一种电能传输系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电能传输系统，属于电能传输技术领域。该系统包括发射端模块、接收端模块、以及电导体；发射端模块电能经谐振电路产生高频电压，通过电导体传输到接收端模块，实现电能传输。该系统相对于现有的有线电能传输系统，减少了至少一根导线，节省了制作导线需要的大量金属材料，从而极大的节约了资源。发射端模块与无穷远处形成自容、接收端模块与无穷远处形成自容，两端的无穷远视为虚接，结构简单、工作灵活，便于移动；相对于现有的无线电能传输系统，解决了电磁传电对周围环境要求的限制，更适合应用到周围环境金属含量高等情况；可实现为海上孤岛和边远山区这样难以架设输电线路的地区供电，具有极大的应用前景和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种电能传输系统
本专利技术涉及电能传输
，尤其涉及一种基于电导体进行能量传递的电能传输系统。
技术介绍
电的发现和广泛使用是第二次科技革命的结果同时也是第三次科技革命的资本，它的发现给人类生活带来很多方便。人们的衣食住行都离不开电。目前，电能的传输的主要方式是有线电能传输方式，采用两根或两根以上导线实现电能的传输；其次，人们也开始研究无线电能传输技术。近年来，无线电能传输技术受到了越来越多的学者关注，包括微波、激光、电磁耦合等多种方式的无线电能传输技术得到了长足的发展。但是，有线电能传输方式中需要复杂的布线，并且导线在工作过程中可能出现裸露、磨损、绝缘老化等情况，易产生火花放电，严重影响设备安全运行，且容易受到外界腐蚀、水、粉尘及污染物的影响。因此，在矿井、油田等一些易燃易爆的特殊供电场所，有线供电存在明显的安全隐患。由于导线的限制，影响了设备工作的灵活性，难以移动，同时也大大增加了在某些特殊场合的供电难度，如海上孤岛的供电问题。此外，制作导线需要大量金属材料，而金属材料是不可再生资源，这势必会造成资源的消耗。而无线电能传输技术在应用环境、长距离电能传输方面有所限制，并且大多仍处于理论研究阶段，无法普及应用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电能传输系统，旨在解决现有技术中电能传输受导线、距离、环境等因素限制的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种电能传输系统，包括发射端模块、接收端模块、以及连接所述发射端模块及所述接收端模块的电导体；所述发射端模块包括：高频交流电源，给所述发射端模块提供高频交流电；第一谐振电路，将所述高频交流电转变为高频电压；以及，第一接地端，将所述发射端模块接地，形成发射端接地电容；所述高频交流电源、所述第一谐振电路、以及所述第一接地端串联形成第一电流回路；所述接收端模块包括：第二谐振电路，产生与所述第一谐振电路工作频率一致的感应电压；负载，通过所述感应电压获取电能；以及，第二接地端，将所述接收端模块接地，形成接收端接地电容；所述第二谐振电路、所述负载、以及所述第二接地端串联形成第二电流回路；所述电导体与所述第一接地端、所述第二接地端形成第三电流回路，以将电能从发射端模块传输至接收端模块。进一步的，所述电导体为单线传输导线。进一步的，所述高频交流电源包括：第一整流电路，将外部输入的交流电整流成直流电；以及，逆变器，将所述第一整流电路整流后的直流电进行逆变处理，生成并输出高频交流电。进一步的，所述逆变器为频率可调逆变器，用于改变所述高频交流电源的工作频率。进一步的，所述第一谐振电路包括电感L1及调谐电容C1，所述第一谐振电路与所述高频交流电源形成串联回路；所述调谐电容C1一端与第一接地端连接，另一端连接在所述电感L1与所述调谐电容C1之间，并与所述电导体一端相连。进一步的，所述第二谐振电路包括电感L2及调谐电容C2，所述第二谐振电路与所述负载形成串联回路；所述调谐电容C2一端与第二接地端连接，另一端连接在所述电感L2与所述调谐电容C2之间，并与所述电导体另一端相连。进一步的，所述电感L1与所述电感L2为线圈系统，所述线圈系统由磁环和利兹线圈构成，所述利兹线圈缠绕在所述磁环上。进一步的，所述第二谐振电路与所述负载之间设有第二整流电路，用于将所述第二谐振电路产生的感应电压转换为直流电源。本专利技术实施例中，电能传输系统相对于现有的有线电能传输系统，利用单根传输导线进行电能传输，减少了至少一根导线，节省了制作导线需要的大量金属材料，从而极大的节约了资源。发射端模块与无穷远处形成自容，接收端模块也与无穷远处形成自容，两端的无穷远视为虚接，结构简单、设备工作灵活，便于移动；相对于现有的无线电能传输系统，解决了无线电能传输系统无法应用到长距离的电能传输中的问题，解决了电磁传电对周围环境要求的限制，更适合应用到周围环境金属含量高等情况；并且，采用第一接地端和第二接地端两个接地端，可分别接不同的参考地，从而使单线传输导线可用任意导电介质替换，当用大地或海水等自然导电介质替换单线传输导线时，可实现电能广义上的“无线”传输，可为海上孤岛和边远山区这样难以架设输电线路的地区供电，具有极大的应用前景和社会效益。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种电能传输系统的功能模块结构框图；图2是本专利技术实施例提供的一种电能传输系统的电路原理图；图3是本专利技术实施例提供的一种电能传输系统的等效电路原理图；图4是本专利技术实施例提供的高频交流电源电路框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例的一种电能传输系统，包括发射端模块1、接收端模块2，以及连接发射端模块1及接收端模块2的电导体；本专利技术实施例中的电导体为单根传输导线3。发射端模块1包括：高频交流电源11，给发射端模块1提供高频交流电；第一谐振电路10，将高频交流电转变为高频电压；以及，第一接地端GND1，将发射端模块1接地，形成发射端接地电容；高频交流电源11、第一谐振电路10、以及第一接地端GND1串联形成第一电流回路；接收端模块2包括：第二谐振电路20，产生与第一谐振电路10工作频率一致的感应电压；负载22，通过感应电压获取电能；以及，第二接地端GND2，将接收端模块2接地，形成接收端接地电容；第二谐振电路20、负载22、以及第二接地端GND2串联形成第二电流回路；发射端模块1与无穷远处形成自容，接收端模块2也与无穷远处形成自容，发射端模块和接收端模块两端的无穷远视为虚接，从而使单根传输导线3与第一接地端GND1、第二接地端GND2形成第三电流回路，将电能从发射端模块传输至接收端模块。第二谐振电路20与负载22之间还设有第二整流电路21，用于将第二谐振电路20产生的感应电压转换为直流电源。本专利技术实施例的一种电能传输系统相对于现有的有线电能传输系统，利用单根传输导线进行电能传输，减少了至少一根导线，节省了制作导线需要的大量金属材料，从而极大的节约了资源。发射端模块与无穷远处形成自容，接收端模块也与无穷远处形成自容，两端的无穷远视为虚接，结构简单、系统工作灵活，便于移动；相对于现有的无线电能传输系统，很好的解决了电磁传电对周围环境要求的限制，更适合应用到周围环境金属含量高等情况，并且在长距离电能传输上具有极大的应用前景。如图2所示，高频交流电源11包括：第一整流电路110，将外部输入的交流电整流成直流电；以及，逆变器，将第一整流电路110整流后的直流电进行逆变处理，生成并输出高频交流电。本专利技术实施例中，逆变器为频率可调逆变器111，用于改变高频交流电源11的工作频率，从而改变负载的接收功率。如图3所示，第一谐振电路10包括电感L1及调谐电容C1，第一谐振电路10与高频交流电源11形成串联回路；调谐电容C1一端与第一接地端GND1连接，另一端连接在所述电感L1与所述调谐电容C1之间，并与单根传输导线3一端相连。第二谐振电路20包括电感L2及调谐电容C2，第二谐振电路20与负载22形成串联回路；调谐电容C2一端与第二接地端GND2连接，另一端连接在电感L2与调谐电容C2之间，并与单根传输导线3另一端相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能传输系统，其特征在于，包括发射端模块、接收端模块，以及连接所述发射端模块及所述接收端模块的电导体；所述发射端模块包括：高频交流电源，给所述发射端模块提供高频交流电；第一谐振电路，将所述高频交流电转变为高频电压；以及，第一接地端，将所述发射端模块接地，形成发射端接地电容；所述高频交流电源、所述第一谐振电路，以及所述第一接地端串联形成第一电流回路；所述接收端模块包括：第二谐振电路，产生与所述第一谐振电路工作频率一致的感应电压；负载，通过所述感应电压获取电能；以及，第二接地端，将所述接收端模块接地，形成接收端接地电容；所述第二谐振电路、所述负载、以及所述第二接地端串联形成第二电流回路；所述电导体与所述第一接地端、所述第二接地端形成第三电流回路，以将电能从发射端模块传输至接收端模块。

【技术特征摘要】
1.一种电能传输系统，其特征在于，包括发射端模块、接收端模块，以及连接所述发射端模块及所述接收端模块的电导体；所述发射端模块包括：高频交流电源，给所述发射端模块提供高频交流电；第一谐振电路，将所述高频交流电转变为高频电压；以及，第一接地端，将所述发射端模块接地，形成发射端接地电容；所述高频交流电源、所述第一谐振电路，以及所述第一接地端串联形成第一电流回路；所述接收端模块包括：第二谐振电路，产生与所述第一谐振电路工作频率一致的感应电压；负载，通过所述感应电压获取电能；以及，第二接地端，将所述接收端模块接地，形成接收端接地电容；所述第二谐振电路、所述负载、以及所述第二接地端串联形成第二电流回路；所述电导体与所述第一接地端、所述第二接地端形成第三电流回路，以将电能从发射端模块传输至接收端模块。2.根据权利要求1所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述电导体为单线传输导线。3.根据权利要求1所述的一种电能传输系统，其特征在于，所述高频交流电源包括：第一整流电路，将外部输入的交流电整流成直流电；以及，逆变器，将所述第一整流电路整流后的直流电进行逆变处理，生成并输出高频交...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文山，周洪，张兴豪，邓其军，李刚，李佳，
申请(专利权)人：深圳市华禹无线供电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44