[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur galvanisch getrennten Energieübertragung
gemäß Anspruch 1.
[0002] Es ist allgemein bekannt, dass in energietechnischen Anlagen Komponenten angesteuert
und mit Energie versorgt werden müssen. Hierbei muss sichergestellt sein, dass Systemkomponenten
gegen ein Hochspannungspotential isoliert sind, weshalb ein galvanisch getrennter
Aufbau notwendig wird.
[0003] Diese Komponenten können z.B. Schaltelemente, ElektronikBaugruppen oder Messstellen
sein, welche gegen das Erdpotenzial isoliert werden müssen. Die Energieübertragung
erfolgt dabei vor allem drahtlos, beispielsweise über die so genannte "Radio Frequency
Identification (RFID)" Technologie oder über Lichtwellenleiter.
[0004] Die empfangene Leistung liegt dabei deutlich unter einem Watt, zumeist im 100mW-Bereich.
Dies liegt daran, dass die hierfür genutzten diodenbasierten Gleichrichter bzgl. Strom-
und Spannungsspitzen sowie Entwärmung Limitierungen aufweisen. Aus diesem Grund ist
lediglich die Versorgung eines Verbrauchers mit geringer Leistungsaufnahme möglich.
[0005] Im Stand der Technik offenbart die
GB 2185860 A einen dielektrischen Wellenleiter, an den eine Stichleitung mit einer Sonde, die
in den dielektrischen Wellenleiter hineinragt und an die eine Gleichrichterdiode angebracht
ist, angeschlossen ist. Die
US 2012/0133306 A1 offenbart einen Wellenleiter für einen Beschleuniger mit einer dielektrischen Wand
und die
US 3746424 offenbart einen optischen dielektrischen Wellenleiter, der an einen elektrischen
Sensor an einer Hochspannungsleitung angeschlossen ist.
[0006] Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, die die Nachteile der
vorgenannten Lösungen überwinden.
[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zur galvanisch getrennten Energieübertragung
gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
[0008] Die erfindungsgemäße Anordnung zur galvanisch getrennten Energieübertragung mit Spannungen
im Hochvoltbereich ist derart ausgestaltet, dass die Energieübertragung durch einen
dielektrischen Wellenleiter erfolgt. Hierdurch wird erreicht, dass die empfangene
Leistung, also die für Verbraucher vorgesehene Leistung deutlich höher, nämlich bis
zu 10 Watt oder höher, ist, als es der Stand der Technik ermöglicht.
[0009] Der erfindungsgemäße Einsatz des dielektrischen Wellenleiters bietet auch die Möglichkeit,
mehrere Verbraucher derart zu versorgen, dass die Leistung auf sie aufgeteilt wird.
Hierzu wird vorzugsweise der dielektrische Wellenleiter derart ausgestaltet, dass
er mit mindestens einer ersten Gleichrichtereinrichtung und mindestens einer zweiten
Gleichrichtereinrichtung eine funktionale Verbindung derart aufweist, dass die erste
Gleichrichtereinrichtung eingangsseitig zu einer entlang der Länge des Wellenleiters
verorteten ersten Auskoppelstelle entlang der Länge des dielektrischen Wellenleiters
eine leitende Verbindung aufweist und die zweite Gleichrichtereinrichtung eingangsseitig
zu einer entlang der Länge des Wellenleiters verorteten zweiten Auskoppelstelle eine
leitende Verbindung aufweist und zum Signaleingang des Wellenleiters sowie zueinander
einen Abstand aufweisen. Hiermit wird also als weiterer Freiheitsgrad ein Auskoppeln
der übertragenen Leistung bereits vor dem Ende des dielektrischen Wellenleiters realisiert,
wobei die zweite Auskoppelstelle oder eine etwaige weitere Auskoppelstelle mit Gleichrichtereinrichtung
am Ende angeordnet sein kann. Durch die unterschiedlichen Abstände wird dabei die
Aufteilung der Leistung erzeugt, die dann über die Gleichrichtereinrichtung an den
jeweiligen Verbraucher weitergegeben wird.
[0010] Will man eine 1:n Leistungsteilung realisieren, wobei n die Anzahl der Verbraucher/Auskoppelstellen
ist, ist es daher von Vorteil, wenn die Anordnung derart weitergebildet ist, dass
die Ausgestaltung der Auskopplung der ersten Auskoppelstelle und/oder der Abstand
der ersten Auskoppelstelle zum Signaleingang des Wellenleiters und die Ausgestaltung
der Auskopplung der ersten Auskoppelstelle und/oder der Abstand der ersten Auskoppelstelle
zum Signaleingang des Wellenleiters derart zueinander variiert ausgestaltet sind,
dass der Wert einer an der ersten und zweiten Auskoppelstelle entnommenen Leistung
gleich ist.
[0011] Vorteilhafte Ausgestaltungen erhält man, wenn bei einer Weiterbildung, bei der die
funktionale Verbindung als am Abstand verortete zur Auskopplung von Leistung ausgestaltete
Löcher, Schlitze und/oder an der Auskoppelstelle angebrachte Leiterstrukturen ausgebildet
sind. Diese Ausbildungen sind insbesondere für die genannte Variation der Auskopplung
besonders geeignet.
[0012] Durch eine Weiterbildung derart, dass am dielektrischen Wellenleiter mindestens eine
elektrisch isolierende Abschirmungseinrichtung angeordnet ist, wird die so genannte
Kriechstrecke, also der Weg von in der Regel von Umwelteinflüssen verursachten, insbesondere
auf der Oberfläche des Dielektrikums verlaufenden, elektrischen Strömen, verlängert
und hierdurch der Verlust minimiert.
[0013] Beispielsweise, um die Dimension der Anordnung klein zu halten, kann die Weiterbildung,
derart, dass die isolierende Abschirmungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass
dessen Dielektrizitätskonstante kleiner ist als das Dielektrizitätskonstante des dielektrischen
Wellenleiters und unmittelbar am Wellenleiter angebracht ist, vorteilhaft eingesetzt
werden. Die geringe Dielektrizitätskonstante gewährleistet dabei, dass die direkt
angebrachte Abschirmungseinrichtung die Eigenschaften des dielektrischen Wellenleiters
nicht, zumindest nicht störend, beeinflusst.
[0014] Alternativ kann es von Vorteil sein, die Erfindung derart weiterzubilden, dass die
isolierende Abschirmungseinrichtung derart angeordnet ist, dass zwischen dem dielektrischen
Wellenleiter und der Abschirmungseinrichtung ein Raum erzeugender Abstand besteht.
Dies wird insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Dielektrizitätskonstante der
Abschirmungseinrichtung größer oder gleich der Dielektrizitätskonstante des dielektrischen
Wellenleiters ist.
[0015] Alternativ oder ergänzend ist es von Vorteil, die Erfindung derart weiterzubilden,
dass dieser Raum mit insbesondere einem festen, flüssigen oder gasförmigen Isolationsmedium,
insbesondere mit einer Dielektrizitätskonstante, die niedriger als die Dielektrizitätskonstante
des dielektrischen Wellenleiters ist, gefüllt ist, da in der Regel Raum vorhanden
sein wird und eine entsprechende Füllung in der Regel vorteilhaft eingesetzt werden
kann. Beispielsweise, weil sie ebenso wie die anderen Weiterbildungen zusätzliche
Freiheitsgrade zur Einstellung eines optimalen Verhaltens der Übertragung liefert.
[0016] Vorzugsweise ist der Wellenleiter aus mindestens einem als eckigem und/oder rundem,
stabförmigen Körper ausgebildet. Dies ist beispielsweise von Vorteil, da es gut erforscht
und somit gut hinsichtlich optimaler Funktion, insbesondere Übertragungswerte, modellierbar
ist.
[0017] Um beispielsweise neben der Übertragung der Energie bzw. Zurverfügungstellung elektrischer
Leistung auch Datenübertragung, wie beispielsweise Übertragung von Timinginformationen,
zu realisieren, ist es von Vorteil, die Weiterbildung vorzusehen, bei der die Anordnung
derart ausgestaltet ist, dass an einem Ende des dielektrischen Wellenleiters ein so
genannter, insbesondere als Koaxialkabel oder Mikrostreifenleiter ausgestalteter,
Wellenleiterübergang funktional verbunden ist.
[0018] Damit die Übertragung mit hoher Frequenz erfolgen und seine erfindungsgemäße Wirkung,
insbesondere im Hochvoltbereich, entfalten kann, wird es von Vorteil sein, die Erfindung
dahingehend weiterzubilden, dass der dielektrische Wellenleiter aus Materialien, insbesondere
Aluminiumoxid oder Teflon, mit einer Dielektrizitätskonstante > 1 gebildet ist. Durch
diese Weiterbildung wird schließlich auch sichergestellt, dass die Effizienz der Energieübertragung
weiter erhöht wird, da Abstrahlung, also ungewollter Leistungsverlust reduziert wird.
[0019] Nachfolgend werden die Erfindung und weitere Vorteile anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt die
- Figur 1
- als Ausführungsbeispiele erfindungsgemäße Ausgestaltungen des dielektrischen Wellenleiters,
- Figur 2
- eine vereinfachte schaltungstechnische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung in einem bevorzugten Einsatzgebiet,
- Figur 3
- als Ausführungsbeispiele zwei Varianten für eine Auskoppelanordnung gemäß Weiterbildungen
der Erfindung,
- Figur 4
- als Ausführungsbeispiel zwei Varianten der Verlängerung der Kriechstrecke gemäß Weiterbildungen
der Erfindung.
[0020] In Figur 1 sind zwei der möglichen Ausgestaltungen des dielektrischen Leiters dargestellt.
Eine erste Ausführungsvariante CYLINDRICAL und eine zweite Ausführungsvariante RECTANGULAR
sind beides stabförmig in die Länge gezogene massive Körper, wobei die erste Ausführungsvariante
CYLINDRICAL einen runden Querschnitt aufweist, während die zweite Ausführungsvariante
einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die gezeigten stabförmigen massiven Körper
CYLINDRICAL und RECTANGULAR können dabei auch durch Aneinanderreihen zu einem längeren
Gesamtkonstrukt gebildet werden.
[0021] In der Figur 2 ist eine vereinfachte schaltungstechnische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Anordnung zu sehen, welche auch ein Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt.
[0022] Zu erkennen ist eine Energieübertragungsanordnung in einem Hochspannungs- (Hochvolt-,
HV-) System, welche ausgehend von einem Hochfrequenzsignalgenerator HF_SIGNAL_GENERATOR
über einen Hochfrequenzverstärker HF_VERSTÄRKER unter Nutzung eines dielektrischen
Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER die galvanische Trennung und Übertragung
der Energie zu einer Gleichrichtereinrichtung GLEICHRICHTER derart bereitstellt, dass
die per Wellenleiter übertragene Energie einer Gleichrichtung unterworfen wird, so
dass die der Gleichrichtereinrichtung entnehmbare gleichgerichtete, also als Gleichspannung
vorliegende, Spannung einem an einer Hochspannungsleitung (HV Leitung) anliegenden
Endgerät ENDGERÄT verfügbar ist.
[0023] Um die Effizienz der elektronischen Bauteile möglichst hoch zu halten und aufgrund
von regulatorischen Bedingungen bzgl. des Abstrahlverhaltens kann das dargestellte
Ausführungsbeispiel derart weitergebildet sein, dass sich die Frequenzen des Hochfrequenzsignals
im Rahmen des ISM-Bandes 2,45 GHz und 5,8 GHz befinden. Ferner ist es von Vorteil,
wenn man zur effizienten Energieübertragung ein Material mit einem niedrigen tan δ
in einem solchen Rahmen der Übertragungsfrequenz verwendet.
[0024] Um den Wellenleiter DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER möglichst kompakt zu halten und die
Abstrahlung zu minimieren, ist die Dielektrizitätskonstante ε
r möglichst hoch gewählt. Beispielmaterialien, mit denen diese erfindungsgemäße Weiterbildung
erreicht wird, sind Aluminiumoxid oder Teflon.
[0025] Bei dem gezeigten Beispiel wird deutlich, dass es durch die Erfindung möglich wird,
anstelle durch mehrere unabhängige Lichtwellenleiter, durch einen Wellenleiter Energie
zu übertragen. Dabei birgt der im Ausführungsbeispiel gezeigte dielektrische Wellenleiter
DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER die Eigenschaft, nicht nur einen Verbraucher ENDGERÄT
zu versorgen, sondern mehrere, da erfindungsgemäß vor dem Ende des Leiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER
bereits Leistung ausgekoppelt und einem weiteren Verbraucher zugeführt werden kann.
[0026] Zusätzlich birgt diese Anordnung die Eigenschaft, dass sich nicht nur eine zum Schalten
benötigte Energie übertragen werden kann, sondern auch Daten wie beispielsweise Zeitinformation,
da hierfür die hochfrequenten elektrischen Signale der HF-Quelle HF_SIGNAL_GENERATOR
genutzt werden kann.
[0027] Dies ist eben möglich, da der dargestellte dielektrische Wellenleiter erfindungsgemäß
eingesetzt wird, in dem er elektromagnetische Wellen hoher Frequenz im mm-Wellen oder
Mikrowellenbereich in einem runden oder eckigen (vgl. Figur 1) stabförmig ausgeführten
Material mit einer Dielektrizitätskonstante > 1 führt.
[0028] Damit dieser Stab über die elektromagnetische Welle gleichzeitig sowohl Energie als
auch ein Kommunikationssignal, z.B. das Timing-Signal, übertragen kann, wird der Stab
über einen sog. Wellenleiterübergang WELLENLEITEREINKOPPLUNG, beispielsweise über
ein Koaxialkabel, auch Mikrostreifenleitung oder ähnliche diese Funktion zur Verfügung
stellenden Einrichtungen, an den Frequenzgenerator (Signalquelle) HF_SIGNAL_GENERATOR
mit geeignet gewählter und modulierbarer Ausgangsleistung des Frequenzgenerators HF_SIGNAL_GENERATOR
angeschlossen.
[0029] In Figur 3 sind an einem Auszug der vorhergehenden Darstellung dargestellte erfindungsgemäße
Weiterbildungen zu sehen, die sich als ein weiterer Vorteil des dielektrischen Wellenleiters
DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER ergeben und darin liegen, dass der dielektrische Wellenleiter
DIELEKTRISCHER WELLENREITER seine Leitereigenschaft technisch nicht nur zwischen seinen
zwei Endpunkten ausspielen kann, sondern sich auch mit ihm eine 1:n Übertragung mit
nur einem einzigen Leiter durchführen lässt.
[0030] Dies kann so ausgeführt sein, dass das Signal aus dem Wellenleiter über Löcher, wie
sie der dielektrische Wellenleiter DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER auf der rechten Seite
aufweist, oder Schlitze, wie sie der dielektrische Wellenleiter DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER
auf der linken Seite der Figur aufweist, entnommen und über eine Gleichrichtereinrichtung
GLEICHRICHTER zu dem jeweiligen Verbraucher zugeführt wird oder im einfachsten Fall
ganz ohne das Material des Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER zu strukturieren,
in Verbindung mit metallischen Leiterstrukturen, ausgekoppelt werden kann.
[0031] Diese, an verschiedenen Punkten auf dem dielektrischen Wellenleiter DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER
verorteten Auskopplungen für die Feldenergie können auf unterschiedlichem elektrischem
Potential liegen und sind aufgrund der Isolationseigenschaften des dielektrischen
Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER (gleich-)spannungsmäßig voneinander entkoppelt.
Die dabei auftretenden Potentialdifferenzen können prinzipbedingt sehr groß sein und
durch konstruktive Maßnahmen auch unter Anwendungsbedingungen erreicht werden.
[0032] Durch das Vorhandensein mehrerer Auskoppelstellen entlang des Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER
sinkt die im Wellenleiter DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER transportierte Energie entsprechend
der ausgekoppelten Leistung ab. Hierfür sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor,
die von der Welleneinspeisung (in der Figur 3 mit den Pfeilen gekennzeichnet) her
betrachtet erste Auskopplung schwächer als die später folgenden auszuführen (durch
die kleinere Dimension der des Schlitzes bzw. der Öffnung dargestellt), um damit beispielsweise
zu realisieren, dass an allen Auskoppelstellen die entnommene Leistung den gleichen
Wert aufweist, wenn dies gewünscht ist. Beispielsweise könnte also pro Auskoppelstelle
1 Watt (W) bei einer Signalleistung von insgesamt 3 W entnommen werden, damit muss
die erste Auskopplung, beispielsweise im Verhältnis der Dimension zueinander 1/3,
die zweite 1/2 und die dritte 1 betragen.
[0033] Diese Möglichkeit ist bei Wellenleiterübergängen und Auskopplungen gemäß der Erfindung
im Allgemeinen gegeben und kann zusammen mit der Möglichkeit mehrerer Auskopplungen
als wesentlicher Vorteil der dargestellten Ausführungsform angesehen werden.
[0034] In Figur 4 sind schließlich Ausgestaltungen dargestellt, die die Erfindung derart
weiterbilden, dass sie die so genannte Kriechstrecke zwischen HV-Potential und GND-Potential
(vgl. Figur 2) verlängern.
[0035] Hierzu gibt es beispielsweise die Möglichkeit, den Wellenleiter mit Schirmen zu versehen.
D.h. beispielsweise durch einen Isolator zu ummanteln. Diese Variante ist in der Figur
4 auf der linken Seite zu erkennen. Diese Beschirmung HOCHSPANNUNGS_ISOLATOR kann,
falls das ε
r des Isolators HOCHSPANNUNGS_ISOLATOR klein gegenüber dem des Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER
ist und somit die Eigenschaften nicht beeinflusst werden, direkt am Wellenleiter DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER
(nicht dargestellt) angebracht sein. Wenn sich der Schirm HOCHSPANNUNGS_ISOLATOR wie
dargestellt in einem gewissen Abstand befindet. Da der Rohrdurchmesser größer ist
als der Durchmesser des Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER, kann in diesem
durch den Abstand erzeugten Raum allgemein ein festes, flüssiges oder gasförmiges
Isolationsmedium einbracht werden und zwar derartig, dass die Eigenschaften des Wellenleiters
DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER, die elektromagnetische Welle im Dielektrikum zu führen,
nicht beeinträchtigt wird, sondern vielmehr die Übertragung sogar noch optimiert wird.
[0036] Die in der Figur 4 auf der rechten Seite angedeutete Meanderstruktur des dielektrischen
Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER verlängert den Weg der Kriechstrecke durch
Formgebung des Wellenleiters DIELEKTRISCHER_WELLENLEITER und kann daher auch ohne
Isolator HOCHSPANNUNGS_ISOLATOR auskommen.
[0037] Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
umfasst vielmehr alle durch die Ansprüche umfassten Ausführungsformen, welche für
die Energieübertragung in Hochvoltsystemen (HV-Umfeld) statt einer optischen Faser
einen dielektrischen Wellenleiter verwenden und u.a. die vorteilhaften Wirkungen entfaltet,
- dass eine oder mehr Auskoppelstellen des dielektrischen Wellenleiters zur gleichzeitigen
Entnahme von Information (z.B. Timing-Signale) an unterschiedlichen Stellen und gleicher
oder unterschiedlicher Leistungen auf verschiedenen Potentialen möglich sind, sowie
weitere Verbesserungen dieses Ansatzes der Verwendung des dielektrischen Wellenleiters
zur Informations- und/oder Leistungsübertragung im HV-Umfeld aufgrund Beschirmung
und/oder Meanderstruktur erreicht werden, genutzt werden, dass Mikrowellenleistung
im Bereich einiger Watt zu erzeugen ist und dies mit geringen Hardwarekosten, was
ebenso für die Übertragung der Leistung mit dem dielektrischen Leiter gilt,
- ferner den Vorteil aufweist, dass Toleranzanforderungen bei der Montage entsprechender
Komponenten entspannt sind und zudem die Stückelung eines dielektrischen Wellenleiters
aus Einzelstäben kürzerer Länge einfach möglich ist und keine anspruchsvollen Fügetoleranzen
erfordert,
- dass die Wellenleiter zudem kostengünstig ist, wenn sie durch Kunststoffspritzguss
oder Extrusion hergestellt werden. Falls sie aus Keramik, z.B. Aluminiumoxid, gefertigt
sind, kann der Wellenleiter gleichzeitig zum Entwärmen von Schaltungsteilen eingesetzt
werden, sowie
- ferner gegeben ist, dass Redundanzkonzepte sehr einfach realisiert werden, wenn beispielsweise
quellenseitig bei Bedarf zwei oder mehr n Hochfrequenzquellen gleichzeitig auf dem
Wellenleiter arbeiten und/oder auskoppelseitig bei Bedarf auch zwei oder mehr unabhängige
Koppler realisiert werden, die alle die geforderte Betriebsleistung und das Timingsignal
unabhängig voneinander aus dem Wellenleiter entnehmen.
1. Anordnung zur galvanisch getrennten Energieübertragung mit Spannungen im Hochvoltbereich,
einen dielektrischen Wellenleiter mit einem Signaleingang, einer ersten Auskoppelstelle
und einer zweiten Auskoppelstelle umfassend, derart ausgestaltet, dass die Energieübertragung
durch den dielektrischen Wellenleiter erfolgt, wobei die Ausgestaltung der Auskopplung
der ersten Auskoppelstelle und/oder der Abstand der ersten Auskoppelstelle zum Signaleingang
des Wellenleiters und die Ausgestaltung der Auskopplung der zweiten Auskoppelstelle
und/oder der Abstand der zweiten Auskoppelstelle zum Signaleingang des Wellenleiters
derart zueinander variiert ausgestaltet ist, dass der Wert einer an der ersten und
zweiten Ankoppelstelle entnommenen Leistung gleich ist, wobei die Anordnung außerdem
mindestens eine erste Gleichrichtereinrichtung und mindestens eine zweite Gleichrichtereinrichtung
umfasst, und wobei der dielektrische Wellenleiter mit der mindestens einen ersten
Gleichrichtereinrichtung und der mindestens einen zweiten Gleichrichtereinrichtung
eine funktionale Verbindung derart aufweist, dass die erste Gleichrichtereinrichtung
eingangsseitig zu der entlang der Länge des Wellenleiters verorteten ersten Auskoppelstelle
entlang der Länge des dielektrischen Wellenleiters eine leitende Verbindung aufweist
und die zweite Gleichrichtereinrichtung eingangsseitig zu der entlang der Länge des
Wellenleiters verorteten zweiten Auskoppelstelle eine leitende Verbindung aufweist
und zum Signaleingang des Wellenleiters sowie zueinander einen Abstand aufweisen,
und wobei die funktionale Verbindung als am Abstand verortete zur Auskopplung von
Leistung ausgestaltete Löcher, Schlitze und/oder an der Auskoppelstelle angebrachte
Leiterstrukturen ausgebildet sind.
2. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am dielektrischen Wellenleiter mindestens eine elektrisch isolierende Abschirmungseinrichtung
angeordnet ist.
3. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Abschirmungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass deren Dielektrizitätskonstante
kleiner ist als die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Wellenleiters und
unmittelbar am Wellenleiter angebracht ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Abschirmungseinrichtung derart angeordnet ist, dass zwischen dem
dielektrischen Wellenleiter und der Abschirmung Raum erzeugender Abstand besteht.
5. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Raum mit, insbesondere einem festen, flüssigen oder gasförmigen, Isolationsmedium,
insbesondere mit einer Dielektrizitätskonstante, die niedriger als die Dielektrizitätskonstante
des dielektrischen Wellenleiters ist, gefüllt ist.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter aus mindestens einem als, insbesondere eckigem und/oder rundem,
stabförmigen Körper ausgebildet ist.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des dielektrischen Wellenleiters ein so genannter, insbesondere als
Koaxialkabel oder Mikrostreifenleiter ausgestalteter, Wellenleiterübergang funktional
verbunden ist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Wellenleiter aus Materialien, insbesondere Aluminiumoxid oder Teflon,
mit einer Dielektrizitätskonstante > 1 gebildet ist.
1. Arrangement for galvanically separated energy transmission with voltages in the high-voltage
range, comprising a dielectric waveguide having a signal input, a first decoupling
point and a second decoupling point, configured such that energy is transmitted via
the dielectric waveguide, wherein the decoupling arrangement of the first decoupling
point and/or the clearance of the first decoupling point to the signal input of the
waveguide, and the decoupling arrangement of the second decoupling point and/or the
clearance of the second decoupling point to the signal input of the waveguide are
mutually variable, such that the value of power tapped at the first and second decoupling
point is equal, wherein the arrangement moreover comprises a first rectifier device
and at least one second rectifier device, and wherein the dielectric waveguide has
a functional connection to the at least one first rectifier device and the at least
one second rectifier device, such that the first rectifier device, on its input side,
has a conductive connection along the length of the dielectric waveguide to the first
decoupling point which is located along the length of the waveguide, and the second
rectifier device, on its input side, has a conductive connection to the second decoupling
point which is located along the length of the waveguide, arranged with a clearance
to the signal input of the waveguide and with a mutual clearance, and wherein the
functional connection is configured in the form of holes or slots arranged within
the clearance and designed for the decoupling of power and/or conductive structures
fitted to the decoupling point.
2. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one electrically-insulating screening device is arranged on the dielectric
waveguide.
3. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that the insulating screening device
is configured such that the dielectric constant thereof is smaller than the dielectric
constant of the dielectric waveguide, and is directly fitted to the waveguide.
4. Arrangement according to one of Claims 2 to 3, characterized in that the insulating screening device is configured such that a space-forming clearance
is provided between the dielectric waveguide and the screening.
5. Arrangement according to the preceding claim, characterized in that said space is filled, specifically with a solid, liquid or gaseous insulating medium,
specifically having a dielectric constant which is lower than the dielectric constant
of the dielectric waveguide.
6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguide is comprised of at least one bar-type body in particular of rectangular
and/or cylindrical design.
7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a so-called waveguide junction, specifically configured as a coaxial cable or microstrip
conductor, is functionally connected at one end of the dielectric waveguide.
8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the dielectric waveguide is formed of materials, specifically aluminum oxide or Teflon,
having a dielectric constant greater than 1.
1. Agencement de transport d'énergie, séparé galvaniquement, à des tensions dans la plage
de la haute tension, comprenant un guide d'onde diélectrique, ayant une entrée de
signal, un premier point de découplage et un deuxième point de découplage, conformé
de manière à ce que le transport d'énergie s'effectue par le guide d'onde diélectrique,
la conformation du découplage du premier point de découplage et/ou la distance du
premier point de découplage à l'entrée du signal du guide d'onde et la conformation
du découplage du deuxième point de découplage et/ou la distance du deuxième point
de découplage à l'entrée du signal du guide d'onde étant conformées de manière à varier
l'une par rapport à l'autre, de manière à ce que la valeur d'une puissance prélevée
au premier et au deuxième points de couplage soit la même, l'agencement comprenant,
en outre, au moins un premier dispositif redresseur et au moins un deuxième dispositif
redresseur, et dans lequel
le guide d'onde diélectrique a, avec le au moins un premier dispositif redresseur
et le au moins un deuxième dispositif redresseur, une liaison fonctionnelle, de manière
à ce que le premier dispositif redresseur ait une liaison conductrice, le long de
la longueur du guide d'onde diélectrique, du côté de l'entrée avec le premier point
de découplage localisé le long de la longueur du guide d'onde et de manière à ce que
le deuxième dispositif redresseur ait une liaison conductrice du côté de l'entrée
avec le deuxième point de découplage localisé le long du guide d'onde et qu'ils aient,
par rapport à l'entrée du signal du guide d'onde ainsi qu'entre eux, une distance
et dans lequel la liaison fonctionnelle est constituée sous la forme de trous de fentes
et/ou de structures conductrices montées au point de découplage conformés en étant
localisés à distance pour le découplage de la puissance.
2. Agencement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un dispositif de blindage isolant électriquement est monté sur le guide d'onde
diélectrique.
3. Agencement suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de blindage isolant est conformé de manière à ce que sa constante diélectrique
soit plus petite que la constante diélectrique du guide d'onde diélectrique et en ce qu'il est monté directement sur le guide d'onde.
4. Agencement suivant l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de blindage isolant est disposé de manière à ce qu'il y ait une distance
produisant de l'espace entre le guide d'onde diélectrique et le blindage.
5. Agencement suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que cet espace est rempli, notamment d'un milieu isolant solide, liquide ou gazeux, ayant
notamment une constante diélectrique, qui est plus petite que la constante diélectrique
du guide d'onde diélectrique.
6. Agencement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide d'onde est constitué d'au moins une pièce en forme de barreau, notamment
polygonale et/ou circulaire.
7. Agencement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à une extrémité du guide d'onde diélectrique est reliée, fonctionnellement, ce que
l'on appelle une transition de guide d'onde, conformée notamment sous la forme d'un
câble coaxial ou d'un microruban.
8. Agencement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide d'onde diélectrique est en des matériaux, notamment en oxyde d'aluminium
ou en téflon, ayant une constante diélectrique > 1.