一種磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)輸電線路在線感應(yīng)取能，并通過動(dòng)態(tài)反饋調(diào)節(jié)鐵芯磁通以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓電源輸出的裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，越來越多的監(jiān)測設(shè)備需要安裝在輸電導(dǎo)線上。由于設(shè)備工作在高壓電位，無法從低壓側(cè)直接對(duì)其供電，目前采用的供電方式主要有電池供電、太陽能供電、激光傳能和互感器感應(yīng)取電等等。其中感應(yīng)取電方式經(jīng)過近年來的技術(shù)積累和改進(jìn)完善，已開始逐步應(yīng)用到工程現(xiàn)場，但是由于輸電導(dǎo)線的電流變化具有不確定性，需要取電裝置不但能夠在小電流下工作，而且可以在大電流下長期可靠運(yùn)行，同時(shí)還能適應(yīng)電流的不斷變化，保持穩(wěn)壓輸出。
[0003]在輸電線路的大電流及變化電流下，電磁感應(yīng)所能取得的能量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載所消耗的能量，并且不斷波動(dòng)，這就需要進(jìn)行有效的控制，防止損壞負(fù)載，目前采用的技術(shù)主要有能量泄放、繞組補(bǔ)償、間歇式充能等方法。
[0004]能量泄放方式一般采用大功率的可調(diào)泄放負(fù)載進(jìn)行分流，將多余的能量以熱能方式泄放出去，發(fā)熱量大，難以保障長期穩(wěn)定運(yùn)行；繞組補(bǔ)償方式采取在同一鐵芯上設(shè)置補(bǔ)償繞組以抵消一次電流，調(diào)節(jié)磁通進(jìn)而控制大電流下二次側(cè)的感應(yīng)電壓，一般通過繼電器控制補(bǔ)償繞組的投入和退出，不能連續(xù)調(diào)節(jié)，難以適應(yīng)一次電流的快速變化；間歇式充能采用大電容或電池組進(jìn)行充電儲(chǔ)能后再進(jìn)行二次穩(wěn)壓輸出，一次電流過大時(shí)，利用繼電器、可控硅等器件頻繁通斷充電回路來控制能量的輸入，這種方式需要頻繁切換，開關(guān)器件負(fù)荷重，輸出穩(wěn)壓精度不高，并且存在壽命問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置及其方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置，由鐵芯、取能繞組、反饋控制繞組、整流濾波電路、功率分配電路和動(dòng)態(tài)反饋控制電路組成，其特征在于:鐵芯上分別繞有取能繞組和反饋控制繞組，取能繞組通過整流濾波電路連接功率分配電路和負(fù)載；功率分配電路連接動(dòng)態(tài)反饋控制電路和負(fù)載，動(dòng)態(tài)反饋控制電路連接反饋控制繞組、負(fù)載。
[0007]根據(jù)以上所述的一種磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置，其特征在于所述的功率分配電路包括電源開關(guān)和電壓觸發(fā)電路，電源開關(guān)設(shè)在整流濾波電路與動(dòng)態(tài)反饋電路之間，電壓觸發(fā)電路并聯(lián)在整流濾波電路的輸出端，電壓觸發(fā)電路用于控制連接的電源開關(guān)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)反饋電路的通斷。
[0008]根據(jù)以上所述的一種磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置，其特征在于所述的動(dòng)態(tài)反饋電路包括電壓采樣電路、壓頻轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)調(diào)制電路，與負(fù)載連接的電壓采樣電路將采集到的電壓信號(hào)傳送到壓頻轉(zhuǎn)換電路，通過壓頻轉(zhuǎn)換元件，將該電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波信號(hào)傳送到信號(hào)調(diào)制電路，信號(hào)調(diào)制電路通過功率放大元件產(chǎn)生一個(gè)工頻交流電流，該交流電流傳送到反饋控制繞組。
[0009]一種磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電方法，由鐵芯、取能繞組、反饋控制繞組、整流濾波電路、功率分配電路和動(dòng)態(tài)反饋控制電路組成取電裝置，輸電導(dǎo)線穿過鐵芯，鐵芯上分別繞有取能繞組和反饋控制繞組，取能繞組通過整流濾波電路連接功率分配電路和負(fù)載；功率分配電路連接動(dòng)態(tài)反饋控制電路和負(fù)載，動(dòng)態(tài)反饋控制電路連接反饋控制繞組、負(fù)載；其特征在于:取能繞組通過從輸電導(dǎo)線獲得能源，并同時(shí)由功率分配電路進(jìn)行控制，將多余的能量輸入動(dòng)態(tài)反饋控制電路，動(dòng)態(tài)反饋控制電路給反饋控制繞組施加一個(gè)經(jīng)過調(diào)制的電流信號(hào)，此電流信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)與取能繞組方向相反的交變磁場，以減小鐵芯內(nèi)部的磁通，減少功率輸出，以解決傳統(tǒng)感應(yīng)取電方案大電流發(fā)熱嚴(yán)重、可調(diào)節(jié)性差，變化電流下控制精度低等問題。
[0010]根據(jù)以上所述的一種磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電方法，其特征在于:取能繞組感應(yīng)獲取交流感應(yīng)電流，通過整流濾波電路轉(zhuǎn)換為直流，為負(fù)載提供所需的功率；當(dāng)輸電導(dǎo)線電流過大時(shí)，功率分配電路可將多余的能量輸入動(dòng)態(tài)反饋控制電路，功率分配電路的工作原理是:在整流濾波電路的輸出端設(shè)有電壓觸發(fā)電路，用于監(jiān)測負(fù)載電壓，當(dāng)電壓達(dá)到設(shè)定電壓后，發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，使得電源開關(guān)接通，為動(dòng)態(tài)反饋控制電路供電；當(dāng)負(fù)載電壓低于觸發(fā)電壓時(shí)，表明一次電流過低，無法輸出足夠的功率，此時(shí)電源開關(guān)關(guān)斷，動(dòng)態(tài)反饋控制電路斷電；動(dòng)態(tài)反饋控制電路包含電壓采樣電路、壓頻轉(zhuǎn)換電路及信號(hào)調(diào)制電路；電壓采樣電路實(shí)時(shí)監(jiān)測負(fù)載電壓，并由壓頻轉(zhuǎn)換電路通過壓頻轉(zhuǎn)換元件，將該電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波信號(hào)，方波的頻率與電壓值成正比，當(dāng)電壓較高時(shí)，方波頻率升高，當(dāng)電壓降低時(shí)，方波頻率也降低；將該方波頻率信號(hào)輸入信號(hào)調(diào)制電路調(diào)制成一個(gè)相應(yīng)電流值的交流信號(hào)輸入反饋控制繞組，由該繞組產(chǎn)生一個(gè)與取能繞組反方向的交變磁場，以改變鐵芯內(nèi)部的磁通，通過對(duì)鐵芯磁通的精確控制，進(jìn)而控制取能繞組的輸出電流大小，自動(dòng)適應(yīng)一次電流的變化，使得整流濾波后的電壓值穩(wěn)定在設(shè)定值上，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，并抑制過大的能量進(jìn)入取能繞組。
[0011]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:使取能裝置通過對(duì)鐵芯磁通的精確控制，自動(dòng)適應(yīng)一次電流的變化，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，以抑制取能繞組獲得過大的能量，以解決傳統(tǒng)感應(yīng)取電裝置大電流發(fā)熱現(xiàn)象、可調(diào)節(jié)性差，控制精度低，電壓波動(dòng)大等問題，從根源上解決了大電流下過多的能量從取能繞組進(jìn)入的問題。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置實(shí)施例的組成框圖；
圖2為功率分配電路原理圖；
圖3為動(dòng)態(tài)反饋控制電路原理圖。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1為本發(fā)明磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置實(shí)施例的組成框圖；磁通反饋調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)取電裝置，由鐵芯101、取能繞組102、反饋控制繞組103、整流濾波電路104、功率分配電路106和動(dòng)態(tài)反饋控制電路105組成，鐵芯101上分別繞有取能繞組102和反饋控制繞組103，取能繞組通過整流濾波電路104連接功率分配電路106和負(fù)載107 ;功率分配電路連106接動(dòng)態(tài)反饋控制電路105和負(fù)載107，動(dòng)態(tài)反饋控制電路105連接反饋控制繞組103、負(fù)載107 ;圖2為功率分配電路原理圖；功率分配電路包括電源開關(guān)302和電壓觸發(fā)電路301，電源開關(guān)302設(shè)在整流濾波電路104與動(dòng)態(tài)反饋電路105之間，電壓觸發(fā)電路301并聯(lián)在整流濾波電路的輸出端，電壓觸發(fā)電路301用于控制連接的電源開關(guān)302，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)反饋電路105的通斷；圖3為動(dòng)態(tài)反饋控制電路原理圖，動(dòng)態(tài)反饋電路105包括電壓采樣電路401、壓頻轉(zhuǎn)換電路402和信號(hào)調(diào)制電路403，與負(fù)載連接的電壓采樣電路401將采集到的電壓信號(hào)傳送到壓頻轉(zhuǎn)換電路402，通過壓頻轉(zhuǎn)換元件，將該電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定頻率的方波信號(hào)傳送到信號(hào)調(diào)制電路403，信號(hào)調(diào)制電路403通過功率放大元件產(chǎn)生一個(gè)工頻交流電流，該交流電流傳送到反饋控制繞組103。
[0015]配合上述磁通反饋調(diào)節(jié)