[發明專利]用于從帶電粒子束中直接提取能量的電路

有效

• 申請號: 200980128404.6
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN102265498B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: K.斯梅德利;F.韋塞爾;顧明穎;鄭仁和
• 申請（專利權）人: 加州大學評議會
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;G21D7/00;H02J3/38;H05H15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李湘,高為

1.一種能量提取電路，所述電路包括：

并網雙向轉換器；以及

諧振轉換器，其包括多極逆回旋加速轉換器、電感器以及多個電路開關，所述多極逆回旋加速轉換器包括兩個或更多個伸長擋板，所述擋板的弓形橫截面形成伸長的環形圓筒腔室，并且在所述兩個或更多個擋板之間形成軸向延伸的伸長間隙，其中所述兩個或更多個擋板起與所述電感器諧振的電容器的作用，其中所述多個電路開關被構造為形成將直流電壓斬波為脈沖波形的電橋。

2.根據權利要求1所述的電路，其中所述并網雙向轉換器被構造為與電網交流電壓對接。

3.根據權利要求2所述的電路，其中所述并網雙向轉換器被控制為實現雙向功率和無功功率流。

4.根據權利要求3所述的電路，其中所述諧振轉換器根據H橋或半橋諧振轉換器來構造。

5.根據權利要求3所述的電路，其中所述諧振轉換器由反饋控制環路進行調節，所述反饋控制環路具有諧振電壓感測電路、補償器、調制發生器以及與所述諧振轉換器的接口。

6.根據權利要求5所述的電路，其中所述調制發生器是脈沖寬度調制發生器。

7.根據權利要求5所述的電路，其中所述調制發生器是相移調制發生器。

8.根據權利要求5所述的電路，其中所述調制發生器調節所述諧振轉換器的諧振電壓。

9.一種能量提取電路，所述電路包括并網雙向轉換器和諧振轉換器。

10.根據權利要求9所述的電路，其中所述諧振轉換器包括四極逆回旋加速轉換器，其中四極擋板被構造為起與電感器諧振的電容器的作用。

11.根據權利要求10所述的電路，其中所述并網轉換器被構造為在操作的啟動模式期間起交流/直流整流器的作用，而在操作的發電模式期間起直流/交流并網逆變器的作用。

12.根據權利要求11所述的電路，其中所述并網轉換器被構造為以整功率因數、超前相位或滯后相位中的至少一個進行操作。

13.一種用于在包括諧振轉換器和并網雙向轉換器的系統中從帶電粒子中提取能量的方法，所述方法包括下述步驟：

接收從公用電網到所述包括諧振轉換器和并網雙向轉換器的系統的能量，其中所述諧振轉換器包括多極逆回旋加速轉換器、電感器以及多個電路開關，所述多極逆回旋加速轉換器包括兩個或更多個伸長擋板，所述擋板的弓形橫截面形成伸長的環形圓筒腔室，并且在所述兩個或更多個擋板之間形成軸向延伸的伸長間隙，其中所述兩個或更多個擋板起與所述電感器諧振的電容器的作用，其中所述多個電路開關被構造為形成將直流電壓斬波為脈沖波形的電橋；

建立所述多極逆回旋加速轉換器的諧振；以及

跨所述兩個或更多個擋板的間隙激發多極電場。

14.根據權利要求13所述的方法，其還包括下述步驟：

在所述諧振轉換器中接收帶電粒子；

使所述帶電粒子減速以從所述帶電粒子的動能中提取電能；以及

由所述兩個或更多個伸長擋板以鏡像電流的形式從使所述帶電粒子減速中收集損失的能量。

15.根據權利要求14所述的方法，其還包括下述步驟：

使鏡像電流流過所述諧振轉換器；以及

使鏡像電流經由所述并網轉換器流回所述公用電網。

16.根據權利要求14所述的方法，其還包括將所提取的電能送回所述公用電網的步驟。