[go: up one dir, main page]

RU2411142C2 - Method of electric power wireless transmission and device to this end - Google Patents

Method of electric power wireless transmission and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2411142C2
RU2411142C2 RU2009102852/11A RU2009102852A RU2411142C2 RU 2411142 C2 RU2411142 C2 RU 2411142C2 RU 2009102852/11 A RU2009102852/11 A RU 2009102852/11A RU 2009102852 A RU2009102852 A RU 2009102852A RU 2411142 C2 RU2411142 C2 RU 2411142C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conductor line
wireless transmission
shielded
resonant
frequency
Prior art date
Application number
RU2009102852/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009102852A (en
Inventor
Дмитрий Семенович Стребков (RU)
Дмитрий Семенович Стребков
Леонид Юрьевич Юферев (RU)
Леонид Юрьевич Юферев
Василий Иванович Верютин (RU)
Василий Иванович Верютин
Олег Алексеевич Рощин (RU)
Олег Алексеевич Рощин
Владимир Захарович Трубников (RU)
Владимир Захарович Трубников
Original Assignee
Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
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 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) filed Critical Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
Priority to RU2009102852/11A priority Critical patent/RU2411142C2/en
Publication of RU2009102852A publication Critical patent/RU2009102852A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2411142C2 publication Critical patent/RU2411142C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: transport. ^ SUBSTANCE: invention relates to wireless power transmission and may be used for power supply of trolleybuses, trams, electric locomotives and other electric transport facilities. In compliance with proposed method, electric power is transmitted to consumer current collectors on 0.1-1000 kHz at line voltage of 0.1-1000 kV via air gap between two conducting and shielded plates of air capacitor. One said plate is a radiating plate connected to shielded isolated one-wire line. Capacitance of isolated one-wire line shield is compensated on resonance frequency f0 by connecting inductance to said shield and to ground. Receiving plate receives radiation and is built in consumer current collector and connected via resonance circuit, rectifier and charging device with electric load. Proposed device comprises power supply connected with frequency converter and resonance step-up transformer, one-wire shielded line connected with air capacitor radiating plate. Capacitor receiving plate is arranged above radiating plate. Receiving plate is connected to step-down resonance transformer with its low-voltage winding connected to rectifier and charging device. ^ EFFECT: efficient wireless electric power transmission. ^ 6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике беспроводной передачи энергии и может быть использовано для электропитания троллейбусов, электромобилей, электропогрузчиков, трамваев, электротракторов, электровозов, переносных компьютеров, мобильных телефонов и других электронных устройств.The invention relates to techniques for wireless energy transmission and can be used to power trolley buses, electric vehicles, electric forklifts, trams, electric tractors, electric locomotives, laptop computers, mobile phones and other electronic devices.

Известен способ беспроводной передачи электрической энергии с помощью электромагнитной индукции. В этом случае провода однофазной тяговой линии из двух изолированных кабелей, соединенных накоротко в конце линии и присоединенных к подстанции переменного тока, передают энергию через воздушный зазор к приемнику из нескольких витков провода, образующих вторичную обмотку трансформатора. Приемник устанавливают на электротранспортном средстве и перемещают относительно линии. Переменный магнитный поток, создаваемый током в линии, индуктирует в обмотке приемника через воздушный зазор электродвижущую силу (ЭДС), как в обычном трансформаторе. Для индукционной бесконтактной передачи используют ток высокой частоты 2-20 кГц. Для рельсового транспорта применяют верхнюю воздушную подвеску высокочастотных тяговых кабелей, а для безрельсового транспорта подземную прокладку тяговых кабелей (В.Е.Розенфельд, Н.А.Староскольский. Высокочастотный бесконтактный электрический транспорт. Москва, «Транспорт», 1975 г., стр.4-8).A known method of wireless transmission of electrical energy using electromagnetic induction. In this case, the wires of a single-phase traction line of two insulated cables connected shortly at the end of the line and connected to an alternating current substation transfer energy through an air gap to a receiver of several turns of wire forming the secondary winding of the transformer. The receiver is mounted on an electric vehicle and moved relative to the line. The alternating magnetic flux generated by the current in the line induces an electromotive force (EMF) in the receiver winding through the air gap, as in a conventional transformer. For induction contactless transmission, a high frequency current of 2-20 kHz is used. For rail transport, the upper air suspension of high-frequency traction cables is used, and for rail transport, underground laying of traction cables (V.E. Rosenfeld, N.A. Staroskolsky. High-frequency contactless electric transport. Moscow, "Transport", 1975, p. 4 -8).

Недостатком известного способа и устройства бесконтактной передачи электрической энергии на транспортное средство являются большие потери в тяговой линии из-за большого индуктивного сопротивления проводов при высокой частоте. Вследствие высокой частоты в витках обмотки приемника и в кабельной линии возникают значительные ЭДС самоиндукции, активная составляющая которой направлена встречно по отношению к напряжению подстанции, питающей тяговую сеть. Для компенсации индуктивного сопротивления и ЭДС самоиндукции в линии и в приемнике последовательно включают конденсаторы. Для снижения рассеивания энергии производят транспозицию - перекрещивание тяговых кабелей, при этом в местах транспозиции возникают затруднения с питанием транспортного средства, так как в токе перекрещивания тяговых кабелей в приемнике не наводится ЭДС. Из-за высокой стоимости и низкого КПД бесконтактного метода передачи электрической энергии с помощью электромагнитной индукции этот способ не нашел практического использования.A disadvantage of the known method and device for the non-contact transmission of electrical energy to a vehicle is the large losses in the traction line due to the large inductive resistance of the wires at a high frequency. Due to the high frequency, significant emfs of self-induction arise in the turns of the receiver winding and in the cable line, the active component of which is directed counter to the voltage of the substation supplying the traction network. To compensate the inductive resistance and EMF of self-induction, capacitors are connected in series in the line and in the receiver. To reduce energy dissipation, a transposition is made - the traction cables are crossed, while in the transposition places there are difficulties with the vehicle's power supply, since the EMF is not induced in the receiver's current crossing the traction cables. Due to the high cost and low efficiency of the non-contact method of transferring electrical energy using electromagnetic induction, this method has not found practical use.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ питания электротранспортных средств и устройство для его осуществления путем подачи электрической энергии через высокочастотный преобразователь и однопроводниковую контактную сеть к индивидуальным токоприемникам транспортных средств методом электростатической индукции через воздушный промежуток между изолированной однопроводниковой линией и токоприемником от резонансной однопроводниковой системы электропитания на частоте 0,1-400 кГц и напряжении в линии 0,5-1000 кВ (патент РФ №2297928, МПК B60L 9/00, БИ №12, 2007).The closest in technical essence to the present invention is a method of powering electric vehicles and a device for its implementation by supplying electrical energy through a high-frequency converter and a single-conductor contact network to individual vehicle current collectors by electrostatic induction through an air gap between an isolated single-conductor line and a current collector from a resonant single-conductor system power supply at a frequency of 0.1-400 kHz and voltage uu line 0.5-1000 kW (RF patent №2297928, IPC B60L 9/00, BI №12, 2007).

Устройство, реализующее данный способ, представляет собой источник электрической энергии, к которому присоединен преобразователь частоты, и однопроводниковую линию для каждой полосы движения и токоприемники электротранспортных средств, устройство выполнено в виде резонансной электрической системы с резонансной частотой 0,1-400 кГц и напряжением однопроводниковой линии 0,5-1000 кВ с воздушным зазором 0,1-50 м между однопроводниковой линией и токоприемником, устройство содержит два, один передающий и один приемный, резонансных контура, настроенных на одинаковую частоту f0=0,1-100 кГц, вход передающего контура присоединен к преобразователю частоты, а выход через резонансный повышающий трансформатор и однопроводниковую линию через воздушный зазор к токоприемнику; токоприемник выполнен в виде тонкого изолированного листа из проводящего материала и установлен на транспортном средстве параллельно однопроводниковой линии, вход второго приемного резонансного контура присоединен к токоприемнику через резонансный понижающий трансформатор, а выход через выпрямитель и блок управления к электродвигателю электротранспортного средства.A device that implements this method is a source of electrical energy, to which a frequency converter is connected, and a single-conductor line for each lane and current collectors of electric vehicles, the device is made in the form of a resonant electric system with a resonant frequency of 0.1-400 kHz and a voltage of a single-conductor line 0.5-1000 kV with an air gap of 0.1-50 m between the single-conductor line and the current collector, the device contains two, one transmitting and one receiving, resonant circuits, tuning nnyh at the same frequency f 0 = 0.1-100 kHz, the transmission input circuit coupled to the frequency converter and output through the step-up transformer and a resonant single-conductor line through the current collector to the air gap; the current collector is made in the form of a thin insulated sheet of conductive material and is mounted on the vehicle parallel to the single-conductor line, the input of the second receiving resonant circuit is connected to the current collector through a resonant step-down transformer, and the output through the rectifier and control unit to the electric motor of the electric vehicle.

Использование известного способа и устройства питания электротранспортного средства обеспечивает повышение эффективности, надежности работы, увеличение срока службы, уменьшение потерь энергии и обеспечение многорядного движения электротранспортных средств. Недостатком известного способа является низкая передаваемая мощность через воздушный зазор между кабельной линией и токоприемником, ограничивающая возможности перемещения транспортного средства и его скорость.Using the known method and power device for electric vehicles provides an increase in efficiency, reliability, longer service life, reduced energy losses and multi-row movement of electric vehicles. The disadvantage of this method is the low transmitted power through the air gap between the cable line and the current collector, limiting the ability to move the vehicle and its speed.

Задачей предлагаемого изобретения является создание беспроводного способа питания электротранспортных средств, мобильных телефонов и других электронных приборов и устройство для его осуществления, обеспечивающего увеличение передаваемой мощности от источника энергии к приемнику.The objective of the invention is to provide a wireless method for powering electric vehicles, mobile phones and other electronic devices and a device for its implementation, which provides an increase in the transmitted power from the energy source to the receiver.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность беспроводной передачи электрической энергии и питания электротранспортных средств, мобильных телефонов и других электронных приборов.As a result of using the present invention, it becomes possible to wirelessly transmit electric energy and power to electric vehicles, mobile phones and other electronic devices.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе беспроводной передачи электрической энергии для питания электротранспортных средств, мобильных телефонов и других электронных приборов, предусматривающем подачу электрической энергии от резонансной системы электропитания через высоковольтный высокочастотный преобразователь на резонансной частоте f0, однопроводниковую линию и воздушный зазор к индивидуальным токоприемникам потребителя, подачу энергии к токоприемникам потребителя осуществляют методом электростатической индукции на частоте 0,1-1000 кГц при напряжении в линии 0,1-1000 кВ через воздушный промежуток между двумя проводящими и экранированными с наружной стороны пластинами воздушного конденсатора, одна из которых является излучающей и присоединена к экранированной изолированной однопроводниковой линии, емкость изолированного экрана однопроводниковой линии компенсируют на резонансной частоте f0 с помощью индуктивности путем соединения индуктивности к экрану и земле, приемная пластина принимает излучение и встроена в токоприемник потребителя и соединена через резонансный контур, выпрямитель и зарядное устройство с электрической нагрузкой.The above technical result is achieved by the fact that in the method of wireless transmission of electric energy for powering electric vehicles, mobile phones and other electronic devices, which provides for the supply of electric energy from a resonant power supply system through a high-voltage high-frequency converter at a resonant frequency f 0 , a single-conductor line and an air gap to individual current collectors of the consumer, the energy supply to the current collectors of the consumer is carried out by the electric method induction at a frequency of 0.1-1000 kHz with a voltage in the line of 0.1-1000 kV through the air gap between two conductive and screened externally shielded plates of an air condenser, one of which is emitting and connected to a shielded insulated single-conductor line, the capacity of an insulated screen single-conductor line to compensate for the resonance frequency f 0 by means of the inductance by connecting the inductance to the screen and the ground, desk plate receives radiation and is embedded in the susceptor consum relevance and is connected through a resonant circuit, a rectifier and charger with electrical load.

Устройство беспроводной передачи электрической энергии для питания электротранспортных средств, мобильных телефонов и других электронных приборов, реализующее данный способ, содержит источник энергии, соединенный с преобразователем частоты и резонансным повышающим трансформатором, однопроводниковую линию и воздушный зазор между однопроводниковой линией и токоприемниками потребителя, однопроводниковая линия выполнена экранированной и соединена с излучающей пластиной воздушного конденсатора, через воздушный промежуток над излучающей пластиной расположена приемная пластина конденсатора, приемная и излучающая пластины с наружной стороны воздушного конденсатора экранированы, приемная пластина подключена к понижающему резонансному трансформатору, низковольтная обмотка которого соединена с выпрямителем и зарядным устройством, причем излучающая пластина установлена на стене, на полу, встроена в мебель или дорожное покрытие, а приемная пластина с понижающим резонансным трансформатором встроена в электронное устройство.A device for wireless transmission of electric energy for powering electric vehicles, mobile phones and other electronic devices that implements this method includes a power source connected to a frequency converter and a resonant step-up transformer, a single-conductor line and an air gap between the single-conductor line and the consumer's current collectors, the single-conductor line is shielded and connected to the radiating plate of the air condenser, through the air gap above the radiation The receiving plate is the condenser receiving plate, the receiving and radiating plates on the outside of the air condenser are shielded, the receiving plate is connected to a step-down resonant transformer, the low-voltage winding of which is connected to the rectifier and the charger, and the radiating plate is mounted on the wall, on the floor, or in furniture or road surface, and the receiving plate with a step-down resonant transformer is built into the electronic device.

В варианте устройства беспроводной передачи электрической энергии излучающая и приемная пластины воздушного конденсатора выполнены в виде изолированного металлизированного пластика.In an embodiment of a device for wireless transmission of electrical energy, the radiating and receiving plates of an air condenser are made in the form of an insulated metallized plastic.

В другом варианте устройства беспроводной передачи электрической энергии излучающая и приемная пластины выполнены в виде изолированного металлического листа.In another embodiment of the device for wireless transmission of electrical energy, the emitting and receiving plates are made in the form of an insulated metal sheet.

Еще в одном варианте устройства беспроводной передачи электрической энергии излучающая и приемная пластины выполнены в виде изолированной сетки из проводящего материала.In another embodiment of the device for wireless transmission of electrical energy, the emitting and receiving plates are made in the form of an insulated grid of conductive material.

В варианте устройства беспроводной передачи электрической энергии экран однопроводниковой линии изолирован от однопроводниковой линии и от земли и соединен с землей через индуктивностьIn an embodiment of a device for wireless transmission of electrical energy, the shield of a single-conductor line is isolated from the single-conductor line and from the ground and connected to ground through an inductance

Figure 00000001
Figure 00000001

где f0 - резонансная частота однопроводниковой линии, а Сэ - емкость экрана однопроводниковой линии.where f 0 is the resonant frequency of the single-conductor line, and C e is the screen capacitance of the single-conductor line.

Способ и устройство беспроводной передачи электрической энергии иллюстрируются на фиг.1, 2, где на фиг.1 представлена электрическая схема способа и устройства для беспроводной передачи электрической энергии на мобильное зарядное устройство, и на фиг.2 представлена схема подключения воздушного конденсатора к экранированной однопроводниковой линии.The method and device for wireless transmission of electrical energy are illustrated in figures 1, 2, where figure 1 shows the electrical diagram of a method and device for wireless transmission of electric energy to a mobile charger, and figure 2 shows a diagram of the connection of an air capacitor to a shielded single-conductor line .

На фиг.1 электрическую энергию от источника питания 1 преобразуют по частоте в преобразователе частоты 2 и подают на резонансный контур L0C0, состоящий из емкости С0 3 и индуктивности первичной обмотки L0 4, повышающего высокочастотного трансформатора 5. Высоковольтная обмотка 6 трансформатора 5 заземлена через емкость С1 7, которая вместе с индуктивностью L1 обмотки 6 составляет последовательный резонансный контур. Электрическую энергию на резонансной частотеIn Fig. 1, electric energy from a power source 1 is frequency-converted in a frequency converter 2 and supplied to a resonance circuit L 0 C 0 , consisting of a capacitance C 0 3 and an inductance of the primary winding L 0 4, raising the high-frequency transformer 5. High-voltage winding 6 of the transformer 5 is grounded through a capacitance C 1 7, which, together with the inductance L 1 of the winding 6, forms a series resonant circuit. Resonant frequency electrical energy

Figure 00000002
Figure 00000002

повышают по напряжению и подают на однопроводниковую изолированную линию 8. Для снижения потерь на излучение изолированная линия 8 снабжена экраном 9, которая выполнена из металлической сетки и имеет дополнительную наружную изоляцию 10. Излучающая пластина 11 и приемная пластина 12 воздушного конденсатора 13 с наружных сторон снабжены слоем изоляции 14 и экраном 15, снижающим потери на излучение в окружающее пространство. Электрическую энергию от однопроводной линии 8 подают на излучающую пластину 11 воздушного конденсатора 13 и затем в виде электромагнитного излучения на частоте f0 передают на приемную пластину 12, а затем на приемный понижающий трансформатор 16, высоковольтная обмотка 17 которого присоединена к естественной емкости 18. Низковольтная обмотка 19 через емкость С2 20 соединена через выпрямитель 21 с заряжаемым мобильным устройством 22. Индуктивность L2 обмотки 20 и емкость С2 конденсатора 20 образуют резонансный контур с частотойincrease the voltage and served on a single-conductor insulated line 8. To reduce radiation losses, the insulated line 8 is equipped with a screen 9, which is made of metal mesh and has additional external insulation 10. The radiating plate 11 and the receiving plate 12 of the air condenser 13 are provided with a layer on the outside insulation 14 and the screen 15, which reduces the loss of radiation into the environment. Electric energy from a single-wire line 8 is supplied to the radiating plate 11 of the air capacitor 13 and then transferred to the receiving plate 12 in the form of electromagnetic radiation at a frequency f 0 , and then to the receiving step-down transformer 16, the high-voltage winding 17 of which is connected to the natural capacitance 18. The low-voltage winding 19 through a capacitance C 2 20 is connected through a rectifier 21 with a rechargeable mobile device 22. The inductance L 2 of the winding 20 and the capacitance C 2 of the capacitor 20 form a resonant circuit with a frequency

Figure 00000003
Figure 00000003

На фиг.2 однопроводниковая линия 8 со слоем изоляции 9 и экраном 10 присоединена к излучающей пластине 11 воздушного конденсатора 13. Приемная пластина 12 соединена проводником 23 с высоковольтной обмоткой 17 высокочастотного трансформатора 16. Излучающая 11 и приемная 12 пластины с наружной стороны воздушного конденсатора 13 имеют слой изоляции 14 и экран 15. Экран 10 однопроводниковой линии 8 изолирован от земли 24 слоем изоляции 25 и соединен с землей 24 с помощью индуктивности 26. Индуктивность Lэ 26 компенсирует емкость Сэ экрана 15 на резонансной частоте f0 и рассчитывается по формулеIn Fig.2, a single-conductor line 8 with an insulation layer 9 and a shield 10 is connected to the radiating plate 11 of the air capacitor 13. The receiving plate 12 is connected by a conductor 23 to the high-voltage winding 17 of the high-frequency transformer 16. The radiating 11 and the receiving 12 of the plate from the outside of the air condenser 13 have insulation layer 14 and the screen 15. The screen 10 single-conductor line 8 is isolated from the ground 24, a layer of insulation 25 and 24 is connected to ground via the inductor 26. The inductance L e 26 compensates the capacitance C e of the screen 15 at the resonant often e 0 and f is calculated by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

Пример выполнения способа и устройства беспроводной передачи электрической энергииAn example of a method and device for wireless transmission of electrical energy

Преобразователь частоты 2 мощностью 100 Вт питает повышающий высокочастотный резонансный трансформатор 3, имеющий выходное напряжение 3000 В и резонансную частоту 30 кГц. Высоковольтная обмотка 6 трансформатора 5 соединена однопроводниковой линией 8, выполненной из экранированного изолированного провода ПВВ-1 с сечением меди 1 мм2, с излучающей пластиной 11 конденсатора 13, выполненной из металлизированного пластика, прикрепленного к нижней поверхности офисного стола, металлизированной поверхностью вверх. Приемная пластина 12 выполнена из пластика, внутри которого расположена металлическая фольга, и крепится к нижней поверхности ноутбука. Приемная пластина 12 соединена с высоковольтной обмоткой 17 приемного понижающего трансформатора 16. Низковольтная обмотка 19 трансформатора 16 с выходным напряжением 19 В соединена с выпрямителем 21, который подключен к стандартному входному разъему питания ноутбука. Высоковольтная обмотка 17 содержит 1400 витков проводом диаметром 0,25 мм, низковольтная обмотка содержит 18 витков, проводом с диаметром 1,1 мм. Размеры трансформатора 16 составляют 40×50×75 мм. Устройство позволяет питать ноутбук в любой точке офисного стола, где расположена излучающая пластина.A 100 W frequency converter 2 supplies a step-up high-frequency resonant transformer 3 having an output voltage of 3000 V and a resonant frequency of 30 kHz. The high-voltage winding 6 of the transformer 5 is connected by a single-conductor line 8 made of shielded insulated wire PVV-1 with a copper cross-section of 1 mm 2 , with a radiating plate 11 of the capacitor 13 made of metallized plastic attached to the bottom surface of the office desk, with the metallized surface facing up. The receiving plate 12 is made of plastic, inside which there is a metal foil, and is attached to the bottom surface of the laptop. The receiving plate 12 is connected to the high-voltage winding 17 of the receiving step-down transformer 16. The low-voltage winding 19 of the transformer 16 with an output voltage of 19 V is connected to a rectifier 21, which is connected to a standard laptop power input connector. The high-voltage winding 17 contains 1400 turns with a wire with a diameter of 0.25 mm, the low-voltage winding contains 18 turns, with a wire with a diameter of 1.1 mm. The dimensions of the transformer 16 are 40 × 50 × 75 mm. The device allows you to power your laptop anywhere in the office desk where the emitting plate is located.

Наличие излучающей 11 и приемной 12 пластины в 2-5 раз увеличивает емкость воздушного конденсатора 13 и передаваемую электрическую мощность по сравнению с воздушным конденсатором прототипа, образованным кабельной однопроводной линией и приемной пластиной токоприемника.The presence of the radiating 11 and the receiving 12 plate 2-5 times increases the capacity of the air capacitor 13 and the transmitted electric power compared with the air capacitor of the prototype formed by a single-wire cable line and the receiving plate of the current collector.

Claims (6)

1. Способ беспроводной передачи электрической энергии для питания электротранспортных средств, мобильных телефонов и других электронных приборов, предусматривающий подачу электрической энергии от резонансной системы электропитания через высоковольтный, высокочастотный преобразователь на резонансной частоте f0, однопроводниковую линию и воздушный зазор к индивидуальным токоприемникам потребителя, отличающийся тем, что подачу энергии к токоприемникам потребителя осуществляют методом электростатической индукции на частоте 0,1-1000 кГц при напряжении в линии 0,1-1000 кВ через воздушный промежуток между двумя проводящими и экранированными с наружной стороны пластинами воздушного конденсатора, одна из которых является излучающей и присоединена к экранированной изолированной однопроводниковой линии, емкость изолированного экрана однопроводниковой линии компенсируют на резонансной частоте f0 с помощью индуктивности путем присоединения индуктивности к экрану и земле, приемная пластина принимает излучение и встроена в токоприемник потребителя и соединена через резонансный контур, выпрямитель и зарядное устройство с электрической нагрузкой.1. The method of wireless transmission of electrical energy to power electric vehicles, mobile phones and other electronic devices, providing for the supply of electrical energy from a resonant power supply system through a high voltage, high frequency converter at a resonant frequency f 0 , a single-conductor line and an air gap to individual consumer current collectors, characterized in that the energy supply to the consumer current collectors is carried out by electrostatic induction at a frequency of 0.1-1000 kg when the voltage in the line is 0.1-1000 kV through the air gap between two conductive and screened externally shielded plates of the air condenser, one of which is radiating and attached to a shielded insulated single-conductor line, the capacitance of the insulated screen of the single-conductor line is compensated at a resonant frequency f 0 using inductance by attaching the inductance to the screen and earth, the receiving plate receives radiation and is built into the consumer’s current collector and is connected through resonance frequency circuit, rectifier and battery charger with an electrical load. 2. Устройство беспроводной передачи электрической энергии для питания электротранспортных средств, мобильных телефонов и других электронных приборов, содержащее источник энергии, соединенный с преобразователем частоты и резонансным повышающим трансформатором, однопроводниковую линию и воздушный зазор между однопроводниковой линией и токоприемниками потребителя, отличающееся тем, что однопроводниковая линия выполнена экранированной и соединена с излучающей пластиной воздушного конденсатора, через воздушный промежуток над излучающей пластиной расположена приемная пластина конденсатора, приемная и излучающая пластины с наружной стороны воздушного конденсатора экранированы, приемная пластина подключена к понижающему резонансному трансформатору, низковольтная обмотка которого соединена с выпрямителем и зарядным устройством, причем излучающая пластина выполнена с возможностью установки на стене, на полу, встроенной в мебель или дорожное покрытие, а приемная пластина с понижающим резонансным трансформатором встроена в электронное устройство.2. A device for wireless transmission of electric energy for powering electric vehicles, mobile phones and other electronic devices, comprising a power source connected to a frequency converter and a resonant step-up transformer, a single-conductor line and an air gap between the single-conductor line and the consumer current collectors, characterized in that the single-conductor line made shielded and connected to the radiating plate of the air condenser, through the air gap above the radiation the capacitor receiving plate is located, the receiving and radiating plates on the outside of the air condenser are shielded, the receiving plate is connected to a step-down resonant transformer, the low-voltage winding of which is connected to the rectifier and the charger, and the radiating plate is designed to be mounted on the wall, on the floor, built-in in furniture or road surface, and the receiving plate with a step-down resonant transformer is built into the electronic device. 3. Устройство беспроводной передачи электрической энергии по п.2, отличающееся тем, что излучающая и приемная пластины воздушного конденсатора выполнены в виде изолированного металлизированного пластика.3. The device for wireless transmission of electrical energy according to claim 2, characterized in that the radiating and receiving plates of the air condenser are made in the form of an insulated metallized plastic. 4. Устройство беспроводной передачи электрической энергии по п.2, отличающееся тем, что излучающая и приемная пластины выполнены в виде изолированного металлического листа.4. The device for wireless transmission of electrical energy according to claim 2, characterized in that the emitting and receiving plates are made in the form of an insulated metal sheet. 5. Устройство беспроводной передачи электрической энергии по п.2, отличающееся тем, что излучающая и приемная пластины выполнены в виде изолированной сетки из проводящего материала.5. The device for wireless transmission of electrical energy according to claim 2, characterized in that the emitting and receiving plates are made in the form of an insulated grid of conductive material. 6. Устройство беспроводной передачи электрической энергии по п.1, отличающееся тем, что экран однопроводниковой линии изолирован от однопроводниковой линии и от земли и соединен с землей через индуктивность
Figure 00000005
, где f0 - резонансная частота однопроводниковой линии, а Сэ - емкость экрана однопроводниковой линии. 6. The device for wireless transmission of electrical energy according to claim 1, characterized in that the shield of the single-conductor line is isolated from the single-conductor line and from the ground and connected to the ground through an inductance
Figure 00000005
where f 0 is the resonant frequency of the single-conductor line, and C e is the screen capacitance of the single-conductor line.
RU2009102852/11A 2009-01-29 2009-01-29 Method of electric power wireless transmission and device to this end RU2411142C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102852/11A RU2411142C2 (en) 2009-01-29 2009-01-29 Method of electric power wireless transmission and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009102852/11A RU2411142C2 (en) 2009-01-29 2009-01-29 Method of electric power wireless transmission and device to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009102852A RU2009102852A (en) 2010-08-10
RU2411142C2 true RU2411142C2 (en) 2011-02-10

Family

ID=42698541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009102852/11A RU2411142C2 (en) 2009-01-29 2009-01-29 Method of electric power wireless transmission and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2411142C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510558C1 (en) * 2012-07-19 2014-03-27 Александр Викторович Атаманов Wireless charging system for low-power consumers of electrical energy
RU2613625C2 (en) * 2012-04-23 2017-03-21 Бомбардир Транспортацион Гмбх Providing transport vehicle, particularly rail vehicle or road car, with electrical energy by induction
RU2616484C2 (en) * 2012-07-03 2017-04-17 Бомбардир Транспортацион Гмбх Power supply system, vehicle and method of vehicle operation
US20180301932A1 (en) * 2017-04-13 2018-10-18 Richard Marion Mansell System and Method for Wireless Transmission of Power
EP3557720A1 (en) 2018-04-16 2019-10-23 Folquer Holdings Limited Method and device for wireless charging of electrical energy storage in a fixed or mobile consumer

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474031C2 (en) * 2010-09-22 2013-01-27 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Method and device for electrical energy transmission (versions)
CN108448733A (en) * 2018-05-02 2018-08-24 北京闿明创新科技有限公司 A wireless power supply system and transportation system for vehicles

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2613625C2 (en) * 2012-04-23 2017-03-21 Бомбардир Транспортацион Гмбх Providing transport vehicle, particularly rail vehicle or road car, with electrical energy by induction
RU2616484C2 (en) * 2012-07-03 2017-04-17 Бомбардир Транспортацион Гмбх Power supply system, vehicle and method of vehicle operation
US9744869B2 (en) 2012-07-03 2017-08-29 Bombardier Transportation Gmbh Electric power supply system, vehicle and method of operating a vehicle
RU2510558C1 (en) * 2012-07-19 2014-03-27 Александр Викторович Атаманов Wireless charging system for low-power consumers of electrical energy
US20180301932A1 (en) * 2017-04-13 2018-10-18 Richard Marion Mansell System and Method for Wireless Transmission of Power
US11139686B2 (en) * 2017-04-13 2021-10-05 Richard Marion Mansell System and method for wireless transmission of power
US11605976B2 (en) 2017-04-13 2023-03-14 Richard Marion Mansell System and method for wireless transmission of power
EP3557720A1 (en) 2018-04-16 2019-10-23 Folquer Holdings Limited Method and device for wireless charging of electrical energy storage in a fixed or mobile consumer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009102852A (en) 2010-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2408476C2 (en) Method of wireless electric power transmission and device to this end (versions)
RU2411142C2 (en) Method of electric power wireless transmission and device to this end
US10298058B2 (en) Wireless power transfer
RU2297928C1 (en) Method of and device to supply electric vehicles
JP6671287B2 (en) System and method for powering an electric vehicle on a road
KR101045585B1 (en) Wireless power transmitter with reduced leakage of electromagnetic waves
US20170271925A1 (en) Systems and methods for wireless power transferring
CN102386684A (en) Electronic component, power feeding apparatus, power receiving apparatus, and wireless power feeding system
CN110914100A (en) Wireless charging system
CN103222153B (en) Power transmission device and power transmission system
KR20120116802A (en) A wireless power transmission system and a wireless power receiver using a relay device
JP2014207794A (en) Non-contact power-feeding device
US11605976B2 (en) System and method for wireless transmission of power
US20210384772A1 (en) Systems and methods for wireless power transferring
US10964473B2 (en) Coil unit, wireless power transmission device, wireless power receiving device, and wireless power transmission system
US10491043B2 (en) Resonant coil, wireless power transmitter using the same, wireless power receiver using the same
RU2490146C2 (en) System and method for electric power contactless transfer to vehicle
US9991749B2 (en) Coil unit, wireless power feeding device, wireless power receiving device, and wireless power transmission device
JP2019126202A (en) Lc circuit unit, wireless transmission equipment, wireless power reception device, and wireless power transmission system
JP6040510B2 (en) Power transmission system
KR101386669B1 (en) System for High Power Charging And Pick-up, High Power Collector Device Therefor
RU2505427C2 (en) Contactless method of powering electric vehicles
KR101946848B1 (en) Wireless power receiver
Kavitha et al. Electrical Vehicles (EVs)—An Application of Wireless Power Transfer (WPT) System
US9935500B2 (en) Coil unit, wireless power feeding device, wireless power receiving device, and wireless power transmission device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130130