CN111292921B - 磁环抗干扰方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁环抗干扰方法及装置，该方法包括：将四个磁环按照正四面体排布，使得每个磁环位于正四面体的一个面上；将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反。本发明实现了对电路设备产生的干扰信号进行有效均衡抑制的目的，提高了磁环抗干扰的效果，既可以应用于在电路线缆传输过程中，也可以应用于用户设备的入口或出口处。

Description

磁环抗干扰方法及装置

技术领域

本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种磁环抗干扰方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着电子设备越来越普及，各种电器设备都连接到相同的电路线缆上，每个电器设备都会接收到电路线缆上其他设备发出的干扰信号，同时每个电器设备都会产生干扰信号，影响电路线缆上其他设备的运行。由于磁环本身的优势，就是可以解决干扰的传输，抑制干扰信号的幅值，从而达到抗干扰的作用，因而，磁环是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用，一般使用铁氧体材料(Mn－Zn)制成。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性，一般在低频时阻抗很小，当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。众所周知，信号频率越高，越容易辐射出去。由于一般的信号线都是没有屏蔽层的，那么这些信号线就成了很好的天线，接收周围环境中各种杂乱的高频信号，这些信号叠加在本来传输的信号上，甚至会改变原来传输的有用信号。在磁环作用下，可以使正常有用的信号通过，同时又能抑制高频干扰信号的通过，成本低廉。

例如，将整束电缆穿过一个铁氧体磁环就构成了一个共模扼流圈，根据需要，也可以将电缆在磁环上面绕几匝。匝数越多，对频率较低的干扰抑制效果越好，而对频率较高的噪声抑制作用较弱。在实际工程中，要根据干扰电流的频率特点来调整磁环的匝数。通常当干扰信号的频带较宽时，可在电缆上套两个磁环，每个磁环绕不同的匝数，这样可以同时抑制高频干扰和低频干扰。从共模扼流圈作用的机理上看，其阻抗越大，对干扰抑制效果越明显。

目前，现有技术中，采用磁环消除电路线缆上的干扰信号的方式主要有如下两种：

第一种方式，直穿式磁环。即将一个或者多个磁环并列放置，将三相电路线缆的四根线共同穿过磁环，从而达到消除电路线缆上的干扰信号。图1示出了包含2个磁环(图1中图标100所示为磁环)直穿式排列，如图1所示，三相电路线缆的A线、B线、C线和N线共同穿过2个磁环100。这种方式将电路线缆布置在磁环的正中心，使得所有干扰信号都可以在磁环形成的完整磁路内流通，从而达到消耗干扰、抑制干扰信号的目的。

第二种，并排绕线式磁环。即将电路线缆并排绕制在磁环上，实现了干扰信号与磁环的紧密结合。图2示出了并排绕线式磁环，如图2所示，三相电路线缆的A线、B线、C线和N线并排绕制在磁环100上。如图2所示，这种方式可以解决磁环直穿式的缺点，使得线缆与磁环贴合更加紧密。

分析可知，上述第一种方式的缺点是由于磁环的内径远远大于电路线缆的总外径，导致电路线缆无法处于磁环的正中心，从而导致部分干扰信号远离磁环，无法有效传递到磁环中；而靠近磁环部分的干扰信号又会导致磁环的部分出现磁路的过饱和，也无法将所有干扰信号有效抑制；上述第二种方式的缺点是并排绕线导致绕线之间出现层叠，而干扰信号无法有效传递到磁环中，并且还有可能使得干扰信号进一步扩大。同时，由于不同线缆的转弯半径不同，导致线缆与磁环的贴合也不一致，对于磁环的利用率也不一样。

发明内容

本发明实施例提供一种磁环抗干扰方法，用以解决现有的磁环抗干扰方法对干扰信号的抑制效果差的技术问题，该方法包括：将四个磁环按照正四面体排布，使得每个磁环位于正四面体的一个面上；将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反。

本发明实施例还提供一种磁环抗干扰装置，用以解决现有的磁环抗干扰方法对干扰信号的抑制效果差的技术问题，该装置包括：按照正四面体排布的四个磁环，其中，每个磁环位于正四面体的一个面上；每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，构成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反。

本发明实施例中，在将四个磁环按照正四面体排布，使得每个磁环位于正四面体的一个面后，每个磁环与其他三个磁环都有一段交叉部分，将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，在每个磁环与其他三个磁环的交叉部分绕制线缆后，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反。通过本发明实施例，可以使得干扰信号被均匀分散到立体分布的四个磁环的闭合磁路中，由于任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反，实现了对电路设备产生的干扰信号进行有效均衡抑制的目的，提高了磁环抗干扰的效果。

本发明实施例提供的磁环抗干扰方法既可以应用于在电路线缆传输过程中，也可以应用于用户设备的入口或出口处。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为现有技术中提供的一种直穿式多磁环示意图；

图2为现有技术中提供的一种并排绕线式磁环示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种磁环抗干扰方法流程图；

图4为本发明实施例中提供的一种正四面体示意图；

图5为本发明实施例中提供的一种单磁环所在等边三角形示意图；

图6为本发明实施例中提供的一种确定磁环交叉点的示意图；

图7为本发明实施例中提供的一种定义磁环工作点的示意图；

图8为本发明实施例中提供的一种定义磁环工作扇区的示意图；

图9为本发明实施例中提供的一种定义各个磁环上绕线起始点的示意图；

图10为本发明实施例中提供的一种磁环绕线总体示意图；

图11为本发明实施例中提供的一种中性线磁环与相线磁环交叉区域示意图；

图12为本发明实施例中提供的一种磁环中心进出线示意图；

图13为本发明实施例中提供的一种磁环中心进出线夹角示意图；

图14为本发明实施例中提供的一种中性线磁环绕线示意图；

图15为本发明实施例中提供的一种中性线磁环绕线顺序和连接示意图；

图16为本发明实施例中提供的一种相线磁环绕线示意图；

图17为本发明实施例中提供的一种两磁环交叉绕线示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

通常情况下，电路线缆上的干扰信号，使得电路线缆上的所有设备都有可能受到干扰，出现工作异常甚至故障，导致无法工作，同时电路线缆上的所有设备，自身都会发出各种干扰信号，影响其他设备的工作，这个影响是相互的，非常快速的，甚至会引起连锁反应，导致该电路线缆上的所有设备都瘫痪。

为了对电路线缆传输过程中，以及用电设备入口或出口处的干扰信号进行抑制，本发明实施例中提供了一种磁环抗干扰方法，可以有效抵抗外部的干扰信号。该方法可以应用在电路线缆上，来消除电路线缆上已有的干扰信号；也可以应用在设备供电入口处，抵消来自电路线缆上的干扰信号，同时也可以抑制设备自身产生的干扰信号，不再干扰电路线缆上的其他设备。

图3为本发明实施例中提供的一种磁环抗干扰方法流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：

S301，将四个磁环按照正四面体排布，使得每个磁环位于正四面体的一个面上；

S302，将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反。

需要说明的是，上述四个磁环可以是但不限圆心磁环，为了实现对干扰信号的均衡抑制，优选为四个相同的圆心磁环。原则上，在将四个磁环按照正四面体排布的时候，位于正四面体每个面上的磁环的位置可以不限，但为了实现有效均衡抑制的效果，优选地，每个磁环可以位于正四面体每个面的中心，也即正四面体每个面上的磁环的中心与相应面的等边三角形中心重合。

进一步地，为了实现更好的均衡抑制效果，一种可选的实施例中，在将四个磁环按照正四面体排布的时候，可以使得排布后的正四面体每个面的等边角形构成相应面上磁环的外切等边三角形。

本发明实施例提供的磁环抗干扰方法可以应用但不限于三相四线制供电电路或装置中干扰信号的抑制。由于三相四线制供电电路或装置具有一个中性线(N线)和三个相线(A线、B线、C线)，在将本发明实施例提供的磁环抗干扰方法应用于三相四线制供电电路或装置的情况下，上述四个磁环可以分别用于分别用于绕制三相四线制电路的一根中性线和三个根相线。本发明实施例中，将绕制N线的磁环称为N线磁环，绕制A线的磁环称为A线磁环，绕制B线的磁环称为B线磁环，绕制C线的磁环称为C线磁环。通过上述步骤S301至S302公开的方案，可以在N线磁环上形成一个N线闭合磁路，在A线磁环上形成一个A线闭合磁路，在B线磁环上形成一个B线闭合磁路，在C线磁环上形成一个C线闭合磁路。

对于三相四线制来说，采用4个磁环，每个磁环作为一个独立的平面，可以形成了一个图4所示的正四面体，如图4所示，该正四面体包括四个平面，分别是OXY平面、OYZ平面、OXZ平面和XYZ平面。本发明实施例可以在每个平面上安装一个磁环，下面以OXY平面为例来进行说明。图5为本发明实施例中提供的一种单磁环所在等边三角形示意图，如图5所示的OXY平面，顶点O、X、Y形成了一个等边三角形200，可以在该等边三角形中安装一个圆形的磁环。

由上可知，在本发明上述实施例中，在将四个磁环按照正四面体排布，使得每个磁环位于正四面体的一个面后，每个磁环与其他三个磁环都有一段交叉部分，将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，在每个磁环与其他三个磁环的交叉部分绕制线缆后，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反。通过本发明实施例，可以使得干扰信号被均匀分散到立体分布的四个磁环的闭合磁路中，由于任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反，实现了对干扰信号的均衡抑制。本发明实施例提供的磁环抗干扰方法既可以应用于在电路线缆传输过程中，也可以应用于用户设备的入口或出口处。

需要说明的是，上述S302具体可以包括如下步骤：确定每个磁环上线缆的绕线起始点、绕线方式和绕线终止点，使得任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反，其中，绕线起始点为每个磁环上开始绕制线圈的位置，绕线终止点为每个磁环上终止绕制线圈的位置，绕线方式包括逆时针方向绕线和顺时针方向绕线；将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出到每个磁环上的绕线起始点，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈至每个磁环上的绕线终止点，将从每个磁环上的绕线终止点接出的线缆，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路。

在确定每个磁环上线缆的绕线起始点之前，首先要确定每个磁环与其他三个磁环的交叉部分。对于正四面体各个面上的磁环来说，每个磁环与其他三个磁环都有60度的重叠和交叉区域，每个磁环工作有6个基本工作点。作为一种可选的实施方式，可以在每个磁环内部确定一个内接六边形300(优选为内接正六边形)，根据该内接六边形来确定每个磁环的六个工作点。如图6所示，对于圆形磁环来说，正四面体每个面的等边三角形构成了一个标准的外切等边三角形200，而每个磁环内部的内接正六边形300(该内接正六边形的边与外切等边三角形的中线垂直)与每个磁环的六个交叉点，即为每个磁环六个基本工作点。以N线磁环为例，图7为本发明实施例中提供的一种定义磁环工作点的示意图，如图7所示，按照逆时针方向，将磁环的六个基本工作点分别定义为：0°点、60°点、120°点、180°点、240°点、300°点。

每个磁环与其他三个磁环形成的交叉区域，都是一个工作扇区，仍以N线磁环为例，如图8所示，每个磁环有3个工作扇区，具体定义为工作扇区401、工作扇区402、工作扇区403。其中，工作扇区401是0°工作点与60°工作点之间形成的连续区域；工作扇区402是120°工作点与180°工作点之间形成的连续区域；工作扇区403是240°工作点与300°工作点之间形成的连续区域。

以三相四线制电路为例，在确定每个磁环上线缆的绕线起始点、绕线方式和绕线终止点的时候，为了使任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反，可以将中性线磁环(即N线磁环)与第一相线磁环交叉部分的起始点确定为中性线磁环的绕线起始点，并将中性线磁环与第三相线磁环交叉部分的终止点确定为中性线磁环的绕线终止点，其中，中性线磁环的绕线方式为逆时针方向绕线；将第一相线磁环与第二相线磁环交叉部分的起始点确定为第一相线磁环的绕线起始点，并将第一相线磁环与中性线磁环交叉部分的终止点确定为第一相线磁环的绕线终止点，其中，第一相线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线；将第二相线磁环与第三相线磁环交叉部分的起始点确定为第二相线磁环的绕线起始点，并将第二相线磁环与中性线磁环交叉部分的终止点确定为第二相线磁环的绕线终止点，其中，第二相线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线；将第三相线磁环与第一相线磁环交叉部分的起始点确定为第三相线磁环的绕线起始点，并将第三相线磁环与中性线磁环交叉部分的终止点确定为第三相线磁环的绕线终止点，其中，第三相线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线。

为了实现干扰信号的均衡抑制，中性线磁环(即N线磁环)上绕线方式与相线上绕线方式相反，即如果中性线磁环上绕线方式为逆时针方向绕线，则相线磁环(A线磁环、B线磁环和C线磁环)上的绕线方式为顺时针方向绕线；如果中性线磁环上绕线方式为顺时针方向绕线，则相线磁环(A线磁环、B线磁环和C线磁环)上的绕线方式为逆时针方向绕线。

此处需要注意的是，本发明实施例在确定每个磁环上线缆的绕线起始点的时候，首先确定中性线磁环上的绕线起始点，原则上，可以将中性线磁环与任意一个相线磁环交叉部分的起始点确定为中性线磁环的绕线起始点，依次再确定其他相线磁环上的绕线起始点。最后根据每个磁环的绕线起始点和绕线方式，可以确定每个磁环的绕线终止点。也即，本发明实施例中第一相线磁环、第二相线磁环、第三相线磁环分别用于代表三相四线制电路中的三根相线对应的磁环，具体哪个相线磁环代表A线磁环，哪个相线磁环代表B线磁环，哪个相线代表C线磁环，本发明实施例不作限定。

例如，当第一相线磁环代表A线磁环的情况下，将N线磁环与A线磁环交叉部分的起始点确定为N线磁环的绕线起始点，并将N线磁环与C线磁环交叉部分的终止点确定为N线磁环的绕线终止点，其中，N线磁环的绕线方式为逆时针方向绕线；将A线磁环与B线磁环交叉部分的起始点确定为A线磁环的绕线起始点，并将A线磁环与N线磁环交叉部分的终止点确定为A线磁环的绕线终止点，其中，A线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线；将B线磁环与C线磁环交叉部分的起始点确定为B线磁环的绕线起始点，并将B线磁环与N线磁环交叉部分的终止点确定为B线磁环的绕线终止点，其中，B线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线；将C线磁环与A线磁环交叉部分的起始点确定为C线磁环的绕线起始点，并将C线磁环与N线磁环交叉部分的终止点确定为C线磁环的绕线终止点，其中，C线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线。

图9为本发明实施例中提供的一种定义各个磁环上绕线起始点的示意图，如图9所示，每个磁环的0°工作点定义稍有不同，对于N线磁环来说，N磁环与A线磁环交叉部分的起始点定义为N磁环的0°工作点(如图9中图标501)，绕线方向为逆时针；对于A线磁环来说，A线磁环与B线磁环交叉部分的起始点定义为A线磁环的0°工作点(如图9中图标502)，绕线方向为顺时针；对于B线磁环来说，B线磁环与C线磁环交叉部分的起始点定义为B线磁环的0°工作点(如图9中图标503)，绕线方向为顺时针；对于C线磁环来说，C线磁环与A线磁环交叉部分的起始点定义为C线磁环的0°工作点(如图9中图标504)，绕线方向为顺时针。

进一步地，在确定每个磁环上线缆的绕线起始点、绕线方式和绕线终止点，使得任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反之后，将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出到每个磁环上的绕线起始点，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈至每个磁环上的绕线终止点，将从每个磁环上的绕线终止点接出的线缆，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，可以具体包括：将中性线从中性线磁环的中心接出到中性线磁环上的绕线起始点，依次沿中性线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和第三相线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至中性线磁环上的绕线终止点，将从中性线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到中性线磁环的中心，形成一个中性线闭环线路；将第一相线从第一相线磁环的中心接出到第一相线磁环上的绕线起始点，依次沿第一相线磁环与第二相线磁环、第三相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至第一相线磁环上的绕线终止点，将从第一相线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到第一相线磁环的中心，形成一个第一相线闭环线路；将第二相线从第二相线磁环的中心接出到第二相线磁环上的绕线起始点，依次沿第二相线磁环与第三相线磁环、第一相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至第二相线磁环上的绕线终止点，将从第二相线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到第二相线磁环的中心，形成一个第二相线闭环线路；将第三相线从第三相线磁环的中心接出到第三相线磁环上的绕线起始点，依次沿第三相线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至第三相线磁环上的绕线终止点，将从第三相线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到第三相线磁环的中心，形成一个第三相线闭环线路。

仍以第一相线磁环代表A线磁环为例，将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出到每个磁环上的绕线起始点，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈至每个磁环上的绕线终止点，将从每个磁环上的绕线终止点接出的线缆，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，可以具体包括：将N线从N线磁环的中心接出到N线磁环上的绕线起始点，依次沿N线磁环与A线磁环、B线磁环和C线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至N线磁环上的绕线终止点，将从N线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到N线磁环的中心，形成一个N线闭环线路；将A线从A线磁环的中心接出到A线磁环上的绕线起始点，依次沿A线磁环与B线磁环、C线磁环和N线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至A线磁环上的绕线终止点，将从A线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到A线磁环的中心，形成一个A线闭环线路；将B线从B线磁环的中心接出到B线磁环上的绕线起始点，依次沿B线磁环与C线磁环、A线磁环和N线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至B线磁环上的绕线终止点，将从B线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到B线磁环的中心，形成一个B线闭环线路；将C线从C线磁环的中心接出到C线磁环上的绕线起始点，依次沿C线磁环与A线磁环、B线磁环和N线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至C线磁环上的绕线终止点，将从C线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到C线磁环的中心，形成一个C线闭环线路。

可选地，作为一种优选的实施方式，每个磁环上由磁环中心接出到绕线起始点的线缆为直线连接，每个磁环上由绕线终止点接入到磁环中心的线缆为直线连接，每个磁环上由一个交叉部分接出到另一个交叉部分的线缆为直线连接。

本发明实施例中，通过四个磁环形成一个立体的正四面体。在正四面体的每个面上，都按照一个圆形的磁环，共四个磁环。每个磁环与其他三个磁环都有一部分重叠和交叉部分，在交叉部分上绕制电缆，形成一个完整的电流闭合磁路，并且通过磁环基本的闭合磁路，使得干扰信号被均匀地分散到每个磁路中。4个独立磁环的闭合磁回路，可以共同分担干扰信号，从而保持干扰信号被逐渐被衰减，并且在A、B、C、N线缆中干扰信号是保持一致的，同步进行衰减。将正四面体展开到一个平面上，形成了如下图10所示的绕线示意图。

下面以N线磁环为例，详细讲述磁环绕线的方法和关键点。图11为本发明实施例中提供的一种中性线磁环与相线磁环交叉区域示意图，如图11所示，N线磁环的三个工作扇区为N线磁环分别为：与A线磁环的交叉区域601、与B线磁环的交叉区域602、与C线磁环的交叉区域603。

图12为本发明实施例中提供的一种磁环中心进出线示意图，如图12所示，绕线起始点，是每个磁环的0°工作点，对于N线磁环来说，从N线磁环中心向0°工作点接出线缆(图标701所示为从磁环中心接出线缆的方向)，依次沿N线磁环与A线磁环的交叉区域601、与B线磁环的交叉区域602、与C线磁环的交叉区域603进行绕线后，再接入到N线磁环中心(图标702所示为将线缆接入到磁环中心的方向)。

需要说明的是，在每个工作扇区内必须连续、紧密绕制，对于绕制的匝数，需要根据磁环直径大小、绕线电缆的直径以及磁环闭合磁路衰减率有关，本发明实施例不做任何限制。当第一个工作扇区绕制完成后，需要开始绕制第二个工作扇区时，将第一个工作扇区终止点接出的线缆，直接连接第二个工作扇区的起始点，再开始连续、紧密绕制。磁环绕线在完成第三个工作扇区的绕制后，直接接入到磁环中心。

图13为本发明实施例中提供的一种磁环中心进出线夹角示意图，如图13所示，磁环上绕制的线缆从磁环中心点到磁环上的绕线起始位置，形成一条直线701；磁环上绕制的线缆从磁环上的绕线终止位置到磁环中心，形成另一条直线702；这两条直线形成的角度是120度。

对于N线磁环来说，最终形成的绕线效果如图14所示。如图14所示，N线磁环的每个工作扇区(N线磁环与其他磁环的交叉区域)均包含两部分绕线，是两条独立的电缆，分别属于N线和其他相线。图15为本发明实施例中提供的一种中性线磁环绕线顺序和连接示意图，如图15所示，将N线磁环的绕线电缆独立显示出来后，可以清晰看到，N线磁环从磁环中心向工作0°工作点开始绕制，首先绕制的工作扇区是与A相交叉的区域，然后再绕制B相交叉区域。从A相工作扇区到B相工作扇区时，绕线是直接连接的，保持最短路径，没有经过其他途径。最后绕制的是C相交叉区域，绕制完成后，回到磁环中心。

对于相线(A线、B线和C线)磁环来说，绕线方式类似，下面以A线磁环为例，进行详细说明。如图16所示，A线首先从A线磁环中心点向0°工作点绕制，最先绕制的区域是与B线磁环交叉的区域，然后是与C线磁环的交叉区域，最后是与N线磁环的交叉区域，然后回到A线磁环的中心。

需要注意的是，对于立体的正四面体来说，A绕制方法与N线绕制方法一致；但是在平面图上来看，A线磁环与B线磁环、C线磁环距离很远，这只是图形展示的差异而已。

为了实现对干扰信号更好的均衡抑制效果，本发明实施例中四个磁环中任意两个磁环上的线缆在交叉部分的线圈半径相同，且以交叉的方式分布。以A线与N线交叉区域的绕线为例，如图17所示，N线从0°工作点绕制到A线磁环后，与A线回合，回合的位置定义为绕制并入点801。2个独立的绕线进入绕制并入点后，必须保持绕制半径一直，紧贴磁环边缘进行连续绕制。在共同绕制完成后，2个绕线需要分离，然后分别进入各自的下一个工作扇区，分离点定义为绕制分离点802。N线在绕制分离点直接连接到下一个工作扇区的起点，保持最短路径；A线必须先从绕制分离点，继续绕制到A线磁环工作扇区的终点，再进入下一个工作扇区的起点。图标901示出了N线从0°工作点到绕制并入点前单独绕制，图标902示出了A线从绕制分离点与N线分离后单独绕制到到A线磁环工作扇区的终点。

本发明实施例中还提供了一种磁环抗干扰装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与磁环抗干扰方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的磁环抗干扰装置包括：按照正四面体排布的四个磁环，其中，每个磁环位于正四面体的一个面上；每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，构成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反。

可选地，将四个磁环按照正四面体排布后形成的正四面体每个面的等边角形构成相应面上磁环的外切等边三角形。

作为一种可选的实施方式，每个磁环与其他三个磁环的交叉部分对应的圆弧角度为60度。

进一步地，每个磁环上由磁环中心接出的线缆与接入磁环中心的线缆之间的夹角为120度。

一种优选的实施例中，每个磁环上由磁环中心接出到绕线起始点的线缆为直线连接，每个磁环上由绕线终止点接入到磁环中心的线缆为直线连接，每个磁环上由一个交叉部分接出到另一个交叉部分的线缆为直线连接。

可选地，四个磁环中任意两个磁环上的线缆在交叉部分的线圈半径相同，且以交叉的方式分布。

基于上述任意一种可选或优选的装置实施例，本发明实施例提供的磁环抗干扰装置可以用于抑制三相四线制电路中的干扰信号，这种情况下，本发明实施例提供的磁环抗干扰装置中四个磁环分别用于绕制三相四线制电路的一根中性线和三个根相线，其中，中性线从中性线磁环的中心接出，依次沿中性线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和第三相线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，接入到中性线磁环的中心，形成一个中性线闭环线路；第一相线从第一相线磁环的中心接出，依次沿第一相线磁环与第二相线磁环、第三相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，再接入到第一相线磁环的中心，形成一个第一相线闭环线路；第二相线从第二相线磁环的中心接出，依次沿第二相线磁环与第三相线磁环、第一相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，接入到第二相线磁环的中心，形成一个第二相线闭环线路；第三相线从第三相线磁环的中心接出，依次沿第三相线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，接入到第三相线磁环的中心，形成一个第三相线闭环线路。

综上所述，本发明实施例提供了一种立体磁环抗干扰方案，将磁环按照立体的正四面体进行排布，针对不同的磁环定义了各自的工作点和工作扇区，在规定了单个磁环内部的起点、终点位置、绕线方法以及两个磁环在交叉区域的绕线方法，更加有效地形成了闭合磁路，实现了对干扰信号的均衡抑制，并且可以使用在电路线缆传输过程中，也可以使用在用电设备入口或者出口处。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种磁环抗干扰方法，其特征在于，包括：

将四个磁环按照正四面体排布，使得每个磁环位于正四面体的一个面上；

将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反；

其中，所述四个磁环分别用于绕制三相四线制电路的一根中性线和三根相线，且中性线磁环的绕线方式与相线磁环的绕线方式相反。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反，包括：

确定每个磁环上线缆的绕线起始点、绕线方式和绕线终止点，使得任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反，其中，所述绕线起始点为每个磁环上开始绕制线圈的位置，所述绕线终止点为每个磁环上终止绕制线圈的位置，所述绕线方式包括逆时针方向绕线和顺时针方向绕线；

将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出到每个磁环上的绕线起始点，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈至每个磁环上的绕线终止点，将从每个磁环上的绕线终止点接出的线缆，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定每个磁环上线缆的绕线起始点、绕线方式和绕线终止点，使得任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反，包括：

将中性线磁环与第一相线磁环交叉部分的起始点确定为中性线磁环的绕线起始点，并将中性线磁环与第三相线磁环交叉部分的终止点确定为中性线磁环的绕线终止点，其中，中性线磁环的绕线方式为逆时针方向绕线；

将第一相线磁环与第二相线磁环交叉部分的起始点确定为第一相线磁环的绕线起始点，并将第一相线磁环与中性线磁环交叉部分的终止点确定为第一相线磁环的绕线终止点，其中，第一相线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线；

将第二相线磁环与第三相线磁环交叉部分的起始点确定为第二相线磁环的绕线起始点，并将第二相线磁环与中性线磁环交叉部分的终止点确定为第二相线磁环的绕线终止点，其中，第二相线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线；

将第三相线磁环与第一相线磁环交叉部分的起始点确定为第三相线磁环的绕线起始点，并将第三相线磁环与中性线磁环交叉部分的终止点确定为第三相线磁环的绕线终止点，其中，第三相线磁环的绕线方式为顺时针方向绕线。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出到每个磁环上的绕线起始点，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈至每个磁环上的绕线终止点，将从每个磁环上的绕线终止点接出的线缆，接入到每个磁环的中心，使得每个磁环上的线缆形成一个闭合磁路，包括：

将中性线从中性线磁环的中心接出到中性线磁环上的绕线起始点，依次沿中性线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和第三相线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至中性线磁环上的绕线终止点，将从中性线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到中性线磁环的中心，形成一个中性线闭环线路；

将第一相线从第一相线磁环的中心接出到第一相线磁环上的绕线起始点，依次沿第一相线磁环与第二相线磁环、第三相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至第一相线磁环上的绕线终止点，将从第一相线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到第一相线磁环的中心，形成一个第一相线闭环线路；

将第二相线从第二相线磁环的中心接出到第二相线磁环上的绕线起始点，依次沿第二相线磁环与第三相线磁环、第一相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至第二相线磁环上的绕线终止点，将从第二相线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到第二相线磁环的中心，形成一个第二相线闭环线路；

将第三相线从第三相线磁环的中心接出到第三相线磁环上的绕线起始点，依次沿第三相线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈至第三相线磁环上的绕线终止点，将从第三相线磁环上的绕线终止点接出的线缆，再接入到第三相线磁环的中心，形成一个第三相线闭环线路。

5.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述正四面体每个面的等边角形构成相应面上磁环的外切等边三角形。

6.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，每个磁环上由磁环中心接出到绕线起始点的线缆为直线连接，每个磁环上由绕线终止点接入到磁环中心的线缆为直线连接，每个磁环上由一个交叉部分接出到另一个交叉部分的线缆为直线连接。

7.如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述四个磁环中任意两个磁环上的线缆在交叉部分的线圈半径相同，且以交叉的方式分布。

8.一种磁环抗干扰装置，其特征在于，包括：按照正四面体排布的四个磁环，其中，每个磁环位于正四面体的一个面上；每个磁环上的线缆从每个磁环的中心接出，依次沿每个磁环与其他三个磁环的交叉部分连续绕制线圈后，接入到每个磁环的中心，构成一个闭合磁路，且任意两个磁环上的线缆在交叉部分绕制线圈的方向相反；

其中，所述四个磁环分别用于绕制三相四线制电路的一根中性线和三根相线，且中性线磁环的绕线方式与相线磁环的绕线方式相反。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述正四面体每个面的等边角形构成相应面上磁环的外切等边三角形。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，每个磁环与其他三个磁环的交叉部分对应的圆弧角度为60度。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，每个磁环上由磁环中心接出的线缆与接入磁环中心的线缆之间的夹角为120度。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，每个磁环上由磁环中心接出到绕线起始点的线缆为直线连接，每个磁环上由绕线终止点接入到磁环中心的线缆为直线连接，每个磁环上由一个交叉部分接出到另一个交叉部分的线缆为直线连接。

13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述四个磁环中任意两个磁环上的线缆在交叉部分的线圈半径相同，且以交叉的方式分布。

14.如权利要求8至13任一所述的装置，其特征在于，中性线从中性线磁环的中心接出，依次沿中性线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和第三相线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，接入到中性线磁环的中心，形成一个中性线闭环线路；第一相线从第一相线磁环的中心接出，依次沿第一相线磁环与第二相线磁环、第三相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，再接入到第一相线磁环的中心，形成一个第一相线闭环线路；第二相线从第二相线磁环的中心接出，依次沿第二相线磁环与第三相线磁环、第一相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，接入到第二相线磁环的中心，形成一个第二相线闭环线路；第三相线从第三相线磁环的中心接出，依次沿第三相线磁环与第一相线磁环、第二相线磁环和中性线磁环的三个交叉部分连续绕制线圈后，接入到第三相线磁环的中心，形成一个第三相线闭环线路。

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