用于电力线通信的磁通量抵消制造技术

一种装置，包括耦合到电力线的信号变压器和信号传送、接收或检测电路。传感器被配置成对信号变压器的铁氧体磁芯中生成的磁通量或电力线电流作出响应。当传感器指示电力线电流垫生成的磁通导致信号强度衰减时，第二电路通过磁通抵消绕组生成电流，该磁通抵消绕组抵消了由电力线电流生成的至少一些磁通。

【技术实现步骤摘要】
用于电力线通信的磁通量抵消相关申请的交叉引用本申请要求2019年9月30日提交的美国临时专利申请No.62/907,949的优先权。上述申请的全部公开通过引用整体并入。
技术介绍
本公开涉及电子组件和包含电子组件的设备。电力线通信技术可以将某一信号频率的电力线通信载波信号(例如，通信信号)应用于直流或交流电力导体(电力线)，例如在1千赫兹(KHz)到100兆赫(MHz)之间的调制。通信信号可以被编码以在同一电力线上的电力设备之间传送数字数据。信号变压器可用于将调制施加于电力线。信号变压器可以包括铁氧体磁芯和导体绕组。当电压和/或电流被施加到一个导体的绕组上时，在铁氧体磁芯中感应磁通量，以及该磁通量在电力线导体的绕组上感应不同的电压/电流。信号变压器可用于检测电路问题，如故障组件的电噪声、接触弧，或使用传输线技术检测沿电路路径的阻抗变化。在用信号变压器检测电路问题时，可以沿着电力线传送或接收通信信号。故障信号(例如电弧信号)和/或缺陷信号可由电路的故障生成。故障信号和/或缺陷信号可沿电力线传送或接收。在某些情况下，电力线可能有大量的DC或AC电流流动，这可能需要大的信号变压器，以便铁氧体磁芯的饱和电流大于信号变压器的电力线绕组的最大额定电流(或电力线额定电流)。铁氧体磁芯的饱和电流可以足够高，以防止电力线电流使磁芯饱和，以及传送和/或接收信号(例如通信信号，故障信号，缺陷信号，等等)。
技术实现思路
下面的概要是一些专利技术概念的简短概要，仅用于说明目的，而不是广泛的概述，并且不旨在识别主要的或关键的元素，或者限制或约束详细描述中的专利技术和示例。本领域技术人员将从详细描述中认识其他新颖的组合和特征。磁通抵消装置可包括铁氧体磁芯、围绕铁氧体磁芯的电力线绕组、用于接收或传送电力线上的信号(例如通信信号、故障信号、缺陷信号等)的信号绕组、以及防止电力线使铁氧体磁芯饱和的磁通抵消绕组。磁通抵消电路可监测传感器值；并且基于传感器值，调整通过磁通抵消绕组的电流，以便信号绕组在铁氧体磁芯中具有足够的可用磁畴，以通过电力线发送或接收信号。例如，传感器可以是电流传感器，其被配置成测量电力线上的电流，并使用磁通抵消绕组和电路，将从电力线电流产生的磁通量限制到铁氧体磁芯的总饱和电流的固定极限。例如，传感器可以是信号功率传感器，并且磁通抵消电路可以监测传感器值，以确保信号强度(例如通信信号或故障信号或缺陷信号的强度)等于参考值。当信号强度低于参考值时，通过磁通抵消绕组的电流可能增大；以及当信号强度高于参考值时，通过磁通抵消绕组的电流可能减小。例如，电力线通信技术可以使用电流变压器中的磁通量的校准，来执行通过电力线的直流电流或交流电流产生的磁通量的抵消。当电力线中没有电力传输时，可通过测量电力线通信载波信号产生的磁信号通量(在铁氧体磁芯中产生)，在电力设备的设置或启动过程中来进行校准。在电力设备运行期间，当电力线电流流过变压器时，通过信号变压器的独立绕组施加反向磁通量，以便使信号强度维持在与没有电流流过电力线时相同的水平。模拟和/或数字电路可用于监测信号功率，并基于信号功率驱动适当的电流通过磁通抵消绕组。如上所述，本概要仅仅是本文所描述的一些方面和特征的概要。它不是详尽无遗的，也不是对权利要求书的限制。附图说明关于以下说明书、权利要求书和附图，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。本公开以示例的方式示出，而不受附图的限制。在附图中，相同的数字指称相似的元素。图1A示意性地示出用于单个变压器上的磁通抵消电路的示例图。图1B示意性地示出了用于两个变压器上的磁通抵消电路的示例图。图2示意性地示出了用于磁通抵消的电路的示例图。图3A示意性地示出了用于磁通抵消的示例电路的框图。图3B示意性地示出了用于磁通抵消的示例的模拟电路的框图。图3C示意性地示出了用于磁通抵消的示例的模拟电路的框图。图3D示意性地示了出用于磁通抵消的示例的数字电路的框图。图4示出了用于通量校准的方法的流程图。图5A示出了锁定到带通信号强度的磁通抵消方法的流程图。图5B示出了锁定到混频器信号强度的磁通抵消方法的流程图。图5C示出了锁定到低通信号强度的磁通抵消方法的流程图。图6示出了锁定到电流强度的磁通抵消方法的流程图。图7A示意性地示出了具有磁通抵消的电力设备。图7B示意性地示出了具有使用电流传感器的磁通抵消的电力设备。图7C示意性地示出了具有磁通抵消电路的发电系统。具体实施方式构成本公开一部分的附图示出了本公开的示例。应当理解，附图中所示和/或本文中讨论的示例是非排他性的，并且还有关于如何实施本公开的其他示例。本文公开了磁通抵消装置、设备、系统和方法。传感器读数可用于驱动磁通抵消电路，用于抵消来自信号变压器、扼流器、电感器等的铁氧体磁芯中的电力线的磁通。该传感器可被配置成测量电压、电流、信号强度、等等，并且基于该测量，可以与电力线绕组的取向相反的反向取向，驱动电流通过围绕铁氧体磁芯的绕组。术语反向取向意思是当向这些绕组施加正电流时，通过磁芯以相反方向产生磁场的绕组的取向。只要电力线电流频率与通信信号、检测信号等的通信信号频率之间存在显著差异，电力线电流可以是直流(DC)或交流电流(AC)。例如，通信信号可以具有60千赫兹(KHz)的频率，并且电力线可以具有DC电流。例如，电弧检测电路可以接收104KHz的信号，并且电力线在50HzAC下工作。例如，通信信号可以具有用于传送的80KHz的频率和用于接收的100KHz的频率，并且电力线可以具有DC电流。通信信号可以具有1KHz和800KHz之间的频率。通信信号可以具有10KHz和400KHz之间的频率。通信信号可以具有40KHz和400KHz之间的频率。通信信号可以具有40KHz和200KHz之间的频率。通信信号可以具有在50KHz和150KHz之间的频率。现在参考图1A，其示意性地示出用于在单个变压器(例如，具有铁氧体磁芯101的变压器)上的磁通抵消的电路100的示例图。电力电路104可以包括元器件和DC电力线(DC+和DC-)。DC电力线可以包括DC电流或低频AC电流。如本文所用，术语“低频”意思是低于1KHz的频率。在本示例中，这被认为是低频，因为通信信号可以基本上高于1KHz，例如信号频率在10KHz和100兆赫兹(MHz)之间。应当理解，电力线中使用的低频的极限可以是DC电力线、50HzAC电力线、60HzAC电力线、等等。DC电力线可连接至围绕信号变压器的铁氧体磁芯101的至少一个绕组，如101A和101B处。信号传送或接收电路102可以连接到围绕磁芯101的绕组101C，其中绕组101C和电路102可以被配置成传送或接收等于或高于1KHz的频率范围的信号。磁通抵消电路103可以连接到磁通抵消绕组101D，以及由电路103生成的电流Icomp流过绕组101D以抵消由绕组101A和101B生成的通量。电路103可以包括传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n铁氧体磁芯；/n围绕铁氧体磁芯缠绕的第一绕组，其中所述第一绕组被配置成使用电力线连接到发电系统；/n第二绕组，其被配置成使用所述铁氧体磁芯在所述电力线上传送或接收信号，其中所述第二绕组围绕所述铁氧体磁芯缠绕并连接到第一电路；/n传感器；/n围绕所述铁氧体磁芯缠绕的第三绕组；以及/n连接到所述第三绕组和所述传感器的第二电路，其中所述第二电路和所述第三绕组被配置成产生磁通量，所述磁通量至少部分地抵消所述第一绕组在所述铁氧体磁芯中产生的磁通量。/n

【技术特征摘要】
20190930 US 62/907,9491.一种装置，包括：
铁氧体磁芯；
围绕铁氧体磁芯缠绕的第一绕组，其中所述第一绕组被配置成使用电力线连接到发电系统；
第二绕组，其被配置成使用所述铁氧体磁芯在所述电力线上传送或接收信号，其中所述第二绕组围绕所述铁氧体磁芯缠绕并连接到第一电路；
传感器；
围绕所述铁氧体磁芯缠绕的第三绕组；以及
连接到所述第三绕组和所述传感器的第二电路，其中所述第二电路和所述第三绕组被配置成产生磁通量，所述磁通量至少部分地抵消所述第一绕组在所述铁氧体磁芯中产生的磁通量。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号包括电弧生成的噪声，以及其中所述第一电路包括电弧检测电路。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述传感器包括电流传感器，以及其中所述第二电路被配置成：
监测传感器值；
基于所述传感器值计算电力线的电流值；
比较所述电流值与参考值；以及
基于所述电流值与所述参考值的比较，施加抵消磁通量。


4.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号包括通信信号，以及其中所述第一电路包括通信电路。


5.根据权利要求4所述的装置，其中所述第二电路被配置成：
响应于通信电路激活，而监测传感器值；
使用所述传感器值计算通信信号的信号值；
比较所述信号值与参考值；以及
基于所述信号值与所述参考值的比较，在与第一绕组的取向相反的反向取向上施加抵消磁通量。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述铁氧体磁芯包括磁通量饱和极限，以及其中当没有...

【专利技术属性】
技术研发人员：M马内利斯，G利特马诺维奇，D布拉金斯基，
申请(专利权)人：太阳能安吉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL