[发明专利]一种基于超材料的无线输电系统

说明书

本发明公开了一种基于超材料的无线输电系统，所述系统包括：发射单元、中继单元和接收单元；所述发射单元包括电源电路、发射整流电路、滤波电路、逆变电路、发射补偿电路、发射控制电路和发射圈；所述中继单元包括中继线圈和中继补偿电路；所述接收单元包括接收线圈、接收整流电路、接收补偿电路、接收控制电路和电网负载。本发明技术方案，实现了以无线的方式向远方输电。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，更具体地，涉及一种基于超材料的无线输电系统。

背景技术

近年来，随着手机、电动汽车等电子产品使用的增加，无线充电技术受到了越来越多的关注。相比传统的有线充电方式，无线充电具有便携、安全等独特优势。19世纪末，Tesla提出了无线电能传输的猜想。之后的一个多世纪，无线输电的研究从未停止过，直到2007年，美国麻省理工学院的Marin等人提出了磁耦合谐振式无线输电，在距离两米的位置上点亮了一个60瓦灯泡。这使得无线电能传输的研究重新获得了广泛的关注。

目前，构建泛在电力物联网已经成为了电力研究的一大热门方向，电力系统越来越向智能化，绿色化方向发展。当前常见的输电的方式是架空线输电，这种输电方式需要在输电的两地之间架设长距离的输电线与若干的输电杆塔，这需要耗费大量的资金。而且，在某些环境比较恶劣的地区，例如青藏高原地区以及远离大陆的海岛上，无论是使用架空线还是电缆都很容易出现导线损坏的情况。因此，不需要导线进行电力传输的无线电能传输技术，成为解决这些地区电力传输的最好途径。但是，目前所出现的无线电能传输技术所实现的传输距离较小，一般在几十厘米，这远远不能满足无线输电的要求，

因此，为了进一步提升传输距离与传输效率，需要提出一种无线输电系统。

发明内容

本发明技术方案提供一种基于超材料的无线输电系统，以解决如何提升无线输电的传输效率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于超材料的无线输电系统，所述系统包括：发射单元、中继单元和接收单元；所述发射单元包括电源电路、发射整流电路、滤波电路、逆变电路、发射补偿电路、发射控制电路和发射圈；所述中继单元包括中继线圈和中继补偿电路；所述接收单元包括接收线圈、接收整流电路、接收补偿电路、接收控制电路和电网负载；

所述发射单元的电源电路将电网中的交流电输入所述发射整流电路，通过所述发射整流电路将所述交流电转化为直流电，所述发射整流电路输出的直流电通过滤波电路输入所述逆变电路；

通过所述逆变电路在所述发射控制电路的控制下通过发射补偿电路将输入的所述直流电转化为高频交流电到发射圈；通过发射圈将高频交流电发送到中继线圈和中继补偿电路；

通过中继线圈和中继补偿电路磁耦合对发射圈进行补偿，使发射圈与接收线圈相互匹配；所述中继线圈为多个并且相邻的中继线圈两两耦合；

中继线圈将高频交流电发送至接收线圈和接收补偿电路；

所述接收线圈和接收补偿电路将接收的中继线圈发送的高频交流电输入至接收整流电路，通过接收整流电流将整流后的直流电发送到电网负载；

所述接收控制电路用于控制接收整流电路的开关管。