 Hz para reducir el volumen y el peso de los transformadores (por ejemplo, la industria aeronáutica usa 400 Hz como estándar en los aviones).

Personalmente, no iré más allá de unos pocos kHz para evitar todo tipo de problemas, pero es solo una estimación aproximada (y es posible que necesite una frecuencia más alta que esa para pasar 2 kW con un transformador de 2 kg), haga los cálculos para ser seguro. Además, si la frecuencia es relativamente alta para el grosor del cable, piense en usar cable litz para los devanados de los transformadores, pierde en volumen pero gana en peso.

Para impulsar el primer transformador, puede usar un puente H (o incluso solo medio puente con un centro conectado al primario del transformador) y un astable crudo ya que la eficiencia no es una preocupación. Puede hacerlo mejor aproximando un seno con múltiples toques en el primario, pero se vuelve mucho más complicado.

Por otro lado, después del segundo transformador, solo tenga cuidado con la velocidad de conmutación de los diodos si desea rectificar la corriente (los diodos rectificadores clásicos pueden no ser lo suficientemente rápidos), use diodos Schottky si quiere asegurarse de no tener problema de velocidad nunca.

Las fuentes de alimentación conmutadas COTS de 2000 W están disponibles y pesan ~2 kg. Probablemente podría aligerarlos aún más de varias maneras (por ejemplo, reemplazando la carcasa de acero pesado con aluminio delgado y deshaciéndose de las piezas mecánicas que se requieren para encajar en un gabinete de servidor). Si convirtió a CC antes de enviar la energía por el cable, podría reducir el tamaño de los condensadores del filtro principal en probablemente un orden de magnitud.

Eso le daría un voltaje regulado (digamos 12V) en el otro extremo, con cierta tolerancia a la caída de voltaje en la entrada.

Solo como ejemplo, el DPS-2000BB, que puede suministrar 164 A a 12 V y está clasificado para 200-240 V CA (por lo que podría tener una caída de 40 V en los cables si comienza con 240 V CA). También disponible a bajo precio en el mercado de excedentes.

Estoy de acuerdo con las otras respuestas en que una frecuencia más alta es un método para reducir el tamaño de su transformador.

Enviar frecuencias más altas por su cable de luz de 300 m puede ser un problema, por lo que es mejor que genere alto voltaje, rectifique y luego HVDC por el cable hasta un puente H de alto voltaje en el otro extremo.

Otra opción es, por supuesto, construir un convertidor reductor HV.

Alimentar LF AC y, por lo tanto, hacer un transmisor de radio VLF de 2kW con una antena larga parece imprudente [tm]. El par trenzado ayuda a detener esto, pero ¿por qué empezarlo?

Como han señalado otros, puede alimentar CC a cualquier voltaje que se adapte y convertirlo a V más bajo en el otro extremo con una fuente de alimentación de alta frecuencia.

No sabes lo que significan "cables más ligeros" para ti.

Pload = 2000 Watt Eficiencia aceptable declarada = 50%.
Por lo tanto, pérdida en línea = 2000 Watt (alimentación total = 4000 Watt)
Resistencia efectiva de carga en la entrada del convertidor del extremo lejano = resistencia de línea para 50% de pérdida en línea, y Vdrop_line = Vload en la entrada del inversor.

Pérdida de potencia = V^2/R entonces
V = sqrt(Potencia x R)
Para potencia = 2000 Watt
V = 44.72 x sqrt(R)
Digamos que V = 50 R.

Las mesas de alambre están disponibles en muchos lugares.
Tabla de cables típica aquí

Usando, por ejemplo, un cable de 17 AWG =~ 1 mm^2 de cobre da 0,0166 ohmios/metro.

300 m de longitud = 600 m para 2 cables, R = 0,0166 x 600 ~= 10 ohmios
V = 50 x sqrt (R) = 50 x 3,16 = 158 V
Esa es la caída en el cable, por lo que necesitará el doble para proporcionar un voltaje igual en la carga, por lo tanto, voltaje de alimentación ~= 316V, digamos 300 VDC. En el otro extremo, deberá convertir aproximadamente 158 V CC a cualquier voltaje de salida que necesite.

Prueba de cordura.
Yo = V/R =~ 300/(10 + 10) = 15A. P = I^2R = 225 x (10 + 10) = 4500 vatios. y P = V x I = 300 x 15 = 4500 vatios.

Así que sobre la derecha.

Si desea un cable más liviano (vea la tabla de cables), el voltaje aumentará con sqrt (R).
El uso de 20 AWG = aproximadamente la mitad del área y el doble de la resistencia por longitud aumentará el voltaje en aproximadamente sqrt (2) a aproximadamente 425 V.
Caeré en proporción inversa a V, por lo que aquí habrá alrededor de 10.5A.

Deberá verificar las disipaciones permisibles y sensibles y las clasificaciones de voltaje del cable.

Esta es, por supuesto, una forma peligrosamente peligrosa de hacer las cosas y las posibilidades de que obtenga fácilmente la aprobación reglamentaria serían bajas.

Si aumenta la sección transversal del cable para decir 10 AWG, 5,26 mm ^ 2, 0,00328 ohmios / m, R es un bucle de aproximadamente 2 ohmios. V es de aproximadamente 65 V a través del cable y la carga de nuevo es de 130 V, por lo que está por encima de ELV en cualquier sociedad sana.

7 AWG 10,5 mm^2, 0,00163 ohmios/m, bucle de aproximadamente 1 ohmio. V cable ~= 45V y total con carga unos 90V.
Entrarías en la categoría ELV en algunas administraciones.