RU2718779C1 - Method and device for transmission of electric power (versions) - Google Patents

Method and device for transmission of electric power (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2718779C1
RU2718779C1 RU2019129165A RU2019129165A RU2718779C1 RU 2718779 C1 RU2718779 C1 RU 2718779C1 RU 2019129165 A RU2019129165 A RU 2019129165A RU 2019129165 A RU2019129165 A RU 2019129165A RU 2718779 C1 RU2718779 C1 RU 2718779C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tesla
transmitting
transformer
wire line
frequency converter
Prior art date
Application number
RU2019129165A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Владимирович Трубников
Владимир Захарович Трубников
Original Assignee
Фолкуер Холдингс Лимитед
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 Фолкуер Холдингс Лимитед filed Critical Фолкуер Холдингс Лимитед
Priority to RU2019129165A priority Critical patent/RU2718779C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2718779C1 publication Critical patent/RU2718779C1/en
Priority to PCT/IB2020/058552 priority patent/WO2021053502A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/34—Arrangements for transfer of electric power between networks of substantially different frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/08—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure without magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the electrical equipment. Technical result is achieved due to inclusion of electric power from source to storage of frequency-controlled current converter of source, transmitting and receiving modules connected to each other by a magnetic resonance bond and a current converter from the high-frequency current format into a format required for operation of the accumulator in the receiving module, wherein magnetic conductor winding of transmitting module is made in form of flat spiral with two-wire winding from center to periphery, magnetic resonance winding of receiving module is made in form of flat single-wire or double-wire spiral, exciting standing waves of current and potential with current antinode at periphery of winding are excited in magnetic resonance winding of transmitting module; energy transfer between transmitting and receiving modules is arranged. Outputs in the central part of two-wire spiral winding of the transmitting module are isolated from each other.
EFFECT: technical result consists in creation of wireless methods and devices for charging electric energy accumulator of fixed or mobile electric consumer, having uniform magnetic flux intensity on active area of transmitting module, high efficiency of energy transfer, low radiation level.
6 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам и способам для передачи электрической энергии с применением резонансных технологий между стационарными объектами, а также между стационарными питающими устройствами и мобильными агрегатами, принимающими электроэнергию.The present invention relates to the field of electrical engineering, in particular to devices and methods for transmitting electrical energy using resonant technologies between stationary objects, as well as between stationary power devices and mobile units that accept electricity.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известны способ и устройство для преобразования и передачи электрической энергии по однопроводной линии на большие расстояния, разработанные Н. Тесла в 1897 году. (Н.Тесла. US патент № 593138). Электрический трансформатор. Заявлен 20.03.1897 г. Выпущен 02.11.1897 г. Н. Тесла патент № 645576. Система передачи электрической энергии. Заявлен 09.1897 г. Выпущен 20.03.1900 г.A known method and device for converting and transmitting electric energy through a single-wire line over long distances, developed by N. Tesla in 1897. (N. Tesla. US patent No. 593138). Electric transformer. Stated March 20, 1897; Issued November 2, 1897; N. Tesla patent No. 645576. Electric power transmission system. Announced on 09.1897; Released on March 20, 1900.

Согласно изобретениям Н. Тесла система состоит из двух, передающего и принимающего, резонансных трансформаторов с резонансными повышающими обмотками, представляющими собой однослойные спиральные четвертьволновые отрезки длинных линий на цилиндрических каркасах и провода, соединяющего высокопотенциальные выводы резонансных повышающих обмоток. Низкопотенциальные выводы резонансных четвертьволновых обмоток обоих трансформаторов заземлены непосредственно около конструкций трансформаторов. Низковольтная обмотка передающего трансформатора подключена к выходу генератора повышенной частоты, являющегося преобразователем энергии источника электроэнергии в электрическую энергию переменного тока с частотой, равной резонансной частоте резонансной однопроводной системы для передачи электрической энергии. Низковольтная обмотка принимающего трансформатора подключена к нагрузке, потребляющий энергию.According to N. Tesla’s inventions, the system consists of two transmitting and receiving resonant transformers with resonant boost windings, which are single-layer spiral quarter-wave segments of long lines on cylindrical frames and a wire connecting the high-potential leads of the resonant boost windings. The low-potential leads of the resonant quarter-wave windings of both transformers are grounded directly near the structures of the transformers. The low-voltage winding of the transmitting transformer is connected to the output of a high-frequency generator, which is a converter of the energy of an electric power source into alternating current electric energy with a frequency equal to the resonant frequency of a resonant single-wire system for transmitting electric energy. The low voltage winding of the receiving transformer is connected to a load that consumes energy.

В результате соединения одного из выводов однослойных высоковольтных спиральных обмоток с землёй, а других выводов этих обмоток с проводом, соединяющим высоковольтные выводы спиральных обмоток, создаются условия для возникновения стоячих волн электромагнитных колебаний вдоль высоковольтных обмоток с длиной полуволны, определяемой элементами системы передачи, включёнными между заземленными выводами передающего и принимающего трансформаторов.As a result of connecting one of the terminals of the single-layer high-voltage spiral windings to the ground, and the other terminals of these windings with a wire connecting the high-voltage terminals of the spiral windings, conditions are created for the emergence of standing waves of electromagnetic waves along the high-voltage windings with a half-wavelength determined by the elements of the transmission system connected between the grounded conclusions of the transmitting and receiving transformers.

Энергия, поступающая в систему передачи из источника, проходит вдоль системы до нагрузки, и в случае неполного поглощения или отсутствия поглощения в нагрузке, отражается от нагрузки обратно в систему передачи. Бегущие навстречу друг другу, сдвинутые на половину длины волны электромагнитные колебания, интерферируют между собой, образуют стоячую волну с пучностями тока в заземленных выводах и узлом тока на проводе, соединяющим высоковольтные выводы резонансных четвертьволновых трансформаторов. Полуволна напряжения сдвинута в пространстве и во времени по отношению к полуволне тока и поэтому пучность потенциала располагается на высоковольтных выводах трансформаторов и линии передачи, а, соответственно, узлы потенциала размещаются на заземленных выводах трансформаторов.The energy entering the transmission system from the source passes along the system to the load, and in the case of incomplete absorption or absence of absorption in the load, it is reflected from the load back into the transmission system. Running towards each other, shifted by half the wavelength, electromagnetic waves interfere with each other, form a standing wave with current antinodes in the grounded terminals and a current node on the wire connecting the high-voltage terminals of the resonant quarter-wave transformers. The half-wave of the voltage is shifted in space and time with respect to the half-wave of the current, and therefore the antinode of the potential is located on the high-voltage terminals of the transformers and the transmission line, and, accordingly, the nodes of the potential are located on the grounded terminals of the transformers.

Недостатком известного способа и устройства передачи электрической энергии являются большие энергетические потери в заземлителях низкопотенциальных выводов резонансных спиральных обмоток резонансных трансформаторов. Кроме этого замыкание токов смещения с проводника линии передачи на землю приводит к возникновению потерь в земле под проводником линии. Недостатком также является наличие низковольтной обмотки из-за потерь в ней и необходимости организовывать последовательный резонансный контур между генератором и резонансной четвертьволновой обмоткой передающего трансформатора.A disadvantage of the known method and device for transmitting electrical energy is the large energy losses in the grounding conductors of the low-potential leads of the resonant spiral windings of the resonant transformers. In addition, the closure of bias currents from the conductor of the transmission line to the ground leads to losses in the ground under the conductor of the line. The disadvantage is the presence of a low-voltage winding due to losses in it and the need to organize a serial resonant circuit between the generator and the resonant quarter-wave winding of the transmitting transformer.

Известен способ и устройство для передачи электрической энергии путем создания резонансных колебаний повышенной частоты в цепи, состоящей из высокочастотного генератора и двух, повышающего и понижающего, высокочастотных резонансных трансформаторов, повышения потенциалов обоих выводов высоковольтной, резонансной обмотки повышающего высокочастотного резонансного трансформатора, передачи высоковольтного потенциала и электрической энергии по однопроводной линии к понижающему высокочастотному резонансному трансформатору, понижения потенциала и передаче электрической энергии нагрузке путем присоединения низковольтной обмотки трансформатора к двум клеммам нагрузки, при этом резонансные колебания электромагнитной энергии с длиной волны λ = LAB /2n , где n - целое число, LAB - длина электрической цепи между свободными выводами А и В высоковольтных, выполненных в виде однослойных спиралей, обмоток высокочастотных резонансных трансформаторов, передают от, настроенного на частоту резонансных трансформаторов, генератора от повышающего к понижающему по однопроводной линии электрическую энергию независимо от земли путем размещения низковольтных обмоток повышающего и понижающего высокочастотных резонансных трансформаторов посередине высоковольтных резонансных обмоток и преобразования тока в однопроводной линии в активный ток в нагрузке (Способ и устройство для передачи электрической энергии (Варианты). Патент номер 2572360.RU C2. H02J3/00. Трубников В.З.(RU), Стребков Д.С. (RU), Некрасов А.И. (RU). Заявка 18.10.2013. Выдан 08.12.2015.).A known method and device for transmitting electrical energy by creating high-frequency resonant oscillations in a circuit consisting of a high-frequency generator and two raising and lowering high-frequency resonant transformers, raising the potentials of both terminals of the high-voltage, resonant winding of the increasing high-frequency resonant transformer, transmitting the high-voltage potential and electric energy through a single-wire line to a step-down high-frequency resonant transformer, lowering I potential and transfer electric energy to the load by attaching a low-voltage transformer winding to two load terminals, while resonant oscillations of electromagnetic energy with a wavelength of λ = L AB / 2n, where n is an integer, L AB is the length of the electrical circuit between the free terminals A and In high-voltage, made in the form of single-layer spirals, the windings of high-frequency resonant transformers, transmit from the tuned to the frequency of the resonant transformers, the generator from increasing to lowering through a single-wire line electrical energy regardless of the earth by placing low-voltage windings of step-up and step-down high-frequency resonant transformers in the middle of high-voltage resonant windings and converting the current in a single-wire line into active current in the load (Method and device for transmitting electrical energy (Options). Patent number 2572360.RU C2. H02J3 / 00. Trubnikov V.Z. (RU), Strebkov D.S. (RU), Nekrasov A.I. (RU). Application 10/18/2013. Issued 12/08/2015.).

Недостатком известного способа и устройства для передачи электрической энергии является наличие низковольтных обмоток и высокопотенциальной однопроводной линии передачи, нуждающиеся в несущих опорах с высокой электрической прочностью изоляции от земли.A disadvantage of the known method and device for transmitting electrical energy is the presence of low-voltage windings and a high-potential single-wire transmission line, which require supporting poles with high electrical insulation strength from the ground.

Недостатком известного способа и устройства является также большие капитальные затраты при реализации способа передачи, которые окупаются лишь при применении известного метода в глобальном масштабе но делают применение метода проблематичным при передаче на небольшие расстояния например 5-30 км.A disadvantage of the known method and device is also the large capital costs of implementing the transmission method, which pay off only when applying the known method on a global scale but make the application of the method problematic when transmitting over short distances, for example 5-30 km.

Наиболее близким к предлагаемому решению является известный резонансный способ и устройство для передачи электрической энергии от источника электрической энергии к приемнику электрической энергии с помощью преобразователя частоты, передающего и принимающего трансформаторов Тесла и однопроводной линии, при этом однопроводная линия передачи включена между низкопотенциальными выводами передающего и принимающего трансформаторов Тесла. С помощью возбуждающей обмотки в резонансной обмотке передающего трансформатора Тесла возбуждают резонансные колебания с пучностью тока у низкопотенциального вывода, пучностью тока питают однопроводную линию, передают вдоль однопроводной линии электромагнитную энергию в принимающий трансформатор Тесла, возбуждают в принимающем трансформаторе резонансные колебания с пучностью тока у низкопотенциального вывода, с помощью понижающий обмотки передают энергию в нагрузку, при этом высокопотенциальные выводы трансформаторов Тесла оставляют не подключенными. Способ и устройство для передачи электрической энергии. Патент номер 2577522.RU.C2. Трубников В.З.(RU) Стребков Д.С. (RU) Некрасов А.И. (RU) Руцкой А.С. (RU) Моисеев М.В. (RU) Подана заявка 19.05.2014 г. Выдан 20.03.2016 г.Closest to the proposed solution is a well-known resonant method and device for transmitting electrical energy from an electric energy source to an electric energy receiver using a frequency converter transmitting and receiving Tesla transformers and a single-wire line, while a single-wire transmission line is connected between the low-potential terminals of the transmitting and receiving transformers Tesla. Using the exciting winding in the resonant winding of the Tesla transmitting transformer, resonant oscillations are excited with current antinodes at the low potential output, the current antinodes feed the single-wire line, electromagnetic energy is transmitted along the single-wire line to the Tesla receiving transformer, resonant oscillations with the antinode current output at low with the help of step-down windings transfer energy to the load, while the high-potential leads of Tesla transformers vlyayut not connected. Method and device for transmitting electrical energy. Patent number 2577522.RU.C2. Trubnikov V.Z. (RU) Strebkov D.S. (RU) Nekrasov A.I. (RU) Rutskoi A.S. (RU) Moiseev M.V. (RU) An application was submitted on 05/19/2014. Issued on 03/20/2016.

Недостатком известного способа и устройства является наличие низковольтных обмоток у передающего и принимающего трансформаторов Тесла, из-за чего вдоль канала передачи электрической энергии от источника энергии до нагрузки последовательно выстраиваются четыре резонансных устройства: последовательный резонансный контур передающей низковольтной обмотки, с помощью взаимной индуктивности связаной с четвертьволновой резонансной высокопотенциальной обмоткой передающего трансформатора Тесла, низкопотенциальной вывод которого с помощью линий передачи электрической энергии соединен с низкопотенциальным выводом четвертьволновой резонансной высокопотенциальной обмотки принимающего трансформатора Тесла, в области пучности тока которой расположена индуктивно связанная с высокопотенциальной обмоткой низкопотенциальная понижающая обмотка, питающая через электрическую ёмкость, образующую с понижающей обмоткой низковольтный последовательный резонансный контур, нагрузку.The disadvantage of this method and device is the presence of low-voltage windings at the Tesla transmitting and receiving transformers, which is why four resonant devices are sequentially lined up along the electric energy transmission channel from the energy source to the load: a serial resonant circuit of the transmitting low-voltage winding, using the mutual inductance associated with the quarter-wave resonant high-potential winding of a Tesla transmitting transformer, the low-potential output of which with the help of by means of electric energy transmission lines is connected to the low-potential terminal of the quarter-wave resonant high-potential winding of the Tesla receiving transformer, in the current antinode region of which there is a low-potential lower-voltage winding, inductively connected to the high-potential winding, feeding through the electric capacitance, which forms a low-voltage circuit with the lowering winding.

Процесс настройки в резонанс черырех резонирующих устройств представляет определенную техническую трудность. При этом удовлетворительный коэффициент полезного действия может быть достигнут только при тщательной настройке в резонанс всех четырех резонирующих систем и обеспечении оптимальных взаимной индуктивной связи между низковольтными и высоковольтными обмотками передающего и принимающего трансформаторов Тесла.The process of tuning into resonance of four resonating devices presents a certain technical difficulty. At the same time, a satisfactory efficiency can be achieved only by carefully tuning all four resonating systems into resonance and ensuring optimal mutual inductive coupling between the low and high voltage windings of the Tesla transmitting and receiving transformers.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности резонансной передачи электроэнергии, снижение расхода меди за счёт исключения понижающих обмоток в резонансных четвертьволновых трансформаторх Тесла, упрощение конструкции трансформаторов Тесла, повышение технологичности процесса настройки в резонанс передающего и принимающего трансформаторов Тесла.The objective of the invention is to increase the efficiency of resonant power transmission, reduce copper consumption by eliminating lower windings in Tesla resonant quarter-wave transformers, simplify the design of Tesla transformers, increase the adaptability of the Tesla transmit and receive transformers to resonance.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В результате использования предлагаемого изобретения повышается эффективность резонансной передачи электрической энергии и, в первую очередь, на небольшие и средние расстояния за счёт применения волнового механизма передачи энергии токами повышенных частот через низкопотенциальные выводы четвертьволновых обмоток. При этом высокопотенциальные выводы четвертьволновых обмоток остаются не подключенными. В результате исключения низковольтных обмоток у трансформаторов Тесла снижается расход меди и упрощается, а, следовательно, удешевляется сам процесс изготовления трансформаторов. При изготовлении системы передачи в результате исключения низкопотенциальных контуров отпадает необходимость в дорогостоящих, мощных, высокочастотных емкостях. В результате уменьшения числа резонирующих объектов в два раза существенно упрощается процесс настройки системы передачи в резонанс. Уменьшение числа резонирующих звеньев также повышает эффективность и надежность передачи.As a result of using the present invention, the efficiency of resonant transmission of electric energy is increased, and primarily, at small and medium distances due to the use of the wave mechanism of energy transfer by high frequency currents through low-potential outputs of quarter-wave windings. At the same time, the high-potential outputs of the quarter-wave windings remain unconnected. As a result of the exclusion of low-voltage windings at Tesla transformers, copper consumption is reduced and simplified, and, therefore, the process of manufacturing transformers is cheaper. In the manufacture of a transmission system as a result of the exclusion of low-potential circuits, there is no need for expensive, powerful, high-frequency capacities. As a result of halving the number of resonating objects, the process of tuning the transmission system to resonance is greatly simplified. Reducing the number of resonating links also improves transmission efficiency and reliability.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что передача электрической энергии от источника электрической энергии к приемнику электрической энергии осуществляется с помощью преобразователя частоты, передающего и принимающего трансформаторов Тесла и однопроводной линии передачи, которую включают между низкопотенциальными выводами передающего и принимающего трансформаторов Тесла, с помощью источника электрической энергии возбуждают в четвертьволновой резонансной обмотке передающего трансформатора Тесла резонансные колебания с пучностью тока у низкопотенциального вывода, пучностью тока питают однопроводную линию, передают вдоль однопроводной линии электромагнитную энергию в принимающий трансформатор Тесла, возбуждают в принимающем трансформаторе резонансные колебания с пучностью потенциала на высокопотенциальном выводе, при этом источник электрической энергии и приемник электрической энергии включают непосредственно в линию передачи последовательно друг за другом, источник в непосредственной близости от передающего трансформатора, приемник в непосредственной близости от принимающего трансформатора, при этом высокопотенциальные выводы трансформаторов Тесла оставляют неподключеными.The above technical result is achieved in that the transmission of electrical energy from an electric energy source to an electric energy receiver is carried out using a frequency converter transmitting and receiving Tesla transformers and a single-wire transmission line that is connected between the low potential terminals of the Tesla transmitting and receiving transformers using an electric energy source Tesla resonant coil excites in the quarter-wave resonant winding of the Tesla transmitting transformer Fucking with a current antinode at a low-potential output, a current antinode feed a single-wire line, transmit electromagnetic energy along a single-wire line to a Tesla receiving transformer, resonant oscillations with a potential antinode at a high-potential output are excited in the receiving transformer, while the electric energy source and electric energy receiver are turned on directly transmission line sequentially one after another, source in the immediate vicinity of the transmitting transformer, receiver close proximity to the receiving transformer, wherein the high-potential terminals Tesla transformer is left unconnected.

В другом варианте способа и устройства передачи электрической энергии высоковольтные выводы трансформатора Тесла подключают к уединенным электрическим емкостям, например изолированным электропроводящим сферам или торам В качестве уединенных электрических емкостей могут так-же выступать протяженные проводники.In another embodiment of the method and device for transmitting electrical energy, the high-voltage terminals of the Tesla transformer are connected to isolated electrical capacities, for example, insulated conductive spheres or tori. Extended conductors can also act as isolated electrical capacities.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется Фиг. 1 и Фиг. 2.The essence of the alleged invention is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На Фиг. 1 представлена электрическая схема способа и устройства для передачи электрической энергии от источника электрической энергии к приемнику электрической энергией с помощью преобразователя частоты, передающего и принимающего трансформаторов Тесла и однопроводной линии, включённой между низкопотенциальными выводами резонансных однослойных спиральных обмоток трансформаторов Тесла, при этом источник и приемник электрической энергии включены непосредственно в передающую линию.In FIG. 1 is an electrical diagram of a method and apparatus for transmitting electrical energy from an electric energy source to an electric energy receiver using a frequency converter transmitting and receiving Tesla transformers and a single-wire line connected between low-potential terminals of Tesla transformer single-layer spiral windings, the source and receiver of electric energies are included directly in the transmission line.

На Фиг. 2 представлена электрическая схема способа и устройства для передачи электрической энергии от источника электрической энергии к приемнику электрической энергии с помощью преобразователя частоты, передающего и принимающего трансформаторов Тесла и однопроводной линии, включённой между низкопотенциальными выводами резонансных однослойных спиральных трансформаторов Тесла, при этом источник и приемник электрической энергии включены непосредственно в передающую линию, а высоковольтные выводы подключены, посредством соединительных проводников, к сферическим или тороидальным емкостям поднятыми над землёй, а длина соединительных проводников по меньшей мере в 5 раз превосходит диаметр сфер или торов.In FIG. 2 is an electrical diagram of a method and device for transmitting electric energy from an electric energy source to an electric energy receiver using a frequency converter transmitting and receiving Tesla transformers and a single-wire line connected between low-potential terminals of Tesla resonant single-layer spiral transformers, while the electric energy source and receiver are connected directly to the transmission line, and the high voltage leads are connected by means of connecting wires ovodnikov, to spherical or toroidal capacities raised above the ground, and the length of the connecting conductors is at least 5 times the diameter of the spheres or tori.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На Фиг. 1 представлена схема электрических соединений элементов между собой. Источник 1 электрической энергии (в приведённой схеме в качестве источника 1 использована промышленная трехфазная сеть 380 В, 50-60 Гц) соединён со входом преобразователя 2 частоты. Преобразователь 2 частоты преобразует энергию из формата три фазы, 380 В, 50-60 Гц в энергию переменного тока повышенной частоты (0,5-200 кГц). Выход преобразователя частоты 2 включен в передающую однопроводную линию 4. Последовательно с преобразователем 2 частоты в передающую линию 4 включены инверторный модуль 16 и нагрузка 17. Передающая линия 4 своим началом соединена с низкопотенциальным выводом 6 спиральной обмотки 5 четвертьволнового трансформатора 3. Окончанием однопроводная линия 4 соединена с низковольтным выводом 15 однослойной спиральной обмотки 13 резонансного принимающего трансформатора Тесла 14. Высоковольтные выводы 7, 12 передающего и принимающего трансформаторов Тесла 3 и 14 оставлены не подключенными. Спиральные четвертьволновые резонансные обмотки 5 и 13 трансформаторов Тесла 3 и 14 представляют собой однослойные катушки индуктивности с распределенными электрическими параметрами.In FIG. 1 shows a diagram of the electrical connections of the elements to each other. Source 1 of electrical energy (in the above diagram, industrial three-phase network 380 V, 50-60 Hz is used as source 1) is connected to the input of frequency converter 2. Frequency converter 2 converts energy from the format of three phases, 380 V, 50-60 Hz into alternating current energy of increased frequency (0.5-200 kHz). The output of the frequency converter 2 is included in the transmission single-wire line 4. Inverter module 16 and the load 17 are connected in series with the frequency converter 2 in the transmission line 4. The transmission line 4 is connected at its beginning to the low-potential output 6 of the spiral winding 5 of the quarter-wave transformer 3. At the end, the single-wire line 4 is connected with a low-voltage terminal 15 of a single-layer spiral winding 13 of a Tesla resonant receiving transformer 14. High-voltage terminals 7, 12 of the transmitting and receiving transformers Te 3 la and 14 are left unconnected. Spiral quarter-wave resonant windings 5 and 13 of Tesla transformers 3 and 14 are single-layer inductors with distributed electrical parameters.

На Фиг. 2 представлена схема электрических соединений элементов резонансной системы для передачи электрической энергии с применением резонансных трансформаторов Тесла, низкопотенциальные выводы которых соединены однопроводной линией передачи электрической энергии, а высоковольтные выводы через соединительные проводники подключены к уединенным электрическим емкостям. Источник электрической энергии 1 соединен со входом преобразователя частоты 2. Преобразователь частоты 2 преобразует электрическую энергию из формата источника 1 в формат переменного тока повышенной частоты (0,5-200 кГц). Выход преобразователя частоты 2 включён в однопроводную линию 4. Последовательно с преобразователем частоты 2 в передающую линию 4 включён инверторный модуль 16 и нагрузка 17. Передающая линия 4 своим началом соединена с низкопотенциальным выводом 6 спиральной обмотки 5 четвертьволнового трансформатора 3. Окончанием однопроводная линия 4 соединена с низковольтным выводом 15 однослойной спиральной обмотки 13 резонансного принимающего трансформатора Тесла 14. Высоковольтные выводы 7 и 12 передающего и принимающего трансформаторов Тесла 3 и 14 подключены к сферическим или тороидальным емкостям 9 и 10. Спиральные четвертьволновые резонансные обмотки 5 и 13 трансформатор Тесла 3 и 14 представляют собой однослойные катушки индуктивности с распределенными электрическими параметрами. К высоковольтным выводам 7, 12 передающего и принимающего трансформаторов Тесла 3 и 14 подключены с помощью соединительных проводников 8, 11 уединенные электрические емкости 9, 10.In FIG. Figure 2 shows the electrical connection diagram of the elements of the resonant system for transmitting electric energy using Tesla resonant transformers, the low-potential leads of which are connected by a single-wire electric energy transmission line, and the high-voltage leads are connected to isolated electrical capacitors through connecting conductors. The electric power source 1 is connected to the input of the frequency converter 2. The frequency converter 2 converts electrical energy from the format of the source 1 to the alternating current format of increased frequency (0.5-200 kHz). The output of the frequency converter 2 is connected to a single-wire line 4. Inverter module 16 and a load 17 are connected in series with the frequency converter 2 to the transmission line 4. The transmission line 4 is connected at its beginning to the low-potential output 6 of the spiral winding 5 of the quarter-wave transformer 3. At the end, the single-wire line 4 is connected to Tesla low-voltage output 15 of a single-layer spiral winding 13 of the Tesla 14 resonant receiving transformer. High-voltage terminals 7 and 12 of Tesla transmitting and receiving transformers 3 and 14 under lyucheny spherical or toroidal tanks 9 and 10. The helical quarter-wave resonant coil 5 and 13 Tesla transformer 3 and 14 are single-layered inductors with distributed electrical parameters. To the high voltage terminals 7, 12 of the transmitting and receiving transformers Tesla 3 and 14 are connected using connecting conductors 8, 11 secluded electrical capacitance 9, 10.

Устройство для передачи электрической энергии работает следующим образом. Электрическая энергия источника 1 (Фиг. 1) подается в преобразователь частоты 2, выполняющий роль генератора тока повышенной частоты с возможностью управления частотой тока и с формой напряжения на выходе преобразователя в виде «меандр». Генерация напряжения с формой «меандр» позволяет преобразователю 2 работать с минимальным количеством коммутаций тока. Поскольку к выходным клеммам преобразователя 2 подключается резонансная система, ток на выходе преобразователя 2 имеет синусоидальную форму. A device for transmitting electrical energy works as follows. The electric energy of the source 1 (Fig. 1) is supplied to the frequency converter 2, which acts as a high-frequency current generator with the ability to control the frequency of the current and with the shape of the voltage at the converter output in the form of a “meander”. The generation of voltage with the form of a "meander" allows the Converter 2 to work with a minimum number of current switching. Since a resonant system is connected to the output terminals of converter 2, the current at the output of converter 2 has a sinusoidal shape.

Частота преобразованного тока равна частоте собственного резонанса четвертьволновых резонансных трансформаторов 5, 13. В результате этого возбуждаемый в линии передачи электрической энергии 4 ток «раскачивает» электрические колебания в высоковольтных резонансных обмотках 5, 13 на их собственной частоте f0. Поскольку обмотки 5, 13 выполнены в виде четвертьволновых отрезков однослойной соленоидальной намотки, резонансная частота обмоток 5, 13 оказывается равной:The frequency of the converted current is equal to the natural resonance frequency of the quarter-wave resonant transformers 5, 13. As a result, the current excited in the electric energy transmission line 4 “swings” the electric oscillations in the high-voltage resonant windings 5, 13 at their natural frequency f 0 . Since the windings 5, 13 are made in the form of quarter-wave segments of a single-layer solenoidal winding, the resonant frequency of the windings 5, 13 is equal to:

Figure 00000001

Здесь: f01, f02 - частоты собственных резонансов обмоток 5, 13, Гц;
Figure 00000001

Here: f 01 , f 02 are the frequencies of the own resonances of the windings 5, 13, Hz;

L0 - погонная индуктивность однослойной намотки, Гн/м;L 0 - linear inductance of a single-layer winding, GN / m;

C0 - погонная емкость однослойной намотки, Ф/м;C 0 - linear capacity of a single-layer winding, f / m;

b - длина обмоток 5, 13, м.b - the length of the windings 5, 13, m

Физическая сущность выражения 1 состоит в следующем. Однослойная соленоидальная намотка, обладая распределенными (погонными) индуктивностью (L0) и емкостью (C0), обеспечивает возможность возникновения и перемещения вдоль неё волн электромагнитной энергии. Скорость распространения волны вдоль бесконечно длинный соленоидальной намотки равна:The physical essence of expression 1 is as follows. A single-layer solenoidal winding, having distributed (linear) inductance (L 0 ) and capacitance (C 0 ), provides the possibility of the appearance and movement of electromagnetic energy waves along it. The speed of wave propagation along an infinitely long solenoidal winding is equal to:

Figure 00000002
Figure 00000002

Здесь: V 0 - скороть волны, м/с.Here: V 0 - wave velocity, m / s.

Конкретная обмотка имеет определенную длину (b). Поэтому время пробега волной намотки длиной b составит:A specific winding has a specific length (b). Therefore, the travel time of a winding wave of length b will be:

Figure 00000003
Figure 00000003

Поскольку длина намотки высоковольтных четвертьволновых обмоток пробегается волной за четверть периода, то период полного колебания (четырехкратного пробега) составляет:Since the winding length of high-voltage quarter-wave windings is wave-driven for a quarter of a period, the period of complete oscillation (four-fold run) is:

Figure 00000004
Figure 00000004

Частота, соответствующая полученному периоду будет равна:The frequency corresponding to the received period will be equal to:

Figure 00000005
Figure 00000005

Возбуждаемый в передающей линии 4 преобразователем 2 электрический ток возбуждает резонансные обмотки 5, 13 и протекает при этом по включённым в линию передачи 4 инвертирующему модулю 16 и нагрузке 17. Передающий 3 и принимающий 14 трансформаторы Тесла выполняют роль электрических отражателей с обеих сторон линии 4. Через инвертирующий модуль 16, таким образом, протекает синусоидальный переменный ток с частотой f0, отфильтрованный из меандра резонансными четвертьволновыми обмотками 5, 13. В линии передачи 4 оказываются последовательно включенными в одну цепь преобразователь частоты, 2 играющий роль источника энергии 2 и, потребляющий энергию, инверторный модуль 16 передающий ее нагрузке 17. так, что преобразователь 2 поставляет электроэнергию в линию 4, нагрузка 16-17 потребляет, извлекая, энергию из линии 4.The electric current excited in the transmission line 4 by the converter 2 excites the resonant windings 5, 13 and flows through the inverting module 16 and the load 17. The transmitting 3 and receiving 14 Tesla transformers act as electric reflectors on both sides of line 4. inverting unit 16 thus takes a sinusoidal alternating current having a frequency f 0 and filtered from the quarter-wave resonant meandering windings 5 13. The transmission lines 4 are sequentially included and a frequency converter circuit 2 playing a role of an energy source 2 and consuming energy, an inverter module 16 transmits its load 17 so that the inverter 2 supplies electricity to the line 4, the load consumes 16-17, extracting, energy from the line 4.

Принцип работы системы для передачи энергии, изображенной на Фиг. 2, аналогичен принципу работы системы по Фиг. 1. Отличие состоит в том, что высоковольтные выводы 7, 12 четвертьволновых резонансных трансформаторов Тесла 5, 13 нагружены на изолированные от земли уединенные электрические ёмкости 9, 10 с помощью проводников в 8, 11. В качестве емкостей могут выступать сферы, торы, протяженные проводники и тому подобное.The principle of operation of the power transmission system shown in FIG. 2 is similar to the principle of operation of the system of FIG. 1. The difference is that the high-voltage terminals 7, 12 of Tesla's quarter-wave resonance transformers 5, 13 are loaded onto isolated electrical capacitances 9, 10 using conductors of 8, 11, insulated from the ground. Spheres, tori, extended conductors can act as containers etc.

Емкость в случае применения сфер определяются выражениями:The capacity in the case of application of the spheres is determined by the expressions:

Figure 00000006
Figure 00000006

Здесь: Cсф, - естественная электрическая емкость уединенной проводящей сферы, Ф;Here: C sf , is the natural electric capacitance of a solitary conducting sphere, f;

ɑ - радиус проводящей сфры, м; ɑ is the radius of the conducting sphere, m;

ε0 - диэлектрическая постоянная, ε0 = 8.85⋅10-12, Ф/м.ε 0 is the dielectric constant, ε 0 = 8.85⋅10 -12 , F / m.

Нагружение на ёмкости 9, 10 четвертьволновых резонаторов 5, 13 приводит к снижению резонансной частоты (1) и волнового сопротивления трансформаторов ZC. Снижение волнового сопротивления ZC может быть полезным при необходимости увеличения энергетической пропускной способности системы передачи.Loading at the capacitance 9, 10 of the quarter-wave resonators 5, 13 leads to a decrease in the resonant frequency (1) and the wave resistance of the transformers Z C. Reducing the impedance Z C can be useful if you need to increase the energy throughput of the transmission system.

Пример 1 реализации способа передачи электрической энергии. Четвертьволновая обмотка выполнена проводом ПЭВ-2 в виде однослойной спирали. Диаметр провода - 0,63 мм, диаметр каркаса для обмотки 145 мм, длина намотки 900 мм. Каркас изготовлен из стеклотекстолита , длина каркаса 1000 мм. Число витков - 1300. Резонансная частота - 175 кГц.Example 1 of the implementation of the method of transmission of electrical energy. The quarter-wave winding is made with a PEV-2 wire in the form of a single-layer spiral. The diameter of the wire is 0.63 mm, the diameter of the frame for the winding is 145 mm, the length of the winding is 900 mm. The frame is made of fiberglass, the length of the frame is 1000 mm. The number of turns is 1300. The resonant frequency is 175 kHz.

Оба трансформатора идентичны друг другу. Трансформаторы соединены одножильным кабелем, длина кабеля - 100 м. В качестве нагрузки применена лампа накаливания мощностью 96 Вт (220в). Частота выходного тока 175 кГц, с возможностью вариации ±50%. Форма напряжения меандр. Во время работы высоковольтные выводы обоих резонансных трансформаторов были изолированы и оставались неподключенными.Both transformers are identical to each other. The transformers are connected by a single-core cable, the cable length is 100 m. A 96 W incandescent lamp (220 V) is used as a load. The output current frequency is 175 kHz, with the possibility of variation of ± 50%. Shape meander meander. During operation, the high voltage terminals of both resonant transformers were isolated and remained unconnected.

Потенциал передающей однопроводной линии составлял 0.1 кВ. Ток в линии передачи равнялся 0.4 А. Потенциалы высоковольтных выводов резонансных трансформаторов равнялись 3.5 кВ.The potential of the transmitting single-wire line was 0.1 kV. The current in the transmission line was 0.4 A. The potentials of the high-voltage terminals of the resonant transformers were 3.5 kV.

Пример 2 реализации способа передачи электрической энергии. В качестве передающего взят резонансный четвертьволновой трансформатор с высоковольтным выводом, соединённым со сферой. Сфера выполнена из алюминиевого листа холодным формованием. Диаметр сферы 0,4 м, расстояние от высоковольтного торца четвертьволнового трансформатора - 2.0 м. Четвертьволновая обмотка выполнена проводом ПЭВ-2, диаметр провода 0.63 мм, в виде однослойной спирали. Диаметр каркаса для обмотки 145 мм, длина обмотки 900 мм. Материал каркаса -стеклотекстолит. Длина каркаса - 1000 мм. Число витков 1300. Резонансная частота равнялась 95 кГц. В качестве принимающего использован аналогичный по конструкционным параметрам трансформатор. Трансформаторы соединены между собой однопроводной низкопотенциальной линией передачи электрической энергии, подсоединенной к низкопотенциальным выводам четвертьволновых обмоток резонансных трансформаторов Тесла. Однопроводная линия выполнена одножильным кабелем без экрана. Длина передающего кабеля составляет 100 м. В качестве нагрузки использована лампа накаливания мощностью 96 Вт (220В). Частота выходного тока генератора с возможностью девиации ±50%. Форма выходного напряжения - меандр. Потенциал передающей линии составил - 0.15 кВ. Ток в линии передачи был равен 0.45 А. Потенциал высоковольтных выводов резонансных трансформаторов составил 2.0 кВ.Example 2 of the implementation of the method of transmission of electrical energy. A resonant quarter-wave transformer with a high-voltage output connected to a sphere was taken as the transmitter. The sphere is made of aluminum sheet by cold forming. The diameter of the sphere is 0.4 m, the distance from the high-voltage end of the quarter-wave transformer is 2.0 m. The quarter-wave winding is made with PEV-2 wire, the wire diameter is 0.63 mm, in the form of a single-layer spiral. The diameter of the frame for the winding is 145 mm, the length of the winding is 900 mm. The material of the frame is fiberglass. The length of the frame is 1000 mm. The number of turns is 1300. The resonant frequency was 95 kHz. A transformer similar in design parameters was used as the receiver. The transformers are interconnected by a single-wire low-potential electric energy transmission line connected to the low-potential terminals of the quarter-wave windings of Tesla resonant transformers. The single-wire line is made with a single-core cable without a shield. The length of the transmission cable is 100 m. A 96 W (220 V) incandescent lamp was used as a load. The frequency of the output current of the generator with the possibility of deviation of ± 50%. The shape of the output voltage is a meander. The potential of the transmission line was - 0.15 kV. The current in the transmission line was 0.45 A. The potential of the high-voltage outputs of the resonant transformers was 2.0 kV.

Предлагаемое изобретение повышает эффективность резонансной передачи электрической энергии и, первую очередь, на небольшие и средние расстояния за счёт применения волнового механизма передачи энергии токами повышенной частоты через низкопотенциальной вывод четвертьволновых обмоток. При этом высокопотенциальные выводы четвертьволновых обмоток остаются неподключенными. В результате исключения низковольтных обмоток у трансформатора Тесла снижается расход меди, упрощается, а следовательно, удешевляется процесс изготовления трансформаторов. В результате исключения низкопотенциальных контуров отпадает необходимость в дорогостоящих, мощных высокочастотных емкостях. В результате уменьшения числа резонирующих объектов в 2 раза - существенно упрощается процесс настройки системы передачи в резонанс. Уменьшение числа резонирующих звеньев также повышает эффективность и надежность передачи. Снижаются требования к электрической прочности системы из-за отсутствия высокого потенциала на передающей линии. Ёмкость одножильного кабеля на землю оказывает слабое влияние на резонансные обмотки, в виду низкого потенциала на энергопроводящей жиле кабеля. Отсутствие заземлителей существенно снижает капитальные затраты при вводе системы в эксплуатацию.The present invention improves the efficiency of the resonant transmission of electrical energy and, primarily, at small and medium distances due to the use of the wave mechanism of energy transfer by currents of increased frequency through the low-potential output of the quarter-wave windings. At the same time, the high-potential conclusions of the quarter-wave windings remain unconnected. As a result of the exclusion of low-voltage windings at the Tesla transformer, copper consumption is reduced, the process of manufacturing transformers is simplified, and therefore cheaper. As a result of the exclusion of low-potential circuits, there is no need for expensive, powerful high-frequency capacitors. As a result of reducing the number of resonating objects by 2 times, the process of tuning the transmission system to resonance is greatly simplified. Reducing the number of resonating links also improves transmission efficiency and reliability. The requirements for the electric strength of the system are reduced due to the lack of a high potential on the transmission line. The capacity of a single-core cable to the earth has a weak effect on the resonant windings, due to the low potential on the energy-conducting core of the cable. The absence of grounding conductors significantly reduces capital costs when commissioning the system.

Предлагаемый способ улучшает экологическую обстановку вдоль трассы передачи электрической энергии связи со снижением интенсивности электрических полей.The proposed method improves the environmental situation along the transmission path of electrical communication energy with a decrease in the intensity of electric fields.

Claims (44)

1. Способ передачи электрической энергии, включающий:1. A method of transmitting electrical energy, including: передачу электрической энергии от источника электрической энергии к приемнику электрической энергии с помощьюtransmission of electrical energy from an electrical energy source to an electrical energy receiver using преобразователя частоты,frequency converter передающего и принимающего трансформаторов Тесла иTesla transmitting and receiving transformers and однопроводной линии, при этомsingle-wire line, while преобразователь частоты и приемник электрической энергии соединены между собой последовательно посредством однопроводной линии,the frequency converter and the electric energy receiver are interconnected in series via a single-wire line, один из концов однопроводной линии подключен к низкопотенциальному выводу передающего трансформатора Тесла, а ее другой конец подключен к низкопотенциальному выводу принимающего трансформатора Тесла, а указанный способ также включает:one end of the single-wire line is connected to the low potential terminal of the Tesla transmitting transformer, and its other end is connected to the low potential terminal of the Tesla receiving transformer, and this method also includes: возбуждение, посредством преобразователя частоты, резонансных колебаний в четвертьволновой обмотке передающего трансформатора Тесла с пучностью тока на низкопотенциальном выводе с обеспечением питания пучностью тока однопроводной линии,excitation, by means of a frequency converter, of resonant oscillations in a quarter-wave winding of a Tesla transmitting transformer with a current antinode at a low potential output, providing power to the current antinode of a single-wire line, осуществление передачи вдоль однопроводной линии электромагнитной энергии в принимающий трансформатор Тесла с обеспечением возбуждения в нем резонансных колебаний с пучностью потенциала на высокопотенциальном выводе,transmitting along a single-wire line of electromagnetic energy to the Tesla receiving transformer with providing resonant oscillations with potential antinodes at the high-potential output, при этом преобразователь частоты включен в указанную линию в непосредственной близости от передающего трансформатора Тесла, приемник электрической энергии включен в указанную линию в непосредственной близости от принимающего трансформатора Тесла, а высокопотенциальные выводы обоих трансформаторов Тесла оставлены неподключенными.in this case, the frequency converter is connected to the indicated line in the immediate vicinity of the Tesla transmitting transformer, the electric power receiver is connected to the indicated line in the immediate vicinity of the Tesla receiving transformer, and the high-potential outputs of both Tesla transformers are left unconnected. 2. Способ передачи электрической энергии, включающий:2. A method of transmitting electrical energy, including: передачу электрической энергии от источника электрической энергии к приемнику электрической энергии с помощьюtransmission of electrical energy from an electrical energy source to an electrical energy receiver using преобразователя частоты,frequency converter передающего и принимающего трансформаторов Тесла иTesla transmitting and receiving transformers and однопроводной линии, при этомsingle-wire line, while преобразователь частоты и приемник электрической энергии включены последовательно друг за другом в однопроводную линию,a frequency converter and an electric energy receiver are connected in series with each other in a single-wire line, один из концов однопроводной линии подключен к низкопотенциальному выводу передающего трансформатора Тесла, а ее другой конец подключен к низкопотенциальному выводу принимающего трансформатора Тесла, а указанный способ также включает:one end of the single-wire line is connected to the low potential terminal of the Tesla transmitting transformer, and its other end is connected to the low potential terminal of the Tesla receiving transformer, and this method also includes: возбуждение, посредством преобразователя частоты, резонансных колебаний в четвертьволновой обмотке передающего трансформатора Тесла с пучностью тока на низкопотенциальном выводе с обеспечением питания пучностью тока однопроводной линии,excitation, by means of a frequency converter, of resonant oscillations in a quarter-wave winding of a Tesla transmitting transformer with a current antinode at a low potential output, providing power to the current antinode of a single-wire line, осуществление передачи вдоль однопроводной линии электромагнитной энергии в принимающий трансформатор Тесла с обеспечением возбуждения в нем резонансных колебаний с пучностью потенциала на высокопотенциальном выводе,transmitting along a single-wire line of electromagnetic energy to the Tesla receiving transformer with providing resonant oscillations with potential antinodes at the high-potential output, при этом преобразователь частоты включен в указанную линию в непосредственной близости от передающего трансформатора Тесла, приемник электрической энергии включен в указанную линию в непосредственной близости от принимающего трансформатора Тесла, аwherein the frequency converter is included in the specified line in the immediate vicinity of the Tesla transmitting transformer, the electrical energy receiver is included in the specified line in the immediate vicinity of the Tesla receiving transformer, and высокопотенциальные выводы обоих трансформаторов Тесла подключены, посредством соединительных проводников, к изолированным уединенным электрическим емкостям.the high potential leads of both Tesla transformers are connected, via connecting conductors, to isolated secluded electrical capacitances. 3. Способ передачи электрической энергии по п. 2, согласно которому длина соединительных проводников по меньшей мере в 5 раз превосходит диаметр сфер или торов.3. The method of transmitting electrical energy according to claim 2, according to which the length of the connecting conductors is at least 5 times the diameter of the spheres or tori. 4. Устройство для передачи электрической энергии, содержащее:4. A device for transmitting electrical energy, comprising: источник и приемник электрической энергии,source and receiver of electrical energy, преобразователь частоты,frequency converter передающий и принимающий трансформаторы Тесла иtransmitting and receiving Tesla transformers and однопроводную линию, при этомsingle-wire line, while преобразователь частоты и приемник электрической энергии соединены между собой последовательно посредством однопроводной линии,the frequency converter and the electric energy receiver are interconnected in series via a single-wire line, один из концов однопроводной линии подключен к низкопотенциальному выводу передающего трансформатора Тесла, а ее другой конец подключен к низкопотенциальному выводу принимающего трансформатора Тесла,one end of the single-wire line is connected to the low potential terminal of the Tesla transmitting transformer, and its other end is connected to the low potential terminal of the Tesla receiving transformer, преобразователь частоты включен в указанную линию в непосредственной близости от передающего трансформатора Тесла,a frequency converter is included in the specified line in the immediate vicinity of the Tesla transmitting transformer, приемник электрической энергии включен в указанную линию в непосредственной близости от принимающего трансформатора Тесла,an electric energy receiver is included in said line in the immediate vicinity of the Tesla receiving transformer, высокопотенциальные выводы обоих трансформаторов Тесла оставлены неподключенными,high potential outputs of both Tesla transformers left unconnected, при этом при возбуждении преобразователем частоты резонансных колебаний в четвертьволновой обмотке передающего трансформатора Тесла с пучностью тока на низкопотенциальном выводе обеспечивает питание пучностью тока однопроводной линии, что приводит к передаче вдоль однопроводной линии электромагнитной энергии в принимающий трансформатор Тесла с обеспечением возбуждения в нем резонансных колебаний с пучностью потенциала на высокопотенциальном выводе.at the same time, when a frequency converter excites resonant oscillations in a quarter-wave winding of a Tesla transmitting transformer with a current antinode at a low potential output, it supplies current with the antinode of the single-wire line, which leads to the transmission of electromagnetic energy along the single-wire line to the Tesla receiving transformer with the provision of excitation of resonant oscillations with potential antinodes in it on high potential conclusion. 5. Устройство для передачи электрической энергии, содержащее:5. A device for transmitting electrical energy, comprising: источник и приемник электрической энергии,source and receiver of electrical energy, преобразователь частоты,frequency converter передающий и принимающий трансформаторы Тесла иtransmitting and receiving Tesla transformers and однопроводную линию, при этомsingle-wire line, while преобразователь частоты и приемник электрической энергии соединены между собой последовательно посредством однопроводной линии,the frequency converter and the electric energy receiver are interconnected in series via a single-wire line, один из концов однопроводной линии подключен к низкопотенциальному выводу передающего трансформатора Тесла, а ее другой конец подключен к низкопотенциальному выводу принимающего трансформатора Тесла,one end of the single-wire line is connected to the low potential terminal of the Tesla transmitting transformer, and its other end is connected to the low potential terminal of the Tesla receiving transformer, преобразователь частоты включен в указанную линию в непосредственной близости от передающего трансформатора Тесла,a frequency converter is included in the specified line in the immediate vicinity of the Tesla transmitting transformer, приемник электрической энергии включен в указанную линию в непосредственной близости от принимающего трансформатора Тесла, аan electric energy receiver is included in the specified line in the immediate vicinity of the Tesla receiving transformer, and высокопотенциальные выводы обоих трансформаторов Тесла подключены, посредством соединительных проводников, к изолированным уединенным электрическим емкостям.the high potential leads of both Tesla transformers are connected, via connecting conductors, to isolated secluded electrical capacitances. 6. Устройство для передачи электрической энергии по п. 5, в котором длина соединительных проводников по меньшей мере в пять раз превосходит диаметр сфер или торов.6. The device for transmitting electrical energy according to claim 5, in which the length of the connecting conductors is at least five times the diameter of the spheres or tori.
RU2019129165A 2019-09-17 2019-09-17 Method and device for transmission of electric power (versions) RU2718779C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129165A RU2718779C1 (en) 2019-09-17 2019-09-17 Method and device for transmission of electric power (versions)
PCT/IB2020/058552 WO2021053502A1 (en) 2019-09-17 2020-09-15 Method and apparatus for transmission of electrical energy (embodiments)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129165A RU2718779C1 (en) 2019-09-17 2019-09-17 Method and device for transmission of electric power (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718779C1 true RU2718779C1 (en) 2020-04-14

Family

ID=70277849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129165A RU2718779C1 (en) 2019-09-17 2019-09-17 Method and device for transmission of electric power (versions)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2718779C1 (en)
WO (1) WO2021053502A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US593138A (en) * 1897-11-02 Nikola Tesla Electrical Transformer
RU2255406C2 (en) * 2003-02-21 2005-06-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Method and device for electrical energy transmission
RU2577522C2 (en) * 2014-05-19 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) Method and device for transmission of electric power

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US645576A (en) 1897-09-02 1900-03-20 Nikola Tesla System of transmission of electrical energy.
US2577522A (en) 1945-11-16 1951-12-04 Hite George Electrical pulse generating circuit
US2572360A (en) 1948-03-23 1951-10-23 Roland F Logan Injury pad

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US593138A (en) * 1897-11-02 Nikola Tesla Electrical Transformer
RU2255406C2 (en) * 2003-02-21 2005-06-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Method and device for electrical energy transmission
RU2577522C2 (en) * 2014-05-19 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) Method and device for transmission of electric power

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021053502A1 (en) 2021-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2273939C1 (en) Method and device for transferring electric energy (variants)
US10270292B2 (en) System for wireless distribution of power
Garnica et al. Wireless power transmission: From far field to near field
JP6288519B2 (en) Wireless power transmission system
KR101159565B1 (en) Long range low frequency resonator and materials
CN101911387A (en) Wireless power range increase using parasitic antennas
CN102593959A (en) Non-contact power transmission apparatus and power transmission method therefor
US11043904B2 (en) Method and apparatus for transmission of electrical energy
RU2577522C2 (en) Method and device for transmission of electric power
CN110289698B (en) Wireless power transmission system based on three resonance coils and transmission method thereof
US20190267843A1 (en) Coreless power transformer
RU2718779C1 (en) Method and device for transmission of electric power (versions)
US9837825B2 (en) Transmitter for transmitting wireless power
CN111279579A (en) Resonant tank circuit for transmitting electrical energy
RU2423746C2 (en) Electric high-frequency resonant transformer (versions)
RU2699024C1 (en) Method and device for wireless charging of electric energy storage unit of fixed or mobile electric consumer
RU2572360C2 (en) Method and device for electrical energy transmission (versions)
RU2673427C1 (en) Test bench for studying of the electric power resonant transmission system
RU2662796C1 (en) Electrical lighting system
RU2772975C2 (en) System for electric power supply and method for electric power transmission from power supply source to device by means of single-wire electric wire
US20220199319A1 (en) System for transmitting electrical energy
RU182538U1 (en) Transmitting antenna for near-field magnetic communication system
Marchiori et al. A Simple one-way of Modeling of Wireless Power Transfer System
WO2013102241A1 (en) System for wireless distribution of power
CN113113910A (en) Electric energy transmission system utilizing high-frequency coupling resonance and distribution parameters

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner