WO2003107561A1 - Procedimiento y dispositivo de compensación de campo magnético de baja frecuencia en una unidad de acoplamiento de señal inductiva - Google Patents

Procedimiento y dispositivo de compensación de campo magnético de baja frecuencia en una unidad de acoplamiento de señal inductiva Download PDF

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WO2003107561A1
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current
magnetic field
compensation
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Jorge Vicente Blasco Claret
Antonio Poveda Lerma
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Diseño De Sistemas En Silicio, S.A.
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G01R15/185—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors

Definitions

  • the present invention refers to a method and a device that make it possible to perform the compensation of the low frequency magnetic field that occurs in an inductive coupling unit.
  • the invention is preferably applicable for the injection of high frequency signals on the electrical network by means of an inductive coupling unit, and aims to minimize the insertion losses of a high frequency signal on the electrical network, for which it avoids the effect of magnetic saturation that occurs on the inductive coupling unit.
  • the way to perform the injection depends mainly on the transmission medium used.
  • inductive coupling units which are usually constituted by current transformers that are placed around the power conductors in which it is desired to induce the signal.
  • the operation is based on the principle that variable currents in time generate variable magnetic fields over time and vice versa.
  • the radio frequency (RF) current that is to be injected generates a variable magnetic field (in time, and therefore a magnetic flux that is also variable over time) inside the ferromagnetic core of the coupling unit and, on the other hand, the flow variation magnetic current around a conductor induces a current proportional to said variation.
  • the present invention allows the inductive coupling to be carried out without saturation of the ferromagnetic core and without additional insertion losses occurring.
  • the invention consists in a method of low frequency magnetic field compensation in an inductive signal coupling unit, in which
  • the coupling unit comprises a magnetic core that surrounds a conductor through which a low frequency current flows to inject a high frequency signal.
  • the method of the invention is characterized in that it provides a selective detection of the current flowing through the conductor or of the magnetic field generated in the coupling unit, in order to subsequently obtain a compensation current from the value obtained in the detection carried out, said injection current being generated with an external source, by the equipment itself that wants to transmit the high frequency signal on the network or automatically by induction on a winding around the coupler.
  • the compensation current obtained in the coupling unit is injected through a low-pass filter which has a high impedance in the high-frequency signal that it is desired to inject.
  • the fact of injecting the compensation current causes the inductive coupling unit to generate an equal magnetic field opposite to that produced by the current flowing through the conductor, thereby avoiding saturation of the magnetic core. of the inductive coupling unit without adding insertion losses of the signal to be transmitted, obtaining the maximum performance.
  • the invention has been specially designed to send high frequency signals through the electrical network through which a low frequency current flows.
  • the detection of the magnetic field is carried out in the ferromagnetic core of the coupling unit of the inductive signal.
  • the detected magnetic field is compared with a reference signal to obtain the compensation current, so that the The signal of the measurement of the magnetic field remains practically the same as the reference signal, where said reference signal is between 0 and a value such that it prevents the coupling unit from entering saturation, that is to say that the signal inside the The ferromagnetic core of the coupling unit never exceeds the maximum flow density it is capable of withstanding.
  • the detection is carried out by measuring the current flowing through the electrical network.
  • the injection of the compensation current obtained is carried out by means of a compensation winding which is applied to the ferromagnetic core of the coupling unit of the inductive signal through a low-pass filter which has a high impedance for the high-frequency signals that you want to inject.
  • the measurement of the current flowing through the conductor is made by a winding arranged on a ferromagnetic core that is independent of the coupling unit of the inductive signal.
  • the invention also provides that the detection, the obtaining of the compensation current, and the injection of said current are carried out simultaneously by placing a winding of a single turn around a double core forming the ferromagnetic core of the coupling unit.
  • the invention also relates to a low frequency magnetic field compensation device in an inductive signal coupling unit operating according to the aforementioned method.
  • the device of the invention comprises a detector that is selectively constituted by a current detector that circulates through the conductor or by a magnetic field detector generated in the coupling unit.
  • the device of the invention comprises a control module by means of which a compensating current is calculated and generated, starting from the value obtained in the detector.
  • the current generated by the control module is injected into the conductor by means of a compensation winding arranged on the ferromagnetic core of the coupling unit, and through a filter of high impedance for the high frequencies that prevents the signal to be injected high. frequency is affected by the injection of the compensation current.
  • the injection of the compensation current causes a magnetic field in the ferromagnetic core in the opposite direction to that produced by the current flowing through the conductor, in such a way that the saturation of the magnetic core of the inductive coupling unit is avoided. so no insertion losses are added, obtaining the maximum performance in the transmission of the signals through the electrical network.
  • the detector is constituted by a device for measuring the magnetic field within the ferromagnetic core of the coupling unit.
  • the signal provided by the detector is compared to a reference signal, which is preferably 0, and is applied to the control module so that it generates the compensation current to obtain a detector signal equal to the reference signal.
  • the current generated by the control module is injected through a low-pass filter and through a compensation winding arranged around the ferromagnetic core of the coupling unit of the inductive signal.
  • the device of the invention also provides that it comprises a single loop around a double core constituting the ferromagnetic core of the coupling unit for performing simultaneously the detection, the obtaining of the compensation current and the injection of said current.
  • Figure 1 Schematically represents an inductive coupler of the state of the art in which the problem of saturation of the ferrite core can appear.
  • Figure 2. Represents an embodiment of the device of the invention that performs magnetic field detection to inject the compensation current.
  • Figure 3. Represents an embodiment of the device of the invention in which the current in the conductor is measured and the compensation current is automatically injected.
  • Figure 4.- represents another example of embodiment of the device in which the current in the cable is measured and the compensation current is automatically injected.
  • Figure 5. Represents another embodiment of the device in which, as in the case of the previous figure, the current in the conductor is measured and the compensation current is automatically injected.
  • Figure 6. Represents another example of embodiment of the device in which the detection, the obtaining of the compensation current and the injection of said current is carried out simultaneously by means of a single turn.
  • the embodiments of the invention refer to the injection of a certain signal on a conductor of the electrical network, through which a low frequency current 1 flows, and on which it is desired to inject a high frequency signal.
  • inductive couplers to inject a certain signal on a conductor through which a current flows 1.
  • the inductive coupler is constituted by a ferromagnetic core 30 disposed around the conductor on which it is desired to inject the signal, and in which includes a winding 31 to which a current 2 is applied that generates a magnetic field 4 on the ferromagnetic core 30, which induces a current in the conductor.
  • This device has the drawback that current 1 circulating in the conductor also generates a magnetic field 3 on the ferromagnetic core
  • FIG. 2 shows an example of an embodiment in which a Hall effect sensor 5 which needs a power supply source is arranged in the ferromagnetic core 30. external to operate (not shown in the figure).
  • the current 1 flowing through the conductor generates a magnetic field 3 on the ferromagnetic core 30, which is detected by the sensor 5 whose signal obtained is delivered to a low pass filter 6 that softens the obtained signal.
  • the detected and filtered signal has been referenced with the number 20, which is applied to a comparator 32 which in turn receives a reference signal 21, and which is also connected to a control module 7, which calculates and generates a compensation current to maintain the signal 20 equal to the value of the reference signal 21.
  • the compensation current is applied through a power stage 8 and a radio frequency shock 9 to a winding 33 arranged on the ferromagnetic core 30, producing in it a magnetic field 4 equal and opposite to the field 3 produced by the current 1, so that a compensation of the magnetic field 3 occurs, so that the ferromagnetic core 30 is not saturated, so that induces current 2 over the conductor without additional insertion losses.
  • the ferromagnetic core 16 is a power transformer, not suitable for radiofrequency, that is to say it has a very high magnetic permeability at low frequencies and very low at high frequencies; while the ferromagnetic core 17 is suitable for radiofrequency; that is, it has very low magnetic permeability at low frequency and very high at high frequency.
  • the detection and obtaining of the compensation current is carried out simultaneously by placing a winding around the double ring of the coupler.
  • the magnetic induction, produced by the current passing through the cable, is detected by the winding and generates on it the current that later serves to perform the compensation.
  • the magnetic field 3 is only induced in the ferromagnetic core 16 and the magnetic field 4 in the ferromagnetic core 17, preventing the saturation already mentioned from occurring.
  • FIG 5 an alternative embodiment is shown in which n short circuited turns are placed by a radiofrequency shock 15.
  • This case is equivalent to the previous one, but has the advantage of reducing the number of shock coils needed to perform the compensation.
  • Figure 6 another alternative embodiment of a device implementing the method of the invention is shown.
  • a single turn 35 is used around the double ferromagnetic core 16 and 17 which forms the ferromagnetic core 30 of the coupling unit.
  • This case is similar to that presented in figure 5, but with the advantage of reducing the number of turns and without having to use shock coils for compensation.
  • the detection and the obtaining of the compensation current is carried out simultaneously.
  • the injection of the compensation current is carried out simultaneously by placing said loop 35, with which a low cost solution is obtained.

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Abstract

En el que la unidad de acoplamiento comprende un núcleo ferromagnético (30) que envuelve un conductor por el que circula una corriente (1) de baja frecuencia para inyectarle una señal de alta frecuencia, se caracteriza porque se detecta la corriente (1) que circula por el conductor o el campo magnético (3) generado en la unidad de acoplamiento, y obtiene una corriente de compensación a partir del valor obtenido en la detección realizada, e inyecta la corriente de compensación obtenida en la unidad de acoplamiento a través de un filtro paso bajo (9) para generar un campo magnético (4) igual y de sentido contrario al producido por la corriente (1) del conductor en dicha unidad de acoplamiento y así evitar la saturación del núcleo magnético (30) sin añadir pérdidas de inserción. En general se aplica a sistemas de comunicación que requieran la inyección de señal de rediofrecuencia sobre un conductor, y en particular en sistemas que utilizan la red eléctrica como medio de transmisión.

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un procedimiento y un dispositivo que permiten realizar la compensación del campo magnético de baja frecuencia que se produce en una unidad de acoplamiento inductivo. La invención es preferentemente aplicable para la inyección de señales de alta frecuencia sobre la red eléctrica mediante una unidad de acoplamiento inductivo, y tiene por objeto minimizar las pérdidas de inserción de una señal de alta frecuencia sobre la red eléctrica, para lo que evita el efecto de saturación magnética que se produce sobre la unidad de acoplamiento inductivo .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En los sistemas de telecomunicaciones, una vez generada la señal en el transmisor es necesario inyectarla al medio de transmisión, para que llegue hasta el receptor.
La forma de realizar la inyección depende principalmente, del medio de transmisión utilizado.
En el caso de inyección de señales sobre la red eléctrica, ésta puede realizarse con unidades de acoplo inductivas, que suelen estar constituidas por transformadores de corriente que se colocan alrededor de los conductores de potencia en los que se desea inducir la señal . En estos casos el funcionamiento se basa en el principio de que corrientes variables en el tiempo generan campos magnéticos variables en el tiempo y viceversa. Dicho de otro modo, la corriente de radiofrecuencia (RF) que se desea inyectar, genera un campo magnético variable (en el tiempo, y por tanto un flujo magnético variable también en el tiempo) en el interior del núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento y, por otra parte, la variación de flujo magnético alrededor de un conductor, induce en él una corriente proporcional a dicha variación.
Mediante este principio, se logra inducir señales entre conductores envueltos por el mismo núcleo magnético. Debido a que por los conductores de potencia circulan corrientes eléctricas de elevado valor, y por tanto, la intensidad de campo magnético alrededor de los cables es muy alta, surge el problema de que si se coloca un núcleo ferromagnético alrededor de los cables, el núcleo magnético puede llegar a saturarse quedando inutilizado para realizar la función de inyección de señales.
En el estado de la técnica es conocido que este efecto puede ser contrarrestado colocando una entrehierro de aire en el circuito magnético de modo que la reluctancia del circuito magnético aumente considerablemente y el flujo magnético se reduzca drásticamente. Esto supone un incremento de las pérdidas de inserción de la señal, cosa que no es deseable en aplicaciones de comunicación, donde las pérdidas suponen una reducción efectiva de la cobertura del sistema de comunicaciones.
Para contrarrestar este efecto se suele alargar la unidad de acoplo para tratar de abarca más flujo, pero ello hace más voluminosa y costosa la unidad de acoplamiento, lo cual no es deseable; y todo ello buscando una solución de compromiso entre tamaño, entrehierro, y pérdidas de inserción.
La presente invención permite realizar el acoplamiento inductivo sin que se produzca la saturación del núcleo ferromagnético y sin que se produzcan pérdidas de inserción adicionales.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Para evitar los inconvenientes indicados en anteriores apartados, la invención consiste en un procedimiento de compensación de campo magnético de baja frecuencia en una unidad de acoplamiento de señal inductiva, en el que la unidad de acoplamiento comprende un núcleo magnético que envuelve un conductor por el que circula una corriente de baja frecuencia para inyectarle a una señal de alta frecuencia. El procedimiento de la invención se caracteriza porque prevé una detección, selectiva de la corriente que circula por el conductor o del campo magnético generado en la unidad de acoplamiento, para a continuación realizar la obtención de una corriente de compensación a partir del valor obtenido en la detección realizada, estando dicha corriente de inyección generada con una fuente externa, por el propio equipo que quiere transmitir la señal de alta frecuencia sobre la red o bien automáticamente por la inducción sobre un devanado alrededor del acoplador. Seguidamente se efectúa la inyección de la corriente de compensación obtenida en la unidad de acoplamiento a través de un filtro paso bajo que presenta alta impedancia en la señal de alta frecuencia que se desee inyectar.
El hecho de inyectar la corriente de compensa- ción, provoca que en la unidad de acoplamiento inductivo se genere un campo magnético igual y de sentido contrario al producido por la corriente que circula por el conductor, con lo que se evita la saturación del núcleo magnético de la unidad de acoplo inductiva sin añadir pérdidas de inserción de la señal que se desea transmitir, obteniéndose el máximo rendimiento .
La invención ha sido especialmente concebida para enviar señales de alta frecuencia a través de la red eléctrica por la que circula una corriente de baja frecuen- cia.
En una realización de la invención la detección del campo magnético se realiza en el núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento de la señal inductiva. El campo magnético detectado se compara con una señal de referencia para obtener la corriente de compensación, de manera que la señal de la medida del campo magnético se mantenga prácticamente igual a la señal de referencia, donde dicha señal de referencia está comprendida entre 0 y un valor tal que impide que la unidad de acoplamiento entre en saturación, es decir que la señal en el interior del núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento nunca sobrepase la densidad de flujo máxima que es capaz de soportar.
En otra realización de la invención, la detección se efectúa mediante la medida de la corriente que circula por la red eléctrica.
La inyección de la corriente de compensación obtenida, se realiza mediante un devanado de compensación que se aplica sobre el núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento de la señal inductiva a través de un filtro paso bajo que presenta alta impedancia para las señales de alta frecuencia que se desean inyectar.
En una realización de la invención la medida de la corriente que circula por el conductor se realiza mediante un devanado dispuesto sobre un núcleo ferromagnético que es independiente de la unidad de acoplamiento de la señal inductiva.
La invención también prevé que la detección, la obtención de la corriente de compensación, y la inyección de dicha corriente se realizan simultáneamente situando un devanado de una única espira alrededor de un doble núcleo que forman el núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento.
Además la invención también se refiere a un dispositivo de compensación de campo magnético de baja frecuencia en una unidad de acoplamiento de señal inductiva que funciona de acuerdo al procedimiento mencionado.
Para ello el dispositivo de la invención comprende un detector que selectivamente está constituido por un detector de la corriente que circula por el conductor o por un detector de campo magnético generado en la unidad de acoplamiento.
Además el dispositivo de la invención comprende un módulo de control mediante el cual se calcula y genera una corriente de compensación, a partir del valor obtenido en el detector.
La corriente generada por el módulo de control se inyecta en el conductor mediante un devanado de compensación dispuesto sobre el núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento, y a través de un filtro de alta impedancia para las altas frecuencias que evita que la señal a inyectar de alta frecuencia se vea afectada por la inyección de la corriente de compensación.
La inyección de la corriente de compensación, provoca en el núcleo ferromagnético un campo magnético igual y de sentido contrario al producido por la corriente que circula por el conductor, de forma que se evita la saturación del núcleo magnético de la unidad de acoplo inductiva, con lo que no se añaden pérdidas de inserción, obteniéndose el máximo rendimiento en la transmisión de las señales a través de la red eléctrica.
En una realización de la invención el detector se constituye mediante un dispositivo de medida del campo magnético dentro del núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento. La señal proporcionada por el detector se compara con una señal de referencia, que preferentemente es 0, y se aplica al módulo de control de manera que éste genera la corriente de compensación para obtener una señal del detector igual a la de referencia. La inyección de la corriente generada por el módulo de control se realiza a través de un filtro paso bajo y mediante un devanado de compensación que se encuentra dispuesto alrededor del núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento de la señal inductiva. El dispositivo de la invención también prevé que comprenda una única espira alrededor de un doble núcleo que constituye el núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento para realizar simultáneamente la detección, la obtención de la corriente de compensación y la inyección de dicha corriente.
A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1.- Representa esquemáticamente un acoplador inductivo del estado de la técnica en el que puede aparecer el problema de la saturación del núcleo de ferrita.
Figura 2.- Representa una realización del dispositivo de la invención que realiza detección de campo magnético para inyectar la corriente de compensación. Figura 3.- Representa una realización del dispositivo de la invención en el que se mide la corriente en el conductor y se inyecta la corriente de compensación automáticamente .
Figura 4.- Representa otro ejemplo de realiza- ción del dispositivo en el que se mide la corriente en el cable y se inyecta la corriente de compensación automáticamente .
Figura 5.- Representa otra realización del dispositivo en el que al igual que en el caso de la figura anterior se mide la corriente en el conductor y se inyecta la corriente de compensación automáticamente.
Figura 6.- Representa otro ejemplo de realización del dispositivo en el que la detección, la obtención de la corriente de compensación y la inyección de dicha corriente se realizan simultáneamente mediante una única espira.
DESCRIPCIÓN DE VARIOS EJEMPLOS DE REALIZACIÓN DE LA
INVENCIÓN Seguidamente se realiza una descripción de varios ejemplos de realización de la invención, haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras.
Los ejemplos de realización de la invención se refieren a la inyección de una determinada señal sobre un conductor de la red eléctrica, por el que circula una corriente 1 de baja frecuencia, y sobre el que se desea inyectar una señal de alta frecuencia.
Con ayuda de la figura 1 se describe de forma genérica el problema planteado en el estado de la técnica. Es conocido el empleo de acopladores inductivos para inyectar una determinada señal sobre un conductor por el que circula una corriente 1. Para ello el acoplador inductivo está constituido por un núcleo ferromagnético 30 dispuesto alrededor del conductor sobre el que se desea inyectar la señal, y en el que se incluye un devanado 31 al que se aplica una corriente 2 que genera un campo magnético 4 sobre el núcleo ferromagnético 30, lo que induce una corriente en el conductor. Este dispositivo presenta el inconveniente de que la corriente 1 que circula por el conductor igualmente genera un campo magnético 3 sobre el núcleo ferromagnético
30, de manera que si dicho campo magnético 3 es elevado, se produce una saturación del núcleo ferromagnético 30, con lo que la corriente 2 no consigue incrementar el valor del campo magnético por lo que no se induce ninguna corriente sobre el conductor, y por tanto no se inyecta la señal deseada.
Para resolver este inconveniente, en la figura
2 se muestra un ejemplo de realización en el que en el núcleo ferromagnético 30 se dispone un sensor 5 de efecto Hall que necesita una fuente de alimentación de energía externa para poder funcionar (no representada en la figura) . En este caso igualmente la corriente 1 que circula por el conductor genera un campo magnético 3 sobre el núcleo ferromagnético 30, que es detectado por el sensor 5 cuya señal obtenida se entrega a un filtro paso bajo 6 que suaviza la señal obtenida.
La señal detectada y filtrada se ha referen- ciado con el número 20, la cual se aplica a un comparador 32 que a su vez recibe una señal de referencia 21, y que además está conectado a un módulo de control 7, el cual calcula y genera una corriente de compensación para mantener la señal 20 igual al valor de la señal de referencia 21. La corriente de compensación se aplica a través de una etapa de potencia 8 y de un choque de radiofrecuencia 9 a un devanado 33 dispuesto sobre el núcleo ferromagnético 30, produciendo en éste un campo magnético 4 igual y de sentido contrario al campo 3 producido por la corriente 1, de forma que se produce una compensación del campo magnético 3, con lo que no se satura el núcleo ferromagnético 30, de manera que se induce la corriente 2 sobre el conductor sin que existan pérdidas de inserción adicionales.
Mediante los choques de radiofrecuencia 9 se obtienen filtros paso bajo que impiden el paso de las altas frecuencias producidos por la señal a inyectar. En otra realización de la invención, tal y como se muestra en la figura 3, se obtiene la corriente 1 que circula por el conductor mediante un núcleo ferromagnético exterior 11 sobre el que se ha dispuesto un bobinado 34 en el que, a partir del campo magnético que la corriente 1 produce en el núcleo ferromagnético 11, se genera dicha corriente 1 en el bobinado 34, aplicándose esta corriente 1, a través del choque de radiofrecuencia 9 al devanado 33, produciéndose la compensación del campo magnético de la forma descrita para el ejemplo de la figura anterior. Por último en las figuras 4 y 5 se representan otros ejemplos de compensación del campo magnético 3 producido por la corriente 1. Así en el ejemplo de la figura 4 se prevé el empleo de dos acopladores inductivos constituidos por un doble núcleo ferromagnético 16 y 17 que forman el núcleo ferromagnético 30. El núcleo ferromagnético 16 es un transformador de potencia, no apto para radiofrecuencia, es decir presenta una permeabilidad magnética muy alta a bajas frecuencias y muy baja a altas frecuencias; en tanto que el núcleo ferromagnético 17 es apto para la radiofrecuencia; es decir, presenta una permeabilidad magnética muy baja a baja frecuencia y muy alta a alta frecuencia.
En este caso la detección y la obtención de la corriente de compensación se realiza simultáneamente situando un devanado alrededor del doble anillo del acoplador. La inducción magnética, producida por la corriente que pasa por el cable, es detectada por el devanado y genera sobre él la corriente que posteriormente sirve para realizar la compensación. Para ello se sitúan n bobinas que actúan como choques de radiofrecuencia 18 y que envuelven a ambos núcleos ferromagnéticos 16 y 17, consiguiéndose una corriente nominal menor en cada espira 19, de forma que dicha corriente realiza la compensación deseada del campo magnético inducido por la corriente 1 que circula por el conductor. De esta manera el campo magnético 3 únicamente se induce en el núcleo ferromagnético 16 y el campo magnético 4 en el núcleo ferromagnético 17 evitándose que se produzca la saturación ya comentada. En la figura 5 se muestra una realización alternativa en la que se colocan n espiras cortocircuitadas mediante un choque de radiofrecuencia 15. Este caso es equivalente al anterior, pero tiene la ventaja de reducir el número de bobinas de choque necesarias para realizar la compensación. En la figura 6 se muestra otra realización alternativa de un dispositivo que implementa el procedimiento de la invención. En este dispositivo se utiliza una única espira 35 alrededor del doble núcleo ferromagnético 16 y 17 que forma el núcleo ferromagnético 30 de la unidad de acoplamiento. Este caso es similar al presentado en la figura 5, pero con la ventaja de reducir el número de espiras y sin tener que utilizar bobinas de choque para la compensación. Mediante dicha espira 35 se realiza simultáneamente la detección y la obtención de la corriente de compensación. Además, y gracias a que a bajas frecuencias la espira tiene alta impedancia y a altas frecuencias tiene baja impedancia, la inyección de la corriente de compensación se realiza simultáneamente mediante la colocación de dicha espira 35, con lo que se obtiene una solución de bajo coste.

Claims

REIVINDICACIONES :
1.- PROCEDIMIENTO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, en el que la unidad de acoplamiento comprende un núcleo ferromagnético (30) que envuelve un conductor por el que circula una corriente (1) de baja frecuencia para inyectarle una señal de alta frecuencia; caracterizado porque comprende:
- detección, selectiva de la corriente (1) que circula por el conductor o del campo magnético generado en el núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento;
- obtención de una corriente de compensación a partir del valor obtenido en la detección realizada; y
- inyección de la corriente de compensación obtenida en la unidad de acoplamiento a través de un filtro paso bajo (9) que presenta alta impedancia a la señal de alta frecuencia que se desea inyectar; para generar un campo magnético en el núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento igual y de sentido contrario al producido por la corriente del conductor en dicho núcleo ferromagnético (30) y evitar su saturación sin añadir pérdidas de inserción.
2.- PROCEDIMIENTO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO
MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 1, caracterizado porque la detección del campo magnético se realiza en el núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento.
3.- PROCEDIMIENTO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 2, caracterizado porque el campo magnético detectado se compara con una señal de referencia (21) para obtener la corriente de compensación; donde dicha señal de referencia está seleccionada entre 0 y un valor que evita que la señal en el interior del núcleo ferromagnético de la unidad de acoplamiento sobrepase la densidad de flujo máxima que es capaz de soportar.
4.- PROCEDIMIENTO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 1, caracterizado porque el conductor es la red eléctrica.
5.- PROCEDIMIENTO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 1, caracterizado porque la inyección de la corriente obtenida se realiza mediante un devanado de compensación (33) previsto en el núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento a través de un filtro paso bajo (9) de alta impedancia para las señales que se desean inyectar. 6.- PROCEDIMIENTO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO
MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 5, caracterizado porque la corriente (1) que circula por el conductor se mide mediante un devanado (34) ubicado sobre un núcleo ferromagnético (11) independiente del núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento.
7.- PROCEDIMIENTO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 1, caracterizado porque la detección, la obtención de la corriente de compensación, y la inyección de dicha corriente se realizan simultáneamente situando un devanado de una única espira
(35) alrededor de un doble núcleo (16) y (17) que forman el núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento. 8.- DISPOSITIVO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO
MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, en el que la unidad de acoplamiento comprende un núcleo ferromagnético (30) que envuelve un conductor por el que circula una corriente (1) de baja frecuencia para inyectar una señal de alta frecuencia; caracterizado porque comprende:
- un detector selectivo de la corriente que circula por el conductor o del campo magnético generado en la unidad de acoplamiento;
- un módulo de control de cálculo y generación de una corriente de compensación a partir del valor obtenido mediante el detector;
- un devanado de compensación (33) previsto en el núcleo ferromagnético (30) para inyectar la corriente de compensación y generar un campo magnético igual y de sentido contrario al producido por la corriente (1) que circula por el conductor;
- un filtro paso bajo de alta impedancia para evitar que la señal a inyectar se vea afectada por la inyección de la corriente de compensación.
9.- DISPOSITIVO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 8, caracterizado porque el detector comprende un sensor de campo magnético
(5) que mide el campo magnético dentro del núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento.
10.- DISPOSITIVO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO
MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 8, caracterizado porque el detector comprende un dispositivo de medida de la corriente (1) que circula por el conductor.
11.- DISPOSITIVO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 8, caracterizado porque la inyección de la corriente de compensación se realiza a través de un filtro paso bajo (9) de alta impedancia y mediante un devanado de compensación (33) previsto en el núcleo ferromagnético (30) de la unidad de acoplamiento.
12.- DISPOSITIVO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO
MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO
DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 8, caracterizado porque el conductor por el que circula la corriente (1) de baja frecuencia es la red eléctrica.
13.- DISPOSITIVO DE COMPENSACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE BAJA FRECUENCIA EN UNA UNIDAD DE ACOPLAMIENTO DE SEÑAL INDUCTIVA, según reivindicación 8, caracterizado porque comprende una única espira (35) alrededor de un doble núcleo (16) y (17) que constituye el núcleo (30) de la unidad de acoplamiento para realizar simultáneamente la detección, la obtención de la corriente de compensación y la inyección de dicha corriente .
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EA200401582A EA006417B1 (ru) 2002-06-12 2003-06-11 Способ и устройство для компенсации низкочастотного магнитного поля в индуктивном сигнальном устройстве связи
EP03730222A EP1513267A1 (en) 2002-06-12 2003-06-11 Device and method for low-frequency magnetic field compensation in an inductive signal coupling unit
JP2004514242A JP2006514790A (ja) 2002-06-12 2003-06-11 誘導信号結合ユニット内の低周波磁界を補償する装置及び方法
BR0311753-7A BR0311753A (pt) 2002-06-12 2003-06-11 Procedimento e dispositivo de compensação de campo magnético de baixa frequência numa unidade de acoplamento de sinal indutivo
MXPA04011462A MXPA04011462A (es) 2002-06-12 2003-06-11 Procedimiento y dispositivo de compensacion de campo magnetico de baja frecuencia en una unidad de acoplamiento de senal inductiva.
AU2003240856A AU2003240856A1 (en) 2002-06-12 2003-06-11 Device and method for low-frequency magnetic field compensation in an inductive signal coupling unit
IL16572204A IL165722A0 (en) 2002-06-12 2004-12-12 Device and method for low-frequency magnetic fieldcompensation in an inductive signal coupling unit
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006352664A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Mitsubishi Electric Corp 信号結合装置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL134758A0 (en) * 1997-09-04 2001-04-30 Procter & Gamble Absorbent article fastening device
US7248148B2 (en) * 2000-08-09 2007-07-24 Current Technologies, Llc Power line coupling device and method of using the same
US7245472B2 (en) * 2001-05-18 2007-07-17 Curretn Grid, Llc Medium voltage signal coupling structure for last leg power grid high-speed data network
US7307512B2 (en) * 2005-04-29 2007-12-11 Current Technologies, Llc Power line coupling device and method of use
JP4720575B2 (ja) * 2006-03-29 2011-07-13 Ｋｄｄｉ株式会社 電力線通信装置
WO2008026281A1 (fr) * 2006-08-31 2008-03-06 Mitsubishi Electric Corporation Dispositif de couplage inductif
CN101501793A (zh) 2006-09-14 2009-08-05 安比恩特公司 用于电力线通信的电感耦合器的壳体
US7876174B2 (en) * 2007-06-26 2011-01-25 Current Technologies, Llc Power line coupling device and method
US7795994B2 (en) * 2007-06-26 2010-09-14 Current Technologies, Llc Power line coupling device and method
US20090085726A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Radtke William O Power Line Communications Coupling Device and Method
ES2328996B1 (es) * 2007-10-02 2010-08-30 Diseño De Sistemas En Silicio, S.A. Dispositivo de multiinyeccion inductiva sobre multiples conductores.
JP5427180B2 (ja) * 2008-08-28 2014-02-26 太陽誘電モバイルテクノロジー株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
ATE519262T1 (de) * 2008-12-02 2011-08-15 Abb Schweiz Ag Verfahren zur störstromkompensation eines elektrischen systems sowie störstromkompensationseinrichtung
FR2940557B1 (fr) * 2008-12-23 2015-07-24 Sagem Defense Securite Coupleur de bus numerique sur ligne de puissance a annulation de flux basse frequence
FR2960722B1 (fr) * 2010-05-26 2013-03-08 Sagem Defense Securite Coupleur puissance/donnees a annulation de flux basse frequence
US20130027021A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Abb Inc. Current sensor
DE102013007902B4 (de) 2013-05-08 2019-02-28 Tdk-Micronas Gmbh Messsystem
DE102018130690B3 (de) * 2018-12-03 2020-03-26 Bender Gmbh & Co. Kg Magnetfeld-Messvorrichtung und Verfahren zur Erfassung eines Lokalisierungsstroms in einem verzweigten Wechselstrom-Stromversorgungssystem
US11705275B2 (en) * 2019-12-02 2023-07-18 Panoramic Power Ltd. Self calibration by double signal sampling
CN116500320B (zh) * 2023-06-28 2023-09-22 广东电网有限责任公司珠海供电局 一种用于电缆故障检测的注入电流探头

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2998564A (en) * 1957-09-03 1961-08-29 Sperry Rand Corp Magnetic current regulator
US4346340A (en) * 1980-04-30 1982-08-24 Hackett Jones Francis C Method and means for controlling the flux density in the core of an inductor
US4862014A (en) * 1986-07-01 1989-08-29 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for controlling the phase of signal driving a ferrimagnetic load
EP0521250A2 (de) * 1991-07-03 1993-01-07 Landis & Gyr Business Support AG Messwandler zum Messen eines Stromes mit einem Magnetfeldsensor
EP0661864A1 (en) * 1993-12-28 1995-07-05 AT&T Corp. Battery feed for telephone line cards
WO1998020468A1 (en) * 1996-11-01 1998-05-14 Foster-Miller, Inc. Modular core, self-powered powerline sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234824A (en) * 1979-01-10 1980-11-18 Rca Corporation Combined linearity and side pincushion correction arrangement
US4255705A (en) * 1979-09-24 1981-03-10 General Electric Company Peak detection and electronic compensation of D. C. saturation magnetization in current transformers used in watt hour meter installations
DE3330881A1 (de) * 1983-08-26 1985-03-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halterung fuer eine insbesondere stromkompensierte ferrit-ringkerndrossel
DE19934767A1 (de) * 1999-07-23 2001-01-25 Philips Corp Intellectual Pty Magnetisches Bauelement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2998564A (en) * 1957-09-03 1961-08-29 Sperry Rand Corp Magnetic current regulator
US4346340A (en) * 1980-04-30 1982-08-24 Hackett Jones Francis C Method and means for controlling the flux density in the core of an inductor
US4862014A (en) * 1986-07-01 1989-08-29 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for controlling the phase of signal driving a ferrimagnetic load
EP0521250A2 (de) * 1991-07-03 1993-01-07 Landis & Gyr Business Support AG Messwandler zum Messen eines Stromes mit einem Magnetfeldsensor
EP0661864A1 (en) * 1993-12-28 1995-07-05 AT&T Corp. Battery feed for telephone line cards
WO1998020468A1 (en) * 1996-11-01 1998-05-14 Foster-Miller, Inc. Modular core, self-powered powerline sensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1993-001827, XP002904999 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006352664A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Mitsubishi Electric Corp 信号結合装置

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