RU2697026C1 - Индивидуальный маломощный источник электрической энергии - Google Patents

Индивидуальный маломощный источник электрической энергии Download PDF

Info

Publication number
RU2697026C1
RU2697026C1 RU2018146365A RU2018146365A RU2697026C1 RU 2697026 C1 RU2697026 C1 RU 2697026C1 RU 2018146365 A RU2018146365 A RU 2018146365A RU 2018146365 A RU2018146365 A RU 2018146365A RU 2697026 C1 RU2697026 C1 RU 2697026C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
output
transformer
resonant
module
Prior art date
Application number
RU2018146365A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Ефимович Пониматкин
Владимир Александрович Бессонов
Андрей Алексеевич Шпилевой
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
Priority to RU2018146365A priority Critical patent/RU2697026C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2697026C1 publication Critical patent/RU2697026C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для создания маломощного источника электрической энергии, возбуждаемого естественным электромагнитным полем Земли диапазона КНЧ (крайне низких частот или частоты от 3 до 30 Гц). Индивидуальный маломощный источник электрической энергии содержит земляные рамочные антенны с двумя заземлителями, размещенными на глубине не менее одного метра в земле. Дополнительно введены первый заземлитель и второй заземлитель длиной не менее 50 метров (l 2), разнесенные на расстояние не менее 50 метров (l 1); N изолированных проводников (от первого - 31 по N - 3N+1), входящих в состав: первого многожильного кабеля, второго многожильного кабеля и третьего многожильного кабеля, выполненных из многожильного кабеля литцендрата; блок резонансных модулей, суммирующий блок, преобразователь. Блок резонансных модулей содержит N резонансных модулей от первого модуля 41 по 4N, один резонансный модуль электропитания модулей 4N+1 и источник электропитания модулей. Резонансный модуль, начиная с первого модуля 41 по N+1 модуль 4N+1, содержит двухобмоточный трансформатор, индуктивный гиратор и емкостной гиратор, индуктивность параллельного колебательного контура и емкость параллельного колебательного контура, индуктивность нагрузки емкостного гиратора, емкость нагрузки индуктивного гиратора. Использование устройства позволит обеспечить техническую и экологическую безопасность удаленных объектов от источника энергии. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для создания маломощного источника электрической энергии возбуждаемого естественным электромагнитным полем Земли диапазона КНЧ (крайне низких частот или частоты от 3 до 30 Гц). Известно, что вектор электрического поля в резонаторе Земля-ионосфера вертикален, но вблизи поверхности земли имеет наклон за счет затухания при распространении электромагнитной волны в земле, поэтому вектор может приниматься как на вертикальные, так и горизонтальные диполи очень большой длины. Целесообразность использования энергии резонатора Земля-ионосфера исходит из потребностей использования энергий Земли при этом, не нанося природе ущерба. Существование энергии Земли подтверждается измерениями Шумановского эффекта. При натурных измерениях установлена неизменность параметров энергии электромагнитного поля, причем максимум приходится на частоты в близи 7 герц (фиг. 7).
Для индикации электрической составляющей естественного поля на стационарных измерительных пунктах используют большой протяженности приемные антенны. Например, индикаторы поля в виде земляных антенн, которые представляют собой два заземлителя размещенных на глубине 2 метров и расстоянии 1000 метров друг от друга, которые фиксируют разность потенциалов поверхности резонатора Земля-ионосфера; либо вертикальные штыри, Г-образные антенны, зонтичные антенны и шаровые антенны, в последних вместо горизонтального провод в Г-образных и зонтичных антеннах, используют шары, а также каркасные антенны, которые вместо шаров используют металлические каркасы. Протяженность приемных элементов связана с большой длинной волны.
Для индикации магнитной составляющей естественного поля используют: рамочные антенны с большим числом витков провода и сердечником из ферримагнитного материала (феррит, пермаллой) или воздушные рамочные антенны очень больших размеров для создания заданной индуктивности колебательного контура.
Известны устройства - индикаторы геофизических аномалий для частот от 1 до 10 кГц такие как: ИГА-1; патент 2071098 от 18.07.1990 г., G01V 13/00; патент 2080605 от 27.05.97 г.; патент 3881 от 16.04.97 г.; ЛАЙТ-2.
Известна стационарная станция Сибирского физико-технического института, созданная для контроля естественного и искусственного (промышленной частоты 50 Гц и 60 Гц) электромагнитного поля Земли в городе Томске, которая состоит: из технического здания для размещения аппаратуры измерений, антенного поля для размещения приемных антенн, представляющих восемь дипольных антенн (Installation of Ionospheric Radio Sounding System Dynasonde 21 at Tomsk State University, Russia, August 2008, Chicago IL). Каждый приемный диполь представляет проводник длиной не менее 1000 метров, заземленный с одной стороны. Недостатками данного технического решения являются большая занимаемая площадь приемных диполей, невозможность измерений применительно к любому району поверхности Земли, а так же потребляемые мощности электрической энергии приемными устройствами.
Известна американская исследовательская станция (www.vlf.it) с магнитной петлевой антенной и измерительный комплекс КНЧ-шумов Земли с антенным полем штыревых антенн. (H01Q 23/00, УДК 53.087.45; №2(24), 2011) Недостатками данного технического решения являются низкая эффективность антенных устройств, что вызывает необходимость большого усиления наведенной ЭДС в антенне электромагнитным полем резонатора Земля-ионосфера, сооружения громоздких антенных устройств и необходимость потребления значительной мощности электрической энергии приемными устройствами.
Основным недостатком аналогов является низкая эффективность использования стационарных антенных устройств, высокая их стоимость и очень значительные их размеры, возможность измерения естественного поля Земли только в местах размещения антенных устройств, привязка к электрическим сетям для питания усилителей и анализаторов приемных систем.
В качестве прототипа используется «Полевой индикатор естественного электромагнитного поля земли», патент на изобретение №2559155 от 10.07.2015 г. (RU) по заявке №2014103193 от 30.01.2014 г.
Целью изобретения является разработка устройства, обеспечивающего выделение энергии из энергии мощного естественного электромагнитного поля Земли без использования сторонних источников питания.
Поставленная цель достигается тем, что в индивидуальный маломощный источник электрической энергии, содержащий земляные рамочные антенны 7 с заземлителями 1 и 2 на глубине не менее одного метра в земле дополнительно введены: блок резонансных модулей 4, суммирующий блок 5, преобразователь 6, источник электропитания модулей 8.
На фиг. 1 представлен индивидуальный маломощный источник электрической энергии, который содержит первый заземлитель 1 и второй заземлитель 2 длиной не менее 50 метров (l 2), разнесенных на расстояние не менее 50 метров (l 1); N изолированных проводников 3 (от первого - 31 по N-3N+1), входящих в состав многожильного кабеля литцендрата: первого многожильного кабеля – 71, второго многожильного кабеля - 72 и третьего многожильного кабеля 73; блок резонансных модулей 4, суммирующий блок 5, преобразователь 6, при этом первый заземлитель 1, размещенный на глубине не менее одного метра в земле соединен параллельно через N+1 клемм «а», через N+1 изолированных проводников от первого проводника 31 по N+1-3N+1 первого многожильного кабеля - 71 через первый выход блока резонансных модулей 4, через N+1 проводников второго многожильного кабеля - 72 с клеммами «с» второго заземлителя 2, размещенного на глубине не менее одного метра в земле; второй выход блока резонансных модулей 4 соединен через третий многожильный кабель литцендрат 73 с входом суммирующего блока 5, выход суммирующего блока 5 соединен входом преобразователя 6, вход преобразователя 6 соединен через выходы первый и второй с клеммами источника напряжения, имеющими выходное напряжение 220 Вольт частотой 50 герц.
На Фиг. 2 представлен блок резонансных модулей 4 содержащий N резонансных модулей от первого модуля 41 по 4N, N+1 резонансный модуль электропитания модулей 4N+1 и источник электропитания модулей 8, при этом первый многожильный кабель (литцендрата) 71 через вход блока резонансных модулей 4 соединен через N+1 резонансных модулей от первого модуля 41 по 4N+1 с первым выходом блока резонансных модулей 4; первый изолированный проводник 31 первого многожильного кабеля 71 соединен с первым выходом блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход первого резонансного модуля 41 и через первый выход первого резонансного модуля 41; второй изолированный проводник 32 первого многожильного кабеля 71 соединен с первым выходом блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход второго резонансного модуля 42 и через первый выход второго резонансного модуля 42; третий изолированный проводник 33 в первого многожильного кабеля 71 соединен с первым выходом блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход третьего резонансного модуля 43 и через первый выход третьего резонансного модуля 43; N-1 изолированный проводник 3N-1 первого многожильного кабеля 71 соединен с первым выходом блока резонансных модулей 4 во втром многожильном кабеле 72 через первый вход N-1 резонансного модуля 4N-1, и через первый выход N-1 резонансного модуля 4N-1; N изолированный проводник 3N первого многожильного кабеля 71 соединен с первым выходом блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход N резонансного модуля 4N и через первый выход N резонансного модуля 4N; N+1 изолированный проводник 3N+1 первого многожильного кабеля 71 соединен с первым выходом блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход N+1 резонансного модуля 4N+1 и через первый выход N+1 резонансного модуля 4N+1; второй выход N+1 резонансного модуля 4N+1 через источник электропитания модулей 8 параллельно соединен со вторыми входами каждого резонансного модуля начиная с первого резонансного модуля 41 по N резонансный модуль 4N; вторые выходы каждого из N резонансного модуля начиная с первого резонансного модуля 41 по N резонансный модуль 4N соединены со вторым выходом блока резонансных модулей 4 с изолированными проводниками в третьем многожильном кабеле 73.
На Фиг. 3 представлен один из резонансных модулей начиная с первого модуля 41 по N+1 модуль 4N+1, любой из резонансных модулей содержит двух обмоточный трансформатор Тр.1, индуктивный гиратор 91 и емкостной гиратор 92, индуктивность параллельного колебательного контура LК и емкость параллельного колебательного контура СК, индуктивность нагрузки LНАГР емкостного гиратора 92, емкость нагрузки СНАГР индуктивного гиратора 91; при этом первый вход резонансного модуля соединен с клеммой «а» параллельного колебательного контура, емкость СК соединена с одной стороны к клемме «а», а с другой стороны к клемме «б», выход первый емкостного гиратора 92 соединен с клеммой «а», а второй выход емкостного гиратора 92 соединен с клеммой «б», третий и четвертый выходы емкостного гиратора 92 соединены с индуктивной нагрузкой LНАГР; первый выход индуктивного гиратора 91 соединен с клеммой «а», а второй выход индуктивного гиратора 91 соединен с клеммой «б» через индуктивность параллельного колебательного контура LК, третий выход индуктивного гиратора 91 соединены с емкостной нагрузкой СНАГР; клемма «б» соединена с первым выходом резонансного модуля; индуктивность параллельного колебательного контура LК, как первичная обмотка трансформатора Тр.1, связана магнитной связью со вторичной обмоткой LCвязи трансформатора Тр.1, вторичная обмотка LCвязи трансформатора Тр.1 клеммой «к» соединена со вторым выходом резонансного модуля, а клемма «м» вторичной обмотки LСвязи трансформатора Тр.1 заземлена; второй вход резонансного модуля соединен с четвертым входом индуктивного гиратора 91 и параллельно с пятым входом емкостного гиратора 92.
На Фиг. 4 представлен суммирующий блок 5, который содержит трансформатор Тр.1 из N первичных обмоток 1 и одной вторичной обмотки 2, при этом N проводников третьего многожильного кабеля (литцендрата) 73 через вход суммирующего блока 5 соединены с N первичными обмотками трансформатора Тр.1, где первый проводник 1 кабеля 73 соединен с клеммой «д» первой 1.1 первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» первой первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; второй проводник 2 кабеля 73 соединен с клеммой «д» второй 1.2 первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» второй первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; третий проводник 3 кабеля 73 соединен с клеммой «д» третьей 1.3 первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» третьей первичной обмотки трансформатора Тр. 1 заземлена; N проводник N кабеля 73 соединен с клеммой «д» третьей 1. N первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» 1.N первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; вторичная обмотка 2 трансформатора Тр.1 клеммой «б» соединена с выходом суммирующий блок 5, а клемма «а» вторичной обмотки 2 трансформатора Тр.1 заземлена.
На Фиг. 5 представлен преобразователь 6 содержащий первый трансформатор Тр.1, двух полупериодный выпрямитель 11, мультивибратор 10, второй трансформатор Тр.2, резистор R1, вентиль «Д», две емкости С1, индуктивность L1, при этом вход преобразователя 6 соединен с клеммой «а» первичной обмотки первого трансформатора Тр.1, а клемма «в» первичной обмотки первого трансформатора Тр.1 заземлена; вторичная обмотка первого трансформатора Тр.1 клеммой «ж» заземлена, вторичная обмотка первого трансформатора Тр.1 клеммой «с» соединена с входом двух полупериодного выпрямителя 11, кроме того, клемма «с» соединена через резистор R1, через вентиль «д» с клеммой «е», клемма «е» через первую емкость С1 заземлена, кроме того, клемма «е» через индуктивность L1, через клемму «у» параллельно соединена со вторым входом мультивибратора 10, а через вторую емкость С1 - заземлена; выход двух полупериодного выпрямителя 11 соединен с первым входом мультивибратора 10; выход мультивибратора 10 соединен с клеммой «к» первичной обмотки второго трансформатора Тр.2, клемма «м» первичной обмотки второго трансформатора Тр.2 заземлена; вторичная обмотка второго трансформатора Тр.2 клеммой «и» соединена с первым выходом преобразователя 6, а клеммой «л» вторичная обмотка второго трансформатора Тр.2 соединена со вторым выходом преобразователя 6; первый и второй выходы преобразователя 6 соединены с клеммами источника напряжения, имеющими выходное напряжение 220 Вольт частотой 50 герц для соединения с потребителями электроэнергии.
На Фиг. 6 представлен источник электропитания модулей 8 содержащий трансформатор Тр.1, вентиль «д» и низкочастотный фильтр 12, при этом вход источника электропитания модулей 8 соединен с клеммой «а» первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «в» первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; клемма «м» вторичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена, а клемма «с» вторичной обмотки трансформатора Тр.1 соединена с входом низкочастотного фильтра 12 через вентиль «д»; выход низкочастотного фильтра 12 соединен с выходом источник электропитания модулей 8.
Работа устройства.
Представленное устройство позволяет иметь автономное снабжение электроэнергией дачные участки. Например, иметь освещение на период пребывания на дачном участке. А в период отсутствия людей включать охранную сигнализацию. В случае, если линия электроэнергии к дачному участку подведена, то на период отсутствия жителей помещения обесточиваются. В этом случае есть возможность при отсутствии хозяев включать охранную сигнализацию используя маломощный источник электрической энергии, когда сеть является отключенной от энергоснабжения. В зависимости от длинны предлагаемого устройства мощность может быть достигнута достаточной для включения холодильника.
Существующие устройства, для контроля резонансных частот в сферическом резонаторе Земля-ионосфера, выполнены достаточно громоздкими. Связано это с тем, что для обнаружения резонансной частоты резонатора в 7 герц, длина волны которой 40000 км, необходимы приемные антенны длинной не менее четверти длины волны (фиг. 7). Поэтому и создают антенны не менее 1000 метров. Однако в каждом проводнике, независимо от его длины, существуют токи частотой 7 герц. Задачей является выявить эти токи. И здесь возникает вторая проблема. Как создать колебательный контур, настроенный на данную частоту. В настоящее время используют обычные емкости и индуктивности. В этом случае такой колебательный контур размещают в многоэтажное здание. Решит проблему можно, используя гиратор. Гиратор имеет свойство: иметь большую реактивность на входе при малой реактивности в нагрузке. Поэтому в построении индивидуального маломощного источника электрической энергии использовано данное свойство.
Устройство, представленное на фиг. 1, выполнено в виде протяженного многожильного кабеля: первого 71 и второго 72, образующие единую кабельную систему, расположенную между заземлителями. Изолированные проводники этих кабелей 71 и 72 заземлены по концам к концевым заземлителям (1 и 2), а в любом месте на расстоянии от заземлителей подключены к блоку резонансных модулей 4 путем распределения их по длине двух концевых заземлителей (1 и 2). В качестве многожильного кабеля используются отрезки литцендрата: первый многожильный кабель - 71, второй многожильный кабель - 72, и третий многожильный кабель - 73. В качестве многожильного кабеля целесообразно использовать литцендрат емкостью до 2000 проводников изолированных друг от друга. Такой кабель не имеет скин - эффекта, т.е. нет поверхностного эффекта и токи, протекаемые по проводникам внутри кабеля, практически одинаковые.
Индивидуальный маломощный источник электрической энергии на фиг. 1, в основе содержит первый заземлитель 1 и второй заземлитель 2 длиной не менее 50 метров (l 2), разнесенных на расстояние не менее 50 метров (l 1,). Заземлители соединены N+1 изолированными проводниками 3 (от первого - 31 по N+1-3N+1), подключенными рассредоточено вдоль заземлителей: вдоль первого заземлителя 1 к клеммам от «а», а вдоль второго заземлителя 2 к клеммам «с» (от первой клеммы «с1» до последней« cn+1». Проводники составляют структуру трех многожильных кабелей (литцендрата) 71, 72 и 73. Каждый проводник в кабеле 71 проходит через блок резонансных модулей 4 имеет продолжение в кабеле 72. Причем в блоке резонансных модулей 4 электрическая энергия выделяется из проводников и направляется на второй выход 2 блока резонансных модулей 4 на вход суммирующего блока 5.
Суммирующий блок 5 складывает электрическую энергию и направляет на вход преобразователя 6. В преобразователе 6 электрическая энергия преобразуется и на выходе преобразователя 6 появляется промышленная электрическая энергия напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.
Выделение электрической энергии возбуждаемой частотами резонатора Земля-ионосфера осуществляется блоком резонансных модулей 4 в проводниках кабеля в последовательно включенных его частей: 71 и 72. Выделение энергии происходит в каждом из N резонансных модулей от первого модуля 41 по 4N, а резонансный модуль 4N+1 осуществляет электропитание модулей первого модуля 41 по 4N, через источник электропитания модулей 8. Первый многожильный кабель (литцендрата) 71 через вход блока резонансных модулей 4 соединен через N+1 резонансных модулей от первого модуля 41 по 4N+1 через первый выход блока резонансных модулей 4 с проводниками второго многожильного кабеля 72. Так первый изолированный проводник 31 первого многожильного кабеля 71 соединен через первый выход блока резонансных модулей 4 с проводником во втором многожильном кабеле 72 через первый вход первого резонансного модуля 41 и через первый выход первого резонансного модуля 41. Выделение электрической энергии из первого проводника выполняет резонансный модуль 41. Выделенная энергия резонансным модулем 41 поступает через его второй выход на второй выход блока резонансных модулей 4. Для работы электрической части резонансный модуль 41 на его второй 2 вход подается электроэнергия с выхода источника электропитания модулей 8. Второй изолированный проводник 32 первого многожильного кабеля 71 соединен через первый выход блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход второго резонансного модуля 42 и через первый выход второго резонансного модуля 42. Выделение электрической энергии из второго проводника выполняет резонансный модуль 42. Выделенная энергия резонансным модулем 42 поступает через его второй выход на второй выход блока резонансных модулей 4. Для работы электрической части резонансный модуль 42 на его второй 2 вход подается электроэнергия с выхода источника электропитания модулей 8.
Третий изолированный проводник 33 первого многожильного кабеля 71 соединен через первый выход блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход третьего резонансного модуля 43 и через первый выход третьего резонансного модуля 43. Выделение электрической энергии из третьего проводника выполняет резонансный модуль 43. Выделенная энергия резонансным модулем 43 поступает через его второй выход на второй выход блока резонансных модулей 4. Для работы электрической части резонансный модуль 43 на его второй 2 вход подается электроэнергия с выхода источника электропитания модулей 8.
N-1 изолированный проводник 3N-1, первого многожильного кабеля 71 соединен через первый выход блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход N-1 резонансного модуля 4N-1 и через первый выход N-1 резонансного модуля 4N-1. Выделение электрической энергии из N-1 проводника выполняет резонансный модуль 4N-1. Выделенная энергия резонансным модулем 4N-1 поступает через его второй выход на второй выход блока резонансных модулей 4. Для работы электрической части резонансный модуль 4N-1, на его второй 2 вход подается электроэнергия с выхода источника электропитания модулей 8.
N изолированный проводник 3N первого многожильного кабеля 71 соединен через первый выход блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход N резонансного модуля 4N и через первый выход N резонансного модуля 4N. Выделение электрической энергии из N проводника выполняет резонансный модуль 4N. Выделенная энергия резонансным модулем 4N поступает через его второй выход на второй выход блока резонансных модулей 4. Для работы электрической части резонансный модуль 4N на его второй 2 вход подается электроэнергия с выхода источника электропитания модулей 8.
N+1 изолированный проводник 3N+1 первого многожильного кабеля 71 соединен через первый выход блока резонансных модулей 4 во втором многожильном кабеле 72 через первый вход N+1 резонансного модуля 4N+1 и через первый выход N+1 резонансного модуля 4N+1, второй выход N+1 резонансного модуля 4N+] через источник электропитания модулей 8 параллельно соединен со вторыми входами каждого резонансного модуля начиная с первого резонансного модуля 41 по N резонансный модуль 4N.
Каждый из резонансных модулей, представленный на фиг. 3, начиная с первого модуля 41 по N+1 модуль 4N+1, любой из резонансных модулей содержит двух обмоточный трансформатор Тр.1, индуктивный гиратор 91 и емкостной гиратор 92, индуктивность параллельного колебательного контура LK и емкость параллельного колебательного контура СК, индуктивность нагрузки LHAГР емкостного гиратора 92, емкость нагрузки СНАГР индуктивного гиратора 91. Принцип работы основан на свойстве параллельного колебательного контура, который состоит из:
- емкость контура - параллельное включение - СК + входная емкость емкостного гиратора 92;
- индуктивность контура - последовательное включение - индуктивность LК и входной индуктивности индуктивного гиратора 91.
Входная емкость гиратора 92 образуется включением индуктивности нагрузки LНАГР гиратору 92. Входная индуктивность гиратора 91 образуется включением емкостной нагрузки СНАГР гиратору 91. Таким образом, обеспечивается настрой параллельного колебательного контура на частоты близкие к 7 герцам. Причем элементы схемные возможно выполнить в виде печатной платы, поэтому каждый резонансный модуль занимает очень малый объем.
Конструктивно первый вход резонансного модуля соединен с клеммой «а» параллельного колебательного контура, емкость СК соединена с одной стороны к клемме «а», a с другой стороны к клемме «б», выход первый емкостного гиратора 92 соединен с клеммой «о», а второй выход емкостного гиратора 92 соединен с клеммой «б», третий и четвертый выходы емкостного гиратора 92 соединены с индуктивной нагрузкой LHAГР; первый выход индуктивного гиратора 91 соединен с клеммой «а», а второй выход индуктивного гиратора 91 соединен с клеммой «б» через индуктивность параллельного колебательного контура LК, третий выход индуктивного гиратора 91 соединены с емкостной нагрузкой СНАГР; клемма «б» соединена с первым выходом резонансного модуля; индуктивность параллельного колебательного контура LК, как первичная обмотка трансформатора Тр.1, связана магнитной связью со вторичной обмоткой LСвязи трансформатора Тр.1, вторичная обмотка LСвязи трансформатора Тр.1 клеммой «к» соединена со вторым выходом резонансного модуля, а клемма «м» вторичной обмотки LСвязи трансформатора Тр.1 заземлена; второй вход резонансного модуля соединен с четвертым входом индуктивного гиратора 91 и параллельно с пятым входом емкостного гиратора 92.
Суммирующий блок 5, представленный на фиг. 4. обеспечивает сложение наведенной мощности в N проводниках кабеля. Блок 5 содержит трансформатор Тр.1 из N первичных обмоток 1 и одной вторичной обмотки 2, при этом N проводников многожильного кабеля литцендрата 73 через вход суммирующего блока 5 соединены с N первичными обмотками трансформатора Тр.1, где первый проводник 1 кабеля 73 соединен с клеммой «д» первой 1.1 первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» первой первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; второй проводник 2 кабеля 73 соединен с клеммой «д» второй 1.2 первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» второй первичной обмотки трансформатора Тр. 1 заземлена; третий проводник 3 кабеля 73 соединен с клеммой «д» третьей 1.3 первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» третьей первичной обмотки трансформатора Тр. 1 заземлена; N проводник N кабеля 73 соединен с клеммой «д» третьей 1.N первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» 1.N первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; вторичная обмотка 2 трансформатора Тр.1 клеммой «б» соединена с выходом суммирующий блок 5, а клемма «а» вторичной обмотки 2 трансформатора Тр.1 заземлена.
Преобразователь 6 представленный на фиг. 5 обеспечивает преобразование суммарной электрической энергии наведенной в проводниках кабеля, в последовательно включенных его частей 71 и 72, и выделенных блоком резонансных модулей 4. Причем первый трансформатор Тр.1 обеспечивает согласование между блоками, на выходе вторичной обмотки Тр.1 основная электрическая энергия поступает на двух полупериодный выпрямитель 11. С выхода выпрямителя 11 электрическая энергия поступает на мультивибратор 10, работающий с частотой 50 герц. На выходе мультивибратора 10 электрическая энергия поступает на первичную обмотку второго трансформатора Тр.2. Трансформатор Тр.2, повышающий, преобразует входное напряжение до 220 вольт, что является конечным результатом предложенного устройства. При этом часть электрической энергии вторичной обмотки первого трансформатора Тр.1 ответвляется через поглощающее сопротивление R1, через вентиль Д, через низкочастотный фильтр состоящий из двух емкостей С1 и индуктивности L1 и поступает на второй вход 2 преобразователя, обеспечивая электропитанием преобразователя 10.
Конструктивно преобразователь 6 содержит первый трансформатор Тр.1, двух полупериодный выпрямитель 11, мультивибратор 10, второй трансформатор Тр.2, резистор R1, вентиль «Д», две емкости С1, индуктивность L1, при этом вход преобразователя 6 соединен с клеммой «а» первичной обмотки первого трансформатора Тр.1, а клемма «в» первичной обмотки первого трансформатора Тр.1 заземлена; вторичная обмотка первого трансформатора Тр.1 клеммой «ж» заземлена, вторичная обмотка первого трансформатора Тр.1 клеммой «с» соединена с входом двух полупериодного выпрямителя 11, кроме того, клемма «с» соединена через резистор R1, через вентиль «д» с клеммой «е», клемма «е» через первую емкость С1 заземлена, кроме того, клемма «е» через индуктивность L1, через клемму «у» параллельно соединена со вторым входом мультивибратора 10, а через вторую емкость С1 - заземлена; выход двух полупериодного выпрямителя 11 соединен с первым входом мультивибратора 10; выход мультивибратора 10 соединен с клеммой «к» первичной обмотки второго трансформатора Тр.2, клемма «м» первичной обмотки второго трансформатора Тр.2 заземлена; вторичная обмотка второго трансформатора Тр.2 клеммой «и» соединена с первым выходом преобразователя 6, а клеммой «л» вторичная обмотка второго трансформатора Тр.2 соединена со вторым выходом преобразователя 6; первый и второй выходы преобразователя 6 соединены с клеммами источника напряжения, имеющими выходное напряжение 220 Вольт частотой 50 герц для соединения с потребителями электроэнергии.
Источник электропитания модулей 8 представленный на фиг. 6 содержащий трансформатор Тр.1, вентиль «д» и низкочастотный фильтр 12, при этом вход источника электропитания модулей 8 соединен с клеммой «а» первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «в» первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; клемма «м» вторичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена, а клемма «с» вторичной обмотки трансформатора Тр.1 соединена с входом низкочастотного фильтра 12 через вентиль «д»; выход низкочастотного фильтра 12 соединен с выходом источник электропитания модулей 8.
Авторам неизвестны технические решения из области электросвязи и радиотехники, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявленного устройства. Авторам неизвестны технические решения из других областей техники, обладающие свойствами заявленного технического объекта изобретения. Таким образом, заявленное техническое решение, по мнению авторов, обладает критерием существенных признаков.
Литература
1. Блиох П.В., Николаенко А.П, Филиппов Ю.Ф. Глобальные электромагнитные резонансы в полости земля-ионосфера. Киев: «Наукова думка» 1977.
2. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М: «Мир». 1983.

Claims (6)

1. Индивидуальный маломощный источник электрической энергии, содержащий земляные рамочные антенны с двумя заземлителями, размещенными на глубине не менее одного метра в земле, отличающийся тем, что дополнительно введены первый заземлитель и второй заземлитель длиной не менее 50 метров (l 2), разнесенные на расстояние не менее 50 метров (l 1); N изолированных проводников (от первого - 31 по N - 3N+1), входящих в состав многожильного кабеля литцендрата: первого многожильного кабеля, второго многожильного кабеля и третьего многожильного кабеля; блок резонансных модулей, суммирующий блок, преобразователь, при этом первый заземлитель, размещенный на глубине не менее одного метра в земле, соединен параллельно через N+1 проводников первого многожильного кабеля с клеммой «а», через N+1 изолированных проводников от первого проводника 3, по N+1-3N+1 через первый выход блока резонансных модулей, через N+1 проводников второго многожильного кабеля с клеммами «с» второго заземлителя, размещенного на глубине не менее одного метра в земле; второй выход блока резонансных модулей соединен через третий многожильный кабель с входом суммирующего блока, выход суммирующего блока соединен входом преобразователя, вход преобразователя соединен через выходы: первый и второй - с клеммами источника напряжения, имеющими выходное напряжение 220 В частотой 50 Гц.
2. Индивидуальный маломощный источник электрической энергии по п. 1, отличающийся тем, что блок резонансных модулей содержит N резонансных модулей от первого модуля 41 по 4N, один резонансный модуль электропитания модулей 4N+1 и источник электропитания модулей, при этом проводники первого многожильного кабеля через вход блока резонансных модулей соединены через N+1 резонансных модулей от первого модуля 41 по 4N+1 с первым выходом блока резонансных модулей, с проводниками во втором многожильном кабеле; первый изолированный проводник 31 первого многожильного кабеля соединен с первым выходом блока резонансных модулей, с проводником во втором многожильном кабеле, через первый вход первого резонансного модуля 41 и через первый выход первого резонансного модуля 41; второй изолированный проводник 32 первого многожильного кабеля соединен с первым выходом блока резонансных модулей, с проводником во втором многожильном кабеле, через первый вход второго резонансного модуля 42 и через первый выход второго резонансного модуля 42; третий изолированный проводник 33 первого многожильного кабеля соединен с первым выходом блока резонансных модулей, с проводником во втором многожильном кабеле, через первый вход третьего резонансного модуля 43 и через первый выход третьего резонансного модуля 43; N-1 изолированный проводник 3N-1 первого многожильного кабеля соединен с первым выходом блока резонансных модулей, с проводником во втором многожильном кабеле, через первый вход N-1 резонансного модуля 4N-1, и через первый выход N-1 резонансного модуля 4N-1; N изолированный проводник 3N в первом многожильном кабеле соединен с первым выходом блока резонансных модулей, с проводником во втором многожильном кабеле, через первый вход N резонансного модуля 4N и через первый выход N резонансного модуля 4N; N+1 изолированный проводник 3N+1 в первом многожильном кабеле соединен с первым выходом блока резонансных модулей, с проводником во втором многожильном кабеле через первый вход N+1 резонансного модуля 4N+1 и через первый выход N+1 резонансного модуля 4N+1; второй выход N+1 резонансного модуля 4N+1 через источник электропитания модулей параллельно соединен со вторыми входами каждого резонансного модуля, начиная с первого резонансного модуля 41 по N резонансный модуль 4N; вторые выходы каждого из N резонансного модуля, начиная с первого резонансного модуля 41 по N резонансный модуль 4N, соединены со вторым выходом блока резонансных модулей, с проводниками в третьем многожильном кабеле.
3. Индивидуальный маломощный источник электрической энергии по п. 2, отличающийся тем, что резонансный модуль, начиная с первого модуля 41 по N+1 модуль 4N+1, содержит двухобмоточный трансформатор Тр.1, индуктивный гиратор и емкостной гиратор, индуктивность параллельного колебательного контура LК и емкость параллельного колебательного контура СК, индуктивность нагрузки LНАГР емкостного гиратора, емкость нагрузки СНАГР индуктивного гиратора; при этом первый вход резонансного модуля соединен с клеммой «а» параллельного колебательного контура, емкость СК соединена с одной стороны к клемме «а», а с другой стороны к клемме «б», выход первый емкостного гиратора соединен с клеммой «а», а второй выход емкостного гиратора соединен с клеммой «б», третий и четвертый выходы емкостного гиратора соединены с индуктивной нагрузкой LHAГР; первый выход индуктивного гиратора соединен с клеммой «а», а второй выход индуктивного гиратора соединен с клеммой «б» через индуктивность параллельного колебательного контура LК, третий выход индуктивного гиратора соединен с емкостной нагрузкой СНАГР; клемма «б» соединена с первым выходом резонансного модуля; индуктивность параллельного колебательного контура LК, как первичная обмотка трансформатора Тр.1, связана магнитной связью со вторичной обмоткой LСвязи трансформатора Тр.1, вторичная обмотка LСвязи трансформатора Тр.1 клеммой «к» соединена со вторым выходом резонансного модуля, а клемма «м» вторичной обмотки LСвязи трансформатора Тр.1 заземлена; второй вход резонансного модуля соединен с четвертым входом индуктивного гиратора и параллельно с пятым входом емкостного гиратора.
4. Индивидуальный маломощный источник электрической энергии по п. 3, отличающийся тем, что суммирующий блок содержит трансформатор Тр.1 из N первичных обмоток и одной вторичной обмотки, при этом N проводников третьего многожильного кабеля через вход суммирующего блока соединены с N первичными обмотками трансформатора Тр.1, где первый проводник третьего многожильного кабеля соединен с клеммой «д» первой первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» первой первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; второй проводник третьего многожильного кабеля соединен с клеммой «д» второй первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» второй первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; третий проводник третьего многожильного кабеля соединен с клеммой «д» третьей первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» третьей первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; N проводник N третьего многожильного кабеля соединен с клеммой «д» N первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «с» N первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; вторичная обмотка трансформатора Тр.1 клеммой «б» соединена с выходом суммирующий блок, а клемма «а» вторичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена.
5. Индивидуальный маломощный источник электрической энергии по п. 4, отличающийся тем, что преобразователь содержит первый трансформатор Тр.1, двухполупериодный выпрямитель, мультивибратор, второй трансформатор Тр.2, резистор R1, вентиль «Д», две емкости С1, индуктивность L1, при этом вход преобразователя соединен с клеммой «а» первичной обмотки первого трансформатора Тр.1, а клемма «в» первичной обмотки первого трансформатора Тр.1 заземлена; вторичная обмотка первого трансформатора Тр.1 клеммой «ж» заземлена, вторичная обмотка первого трансформатора Тр.1 клеммой «с» соединена с входом двухполупериодного выпрямителя, кроме того, клемма «с» соединена через резистор R1 через вентиль «д» с клеммой «е», клемма «е» через первую емкость С1 заземлена, а через индуктивность L1 через клемму «у» параллельно соединена со вторым входом мультивибратора и через вторую емкость С1 - заземлена; выход двухполупериодного выпрямителя соединен с первым входом мультивибратора; выход мультивибратора соединен с клеммой «к» первичной обмотки второго трансформатора Тр.2, клемма «м» первичной обмотки второго трансформатора Тр.2 заземлена; вторичная обмотка второго трансформатора Тр.2 клеммой «и» соединена с первым выходом преобразователя, а клеммой «л» вторичная обмотка второго трансформатора Тр.2 соединена со вторым выходом преобразователя; первый и второй выходы преобразователя соединены с клеммами источника напряжения, имеющими выходное напряжение 220 В частотой 50 Гц для соединения с потребителем электроэнергии.
6. Индивидуальный маломощный источник электрической энергии по п. 5, отличающийся тем, что источник электропитания модулей содержит трансформатор Тр.1, вентиль «д» и низкочастотный фильтр, при этом вход источника электропитания модулей соединен с клеммой «а» первичной обмотки трансформатора Тр.1, а клемма «в» первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; клемма «м» вторичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена, а клемма «с» вторичной обмотки трансформатора Тр.1 соединена с входом низкочастотного фильтра через вентиль «д»; выход низкочастотного фильтра соединен с выходом источника электропитания модулей.
RU2018146365A 2018-12-24 2018-12-24 Индивидуальный маломощный источник электрической энергии RU2697026C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146365A RU2697026C1 (ru) 2018-12-24 2018-12-24 Индивидуальный маломощный источник электрической энергии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018146365A RU2697026C1 (ru) 2018-12-24 2018-12-24 Индивидуальный маломощный источник электрической энергии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697026C1 true RU2697026C1 (ru) 2019-08-08

Family

ID=67587149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018146365A RU2697026C1 (ru) 2018-12-24 2018-12-24 Индивидуальный маломощный источник электрической энергии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2697026C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2071098C1 (ru) * 1990-07-18 1996-12-27 ВНИИ разведочной геофизики "Рудгеофизика" Способ калибровки полевой установки и аппаратуры методов естественного электромагнитного поля земли
RU2080605C1 (ru) * 1992-04-20 1997-05-27 Кравченко Юрий Павлович Способ исследования электромагнитных полей поверхностей
UA70417C2 (en) * 2004-03-25 2004-10-15 Device for measuring the natural pulse electromagndevice for measuring the natural pulse electromagnetic field of the earth etic field of the earth
RU53816U1 (ru) * 2005-11-09 2006-05-27 Анатолий Владимирович Черенков Аварийный источник питания
US7116108B2 (en) * 2002-06-11 2006-10-03 The Regents Of The University Of California Method and system for seafloor geological survey using vertical electric field measurement
RU2559155C1 (ru) * 2014-01-30 2015-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Полевой индикатор естественного электромагнитного поля земли

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2071098C1 (ru) * 1990-07-18 1996-12-27 ВНИИ разведочной геофизики "Рудгеофизика" Способ калибровки полевой установки и аппаратуры методов естественного электромагнитного поля земли
RU2080605C1 (ru) * 1992-04-20 1997-05-27 Кравченко Юрий Павлович Способ исследования электромагнитных полей поверхностей
US7116108B2 (en) * 2002-06-11 2006-10-03 The Regents Of The University Of California Method and system for seafloor geological survey using vertical electric field measurement
UA70417C2 (en) * 2004-03-25 2004-10-15 Device for measuring the natural pulse electromagndevice for measuring the natural pulse electromagnetic field of the earth etic field of the earth
RU53816U1 (ru) * 2005-11-09 2006-05-27 Анатолий Владимирович Черенков Аварийный источник питания
RU2559155C1 (ru) * 2014-01-30 2015-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Полевой индикатор естественного электромагнитного поля земли

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8274178B2 (en) System of transmission of wireless energy
KR102137005B1 (ko) 손실 매체 상의 유도 표면파 모드의 여기 및 사용
Poljak et al. Full wave model versus transmission line representation of Tesla's wave propagation: 155 th anniversary of birth of Nikola Tesla
US10153638B2 (en) Adaptation of polyphase waveguide probes
US10622839B2 (en) Electrical energy transfer
Ishida et al. Wireless power transmission through concrete using circuits resonating at utility frequency of 60 Hz
RU2626070C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 6
RU2659409C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами
Abd Aziz et al. A Study on wireless power transfer using tesla coil technique
RU2567181C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 1
RU2697026C1 (ru) Индивидуальный маломощный источник электрической энергии
RU2611603C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2608072C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2577522C2 (ru) Способ и устройство для передачи электрической энергии
RU2559155C1 (ru) Полевой индикатор естественного электромагнитного поля земли
Barr et al. ELF, VLF and LF radiation from a very large loop antenna with a mountain core
RU2496123C1 (ru) Маркер - субгармонический параметрический рассеиватель
RU2692931C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами -7
RU2673427C1 (ru) Стенд для исследования резонансной системы передачи электрической энергии
RU2693060C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 8
RU2495450C1 (ru) Субгармонический параметрический рассеиватель
McLean et al. Inductive power transfer systems considered as electrically-small antennas
RU2590899C2 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 2
RU2405251C2 (ru) Передающая система низкочастотного диапазона
Barannik et al. Portable generator for deep electromagnetic soundings and monitoring of seismically active zones with the use of industrial power transmission lines