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 RU2172546

СПОСІБ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Ім'я винахідника: Стребков Д.С .; Авраменко С.В .; Некрасов А.І
Ім'я патентовласника: Стребков Дмитро Семенович; Авраменко Станіслав Вікторович
Адреса для листування: 109456, Москва, 1-й Вишняківська пр-д, 2, ВІЕСХ, патентний відділ
Дата початку дії патенту: 2000.01.24

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до способу і пристрою для передачі електричної енергії. Пропонований винахід направлено на створення способу та пристрою для передачі електричної енергії без металевих проводів, використовуючи, зокрема, в якості провідного каналу транспортні трубопроводи з переміщуються по ним рідким або газоподібним речовиною. Суть винаходу полягає в тому, що між джерелами і приймачами електричної енергії формують в електроізоляційною оболонці принаймні один провідний канал з речовини в рідкій, твердій або газоподібної фазі. У кожному провідному каналі генерують електромагнітні коливання реактивного ємнісного зарядного струму і електричного поля частотою 0,3-300 кГц, створюють в каналі пучности напруги, в 2-50 разів перевищують напругу джерела, перетворять реактивний струм і енергію електричного поля каналу в активний струм та активну електричну енергію та, при необхідності, в механічну енергію і теплоту. Винахід дозволяє знизити витрати на передачу електроенергії за рахунок виключення ЛЕП і може бути використано для передачі енергії на електричні транспортні засоби.

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, стр.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.

Відомий спосіб 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 однією 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 якої ізольований, а другий призначений для подачі енергії споживачеві (патент РФ N 2108649, 1998, Авраменко С.В., Спосіб харчування електротехнічних пристроїв і пристрій для його здійснення).

Недоліком відомого способу і пристрою є необхідність використання для передачі енергії опор, ізоляторів, проводу або кабелю, що збільшує вартість передачі електроенергії.

Іншим недоліком є ​​неможливість прямого використання відомого способу і пристрою для безпосереднього харчування рухомих електричних транспортних засобів: автомобілів, тракторів, кораблів і т.д.

Завданням запропонованого винаходу є створення способу та пристрою для передачі електричної енергії без металевих проводів, і зниження витрат на передачу електроенергії за рахунок виключення таких елементів ЛЕП, як дроти, ізолятори, кабелі.

Іншим завданням винаходу є забезпечення бездротової передачі електричної енергії на електричні транспортні засоби під час їх руху.

Вищевказаний результат досягається тим, що між джерелами і приймачами електричної енергії формують в електроізоляційною оболонці принаймні, один провідний канал з речовини в рідкій, твердій або газоподібної фазі, в кожному провідному каналі генерують електромагнітні коливання реактивного ємнісного зарядного струму і електричного поля частотою 0, 3 - 300 кГц, створюють в каналі пучности напруги, в 2-50 разів перевищують напругу джерела, перетворять реактивний струм і енергію електричного поля каналу в активний струм та активну електричну енергію та, при необхідності, в механічну енергію і теплоту.

В іншому варіанті способу передачі електричної енергії провідні канали формують у вигляді мережі з електроізольований трубопроводів, по яких переміщують речовина в рідкій, твердій або газовій фазі і створюють в транспортується речовині на вході і виході з провідного каналу нульовий потенціал, а в речовині провідного каналу створюють потенціал , рівний або більше джерела енергії.

Ще в одному способі передачі електричної енергії проводить канал формують з води або іншої рідини з іонною провідністю.

Ще в одному варіанті способу передачі електричної енергії проводить канал формують у вигляді суміші шматків речовини у твердій фазі з рідиною, що має іонну провідність.

Ще в одному варіанті способу передачі електричної енергії проводить канал формують у вигляді джгута або шару вологої землі.

Ще в одному способі передачі електричної енергії проводить канал формують в газовому середовищі з підвищеною концентрацією іонів і провідних частинок, а й електронів та іонів, що генеруються в плазмі високовольтного високочастотного розряду.

В іншому варіанті способу передачі електричної енергії проводить канал формують у вигляді плівок проводять оксидів металів, а й плівок, вуглецю, нанесених на скляні, пластикові або керамічні волокна.

Ще в одному варіанті способу передачі електричної енергії в якості провідного каналу використовують електроізольований іригаційний канал, а воду в каналі використовують для передачі електроенергії на привід дощувальної машини і для зрошення.

В іншому варіанті способу передачі електричної енергії в якості провідного каналу використовують електроізольований водопровідну мережу, через яку здійснюють водопостачання та електропостачання споживачів водою та електричною енергією.

Ще в одному варіанті способу передачі електричної енергії проводить канал формують у воді або в землі шляхом відділення частини водного простору або частини обсягу землі за допомогою електроізолюючими оболонки, при цьому проводить канал в воді з'єднують за допомогою троллея з високочастотним трансформатором Тесла, встановленим на водному транспортному засобі , для електропостачання рухової установки, а провідний канал в землі використовують для електроприводу наземного і підземного електротранспортного кошти.

Ще в одному варіанті способу передачі електричної енергії проводить канал формують у вигляді оптичного світловода з електропровідного плівкою на основі оксидів металів, вуглецю і металевих плівок на його поверхні і електричною ізоляцією, передають по проводить каналу інформаційні та керуючий сигнали в оптичному діапазоні та електричну енергію, а пристрої введення-виведення і посилення сигналів встановлюють уздовж провідного каналу і з'єднують електрично з проводять каналом через понижуючі високочастотні трансформатори Тесла.

Для передачі електричної енергії на літальний апарат, який проводить канал формують у вигляді вертикальної неметалевої нитки змінної довжини з проводять покриттям, з'єднують проводять каналом два трансформатора Тесла, один з яких встановлений на літальному апараті, а другий на Землі, а електроізоляційну оболонку провідного каналу формують з навколишнього середовища з малої електронної та іонної провідністю, наприклад з повітря або космічного вакууму.

Пристрій, що реалізовує даний спосіб передачі електричної енергії, по крайней мере, містить один провідний канал з оболонкою з електроізольований матеріалу, з внутрішньої або зовнішньої сторони якого розміщено проводить речовина з іонним або електронною провідністю, кожне джерело електричної енергії з'єднаний з проводять каналом через високовольтний високочастотний трансформатор Тесла, а кожен приймач з протилежного боку провідного каналу з'єднаний з ним через понижуючий високочастотний трансформатор Тесла або діод-конденсаторний блок.

Для передачі електричної енергії між численними джерелами і приймачами електричної енергії пристрій виконаний у вигляді енергетичної розгалуженої системи, що складається з безлічі джерел і приймачів електричної енергії, з'єднаних між собою провідними каналами, що мають однакову частоту електричних коливань в точках з'єднання, кожен провідний канал з'єднаний з джерелом електричної енергії за допомогою високовольтного високочастотного трансформатора Тесла і з приймачем через понижуючий високочастотний трансформатор Тесла або діод-конденсаторний блок.

Для передачі електричної енергії по мережі трубопроводів для транспортування речовини в рідкому, твердої або газовій фазі трубопроводи електрично ізолюють, початкові і кінцеві частини трубопроводів виконують в вигляді витків високовольтної обмотки підвищувального і понижувального високочастотного трансформатора Тесла, які з'єднані з пристроями подачі і вивантаження речовини, що транспортується через зовнішні початкові трубчасті витки високовольтних обмоток трансформатора Тесла.

Ще в одному варіанті пристрою для передачі електричної енергії проводить канал виконаний у вигляді електроізольований іригаційного зрошувального каналу, як речовини, що транспортується використовується вода для зрошення, а в якості приймачів енергії - стаціонарні електро агрегати та пересувні дощувальні машини, які з'єднані зануреними у воду трубчастими тролеями з іригаційним зрошувальних каналом.

В іншому варіанті пристрій для передачі електричної енергії містить електрично ізольовану систему розгалужених трубопроводів для транспортування речовини в рідкому, твердої або газовій фазі, які з'єднані з джерелами і приймачами електричної енергії через високовольтні високочастотні трансформатори Тесла, а кожен пристрій завантаження і вивантаження речовини, що транспортується віддалене від трансформатора Тесла на відстань

n = 0, 1, 2, ...,

де - Довжина електромагнітної хвилі, що генерується джерелом енергії і високовольтним високочастотним трансформатором Тесла;

А - довжина високовольтної обмотки високочастотного трансформатора Тесла.

Для передачі електричної енергії на електротранспорт засіб пристрій містить стаціонарний джерело електричної енергії, який з'єднаний через високовольтний високочастотний трансформатор Тесла з електроізольований проводять каналом, встановленим вздовж траєкторії руху електротранспортного кошти, електротранспорт засіб містить понижуючий високочастотний трансформатор Тесла, внутрішній кінець багатошарової високовольтної обмотки з'єднаний з допомогою троллея з проводять каналом, зовнішній кінець високовольтної обмотки з'єднаний з штучної ємністю, а низьковольтна обмотка з'єднана з системою електроприводу і управління електротранспортного кошти.

Ще в одному варіанті пристрою для передачі електричної енергії на електротранспорт засіб провідний канал виконаний у вигляді смуг шириною 1-2 м електропровідного покриття, нанесеного в кожному ряду руху на електроізолюючими підставу шириною 1-2 м дороги, по якій переміщаються електротранспорт кошти, а тролів виконаний у вигляді гнучкого провідного покриття під днищем електротранспортного кошти.

У варіанті пристрою для передачі електричної енергії на водне електротранспорт засіб провідний канал виконаний у вигляді відкритого безперервного лотка з водою, встановленого на водній поверхні на плаваючих поплавцях, з'єднаних тросом, а тролів і понижуючий високочастотний трансформатор Тесла встановлені на кораблі.

Пристрій для передачі електричної енергії на літальний апарат містить провідний канал, який виконаний у вигляді вертикальної неметалевої нитки змінюється довжини з проводять покриттям, яка приєднана до двох високовольтних високочастотних трансформаторів Тесла, один з яких встановлений на літальному апараті, а другий на Землі або на іншому літальному апараті.

Спосіб і пристрій для передачі електричної енергії показані на фіг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

На фіг. 1 показана схема способу і пристрою для передачі електричної енергії до стаціонарних споживачам по неметалевих проводить каналу.

На фіг. 2 - схема способу і пристрою для передачі електричної енергії за допомогою оптичного світловода з проводять покриттям, що містить велику кількість джерел і приймачів електричної енергії.

На фіг. 3 - схема способу і пристрою для передачі електричної енергії через мережу трубопроводів для транспортування провідної речовини в рідкій фазі, наприклад, через водопровідну систему.

На фіг. 4 - схема способу і пристрою для передачі електричної енергії по відкритому водоводу на дощувальну машину, яка рухається вздовж водовози.

	На фіг. 5 - схема способу і пристрою для передачі електричної енергії наземного електричного транспортного засобу від провідного каналу, встановленого на поверхні іригаційного каналу або річки. На фіг. 6 - схема способу і пристрою для передачі електричної енергії електричному транспортному засобу з використанням електропровідного покриття на дорозі в якості провідного каналу. На фіг. 7 - схема способу і пристрою передачі електричної енергії на водний транспорт з використанням водного провідного каналу. На фіг. 8 - схема способу і пристрою передачі електричної енергії на літальний апарат по неметалевих проводить каналу. На фіг. 9 - схема способу і пристрою для передачі електричної енергії з використанням в якості провідного каналу трубопроводів для транспортування вугілля, газу, нафти та інших твердих та рідких речовин.

Згідно фіг. 1 джерело електричної енергії 1 з'єднаний паралельно з високочастотним трансформатором Тесла 2.

Трансформатор Тесла, винайдений в 1891 році, являє бессердечніковий або з незамкнутим сердечником трансформатор, первинна обмотка якого розташована зовні або співвісно з вторинною обмоткою. Вторинна обмотка складається з великої кількості витків мідної тонкої ізольованого дроту. Один кінець вторинної обмотки залишається вільним, а другий при передачі напруги високої частоти на первинну обмотку приєднується до лінії. У високовольтної вторинної обмотці в умовах резонансу виникають високочастотні коливання, коливання напругою до 7 · 10 ⁶ В (N. Tesla. Lectures, Patents, Articles, Beograd, 1956). Трансформатор Тесла 2 з'єднаний з проводять каналом за допомогою високовольтного кабелю 4. Проводить канал 3 виконаний у вигляді трубки 5 з електроізоляційного матеріалу, наприклад з поліетилену. Зовнішній діаметр трубки внутрішній D, довжина трубки d.

Торці 6 трубки 5 з'єднані з високовольтним кабелем 4. Внутрішня порожнина трубки заповнена водою.

Провідний канал 3 з'єднаний з приймачем електричної енергії 7 за допомогою понижувального трансформатора Тесла 8 або діод-конденсаторного блоку 9. Диодно-конденсаторний блок 9 використовується в схемах подвоєння напруги і виконаний з двох зустрічно включених діодів, з'єднаних з конденсатором, загальна точка діодів з'єднана з джерелом харчування (Електротехнічний довідник, 1971 року, Изд-во Енергія, т. 1, стор. 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 проста схема випрямляча з подвоєнням напруги.

Згідно фіг. 2 перший провідний канал 3 з'єднаний з другим проводять каналом 10. Другий провідний канал 10 з'єднаний з третім проводять каналом 11, який отримує електроенергію від джерела електричної енергії 12 через високовольтний високочастотний трансформатор Тесла 13.

При необхідності передати електричну енергію до споживача, другий провідний канал 10 з'єднаний з приймачем електричної енергії 14 через високочастотний понижуючий трансформатор Тесла 15.

На основі запропонованого способу і пристрою може бути створена лінія передачі електричної енергії без металевих провідників будь-якої заданої довжини, а й об'єднана енергетична система ліній, що з'єднують необхідну кількість споживачів і джерел електричної енергії. На фіг. 2 це ілюструється приєднанням до провідного каналу 11 провідного каналу 15 і використання провідного каналу 15 для підведення електроенергії від джерела електроенергії 16, розташованого в стороні від каналів 3, 10, 11. Джерело електроенергії 16 з'єднаний з проводять каналом 15 з допомогою високовольтного високочастотного трансформатора Тесла 17 . Приймач 18 провідного каналу 15 отримує електричну енергію через діод-конденсаторний блок 19.

Провідні канали 3, 10, 11 і 15 виконані з оптичних світловодів 20, на поверхні яких нанесена електропровідна плівка 21 і шар електричної ізоляції 22. Оптичні світловоди 20 передають інформацію і керуючі команди в однопровідною енергосистемі між приймачами і джерелами енергії, а електропровідна плівка 21 передає електричну енергію. Пристрої введення - виведення 23 і посилення 24 оптичних сигналів і пристрої для передачі і отримання електричної енергії 2, 13, 15, 17 і 19 просторово розділені по довжині провідних каналів. Кожен оптичний світловод на початку і в кінці на довжині 1 не містить електропровідну плівку 21 і ця довжина використовується для підключення пристрою введення-виведення 23 і посилення 24 оптичної інформації. У місцях відсутності електропровідний плівки провідні канали з'єднані ізольованим одножильний кабелем. На кордоні провідних каналів 2, 10, 11 і 15 встановлені підсилювачі 24 оптичних сигналів, які передаються по световодам 20. У загальному випадку підсилювачі 24 оптичних сигналів у своєму розпорядженні в міру необхідності через певну відстань по довжині провідних каналів. Підсилювачі 24 оптичних сигналів отримують електроенергію через провідні канали 3, 10, 11, 15 від понижуючих високовольтних високочастотних трансформаторів Тесла 25, випрямлячів і інверторів, встановлених в безпосередній близькості від підсилювачів 24 оптичних сигналів.

На фіг. 3 провідні канали 26, 27, 28, починаючи з заданого електроізольований трубопроводів системи водопостачання, яку використовують одночасно як системи енергопостачання. Для забезпечення електробезпеки в воді на вході і на виході з провідних каналів створюють нульовий потенціал, а в воді провідного каналу створюють потенціал, рівний або більше потенціалу джерела енергії 1 і високовольтного високочастотного трансформатора Тесла 29.

Джерело енергії 1 з'єднаний з низьковольтної обмоткою 30 трансформатора Тесла 29. Високовольтна багатошарова обмотка 31 зроблена з пустотілих електроізольований труб, намотаних у вигляді котушки на феритовий сердечник 32 трансформатора Тесла 29. Зовнішній пустотіла кінець 33 високовольтної обмотки 31 з'єднаний трубчастим з'єднанням 34 з електронасосом 35 і джерелом води 36. Електронасос 35 отримує електроенергію від джерела електроенергії 1. Внутрішній кінець 37 високовольтної трубчастої обмотки 31 з'єднаний трубою 38 з проводять каналом 26 трубопровідної системи водопостачання.

Трансформатор Тесла в пропонованому винаході виконаний таким чином, що один висновок 33 високовольтної обмотки 31 має нульовий потенціал по відношенню до Землі, а другий висновок 37 високовольтної обмотки 31 має потенціал, відповідний повного напрузі каналу по відношенню до Землі. Це властивість трансформатора Тесла пов'язано з його конструктивними особливостями, зокрема з тим, що високовольтна обмотка 31 містить велику кількість витків і високопотенційний висновок 37 обмотки, який з'єднаний з проводять каналом, розташовують усередині обмотки 31 в безпосередній близькості від її осі, а висновок 33 з нульовим потенціалом розташовують із зовнішнього зовнішньої частини обмотки 31.

Так як вода надходить з джерела води 36 за допомогою електронасоса 35 по трубопроводу до висновку 33 з нульовим потенціалом щодо Землі трубчастої обмотки 31 трансформатора Тесла, то і вода буде мати на вході в трансформатор Тесла 29 нульовий потенціал і є безпечною для обробки і транспортування.

У міру проходження води по витків трубчастої високовольтної обмотки 31 підвищувального високочастотного високовольтного трансформатора Тесла 29 її потенціал по відношенню до Землі зростатиме і досягне максимуму в провідному каналі. Максимальне значення потенціалу електричного поля має місце в провідних каналах 26, 27, 28. Вода в природному стані має питомий опір 0,5-10 Ом · см за рахунок іонної провідності і розчинених солей і забезпечує вільне протікання реактивного струму і реактивної потужності і потоків електромагнітної енергії.

У споживача 39 води встановлений понижуючий високовольтний високочастотний трансформатор Тесла 40. Вода з провідного каналу 26 - електроізольований магістрального водоводу системи водопостачання надходить по трубопроводу 41 в котушку 42 з безлічі електроізольований трубчастих витків, намотаних навколо феритового сердечника 43 і виконують функції високовольтної обмотки понижувального високочастотного трансформатора Тесла 40.

Трубопровід 41 з провідного каналу 26 з'єднаний з першим трубчастим витком 44, розташованим на внутрішньої, близькою до осі, поверхні котушки 42. Зовнішній останній трубчастий виток 45 закінчується трубчастим з'єднанням 46 з електронасосом 47, що подає воду з нульовим потенціалом до споживача води 39.

Електроенергія надходить з провідного каналу 26, 27, 28 через трансформатор Тесла 40 і інвертор 48 до споживача енергії 49.

Таким чином, пропонований спосіб і пристрій дозволяють використовувати системи водопостачання, іригації і зрошення для передачі електричної енергії та подачі води споживачам. У разі комунальних систем водопостачання магістральні водоводи 26, електрично ізольовані від Землі, можуть використовуватися і для подачі електроенергії до будинків, виробничих будівель або районним розподільним вузлів. Для цього достатньо пропустити воду через трубчасті високовольтні обмотки 31 підвищувального високочастотного трансформатора Тесла 29 у джерела електроенергії 1 і джерела води 36, а потім через трубчасті високовольтні обмотки 42 понижуючого високочастотного трансформатора Тесла 40 у споживача електроенергії 49 і води 39.

На фіг. 4 провідний канал 50 виконаний у вигляді відкритого водоводу, ізольованого від землі. Подача води та електричної енергії в провідний канал здійснюється через високовольтну обмотку 31 високочастотного трансформатора Тесла 29 аналогічно способу і пристрою, показаному на фіг. 3. З провідного каналу 50 вода відбирається електричним транспортним засобом - дощувальної машиною 51, яка електроенергію і отримує разом з водою з провідного каналу 50 аналогічно способу, описаного на фіг. 3. Пристрій відбору електричної енергії і води відрізняється від фіг. 3 тим, що понижуючий високочастотний трансформатор Тесла 40 встановлений на дощувальної машині 51, яка пересувається вздовж провідного каналу 50 і виробляє дощування і зрошення прилеглих ділянок сільськогосподарської землі. На дощувальної машині 51 встановлений на ізоляторах 52 трубчастий приймач 53, який забирає з магістрального каналу воду та електричну енергію та подає її в високовольтну обмотку 42 понижуючого високочастотного трансформатора Тесла 40, виконану у вигляді багатошарових трубчастих витків аналогічно фіг. 3. Потім вода з нульовим потенціалом надходить через електронасос 47 на зрошення. Електроенергія з трансформатора Тесла 40 через інвертор 48 надходить на електронасос 47 і систему електроприводу 54 дощувальної машини 51.

На фіг. 5, який проводить канал 55 сформований шляхом відділення частини водного простору 56 за допомогою електроізолюючими оболонки 52.

На фіг. 5, який проводить канал 55 у вигляді електроізольований відкритого лотка встановлено вздовж іригаційного каналу або річки 56. електротранспорт засіб 57, наприклад, дощувальна машина, отримує електроенергію з провідної рідини в каналі 55, наприклад, з води за допомогою електроізольований гнучкого троллея 58. Для попередження замерзання провідної рідини в каналі в зимовий час використовують воду з підвищеним вмістом солі. На фіг. 5 електрична енергія подається в провідний канал 55 від стаціонарних джерел енергії 1 і високовольтних високочастотних трансформаторів Тесла 2, встановлених на певній відстані один від одного вздовж провідного каналу 55. Вода з нульовим потенціалом з іригаційного каналу або річки 56 подається на дощувальну машину 57 по трубопроводу 59 .

Кожне електротранспорт засіб 57 містить понижуючий високочастотний трансформатор Тесла 60, один внутрішній кінець 61 високовольтної обмотки 62 якого з'єднаний з рідиною провідного каналу 55 з допомогою троллея 58. Зовнішній кінець 63 високовольтної обмотки 62 трансформатора Тесла 60 з'єднаний зі штучною електричною ємністю 64.

Низьковольтна обмотка 65 трансформатора Тесла 60 з'єднана через випрямляч і інвертор 67 з системою електроприводу і управління 68 і електричним насосом 69. Електричний насос піднімає воду з іригаційного каналу або річки 56 по трубопроводу 59 і подає на зрошення.

На фіг. 6 провідний канал 72 формує в землі, шляхом виділення частини обсягу землі за допомогою електроізолюючими оболонки 71.

На фіг. 6 дорога 66, по якій переміщається електротранспорт засіб 57, має електропровідного покриття 70 шириною L ₀ = 1-2 м, нанесене в кожному ряду руху на електроізолюючими оболонку 71, і виконує функції провідного каналу 72. Кожне електротранспорт засіб 57 має гнучкий проводить тролейний шнур 59, що стосується електропровідного покриття 70 між колесами під днищем електротранспортного кошти 57. Дорога 66 по всій площині електропровідного покриття 70 має однаковий електричний потенціал. Дорога 66 має захисну огорожу 73 від проникнення людей і тварин і спеціальні з'їзди і майданчики 74, мають потенціал Землі для зупинки транспортного засобу 57.

На фіг. 7 провідний канал 75 виконаний у вигляді відкритого електроізольований безперервного лотка 76, що має зверху проводить покриття 77. Проводить канал встановлений на воді на плаваючих поплавцях 78, з'єднаних тросом 79, уздовж річки 80, судноплавного каналу або морського узбережжя. Корабель пересувається уздовж провідного каналу 75, отримуючи електроенергію через тролів 82 і високочастотний трансформатор Тесла 83, встановлений на кораблі 81. Електрична схема передачі електричної енергії аналогічна показаної на фіг. 5, 6, 7.

На фіг. 8 провідний канал 84 виконаний у вигляді вертикальної неметалевої нитки 85 з електропровідним покриттям, наприклад з вуглепластикових волокон, стеклоуглеродних волокон або кварцових ниток з плівкою з двоокису олова і окису індію. Як проводить покриття можуть бути використані плівки вуглецю, міді, алюмінію завтовшки від 0,1 мкм до 40 мкм.

Нижній кінець 86 провідного каналу 84 з'єднаний через високовольтний високочастотний трансформатор Тесла 2 з джерелом електроенергії 1.

Верхній кінець 87 провідного каналу 84 з'єднаний із знижуючим високочастотним трансформатором Тесла 88, встановленим на літальному апараті 89, наприклад на повітряній кулі, дирижаблі, вертольоті, ракеті, літаку з вертикальним зльотом і т.д. Трансформатор Тесла 88 через інвертор 48 з'єднаний з системою електроприводу 90 і управління електродвигунні установки повітряного апарату 89.

На фіг. 9 провідний канал 91 виконаний у вигляді електроізольований трубопроводу 92 для транспортування води, вугілля, газу, нафти та інших продуктів. Електроенергія передається за допомогою води або суміші вугілля та інших твердих, рідких речовин з водою.

Якщо транспортується речовина є діелектриком, наприклад нафтопродукти, або природний осушене газ, то в якості провідного каналу 91 використовують матеріал трубопроводу 92. Якщо трубопровід 92 зроблений з електроізоляційного матеріалу, на його стінку наносять електропровідного покриття 93. Електрична енергія від приймача 1 через високочастотні трансформатори Тесла 2 і 8 провідний канал 91 надходить до приймача енергії 7. Для завантаження і вивантаження речовини, що транспортується встановлено завантажувальний пристрій 94, яке віддалене від високочастотного трансформатора Тесла 2 на відстань L ₁ - A, де L ₁ - дорівнює довжині напівхвилі електромагнітних коливань, що генеруються трансформатором Тесла 2, а A - довжина його високовольтної обмотки. Розвантажувальний пристрій 95 встановлюється на відстані L ₂ від трансформатора Тесла 2, де L ₂ = L ₁ (n + 1) -A, n = 0, 1, 2, ...

Таке виконання дозволяє отримати нульовий потенціал на провідному каналі 91 в місцях завантаження і вивантаження речовини, що транспортується.

Провідний канал може бути з електроізолюючого матеріалу заповнений парами вологого повітря проводять речовин, наприклад ртуті і лужних металів. У цьому випадку в провідному каналі створюють високу концентрацію іонів і електронів за допомогою високовольтного високочастотного розряду. Підвищена провідність каналу може бути створена генератором заряджених аерозолів.

Приклад реалізації способу і пристрою передачі електричної енергії.

Як матеріал провідних каналів використані неметалеві середовища: графітова нитка діаметром 100 мкм з питомим опором 100 Ом · м, кварцовий світловод діаметром 100 мкм з плівкою 40 мкм з алюмінію, скляна пластина шириною 5 мм з прозорою проводить плівкою оксиду олова товщиною 0,3 мкм і опором 30 Ом / , Капронову шланг діаметром 1,5 см, заповнений водопровідною водою, ванна з пластика з шаром води 3 см і аналогічна ванна з вологою землею, а й нейлонові нитки діаметром 1 мм з нанесеною на неї в вакуумі плівкою алюмінію завтовшки 0,5 мкм.

Всі перераховані вище провідні канали окремо приєднані до високовольтного високочастотного трансформатора Тесла 2 з напругою на високовольтній обмотці 10 кВ, частотою 5 кГц.

Високовольтний високочастотний трансформатор Тесла 2 містить намотані кілька шарів коаксиально на загальному каркасі з незамкнутим феритовим сердечником діаметром 40 - 50 мм високовольтну обмотку, яка містить 4 - 6 тис. Витків і розташовану зовні низьковольтну первинну обмотку, яка містить 40 - 60 витків. Зовнішній висновок високовольтної обмотки ізолюють, а внутрішній висновок приєднують до каналу 3. Низьковольтна первинна обмотка приєднана до генератора частоти 0,3 - 300 кГц. Налаштування високочастотного трансформатора Тесла 2 полягає в ретельному підборі числа витків первинної і вторинної обмотки, при яких потенціал зовнішнього ізольованого виводу високовольтної обмотки, виміряний вольтметром по відношенню до землі, дорівнює нулю.

Для звичайних трансформаторів із замкнутим сердечником отримати нульовий потенціал на одному з висновків неможливо. В даному випадку ми використовуємо властивість чвертьхвильових ліній або однопровідного каналу 3 будь-якої довжини з трансформатором Тесла 2 мати вузол напруги і пучность струму на одному з кінців лінії. Високовольтна обмотка трансформатора Тесла 2 є частиною каналу і один з висновків високовольтної обмотки - початком лінії з нульовим потенціалом.

Як електричних навантажень використані 3 діод-конденсаторних блоку 9 з високовольтними іскровими разрядниками і понижуючий трансформатор Тесла 8 з випрямлячем напругою 220 В.

Два діод-конденсаторних блоку 9 складаються кожен з пари діодів типу КЦ 106 Г і конденсатора КВН-3 12 кВ 1000 ПФ.

Третій діод-конденсаторний блок 9 мав пару діодів КЦ 106 Г і конденсатор КБГ-П, 10 кВ, 0,1 МКФ.

Понижуючий трансформатор Тесла 8 фіг. 1 має конструкцію, аналогічну що підвищує трансформатора Тесла 2. Один з висновків високовольтної обмотки трансформатора підключений до однопровідною лінії, а другий кінець до природної ємності, виконаної з металевої ємності діаметром 20 см і висотою 40 см. Низьковольтна обмотка підключена до блоку ламп розжарювання напругою 220 В .

В умовах резонансу струм, що проходить через понижуючий високочастотний трансформатор Тесла 8 до навантаження, в десятки разів перевищує струм заряду ємності, що проходить через високовольтну обмотку. Передана в резонансному режимі потужність не змінюється при будь-якому діаметрі і матеріалі каналу, а й при включенні послідовно в середині лінії опору 100 МОм. При замиканні каналу на землю струм і потужність на вході каналу зменшилися на відміну від звичайної лінії передачі. Причиною зниження струму і потужності було зміна параметрів каналу і вихід з резонансу.

СПОСІБ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ РЕАЛІЗУЄТЬСЯ наступним чином

Електрична енергія від джерела енергії 1 через високовольтний високочастотний трансформатор Тесла 2 подається на провідний канал 3. Високовольтний високочастотний трансформатор 2 генерує в провідному каналі електромагнітні коливання реактивного ємнісного зарядного струму і електричного поля. Реактивний струм є струмом зарядки власної ємності провідного каналу 3 по відношенню до Землі, тобто струмом зміщення, який, на відміну від струму провідності, не підкоряється закону Ома і закону Джоуля і не створює резистивних активних втрат потужності на опорі лінії. Джоулева втрати від струму провідності дорівнюють нулю, так як лінія розімкнути.

(Е. Тамм. Основи теорії електрики. М., Наука, с. 133, 185-186, 397-403).

Однак зарядний (ємнісний) струм створює на індуктивності каналу 3 підвищена напруга. Це явище називається ємнісним ефектом і призводить в режимі швидкого скидання навантаження або при обриві звичайної лінії до аварійних перенапряжениям.

Величина перенапруги визначається коефіцієнтом передачі по напрузі, який росте з ростом добротності і частоти.

Для боротьби з цими перенапруженнями в лініях встановлюють шунтуючі реактори, що компенсують ємність лінії. (Техніка високих напруг / під ред. Проф. Д.В. Разевіча // М., Енергія, 1976, с. 372-389).

У пропонованому нами способі передачі електричної енергії використовується ємнісний ефект в розімкнутої лінії, тобто в якості робочого режиму передачі електричної енергії використовується аварійний режим звичайних ліній передач змінного струму. При цьому завдання проектування і вибір параметрів ліній прямо протилежні для запропонованого способу і прототипу.

Якщо у відомому способі передачі електроенергії прагнуть знизити ємнісний струм і перенапруги в лінії, то в пропонованому способі забезпечують максимальну величину ємнісного ефекту і перенапруги за рахунок збільшення частоти і добротності в розімкнутому каналі 3 і отримання максимального ККД передачі електричної енергії.

і суттєва відмінність запропонованого способу передачі енергії полягає в тому, що зарядний (ємнісний) струм, який є реактивним струмом, перетворює в кінці каналу 3 в звичайний активний струм провідності замкненого кола, тобто реактивний струм використовують для передачі активної потужності.

Передача енергії уздовж каналу 3 здійснюється електромагнітним полем, що розповсюджується в повітрі уздовж лінії, яка виконує роль напрямної системи. Уздовж каналу поширюються поперечні електромагнітні хвилі, які можуть мати будь-яку частоту, в тому числі і нульову.

Структура поля хвилі в поперечній площині ідентична електростатичного поля і стаціонарного магнітного поля.

Підвищує високочастотний трансформатор 2 за кожен напівперіод коливань створює в одно провідна каналі 3 високу електростатичну напруженість і щільність зарядів, знаки яких змінюються відповідно до частоти, яка визначається джерелом енергії 1. Оскільки електромагнітні хвилі переміщаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла, час поширення хвилі значно менше періоду коливань і параметри каналу можна вважати квазістаціонарними.

Ємнісний зарядний струм в одно провідна каналі 3 пов'язаний з перетіканням зарядів уздовж еквіпотенційних ліній електричного поля і обумовлений кулоновимі силами, а не дією сторонніх ЕРС. Заряди будуть стікати уздовж незамкнутого дроти від джерела 1 з великим потенціалом до приймача 7 на кінці лінії з меншим потенціалом. Заряди рухаються по поверхні каналу 2.

Цей струм зарядів не пов'язаний з джоулева втратами і не призводить до вирівнювання потенціалів, так як трансформатор Тесла 2, що працює протягом напівперіоду, безперервно генерує заряди на початку ліній і збільшує потенціал джерела, а в ємнісному приймачі відбувається відбір зарядів і стікання їх в навантаження.

Наступний напівперіод відбувається зміна знака зарядів і перезарядка лінії, але різниця потенціалів між джерелом і приймачем зберігається і вздовж лінії до навантаження під дією кулонівських сил рухаються заряди іншого знака. Як прототип генератора заряду, що працює в незамкненою ланцюга, можна було б використовувати електростатичний генератор Ван-дер-Грааф. Трансформатор Тесла володіє значно більшою потужністю і може генерувати заряди обох знаків з частотою і інтенсивністю, недоступною для механічних електростатичних генераторів, що використовують механізм тертя.

Пристрій для здійснення способу передачі електричної енергії містить розімкнутий Однопровідна канал 3 трансформатор Тесла 2 для генерації зарядного ємнісного струму лінії і пристрої 8 і 9 на кінці каналу 3, перетворюють зарядний ємнісний струм в активний струм провідності.

Електрична потужність, що передається по проводить каналу 3 залежить від потужності джерела 1 електричної енергії, від енергії перезарядки ємності лінії 3 і приймача 7, 8 і 9, від частоти і коефіцієнта передачі по напрузі. Довжина провідного каналу 3 залежить від потужності джерела енергії 1 і частоти, і становить від 2 м до 10000 км і більше.

Електрична потужність, що передається по проводить каналу 3 діод-конденсаторного блоку 9 дорівнює:

P = · 2 fcV ²₀ K ²_u

де P - електрична потужність, що передається по лінії;

- Коефіцієнт перетворення реактивної потужності в активну, може приймати значення від 0 до 1;

f - частота;

V ₀ - напруга на високовольтній обмотці підвищує високочастотного трансформатора Тесла 2;

c - ємність конденсатора в діод-конденсаторному блоці 9;

_K u - коефіцієнт передачі провідного каналу 3 по напрузі.

При с = 1 МКФ, f = 5,0 кГц, V ₀ = 10 кВ, _K u = 30, = 0,5, P = 141,3 МВт. Потенціал провідного каналу 3 дорівнює нулю при довжині каналу, рівній



n = 0, 1, 2, ..., A - довжина високовольтної обмотки високочастотного трансформатора Тесла 2. Початок відліку довжини каналу 3 збігається з місцем установки і підключення трансформатора Тесла 2.

При f = 5 кГц полуволновой довжина каналу дорівнює 30 км. Ділянки каналу з нульовим потенціалом можуть використовуватися для завантаження і вивантаження речовини, що транспортується. Максимальна напруга в каналі 3 виникає на відстані від трансформатора Тесла, рівному

n = 0, 1, 2, ...

Втрати електромагнітної енергії на випромінювання в області частот до 100 кГц незначні.

Використання запропонованого способу і пристрою передачі електричної енергії дозволяє знизити витрату кольорових металів: алюмінію і міді в сотні разів або повністю виключити будь-які метали з матеріалів, використовуваних і лініях передачі електроенергії, а й зменшити принаймні в 2 рази втрати енергії при передачі її від генераторів до споживачів.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб передачі електричної енергії, що включає передачу електричної енергії від джерел електричної енергії до приймачів електричної енергії, що відрізняється тим, що між джерелами і приймачами електричної енергії формують в електроізоляційною оболонці, по крайней мере, один провідний канал з речовини в рідкій, твердій або газоподібної фазі, в кожному провідному каналі генерують електромагнітні коливання реактивного ємнісного струму і електричного поля частотою 0,3 - 300 кГц, створюють в каналі пучности напруги в 2 - 50 разів перевищують напругу джерела, перетворять реактивний струм і енергію електричного поля каналу в приймальнику в активний струм і активну електричну енергію та, при необхідності, в механічну енергію і теплоту.

2. Спосіб передачі електричної енергії по п.1, що відрізняється тим, що проводить канал формують у вигляді транспортного трубопроводу, по якому переміщують речовина в рідкій, твердій і газовій фазі і створюють в транспортується речовині на вході і виході з провідного каналу нульовий потенціал, а в речовині провідного каналу створюють потенціал, рівний або більше потенціалу джерела енергії.

3. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що проводить канал формують з рідини з іонною провідністю, наприклад, води.

4. Спосіб передачі електричної енергії по пп.l і 2, що відрізняється тим, що проводить канал формують у вигляді суміші шматків речовини у твердій фазі з рідиною, що має іонну провідність.

5. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що проводить канал формують у вигляді вологої землі.

6. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що проводить канал формують в газовому середовищі з підвищеною концентрацією провідних частинок аерозолів, а й електронів та іонів, що генеруються в плазмі високовольтного розряду.

7. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що проводить канал формують у вигляді проводять оксидів металів, нанесених на скляні, пластикові або керамічні волокна.

8. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 - 3, що відрізняється тим, що в якості провідного каналу використовують електроізольований іригаційний канал, а воду в каналі використовують для передачі електроенергії на привід дощувальної машини для зрошення.

9. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 - 3, що відрізняється тим, що в якості провідного каналу використовують електроізольований водопровідну мережу, через яку здійснюють водопостачання та електропостачання споживачів водою та електричною енергією.

10. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1, 3, який відрізняється тим, що проводить канал формують у воді шляхом відділення частини водного простору з допомогою електроізолюючими оболонки.

11. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 і 5, що відрізняється тим, що проводить канал формують в землі шляхом виділення частини обсягу землі за допомогою електроізолюючими оболонки.

12. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1, 3, 8, який відрізняється тим, що проводить канал в воді з'єднують за допомогою троллея з високочастотним трансформатором Тесла, встановленим на водному транспортному засобі, для електропостачання рухової установки.

13. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1, 5, 9, який відрізняється тим, що проводить канал в землі використовують для електроприводу наземного і підземного електротранспортного кошти.

14. Спосіб передачі електричної енергії по п.1, що відрізняється тим, що проводить канал формують у вигляді оптичного світловода з електропровідного плівкою з оксидів металу, вуглецю або металевих плівок на його поверхні і електричною ізоляцією, передають по проводить каналу інформаційні та керуючі сигнали в оптичному діапазоні і електричну енергію, а пристрої введення-виведення і посилення сигналів встановлюють уздовж провідного каналу і з'єднують електрично з проводять каналом через понижуючі високочастотні трансформатори Тесла.

15. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1 і 12, який відрізняється тим, що проводить канал формують у вигляді вертикальної неметалевої нитки змінної довжини з проводять покриттям, з'єднують проводять каналом два трансформатора Тесла, один з яких встановлений на літальному апараті, а другий на Землі .

16. Спосіб передачі електричної енергії по пп.1, 13, який відрізняється тим, що електроізоляційну оболонку провідного каналу формують з навколишнього середовища з малої електронної та іонної провідністю, наприклад з повітря або космічного вакууму.

17. Пристрій для передачі електричної енергії, що містить джерело і приймач електричної енергії, що відрізняється тим, що пристрій містить, принаймні, один провідний канал з оболонкою з електроізольований матеріалу, з внутрішньої або зовнішньої сторони якого розміщено проводить речовина з іонним або електронною провідністю, кожне джерело електричної енергії з'єднаний з проводять каналом через високовольтний високочастотний трансформатор Тесла, а кожен приймач з протилежного боку провідного каналу з'єднаний з ним через понижуючий високочастотний трансформатор Тесла або діод-конденсаторний блок.

18. Пристрій для передачі електричної енергії по п.17, що відрізняється тим, що пристрій виконаний у вигляді енергетичної розгалуженої системи, що складається з безлічі джерел і приймачів електричної енергії, з'єднаних між собою провідними каналами, що мають однакову частоту електричних коливань в точках з'єднання, кожен проводить канал з'єднаний з джерелом електричної енергії за допомогою високовольтного високочастотного трансформатора Тесла і з приймачем через понижуючий високочастотний трансформатор Тесла або діод-конденсаторний блок.

19. Пристрій для передачі електричної енергії по п.17, що відрізняється тим, що пристрій містить електрично ізольовану мережу трубопроводів для транспортування речовини в рідкому або газовій фазі, початкові і кінцеві частини трубопроводів виконані у вигляді витків багатошарової високовольтної обмотки підвищувального і понижувального високочастотного трансформатора Тесла, які з'єднані з пристроями подачі і вивантаження речовини, що транспортується через зовнішні початкові трубчасті витки високовольтних обмоток трансформаторів Тесла.

20. Пристрій для передачі електричної енергії по п.17, що відрізняється тим, що проводить канал виконаний у вигляді електроізольований іригаційного зрошувального каналу, як речовини, що транспортується використовується вода для зрошення, а в якості приймачів енергії - стаціонарні електро агрегати та пересувні дощувальні машини, які з'єднані зануреними у воду трубчастими тролеями з іригаційним зрошувальних каналом.

21. Пристрій для передачі електричної енергії по п.17, що відрізняється тим, що пристрій містить електрично ізольовану систему розгалужених трубопроводів для транспортування речовини в рідкому, твердої або газовій фазі, які з'єднані з джерелами і приймачами електричної енергії через високовольтні високочастотні трансформатори Тесла, а кожне пристрій завантаження і вивантаження речовини, що транспортується віддалене від трансформатора Тесла на відстань

n = 0, 1, 2 ...

де - Довжина електромагнітної хвилі, що генерується джерелом енергії і високовольтним високочастотним трансформатором Тесла;

А - довжина високовольтної обмотки високочастотного трансформатора Тесла.

22. Пристрій для передачі електричної енергії по п.17, що відрізняється тим, що стаціонарне джерело електричної енергії з'єднаний через високовольтний високочастотний трансформатор Тесла з електроізольований проводять каналом, встановленим вздовж траєкторії руху електротранспортного кошти, електротранспорт засіб містить понижуючий високочастотний трансформатор Тесла, внутрішній кінець багатошарової високовольтної обмотки з'єднаний з допомогою троллея з проводять каналом, зовнішній кінець високовольтної обмотки з'єднаний з штучної ємністю, а низьковольтна обмотка з'єднана з системою електроприводу і управління електротранспортного кошти.

23. Пристрій для передачі електричної енергії по пп.17 і 19, що відрізняється тим, що проводить канал виконаний у вигляді смуг шириною 1 - 2 м електропровідного покриття, нанесеного в кожному ряду руху на електроізолюючими підставу шириною 1 - 2 м дороги, по якій переміщаються електротранспорт кошти, а тролів виконаний у вигляді гнучкого провідного покриття під днищем електротранспортного кошти.

24. Пристрій для передачі електричної енергії по пп.17, 19, 20, яке відрізняється тим, що проводить канал виконаний у вигляді відкритого безперервного лотка з водою, встановленого на водній поверхні на плаваючих поплавцях, з'єднаних тросом, а тролів і понижуючий високочастотний трансформатор Тесла встановлені на кораблі.

25. Пристрій для передачі електричної енергії по п.17, що відрізняється тим, що проводить канал виконаний у вигляді вертикальної неметалевої нитки змінюється довжини з проводять покриттям, яка приєднана до двох високовольтних високочастотних трансформаторів Тесла, один з яких встановлений на літальному апараті, а другий на землі або на іншому літальному апараті.

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