[发明专利]一种利用空间共振电场的单导线与无线混合式电力传输系统

摘要

本发明提出了一种利用空间共振电场的单导线与无线混合式电力传输系统，包括发射系统、导引线、单线接收系统和无线接收系统。发射系统包括工频电源、整流电路、高频逆变电路、发射端阻抗补偿电路和高频升压自耦变压器；导引线用于连接发射系统和单线接收系统，实现单线传输电能；单线接收系统由高频降压自耦变压器、接收端阻抗补偿电路、电能变换电路和负载组成；无线接收系统由高频降压自耦变压器、接收端阻抗补偿电路、电能变换电路和负载组成，其中高频降压自耦变压器的两端分别与不同的金属导体连接，以便获得电位差。两种接收系统的高频降压变压器的共振频率相同。本发明提出以共振电场方式，同时实现单导线和无线的混合式电力传输系统。

主权项

1.一种利用空间共振电场的单导线与无线混合式电力传输系统，其特征在于，该单导线与无线混合式电力传输系统包括电能发射系统、单导线、单导线电能接收系统和无线电能接收系统，在电能发射系统或单导线电能接收系统附近，以无线的方式接收空间电场能；单导线电能接收系统和无线电能接收系统的具体个数根据需要设置；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、电能变换电路和交流或直流负载；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、电能变换电路为交流或直流负载供电；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单个储能元件进行串联或并联补偿，或者采用多个储能元件的串并联组合；所述的无线电能接收系统位于单导线电能接收系统或电能发射系统附近共振电场区内，包括上端金属导体、下端金属导体、及依次通过导线连接的高频降压自耦变压器、接收端阻抗补偿电路、电能变换电路、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和公共端分别与上端金属导体和下端金属导体连接，这两个金属导体之间存在电位差；高频降压自耦变压器接收到的电能，由输出端口输出，经接收端阻抗补偿电路、电能变换电路为交流或直流负载供电；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单个储能元件进行串联或并联补偿，或者采用多个储能元件的串并联组合；所述的高频降压自耦变压器和高频升压自耦变压器的共振频率相同。