[发明专利]一种输电线路感应取电装置及其获取最大功率的方法

权利要求书

1.一种输电线路感应取电装置获取最大功率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算负载的输出功率；

S2、计算负载总阻抗值：

式中：f为原边电流频率，单位为Hz；μ为铁芯磁导率；S为磁通通过的铁芯截面积；N₁为原边线圈匝数；R_L为实际负载电阻值；l为磁路平均长度；

S3、输电线路感应取电装置获取最大功率为：

式中：f为原边电流频率；N₂为副边线圈匝数；I₁为原边电流；X_C为实际并联容抗值；R_L为实际负载电阻值；Z₂为二次侧负载阻抗值；R_m为磁阻；

所述输电线路感应取电装置，包括蓄电池充电模块(1)、负载供电模块(2)和保护模块(3)；所述蓄电池充电模块(1)包括感应取电电流互感器(4)、整流桥(5)、滤波电路(6)和储能蓄电池(7)；所述负载供电模块(2)包括DC-DC变换器(8)和负载终端(9)；所述保护模块(3)包括继电器开关(10)和比较装置(11)；所述感应取电电流互感器(4)的输出端依次连接整流桥(5)和滤波电路(6)，所述滤波电路(6)输出端分别连接DC-DC变换器(8)和储能蓄电池(7)的输入端，所述DC-DC变换器(8)的输出端连接负载终端(9)，所述储能蓄电池(7)的输出端连接比较装置(11)，通过比较装置(11)将输出电压值与预设的电压值进行比较，当输出电压值大于预设的电压值时，储能蓄电池(7)充电饱和，比较装置(11)将闭合信号传输至继电器开关(10)，继电器开关(10)常开触点连接感应取电电流互感器(4)，感应取电电流互感器(4)二次侧输出短路，短路后由储能蓄电池(7)维持负载终端(9)设备能量供应。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路感应取电装置获取最大功率的方法，其特征在于：所述DC-DC变换器采用超宽电压DC-DC变换器。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路感应取电装置获取最大功率的方法，其特征在于，所述S1中负载的输出功率计算方法为：

当负载为纯阻性时，输出功率为：

式中，E₂为副边感应电动势；Z₂为二次侧负载阻抗值；N₂为副边线圈匝数；f为原边电流频率；i′为原边电流；R_m为磁阻；

通过负载为纯阻性输出功率，可得当负载为非纯阻性时，输出功率为：

式中，f为原边电流频率；N₂为副边线圈匝数；I₁为原边电流；X_m为励磁感抗值；R_m为磁阻；R₂为负载等效电阻；X₂为负载等效容抗。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路感应取电装置获取最大功率的方法，其特征在于：式中，X_C为实际并联容抗值，R_L为实际负载电阻值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种输电线路感应取电装置获取最大功率的方法，其特征在于：输电线路的感应取电装置以最大效率取能，并为储能蓄电池(7)充电，在储能蓄电池(7)储满能量之前，先不对负载终端(9)输出电压和功率，当储能蓄电池(7)储满能量后，取得的功率与负载终端消耗的功率相等，并对负载终端(9)供电。