[发明专利]一种基于自激振荡电源的SS型单线电力传输系统

说明书

本发明公开了一种基于自激振荡电源的SS型单线电力传输系统，包括自激振荡电源、原边谐振器、副边谐振器、单根对外绝缘导线和负载Rsubgt;L/subgt;；原边谐振器包括串联连接的原边发射线圈和原边寄生电容Csubgt;1/subgt;，原边发射线圈包括串联连接的原边电感Lsubgt;1/subgt;和原边线圈内阻Rsubgt;1/subgt;；副边谐振器包括串联连接的副边接收线圈和副边寄生电容Csubgt;2/subgt;，副边接收线圈包括串联连接的副边电感Lsubgt;2/subgt;和副边线圈内阻Rsubgt;2/subgt;；单根对外绝缘导线连接原边谐振器和副边谐振器；自激振荡电源与原边谐振器相连，负载Rsubgt;L/subgt;与副边谐振器相连。本发明利用自激振荡电源对系统进行供电，使系统工作在本征频率下，当传输距离和负载发生变化时，系统的频率会自动进行调节，实现恒定高水平的传输效率。

技术领域

本发明涉及无线电能传输的技术领域，尤其是指一种基于自激振荡电源的SS型单线电力传输系统。

背景技术

迄今为止，电能的主要传输方式是通过金属导线传输电能，通常需要两根及以上的导线为传导电流提供传输通道。传统的有线输电方式不仅需要大量的金属导线和复杂的架线工程，还不得不确保金属导线之间的绝缘要始终保持良好的状态，一旦发生短路等故障，就会因继电保护装置动作而造成停电事故，若保护装置失灵，则可能引起火灾、爆炸或触电等危险。而且这种有线输电方式还存在金属导体裸露、接触式电火花、老化、接触机构磨损等安全问题，在潮湿、水下、矿井、含易燃易爆气体的工作环境下，难以实现安全可靠的供电，且由于导线的束缚使得用电装置的灵活性大大降低。为了解决有线电能传输方式的局限性，单导线电力传输和无线电能传输的方式应运而生，不断被人们所重视，这两种方式具有取电方便、节约金属资源和避免繁杂的架线工程等优点，同时解决了传统有线输电方式的缺陷。

无线电能传输技术主要包括感应式、谐振式和微波式。感应式无线电能传输系统虽然输出功率大、传输效率高，但是传输距离较近，在几厘米的等级。谐振式虽然传输效率高、传输距离较远，在几米的等级，但是输出功率较低。微波式虽然传输距离远，在几十米甚至千米的等级，但是输出功率小、传输效率很低。因此，单导线空间电场耦合电力传输系统进入人们的视野，这种传输方式的输出功率较大、传输效率较高，且传输距离较远，可达几十米甚至百米范围。单导线空间电场耦合电力传输系统的单根对外绝缘导线不局限于传统的金属导线，也可以是连续的金属结构，如管道、轨道、钢筋等，甚至是大地或海水等导电物质，这样便可以不用另外架设单根绝缘导线。

目前，传统的单导线空间电场耦合电力传输系统的传输效率受传输距离的影响较大，通常传输效率随着距离的增大而大大降低，不利于系统的实际应用。

而外加自激振荡电源的单导线空间电场耦合电力传输系统的工作频率由系统参数值所决定的，是系统的固有特征，因此这一频率称为特征频率，亦称本征频率。外加电源的自激振荡系统中，电源的工作频率不是固定的，而是随着系统参数的变化而保持工作在本征频率。并且在临界传输距离以内，系统的传输效率在本征频率下可以保持恒定。这些特征使得外加自激振荡电源的单导线空间电场耦合电力传输系统可以稳定的进行电能传输。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种基于自激振荡电源的SS型单线电力传输系统，利用自激振荡电源对系统进行供电，使系统工作在本征频率下，当传输距离和负载发生变化时，系统的频率会自动进行调节，在一定的较远传输距离内实现恒定高水平的传输效率，实现了稳定的电能传输。