початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2255405

СПОСІБ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Ім'я винахідника: Стребков Д.С. (RU); Бурганов Ф.С. (RU); Авраменко С.В. (RU); Некрасов А.І. (RU); Кармазін А.Н. (RU); Рощин О.А.
Ім'я патентовласника: Державна наукова установа Всеросійський науково-дослідний інститут електрифікації сільського господарства (ГНУ ВІЕСХ)
Адреса для листування: 109456, Москва, 1-й Вишняківська пр-д, 2, ВІЕСХ, ОНТИ і патентування, О.В. Голубєвої
Дата початку дії патенту: 2003.02.07

Винахід відноситься до електротехніки, до передачі електричної енергії. Технічний результат полягає в підвищенні ефективності передачі енергії, збільшенні довжини ліній електропередач і можливості передачі електроенергії на транспортні засоби та літальні апарати. Пристрій містить високочастотний генератор, приєднаний до резонансного контуру первинної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла, і однопровідну лінію передачі, приєднану одним кінцем до одного внутрішнього висновку високовольтної обмотки високочастотного трансформатора Тесла, а другим кінцем - до споживача. Прилеглі висновки первинної і вторинної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла з'єднані між собою і заземлені. Однопровідна лінія передачі підключена у споживача до навантаження через один із входів однофазного мостового випрямляча, до іншого входу якого підключена природна ємність у вигляді землі, води або проводить ізольованого тіла.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до способу і пристрою для передачі електричної енергії.

Відомий спосіб і пристрій для передачі електроенергії по замкнутому ланцюзі, що складається з двох або більше проводів, трансформаторних підстанцій і ліній електропередач (Електропередачі змінного і постійного струму. Електротехнічний довідник. Вища школа. 1988. С.337-352).

Недоліком відомого способу є втрати в лініях, що становлять від 5% до 20% в залежності від довжини ЛЕП, і висока вартість обладнання, складова 10-30 тис. Доларів за 1 км ЛЕП.

Найбільш близьким за технічною сутністю до Прелагается способу і пристрою є спосіб і пристрій харчування електротехнічних пристроїв з використанням генератора змінної напруги, що підключається до споживача, що відрізняється тим, що напруга генератора подають на низьковольтну обмотку високочастотного трансформаторного перетворювача, а один з висновків високовольтної обмотки з'єднують з одного з вхідних клем електротехнічного пристрою, при цьому зміною частоти генератора домагаються встановлення резонансних коливань в утвореної електричного кола.

Пристрій, що реалізовує даний спосіб, є джерело змінної напруги з регульованою частотою, високочастотний трансформатор, один висновок високовольтної секції якого ізольований, а другий призначений для подачі енергії споживачеві (патент РФ №2108649, 1998, Авраменко С.В. Спосіб харчування електротехнічних пристроїв і пристрій для його здійснення).

Подачу енергії споживачу здійснюють через діод-конденсаторний блок, який використовується в схемах подвоєння напруги і виконаний з двох зустрічно включених діодів, з'єднаних з конденсатором, загальна точка діодів з'єднана з джерелом живлення (Електротехнічний довідник. Вид-во Енергія, т.I, 1971, стр.871). При подачі на діод-конденсаторний блок змінної напруги позитивна хвиля змінного реактивного струму йде на одну обкладку конденсатора, а негативна - на іншу обкладку. Конденсатор буде накопичувати заряди, поки напруга на його висновках не досягне позитивної та негативної амплітуди змінної напруги на спільній точці діодів, тоді діоди виявляться замкнутими і заряд конденсатора припиниться. Так працює відома схема випрямляча з подвоєнням напруги.

Недоліком всіх відомих способів і засобів передачі даних електричної енергії є те, що вони не дозволяють забезпечити високоефективну передачу енергії на велику відстань, а й передавати без істотних втрат електроенергію на транспортні засоби та літальні апарати.

Завданням винаходу є підвищення ефективності передачі енергії, збільшення довжини ліній передач і можливість передачі електроенергії на транспортні засоби та літальні апарати.

В результаті використання запропонованого винаходу підвищується ефективність і знижуються втрати при передачі електричної енергії стаціонарним і мобільним споживачам енергії.

Вищевказаний технічний результат досягається тим, що в пропонованому способі передачі електричної енергії шляхом створення резонансних коливань електромагнітної енергії підвищеної частоти в резонансному контурі первинної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла, підвищення потенціалу одного з висновків високовольтної обмотки трансформатора Тесла і передачі енергії за однопровідною лінії до споживача, у споживача змінну напругу випрямляють шляхом підключення однопроводной лінії до одного з входів однофазного мостового випрямляча і передають струм через навантаження в природну ємність у вигляді ізольованого провідного тіла, землі або води шляхом приєднання природної ємності до другого входу однофазного мостового випрямляча.

У способі передачі електричної енергії в якості провідного ізольованого тіла використовують ізольовану металеву поверхню довільної форми.

У способі передачі електричної енергії стаціонарним споживачам передають через навантаження в землю струм і потужність шляхом заземлення другого входу однофазного мостового випрямляча.

У способі передачі енергії річковим і морським транспортним засобам ток і потужність передають через навантаження у водне середовище шляхом приєднання до води другого входу однофазного мостового випрямляча.

У способі передачі енергії ток і потужність передають через навантаження ізольованому проводить тілу шляхом приєднання ізольованого провідного тіла до другого входу однофазного мостового випрямляча.

У способі передачі електричної енергії до другого входу однофазного мостового випрямляча приєднують корпус пристрою.

У способі передачі електричної енергії до другого входу однофазного мостового випрямляча приєднують ізольовану металеву поверхню довільної форми.

У пристрої для передачі електричної енергії, що містить високочастотний генератор, приєднаний до резонансного контуру первинної обмотки трансформатора Тесла і однопровідну лінію передачі, приєднану одним кінцем до одного внутрішнього висновку високовольтної обмотки трансформатора Тесла, а другим кінцем - до споживача, прилеглі висновки первинної і вторинної обмотки трансформатора Тесла з'єднані між собою і заземлені, а одно провідна лінія підключена у споживача до навантаження через один із входів однофазного мостового випрямляча, а до іншого входу мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі, води або проводить ізольованого тіла.

У пристрої для передачі електричної енергії, що містить високочастотний генератор, приєднаний до резонансного контуру первинної обмотки трансформатора Тесла і однопровідну лінію передачі, приєднану одним кінцем до одного внутрішнього висновку високовольтної обмотки трансформатора Тесла, а другим кінцем - у споживача через схему подвоєння напруги до навантаження, кожен з двох виходів схеми подвоєння напруги підключений до навантаження через один із входів одного з двох однофазних мостових випрямлячів, а до іншого входу кожного мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі, води або проводить ізольованого тіла.

У пристрої для передачі електричної енергії, що містить високочастотний генератор, приєднаний до резонансного контуру первинної обмотки трансформатора Тесла, і однопровідну лінію передачі, приєднану одним кінцем до одного внутрішнього висновку високовольтної обмотки трансформатора Тесла, а другим кінцем у споживача і через схему подвоєння напруги до навантаження, кожен з двох виходів схеми подвоєння напруги підключений до загальної навантаженні через два різних входу трифазного мостового випрямляча, а до третього входу трифазного мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі або ізольованого провідного тіла.

У пристрої для передачі електричної енергії кожен з двох виходів схеми подвоєння напруги підключений до загальної навантаженні через два різних входу трифазного мостового випрямляча, а до третього входу трифазного мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі, води з ізольованого провідного тіла.

У пристрої для передачі електричної енергії в якості природної ємності використовують землю або водне середовище.

У пристрої для передачі електричної енергії в якості природної ємності використовують ізольоване провідне тіло.

Спосіб і пристрій для передачі електричної енергії ілюструється на фіг.1, 2, 3, 4, 5, 6.

На фіг.1 представлена ​​блок-схема способу передачі електричної енергії.

На фіг.2 - електрична схема пристрою для передачі електричної енергії з використанням землі як природної ємності.

На Фіг.3 - електрична схема пристрою для передачі електричної енергії з використанням водного середовища в якості природної ємності.

На фіг.4 - електрична схема пристрою для передачі електричної енергії на аеростат з використанням в якості природної ємності ізольованого провідного тіла оболонки аеростата.

На фіг.5 - електрична схема пристрою з підключенням однопровідною лінії у споживача до схеми подвоєння напруги з використанням на виході стінки подвоєння двох однофазних мостових споживачів, до виходу кожного з яких приєднана навантаження, а до входу - природна ємність у вигляді землі.

На фіг.6 - електрична схема пристрою з підключенням однопровідною лінії у споживача до схеми подвоєння напруги, два виходи якої з'єднані з двома входами трифазного мостового випрямляча, а до третього входу підключена природна ємність у вигляді ізольованого провідного тіла.

На фіг.1 представлена ​​блок-схема способу передачі електричної енергії, де генератор підвищеної частоти 1, що підвищує високочастотний трансформатор 2, однопроводная лінія 3, однофазний мостовий випрямляч 4, навантаження 5, ємність навантаження 6, природна ємність у вигляді землі, води або ізольованого проводить тіла 7, інвертор 8, що перетворює постійний струм в змінний.

СПОСІБ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ РЕАЛІЗУЄТЬСЯ наступним чином

Електрична енергія з генератора високої частоти 1 надходить в підвищувальний високочастотний трансформатор Тесла 2. Резонансні коливання електромагнітної енергії створюють в ланцюзі, що складається з генератора 1 трансформатора Тесла 2 однопровідною лінії 3, однофазного випрямляча 4, навантаження 5, конденсатора навантаження 6 та природної ємності 7. Потенціал одного з висновків високовольтної обмотки трансформатора 2 підвищують і передають по однопровідною лінії 3 на один з входів 9 однофазного мостового випрямляча 4.

Потенціал другого виведення 10 високовольтної обмотки трансформатора Тесла 2 дорівнює нулю, тому цей висновок 10 ізолюють або з'єднують з низьковольтної обмоткою 11 трансформатора Тесла 2 і з землею.

Позитивну половину резонансних високочастотних коливань струму і напруги після проходження через вхід 9 однофазного випрямляча 4 випрямляють на діод 21 і передають через навантаження 5 і конденсатор навантаження 6, діод 12 в природну ємність 7.

Негативну півхвилю резонансних високочастотних коливань струму і напруги випрямляють на діод 12 і передають через навантаження 5 і конденсатор навантаження 6, діод 14 в природну ємність 7. Як природної ємності 7 використовують ізольоване провідне тіло, заземлення або приєднання до водного середовища. На навантаженні 5 і конденсаторі навантаження 6 отримують постійне випрямлена напруга. Для отримання змінної напруги стандартної частоти 50 або 60 Гц випрямлена напруга подають з конденсатора 6 на вхід інвертора 8, в цьому випадку опір навантаження 5 встановлюють на виході інвертора 8.

Пристрій для передачі електричної енергії на фіг.2 містить генератор високої частоти 1, що підвищує високочастотний трансформатор Тесла 2, однопровідну лінію 3, однофазний мостовий випрямляч 4, опір навантаження 5, конденсатор навантаження 6 і природну ємність у вигляді землі 7. Два виведення 11, 10 низьковольтної та високовольтної обмотки трансформатора Тесла 2 з'єднані між собою і з Землею 15.

У пристрої для передачі електричної енергії на фіг.3 природна ємність 7 виконана у вигляді водного середовища, наприклад ділянки каналу, моря, річки або озера. У цьому випадку в якості навантаження використовують електродвігательную установку водного транспортного засобу або електричне обладнання маяка або річкового буя. Електрична енергія надходить від генератора 1 трансформатора Тесла 2, встановлених на березі каналу і передається на корабель 16 по однопровідною лінії 3, виконаної у вигляді троллея. Природна ємність 7 виконана у вигляді водного середовища ділянки каналу.

У пристрої для передачі електричної енергії на фіг.4 природна ємність виконана у вигляді частини металізованої оболонки 22 аеростата, а одно провідна лінія 3 виконує функції кабелю і підтримує троса аеростата. Електрична енергія передається від генератора 1 через трансформатор Тесла 2, встановлених на Землі, по тросу-кабелю 3 на аеростат.

У пристрої для передачі електричної енергії на фіг.5 електрична енергія передається від генератора 1 через трансформатор Тесла 2 по однопровідною лінії 3 до споживача на вхід схеми подвоєння напруги 17, виходи якої з'єднані з висновками навантаження 18, ємності 19 і з входами двох однофазних мостових випрямлячів , до іншого входу кожного однофазного мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі 7. до виходу кожного однофазного мостового випрямляча приєднана ємність навантаження 6 і навантаження 5. Замість навантаження 5 на постійному струмі може бути включений інвертор для перетворення постійного струму в струм і напруга необхідної частоти .

У пристрої для передачі електричної енергії на фіг.6 електрична енергія на виході схеми подвоєння напруги 17 приєднана до двох входів трифазного мостового випрямляча 20, а до третього входу випрямляча 20 приєднана природна ємність 7 у вигляді ізольованого провідного тіла, наприклад листа ізольованою металевої фольги.

В результаті використання винаходу втрати в однопровідною лінії зменшуються до величини, яка визначається втратами на корону і витік через ізоляцію однопровідною лінії 3.

Втрати енергії через природну ємність і мінімальні, так як електрична енергія, що йде на перезарядку природної ємності, проходить і використовується в навантаженні 5 і конденсаторі навантаження 6.

Завдяки електростатичному механізму передачі електроенергії в лінії знижуються джоулева втрати, що дозволяє збільшити довжину ліній електропередач при передачі електричної енергії на стаціонарні об'єкти і на мобільні об'єкти на землі, у водному і повітряному середовищі. Використання схеми подвоєння напруги з двома однофазними мостовими випрямлячами згідно фіг.5 дозволяє від одного генератора передати електроенергію двом споживачам енергії. Спосіб і пристрій для передачі електричної енергії відповідно до фіг.1, 2, 3, 4, 5, 6 може бути використано для харчування будь-якого числа N споживачів від одного генератора, для цього достатньо однопровідну лінію 3 від трансформатора Тесла 2 приєднати до N однофазним мостовим випрямлячів і N входів схем подвоєння напруги, згідно пропонованого винаходу.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб передачі електричної енергії шляхом створення резонансних коливань електромагнітної енергії підвищеної частоти в резонансному контурі первинної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла, підвищення потенціалу одного з висновків високовольтної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла і передачі енергії за однопровідною лінії до споживача, що відрізняється тим, що у споживача змінна напруга випрямляють шляхом підключення однопроводной лінії до одного з входів однофазного мостового випрямляча і передають струм через навантаження в природну ємність у вигляді ізольованого провідного тіла, землі або води шляхом приєднання природної ємності до другого входу однофазного мостового випрямляча.

2. Спосіб передачі електричної енергії електричної енергії по п.1, що відрізняється тим, що в якості ізольованого провідного тіла використовують ізольовану металеву поверхню довільної форми.

3. Пристрій для передачі електричної енергії, що містить високочастотний генератор, приєднаний до резонансного контуру первинної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла і однопровідну лінію передачі, приєднану одним кінцем до одного внутрішнього висновку високовольтної обмотки високочастотного трансформатора Тесла, а другим кінцем - до споживача, що відрізняється тим, що прилягають висновки первинної і вторинної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла з'єднані між собою і заземлені, а одно провідна лінія передачі підключена у споживача до навантаження через один із входів однофазного мостового випрямляча, до іншого входу якого підключена природна ємність у вигляді землі, води або проводить ізольованого тіла .

4. Пристрій для передачі електричної енергії, що містить високочастотний генератор, приєднаний до резонансного контуру первинної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла і однопровідну лінію передачі, приєднану одним кінцем до одного внутрішнього висновку високовольтної обмотки підвищувального високочастотного трансформатора Тесла, а другим кінцем у споживача через схему подвоєння напруги - до навантаження, яке відрізняється тим, що кожен з двох виходів схеми подвоєння напруги підключений до навантаження через один із входів одного з двох однофазних мостових випрямлячів, а до іншого входу кожного однофазного мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі, води або проводить ізольованого тіла.

5. Пристрій для передачі електричної енергії, що містить високочастотний генератор, приєднаний до резонансного контуру первинної обмотки високочастотного трансформатора Тесла і однопровідну лінію передачі, приєднану одним кінцем до одного внутрішнього висновку високовольтної обмотки високочастотного трансформатора Тесла, а другим кінцем у споживача і через схему подвоєння напруги - до навантаження, яке відрізняється тим, що кожен з двох виходів схеми подвоєння напруги підключений до загальної навантаженні через два різних входу трифазного мостового випрямляча, а до третього входу трифазного мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі і через схему подвоєння напруги - до навантаження, яке відрізняється тим , що кожен з двох виходів схеми подвоєння напруги підключений до загальної навантаженні через два різних входу трифазного мостового випрямляча, а до третього входу трифазного мостового випрямляча підключена природна ємність у вигляді землі або ізольованого провідного тіла.

Версія для друку
Дата публікації 17.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів