用于无线分配电力的系统技术方案

技术编号:11028061 阅读:127 留言:0更新日期:2015-02-11 15:16
一种无线电力传输系统,包括:发射用反转特斯拉线圈或放大器,使用电容性接地连接通过所述发射用反转特斯拉线圈或放大器的高电压端子与大地相连,通过大地向后续接收用特斯拉线圈或放大器发射电力,所述后续接收用特斯拉线圈或放大器通过电容性接地连接或传统接地连接良好接地,其中发射机和接收机的两个接地连接之间的距离加上发射机和接收机中线圈的长度形成调谐长度,以此构建的系统在频率下操作,所述频率是以此建立的调谐长度的谐波或与所述谐波接近。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种无线电力传输系统,包括:发射用反转特斯拉线圈或放大器,使用电容性接地连接通过所述发射用反转特斯拉线圈或放大器的高电压端子与大地相连,通过大地向后续接收用特斯拉线圈或放大器发射电力,所述后续接收用特斯拉线圈或放大器通过电容性接地连接或传统接地连接良好接地,其中发射机和接收机的两个接地连接之间的距离加上发射机和接收机中线圈的长度形成调谐长度,以此构建的系统在频率下操作,所述频率是以此建立的调谐长度的谐波或与所述谐波接近。【专利说明】用于无线分配电力的系统
本专利技术涉及一种通过电容性连接将振荡电线圈接地到大地使得当利用AC电能使电容性连接振荡时将会产生AC接地电流的方法。当将两个或多个振荡线圈用作发射机时,在线圈的连接到大地的电容性连接之间流动的电流促使通过大地进行无线电力传输。然后接收机可以使用该电流以从大地获得电力。通过新的线圈操作范例促使该过程。
技术介绍
贯穿本说明书,不应将对现有技术的任何讨论理解为承认这种现有技术是本领域所熟知的或这种现有技术构成本领域公知常识的一部分。 振荡线圈(具体地,特斯拉线圈和放大器)长久以来用于产生高AC电压和电流。典型的特斯拉线圈具有大约50,000欧姆的阻抗,然而一些频率下的大地阻抗可以接近零。这表示特斯拉线圈或试图将合适的电力传输到大地的任何其它振荡线圈的阻抗匹配非常差,原因在于,由于缺少负载阻抗导致实际上所有电力都在返回阶段被返回到发射机。重要的是发射机线圈和负载必须具有相同的阻抗,以便将电力高效传输到导电连接装置中的负载,在这种情况下,即传输到作为发射机和负载之间的导管的大地,其中负载的总阻抗加上大地阻抗等于发射机线圈中的阻抗。这种操作的结果是:由于针对返回电流的最小阻抗路径是至线圈本身,使用这些设备经由大地传输能量在范围上受到限制。由于在将电力注入大地的点处电压实质上是零,使用接地线圈将电力传输到大地是不可能的,且由于电力=VI,发生非常小的电力传输。由于没有电压来进一步驱动所述电流通过大地,形成的逆电流征服了传输。此外,电流和电压异相,其中这些线圈一般在线圈底部处接地,这样使得电力传输更加困难。 在传统连接中,将线圈一端与大地相连,使得线圈电容器对的阻抗通常必须是匹配的,以便发生高效地传输,对于无线电也是如此,而这对于现有线圈设计来说是不可能的,因为为了进行高效传输,负载的阻抗应等于发射机的阻抗,因此当使用当前范例操作所述装置时,如果阻抗等于零,则无法使电力进入发射机。 如果可以具体针对特斯拉线圈或放大器并且还大体上针对LC或LCR系统中的振荡线圈设计适合的接地系统,以便允许在大地上两个或多个位置之间传输的电流和电压的能量传输是高效的并且是同相的,则在本领域将是一个较大改进。 Nikola Tesla在他于1900年3月20日授权的美国专利N0.645,576中公开了一种用于通过自然介质来传输电能的系统和方法。具体地,通过经由空气层的传导来传播电能,然而本专利公开关注于至少调整频率和电压,以便调整到使电能经过空气或经过大地的程度。通过交叉引用将美国专利N0.645,576的说明书和附图的全部内容合并于此。 广义地,特斯拉系统包括与大地端子和“高架”端子电学通信的升压变压器布置。当在后来的技术(例如,参见Issa等人于2011年6月14日授权的美国专利N0.7,960,867)中引述时,将这种布置统称为发射体(emitter)。升压线圈布置也被称作特斯拉线圈或特斯拉共振器。发射体通过包括地球和地球大气的介质向接收机无线传输电能,所述接收机包括与大地端子和“高架”端子通信的第二特斯拉共振器或降压布置。 广义地,现今仍然尝试根据该机制来高效无线传输大量电能。 这样,例如,授权给Issa等人的上述美国专利No 7,960,867公开了针对发射机和发射体的具体布置。美国专利No 7,960,867的全部公开通过交叉引用合并于此,并包括本文所引用的现有技术。 来自2008年的AFP(法新社)的未证实报道指出,使用无线能量共振链路的由Intel供电的60瓦灯泡主要依赖于磁场泄漏,而不是电场泄漏。这种基本完全使用感应的方法存在严重的传输距离限制。 本专利技术实施例的目标在于提供一种用于无线分布电力的系统,解决或改善了上述缺点中的一个或多个。 注解 本说明书中使用的术语“包含”(及其语法变型)表示“具有”或“包括”的包容性含义,而不是“仅包括”的排他性含义。 本专利技术背景内容中对现有技术的以上讨论不是对在其中讨论的任何信息是可引用的现有技术或是任何国家内的本领域技术人员的公知常识的一部分的认可。
技术实现思路
因此,本专利技术的目标在于提供一种接地方法,所述方法允许振荡线圈与大地相连使得最大化振荡线圈至大地的电力输入,以便允许更高效地传输电力并允许通过大地而非线缆来节约成本地执行电力传输。通过新的线圈操作范例来促使这种方法。 在本专利技术的广义形式中,提供了一种无线电力传输系统,包括:发射用反转特斯拉线圈或放大器,使用电容性接地连接通过发射用反转特斯拉线圈或放大器的高电压端子与大地相连,并通过大地向后续接收用特斯拉线圈或放大器发射电力,所述后续接收用特斯拉线圈或放大器通过电容性接地连接或传统接地连接良好接地,优选地,发射机和接收机的两个接地连接之间的距离加上所述发射机和接收机中线圈的长度形成调谐长度,以此构建的系统在频率下操作,所述频率是以此建立的调谐长度的谐波或与所述谐波接近(具体地,可以使用任何长度,然而如果不使用调谐的长度可能降低效率)。 优选地,反转特斯拉线圈或放大器在高架端子上具有大电容,其成为高电流低电压节点,并且在电力传输期间被用作中性侧。 优选地,通过空气分离或使用文中提到的或附图中所示的多个电容性接地设备中的任何设备或任何其它有效电容连接方法,使线圈通过线圈的高电压端子来向大地施加电压。 优选地,发射用反转特斯拉线圈或放大器与第二接收特斯拉线圈或放大器共振,以便最大化接收用特斯拉线圈或放大器中可用的能量。 优选地,通过添加附加特斯拉线圈或放大器以便发射和接收电力,每个附加特斯拉线圈或放大器位于三角形(或其它)网格图案内,使得在彼此范围内的发射机和接收机都使用相同频率或彼此的谐波频率,从而加强其它发射机和接收机的活动。 优选地,通过使用低频来实现长距离传输。 优选地,通过使用高频来实现短距离传输。 优选地,针对长距离或短距离使用的频率是彼此的谐波。 在本专利技术的另一广义形式中,提供了一种系统,其中使用单个导体电力传输的方法来产生AC电流,随后经由大地向接收机发射电力,使得在接收机处的能量呈现为可用的。 在本专利技术的另一广义形式中,提供了一种系统,其中使用任意描述的振荡LCR或LC电路产生AC电流,其中使用任意描述的LCR或LC电路作为单个导体电力传输系统来经过大地向接收机传输所述AC电流,其中利用所述单个导体电力传输系统,使用大地作为单个导体来从一个位置向另一位置无线传输电力。 优选地,发射机的LCR或LC电路和接收机的LCR或LC电路彼此共振。 优选地,多于一个电力发射和接收系统可以与其它电力发射和接收系统同时进行操作而不彼此干扰,原因在于,每个系统被构造为在不同离散本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种无线电力传输系统,包括:发射用反转特斯拉线圈或放大器,使用电容性接地连接通过所述发射用反转特斯拉线圈或放大器的高电压端子与大地相连,通过大地向后续接收用特斯拉线圈或放大器发射电力,所述后续接收用特斯拉线圈或放大器通过电容性接地连接或传统接地连接良好接地,其中发射机和接收机的两个接地连接之间的距离加上发射机和接收机中线圈的长度形成调谐长度,以此构建的系统在频率下操作,所述频率是以此建立的调谐长度的谐波或与所述谐波接近。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:基思·麦克斯韦尔·霍华德
申请(专利权)人:基思·麦克斯韦尔·霍华德
类型:发明
国别省市:澳大利亚;AU

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