[发明专利]一种利用空间共振电场的单导线电力传输系统

摘要

本发明提出一种利用空间共振电场的单导线电力传输系统，电能发射系统中工频交流电经整流滤波电路和高频逆变电路后，得到高频交流电，经发射端阻抗补偿电路施加到高频升压自耦变压器的输入端口；单导线用于连接电能发射系统和单导线电能接收系统；单导线电能接收系统中的高频降压自耦变压器的高压端与上端金属导体相连，公共端与单导线的另一端相连，将上端金属导体接收的电能，从输出端口输出，经接收端阻抗补偿电路、电能变换电路为负载供电。本发明不需要利用参数共振变压器，在电能发射系统与单导线电能接收系统之间建立虚地，使电能发射系统与单导线电能接收系统的结构设计变得灵活自由，以单导线的方式进行远距离和较大功率的电能传输。

主权项

1.一种利用空间共振电场的单导线电力传输系统，其特征在于，该单导线电力传输系统包括电能发射系统、单导线和单导线电能接收系统；根据需要设置单导线电能接收系统的个数，多个单导线电能接收系统通过单导线与电能发射系统的高频升压自耦变压器的公共端相连，多个单导线电能接收系统与电能发射系统处于同一个共振电场区，能够有效接收电能；所述的电能发射系统包括依次通过导线连接的工频电源、整流滤波电路、高频逆变电路、发射端阻抗补偿电路、高频升压自耦变压器和上端金属导体；所述的工频电源产生的工频交流电经整流滤波电路和高频逆变电路后，得到高频交流电，经发射端阻抗补偿电路施加到高频升压自耦变压器的输入端口，输入端口的两端分别为公共端和低压端，公共端与单导线的一端相连，高压端与上端金属导体相连；所述的发射端阻抗补偿电路用来减小发射回路的等效电抗，或者等价于减小发射回路的无功功率，并实现电气隔离，发射端阻抗补偿电路可以采用多个储能元件的串并联组合，也可以采用单个储能元件进行串联或并联补偿；所述的单导线两端分别连接电能发射系统的高频升压自耦变压器的公共端和单导线电能接收系统的高频降压自耦变压器的公共端，用于连接电能发射系统和单导线电能接收系统，引导电能传输路径，产生传导电流，并在电能发射系统和单导线电能接收系统之间建立等电位点；所述的单导线电能接收系统包括依次通过导线连接的上端金属导体、高频降压自耦变压器、接收端阻抗补偿电路、电能变换电路、交流或直流负载；所述的电能变换电路用来将高频交流电转换为适合负载使用的交流电或直流电；所述的高频降压自耦变压器的高压端与上端金属导体相连，公共端与单导线的另一端相连，高频降压自耦变压器通过上端金属导体接收到的电能，由输出端口输出，经接收端阻抗补偿电路、电能变换电路为负载供电；所述的接收端阻抗补偿电路用来提高向负载输出的电功率，并起到电气隔离作用，接收端阻抗补偿电路采用多个储能元件的串并联组合，或者采用单个储能元件进行串联或并联补偿；所述的高频降压自耦变压器和高频升压自耦变压器共振频率相同。