FI118840B - Hardware for arranging data transmission - Google Patents

Hardware for arranging data transmission Download PDF

Info

Publication number
FI118840B
FI118840B FI20050766A FI20050766A FI118840B FI 118840 B FI118840 B FI 118840B FI 20050766 A FI20050766 A FI 20050766A FI 20050766 A FI20050766 A FI 20050766A FI 118840 B FI118840 B FI 118840B
Authority
FI
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
motor
characterized
connected
frequency
cable
Prior art date
Application number
FI20050766A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20050766A (en )
FI20050766A0 (en )
Inventor
Antti Kosonen
Jero Ahola
Original Assignee
Abb Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/56Circuits for coupling, blocking, or by-passing of signals
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2203/00Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462Systems for power line communications
    • H04B2203/5483Systems for power line communications using coupling circuits

Description

118840 118840

LAITTEISTO TIEDONSIIRRON JÄRJESTÄMISEKSI THE ORGANIZATION OF COMMUNICATION SYSTEM

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen laitteistoon tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi. The invention relates to an apparatus according to the preamble of one of claims establishing the communication link.

Ohjatut moottori- ja generaattorikäytöt yleistyvät erilaisissa teollisuus- tuotantolaitoksissa. Walking electric motor and generator will become more common in various industrial plants. 5 Huomattava osa näistä sähkökäytöistä on toteutettu vaihtovirtakoneilla, joita ohjataan sähkönjakeluverkkoon liitetyillä taajuusmuuttajilla. 5 A substantial part of these electric drives are implemented with AC machines, which are controlled by frequency converters connected to the power distribution network. Teollisuuskäytöissä ohjataan vaihtosäh-kömoottoreita vaihtosuuntaajilla, jotka on kytketty tasavirtakiskoon, jota syötetään sähkön-syöttöverkosta tasasuuntaajalla, tai taajuusmuuttajilla, jotka on kytketty vaihtojänniteverk-koon ja joilla ohjataan moottoria. For industrial control vaihtosäh-motor with an inverter connected to the DC bus which is supplied to the power supply system with a rectifier or frequency converters, which are connected to vaihtojänniteverk size and for controlling the motor. Taajuusmuuttaja voi koostua tasasuuntauslohkosta ja 10 vaihtosuuntauslohkosta tai yhdestä taajuuden ja jännitteen muuttavasta lohkosta. The frequency converter may contain a rectifier block and an inverter block 10, or from one frequency and voltage, the other mode of the block. Sähkö-voimageneraattori on pienehköissä sähköntuotantolaitoksissa usein kytketty sähkönjakelu-verkkoon taajuusmuuttajan välityksellä. Electrical power generator is in small power plants are often connected to the power distribution network through a frequency converter.

Ohjatuissa sähkökäytöissä sähkökoneen jännitettä ja taajuutta säädetään käyttötilanteen mukaisesti. In controlled electric drives the voltage of the electrical machine and the frequency is adjusted in accordance with the use situation. Osa ohjauksen säätösuureista tuodaan käyttöön ulkopuolelta ja osa mitataan 15 ohjattavasta prosessista tai taajuusmuuttajasta ja koneesta. Part of the controlled variables is brought in from the outside and part is measured from 15 controlled process or the frequency converter and machine. Koneen mittaus- ja diagnostiik-katietoja kerätään myös koneen kunnontarkkailuun ja huoltotarpeen määrittämiseen. A machine's measurement and diagnostics information is also gathered condition of a machine for monitoring and define the service need. Tieto siirretään tiedonsiirtoverkolla sitä varten rakennetun langallisen tai langattoman tiedonsiir- • · · *·:·* toverkon kautta. Data is transferred over the communication network is built for a wired or wireless data transmission • · · * · · * via the transmission network. Langallisissa ratkaisuissa voidaan erottaa erillinen tiedonsiirtoverkko ja • · · [···* sähköverkon hyödyntäminen tiedonsiirtoon. Wired solutions can be separated into a separate transmission network and • · · [··· * utilization of the electrical network for data transmission. Joissain sovelluksissa taajuusmuuttaja ja sen • · :mm[' 20 ohjaama kone ovat toistensa välittömässä läheisyydessä, jolloin tiedonsiirtoväylä on suh- • · teellisen helppo järjestää. In some embodiments the frequency converter and • ·: mm [ '20 controlled by the machine are in the immediate vicinity of each other, wherein the communication bus is a relative • · relatively easy to arrange. Ongelmallisemmaksi tilanne tulee, kun ohjaavan ja ohjattavan • · · • · · *",* laitteen välimatka on pitkä. Muutamien kymmenien metrien, jopa kahdensadan metrin etäi- • · • · *** syys on aivan mahdollinen. Koneen ja taajuusmuuttajan sijoitukseen vaikuttavat prosessin .. vaatimusten lisäksi esimerkiksi turvallisuus- ja luotettavuusnäkökohdat. The situation becomes problematic when the controlling and controlled • · · • · · * ", * the distance of the device is long. A few tens of meters, up to two hundred meters distance • · • · ***, is quite possible. The machine and the drive to position affect the process .. In addition to requirements such as security and reliability considerations.

• · ® *«· 25 Sähköverkon käyttämistä tiedonsiirtoon on ehdotettu jo kauan sitten ja toimivia ratkaisuja on esitetty useisiin sovellutuksiin. • · ® * «· 25 the use of the electricity network for a long time, and effective solutions have been proposed to transfer data are presented in various applications. Perinteisessä ratkaisussa tiedonsiirtolaitteisto kytketään *!**: sähköverkkoon kytkennällä, joka perustuu verkkotaajuisen komponentin suodattavaan kondensaattoriin ja galvaanisen erotuksen tekevään muuntajaan, kuten jäljempänä tar- ··.·: kemmin esitetään kuvioon 1 viitaten. In the traditional solution the communication apparatus is connected to * **: electrically coupling to the network, based on a filtering capacitor network-frequency component and a transformer making a galvanic isolation, as below more ·· ·. Further described with reference to Figure 1.

• · 30 Taajuusmuuttajakäytössä ongelman muodostavat taajuusmuuttajan lähtöasteen tehotransistorien kytkennöistä aiheutuvien jännitetranstenttien sisältämät korkeat taajuudet. • · 30 frequency converter operation, the problem of forming the inverter output stage contained jännitetranstenttien caused by power transistors circuits, the high frequencies. Näiden 2 118840 aiheuttamien häiriöiden vuoksi tiedonsiirto moottorikaapelissa on käytännössä estetty esimerkiksi Euroopassa sähköverkkotiedonsiirtoon standardoidulla GENELEC tiedonsiirto-kaistalla 3 -148,5 kHz. Due to these disruptions caused by the transmission 2 118840 motor cable is practically impossible, for example, in Europe the electricity network for data transmission in a standardized transmission band GENELEC 3 148.5 kHz.

Aikaisemmin tunnetaan ratkaisu, jossa moottorin ja taajuusmuuttajan välistä, sähkötehoa 5 siirtävää jnoottorikaapelia hyödynnetään diagnostiikkamformaation siirtoon. Previously known is a solution where electric power between the motor and the drive 5 moves the jnoottorikaapelia utilized to transfer diagnostiikkamformaation. Julkaisussa IEEE Transactions on Industry Applications, voi. The publication IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 30, no. 30, no. 4, July/August 1994, Shatotang Chen, Erkuan Zhong, Thomas Lipo, “A New Approach to Motor Condition Monitoring in Induction Motor Drives”, kuvataan tällainen ratkaisu, jossa moottorille liitetyiltä antureilta siirretään taajuusmuuttajalle dataa yhteen suuntaan. 4, July / August 1994, Shatotang Chen, Erkuan Zhong, Thomas Lipo, "A New Approach to Motor Condition Monitoring in Induction Motor Drives", describes such a solution, in which the motor is transferred to the inverter from the connected sensors to the data in one direction. Kytkentärajapinnat lähettimelle ja vas-10 taanottimelle ovat erilaisia. The switching interfaces to the transmitter and receiver as to the left and 10 are different. Vastaanottimen kytkentärajapinnan muuntajan toisioon tulee taajuusmuuttajan kytkentöjen takia jännitetransientteja. The receiver coupling interface adapter the secondary must be due to the drive circuits voltage transients. Näiden vaimentamiseksi vastaanottimen muuntajan toisioon on pitänyt lisätä passiivinen kymmenennen kertaluvun Butter-worth-suodin. These suppress the secondary of the transformer of the receiver must be added in passive tenfold Butter-Worth filter.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää uusi tiedonsiirtoverkon ja sähköverkon 15 kytkentärajapinta, jolla ratkaistaan tunnetussa tekniikassa esiintyvät ongelmat ja jolla saavutetaan riittävä tiedonsiirto suurtaajuisia jännitetransientteja sisältävässä taajuusmuuttajan ja sähkökoneen välisessä moottorikaapelissa. The present invention aims to develop a new communication network and power line 15 is connected to the interface, which overcomes the problems occurring in the prior art and to achieve a sufficient high frequency voltage transients data containing the motor cable between the frequency converter and electric machine. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksin- . For achieving this purpose the inventive. .·. . ·. non mukainen laitteisto tunnetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan ominaispiirtei- • * * • · · . Apparatus according to known non claim 1 characterizing part ominaispiirtei- • * • * · ·. .·. . ·. tä. s. Keksinnön eräitä muita suoritusmuotoja on määritelty epäitsenäisten patenttivaatimus- ··· Γ. Some other embodiments of the invention are defined in the dependent claims ··· Γ. 20 ten ominaispiirteillä. 20 of characteristics.

«·* • · /•f Esitetyn kytkentärajapinnan avulla hyödynnetään tehokkaasti taajuusmuuttajan ja sähkö- • · · • · · *“.* moottorin/generaattorin välistä moottorikaapelia tiedonsiirtokanavana. «· * · • / • f the presented coupling interface makes effective use of the frequency converter and electrical • · · • · · *". * Motor cable between the motor / generator to the communication channel. Rajapinta soveltuu • · • · erityisesti käytettäväksi yhdessä HomePlug®-standardien (HomePlug® on HomePlug ;·. Powerline Alliance, Inc omistama tavaramerkki) mukaisten sähköverkko- • I» * .···. The interface is suitable • · • · specifically for use together with the HomePlug standards (HomePlug is a HomePlug;. · Powerline Alliance, Inc. trademark) according to the electricity network • I »* · · ·.. 25 tiedonsiirtotekniikoiden kanssa taajuuskaistalla n. 4 - 21 MHz. . 25 with the data transmission techniques in the frequency band of 4 to 21 MHz. Keksintö toimii myös mui- • · ·*» .* . The invention also operates with other • · · * ». *. den samalla taajuusalueella toimivien tiedonsiirtomenetelmien kanssa. with operating in the same frequency band of the transmission methods. Kytkentärajapinnan • · · • ·« * * rakenne on yksinkertainen ja sama rajapinta toimii sekä lähetys- että vastaanottopäässä. Connection interface • · · · • «* * the structure is simple and the same interface works on both transmit and receive ends.

• · ·'·*; • · · '· *; Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan korvata kaapelilla muodostettu yhteys tai esi- ·;··· merkiksi langaton yhteys. The solution according to the invention can be replaced by a cable connection formed or pre ·, ··· indicating wireless connection. Erillisiä tiedonsiirtokaapeleita ei tarvitse asentaa, mikä on mer- 30 kittävä hyöty teollisuusympäristössä. Separate transmission cables are to be installed, which are indicated by 30 plays a significant advantage in an industrial environment. Laite voidaan kytkeä esimerkiksi generaattorin ter-minaaleihin tai taajuusmuuttajan lähtöterminaaliin Liityntä sähkötehoa siirtävään mootto- 3 118840 rikaapeliin muodostetaan moottorin/generaattorin ja taajuusmuuttajan liitäntöjen ulkopuolella, jolloin koneen tai taajuusmuuttajan sisäiset häiriöt eivät vaikuta tiedonsiirron luotettavuuteen. The device can be connected to the generator, for example, tert-terminus of the frequency converter or the output terminal of transferring electric power motor 3 118840 rikaapeliin formed outside the motor / generator and the drive connections, wherein the internal engine or frequency converter do not affect the reliability of data transmission. Kytkentärajapinnalla suodatetaan verkkotaajuinen jännitekomponentti sekä ohjatun sähkökäytön tapauksessa taajuusmuuttajan lähtöasteen tehotransistorien kytkennöistä 5 aiheutuvat häiriöt siten, että tiedonsiirtolaitteisto ei tuhoudu eikä sen toiminta häiriinny. Coupling the interface is filtered verkkotaajuinen voltage component as well as interference in the case-controlled electric drive inverter output stage caused by power transistors circuits 5 so that the data transfer apparatus will not be destroyed and its operation is not disturbed.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan tiedonsiirtoliityntä on kytketty moottorikaapelin kahden vaihejohtimen välille. According to one embodiment of the invention the data transfer interface is coupled to the motor cable between two phase conductors. Tämän ansiosta lähetyksessä pystytään injektoimaan tiedon-siirtosignaali differentiaalisena moottorikaapeliin kahden vaiheen väliin. As a result, the transmission can be injected in data-transfer signal the motor cable differentially between two phases.

Keksintö mahdollistaa tiedonsiirtosignaalin syöttämisen moottorikaapeliin ja vastaanotta-10 misen moottorikaapelista kytkentärajapinnan läpi pienellä vaimennuksella. The invention enables the motor to the cable feeding the communication signal and for receiving the motor cable 10 through the coupling interface with little attenuation. Sama kytkentä-rajapinta toimii sekä tiedonsiirtosignaalin lähetyksessä että vastaanotossa moottorikaapelin molemmissa päissä. The same coupling interface acts both as a communication signal transmission and reception at both ends of the motor cable.

Edelleen keksinnön mukaisella kytkentärajapinnalla moottorikaapelin virtapiiri erotetaan galvaanisesti tiedonsiirtolaitteiston virtapiiristä. Further, the switching interface according to the invention, the motor cable circuit is galvanically separated from the data transmission unit from the circuit.

15 Erään keksinnön ominaispiirteen mukaan kytkentärajapinta suojaa tiedonsiirtolaitteistoa ylijännitetransienteilta, joita taajuusmuuttaja generoi moottorikaapeliin. 15 According to a feature of the invention, the coupling interface protects the data transfer apparatus from over-voltage transients the frequency converter generates in the motor cable.

• · *·**' Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti sen eräiden suoritusesimerkkien avulla • · · ." * * viitaten piirustuksiin, joissa * · • *· - kuvio 1 esittää konventionaalista kytkentärajapintaa, • « ♦ ♦ · • · ♦ • M » .***. 20 - kuvio 2 esittää ohjattua moottorikäyttöä, jossa keksintöä sovelletaan ja ··· .. - kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaista kytkentärajapintaa. • · * · ** 'invention will be described in detail with the help of certain embodiments by means of examples • · · "* * with reference to the drawings, wherein * · • * · -. Figure 1 illustrates the conventional coupling interface, •« ♦ ♦ · • · ♦ • M'. *** 20 - FIG. 2 illustrates a controlled motor drive, to which the invention is applied and ··· .. - Figure 3 illustrates a coupling interface in accordance with the present invention.

• *·· * a*· Sähköverkkotiedonsiirrossa yleisesti käytetty kytkentärajapinta on kuvattu kuviossa 1. Eri-tyisesti yksivaiheisessa sähköverkossa käytetyssä kytkennässä sähköverkkoon liitetään *:*·: vaiheen ja nollajohtimen väliin liityntärajapinta 2. Siinä sähköverkon vaihejohtimeen kyt- 25 ketään liitäntä 4 ja sähköverkon nollajohtimeen liitäntä 6, joiden välissä on kondensaatto- • * rin 8 ja erotusmuuntajan 10 ensiön 12 muodostama saqakytkentä. • * ·· * a * · coupling interface generally used in the electrical network data transmission is illustrated in Figure 1. The different-particular used in a one-step electricity network connection to the mains is connected to * * ·: an access interface between the phase and neutral conductor 2. In the power-line phase conductor coupling 25 one connector 4 and the power grid to the neutral conductor connection 6 between which the capacitor is formed by the ester • * 8 and the isolation transformer 10 the primary 12 saqakytkentä. Erotusmuuntajan 10 toisio 14 on kytketty tiedonsiirtolaitteistoon liitännöillä 15 ja 16. Erotusmuuntajan toision 14 rinnalle on kytketty vastus 18. Kondensaattorin 8 ja erotusmuuntajan 8 impedanssin sarja- , 118840 4 kytkentä muodostaa verkkotaajuuden suodattavan LC-piirin. The isolation transformer 10 the secondary 14 is connected to the communication apparatus 16. The connections 15 and 14 in parallel with the secondary of the isolation transformer is connected to a resistor 18. The capacitor 8 and isolation transformer 8 of the impedance of the series, the coupling to form 4 118 840 mesh filtering frequency of the LC circuit. Verkkotaajuudella eli 50/60 Hertzin taajuudella kondensaattorin impedanssi dominoi, kun taas tiedonsiirrossa käytettävällä taajuudella sen impedanssi on pieni ja erotusmuuntajan magnetointi-induktanssi dominoi. Mains frequency, ie a frequency of 50/60 Hertz, the impedance of the capacitor dominates, whereas the data transmission rate used in the impedance is small and the difference of the transformer magnetizing inductance dominates. Erotusmuuntaja 10 muodostaa galvaanisen erotuksen sähköverkon ja tiedonsiirto-5 verkon välillä. The isolation transformer 10 forms a galvanic isolation between the electrical network and data communications network 5.

Kytkentäkaavio esillä olevan keksinnön sovellusympäristöstä eli sähkökoneen taajuus-muuttajakäytöstä on esitetty kuviossa 2. Taajuusmuuttaja 20 on kytketty kolmivaiheiseen sähköverkkoon 22 syöttöjohdoilla 24. Taajuusmuuttajan 20 taajuudeltaan ja jännitteeltään säädetty kolmivaihejännite syötetään laitteistossa mahdollisesti olevan du/dt-suotimen 26 10 kautta moottorikaapeliin 28 ja edelleen induktiomoottorin 30 sisääntuloliittimiin. Wiring the application environment of the present invention, that is, the electrical machine frequency converter for use is shown in Figure 2. The drive 20 is connected to a three-phase electrical network 22 through supply conduits 24. The frequency converter 20 frequency and the three-phase voltage of the voltage supplied to the apparatus may be a du / dt filter 26 through 10 of the motor cable 28 and further to the induction motor 30 Input connectors. Mootto-rikaapelin 28 taajuusmuuttajan puoleiseen päähän 34 yhdistetyn kytkentärajapinnan 33 kautta tiedonsiirtolaitteisto 35, johon kuuluu HomePlug®-tekniikkaan perustuva modeemi. MOTOR-rikaapelin 28 of the drive-side end 34 connected to the connection interface 33 via the communication apparatus 35, which is based on the HomePlug technology modem. Modeemi voidaan liittää Ethernet-verkkokaapelilla laajakaistatiedonsiirtoyhteyteen. The modem can be connected to an Ethernet network cable broadband data connection. Vastaavasti moottorikaapelin 28 moottorin puoleiseen päähän 36 on sovitettu kytkentärajapin-15 nalla 37 toinen tiedonsiirtolaitteisto 38, joka on olennaisesti samanlainen kuin laitteisto 35. Myös kytkentärajapinnat 33 ja 37 ovat olennaisesti samanlaisia. Accordingly, the motor cable 28 with the motor end 36 is adapted to kytkentärajapin-15 nalla 37 of the second communication apparatus 38, which is substantially similar to the apparatus 35. The coupling interfaces 33 and 37 are substantially identical. Taajuusmuuttaja 20 perustuu esimerkiksi PWM-tekniikkaan, mutta on ymmärrettävä, että taajuusmuuttaja voi yhtä hyvin olla muunlainen taajuusmuuttaja keksintöä sovellettaessa. The frequency converter 20 is based, for instance, PWM technology, but it is understood that the frequency converter may just as well be a different frequency converter when applying the invention. Samoin moottorityyppi ei « \·,· ole mitenkään sidottu induktiomoottoriin. Similarly, the motor type is «\ ·, · in no way tied to the induction motor. Diagnostiikkatietojen välittämiseksi tiedonsiirto- *.·.· 20 laitteisto 38 on kytketty sinänsä tunnetulla tavalla moottorin tilaa ja toimintaa mittaaviin • · i *·· antureihin, kuten lämpötila- ja värähtelyantureihin. transmitting the diagnostic data communication. * ·. · 20 apparatus 38 is connected in a known manner, the engine space and measuring the activity • i * · ·· sensors, such as temperature and vibration sensors. Vastaavasti tiedonsiirtolaitteisto 35 on • · · *...* yhdistetty esimerkiksi taajuusmuuttajan ohjausyksikön yhteyteen sovitettuihin näyttö-, oh- • * • · · ί.ί ί jaus- tai analysointilaitteisiin. Accordingly, the communication apparatus 35 has a • · * ... * connected to, for example, in connection with the drive control unit configured to display, control • * • · · ί.ί ί control or evaluation devices.

Ml • · • · «li Ml • · • · «li

Tiedonsiirron kytkentärajapinta on muodostettu kuvion 3 esittämällä kytkennällä. The data transfer coupling interface is formed by coupling of Figure 3. Mootto- 25 rikaapelin kahteen vaiheeseen LI ja L2 on yhdistetty liityntärajapinnan 40 liittimet 42 ja 44, jotka ovat kondensaattorien 46 ja 48 kautta kytketty erotusmuuntajan 47 ensiökäämi- : tyksen 49 päihin 50 ja 52. Erotusmuuntajan ensiökäämityksen 49 keskipiste 54 on kytketty • · moottorikaapelin suojamaahan 56. Ensiökäämityksen ensimmäisen puoliskon rinnalle, .J. The motor 25 rikaapelin two phases LI and L2 are connected to the connection interface 40 connectors 42 and 44, which are through the capacitors 46 and 48 connected to the isolation transformer 47 of primary winding: OF PROCEDURE 49 at the ends 50 and 52 of the isolation transformer primary winding 49 of the center 54 is connected to a • · the motor cable shield to 56 . alongside the first half of the primary winding, .J. käämityksen keskipisteen 54 ja ensimmäisen pään 50 välille on kytketty induktanssi 58 ja • · · 30 vastaavasti toisen puolisko rinnalle, käämityksen keskipisteen 54 ja toisen pään 52 rinnalle • · on kytketty induktanssi 60, jolloin induktanssien 58 ja 60 toiset päät on sidottu samaan potentiaaliin eli suojamaahan. winding the center point 54 and the first end 50 is coupled to an inductance 58 and a • · · 30, respectively, in parallel with the second half of the winding center point 54 and the second end 52 parallel • · is coupled to an inductance 60, wherein the inductances 58 and 60 of the second ends of which are tied to the same potential, i.e. the protective earth . Tämän ansiosta lähetyksessä pystytään injektoimaan tiedon- 5 118840 siirtosignaali differentiaalisena moottorikaapeliin kahden vaiheen väliin. As a result, the transmission of information can be injected in the transmission signal 5 118840 motor cable differentially between two phases. Kytkennän ansiosta lähetyksessä ei juuri muodostu yhteismuotoista jännitekomponenttia, joka näkyisi virtana suojamaajohtimessa 56 ja muissa maasilmukoissa. Thanks to the coupling transmission is not much generated common-mode voltage components, which would translate into a stream of the protective earth 56 and other ground loops. Erotusmuuntajan keskipisteen 54 sitomisella suojamaahan estetään myös merkittävän jännite-eron muodostuminen erotus-5 muuntajan 47 ensiökäämityksen 49 ja toisiokäämityksen 62 välille, joka saattaisi aiheuttaa erotusmuuntajan ensiön ja toision välisen läpilyönnin. Differential binding of transformer 54 to the protective earth also prevents the formation of substantial voltage difference between the difference between the 62-5 of the transformer primary winding 47 and secondary winding 49, which could cause the separation of the transformer primary and secondary through a space between them.

Erotusmuuntajan toisiokäämitys 60 on yhdistetty liitännöillä 68 ja 70 tiedonsiirtoväylään, kuten HomePlug®-tekniikkaa hyödyntävään modeemiin. The separation of the transformer secondary winding 60 is connected to the connections 68 and 70 to a bus, such as the HomePlug technology utilizing the modem. Liitäntöjen 68 ja 70 väliin on kytketty vastus 72. between the interfaces 68 and 70 is connected to the resistor 72.

10 Kondensaattorit 46 ja 48 toimivat moottorikaapelin pääjännitteen taajuussuotimena, jonka jännitteen taajuus vaihtelee tyypillisesti alueella 0 - 100 Hz. 10 capacitors 46 and 48 operate as the main voltage frequency of the motor cable, the voltage of which frequency varies typically in the range 0 - 100 Hz. Induktanssit 58 ja 60 sekä erotusmuuntajan 46 magnetointi-induktanssi toimivat kondensaattorien 46 ja 48 kanssa LC-alipäästösuotimena. Inductors 58 and 60 and the transformer 46 magnetizing inductance operate with capacitors 46 and 48 of the LC low-pass filter.

Kytkentärajapinnan kondensaattorien 46 ja 48 on kestettävä taajuusmuuttajan lähtöasteen 15 tehotransistorien kytkentöjen aiheuttamat jänniterasitukset. Connection of the interface of the capacitors 46 and 48 must be resistant to the inverter output stage voltage stresses caused by power transistors 15 connections. Kaapelivärähtelyjen takia jännitteen maksimiamplitudi vaiheiden välissä voi olla moottorilla noin kaksinkertainen taajuusmuuttajan välipiirin jännitteeseen nähden. Due to cable the maximum amplitude of the voltage between the phases may be a motor to be approximately double the frequency converter intermediate circuit voltage. Esimerkiksi 690 V kolmivaiheverkkoon • · · **!.' For example, 690 V three-phase mains • · · ** !. ' kytketyn taajuusmuuttajan ohjaamalla moottorilla voi esimtyä kaapelivärähtelyjen ansiosta * • » · *···* jopa 2 kV jännitteen amplitudeja, joiden taajuussisältö ulottuu useisiin megahertseihin. connected to the frequency converter controls the motor can esimtyä thanks to cable * • »· * · · · * up to 2 kV of voltage amplitudes having a frequency content extending to several MHz.

• * • “ 20 Toinen kytkentäkondensaattorien tehtävä on läpäistä pienillä häviöillä tiedonsiirtosignaali. • * • "20 The second coupling capacitors mission is to penetrate the smallest dissipation with the communication signal.

• « ***** Tämän takia kondensaattorin häviökertoimeen ja sen taajuusriippuvuuteen on kiinnitettävä • · · ***/ huomiota, minkä vuoksi joko keraamiset tai muoviset kondensaattorit ovat soveliaita. • «***** As a result, the capacitor dissipation factor and its frequency dependence • · · *** / attention, which is why either plastic or ceramic capacitors are suitable must be paid. Yksi • · " esimerkki soveltuvasta kondensaattorista on 10000 V tasajännitteelle tarkoitettu keraami- .. nen kondensaattori. One • · "example of a suitable ceramic capacitor is intended for dc voltage of 10,000 V .. of the capacitor.

• · • ·· ··· ·...· 25 Erotusmuuntajan 47 tulee soveltua korkeille signaalitaajuuksille. • • ·· · · · · · · ... 25 47 isolation transformer must be suitable for high signal frequencies. Erotusmuuntaja voidaan hyvin toteuttaa kaksoisreikäisellä ferriittirenkaalla, koska rakenne soveltuu korkeille sig- • t ·:·*: naalitaajuuksille, jota käytetään yleisesti RF-muuntajissa. The isolation transformer can well be implemented kaksoisreikäisellä ferrites, because the structure is suitable for high signal T • · · * naalitaajuuksille, which is commonly used in RF transformers. Tärkeätä muuntajan toteutukses- Φ .*:*, sa on lisäksi minimoida hajasuureet, esim. hajainduktanssit ja hajakapasitanssit. The important thing in the practice of the transformer Φ *.. *, Sa further minimize stray variables, e.g., stray inductance and stray capacitance. Varsinkin rinnakkainen hajakapasitanssi muodostuu helposti ongelmaksi, koska kytkentäkondensaat-30 torit ovat kapasitanssiltaan pieniä. In particular, the parallel stray capacitance is easily formed problem because kytkentäkondensaat-30 capacitors is small. Toinen merkittävä seikka induktiivisten komponenttien valinnassa on ferriittimateriaali. Another important factor in the selection of the inductive components is a ferrite material. Ferriittimateriaalin on toimittava pienin häviöin alle 30 6 118840 MHz taajuuskaistalla, jolloin materiaalin kompleksisen permeabiliteetin on oltava tällä taajuusalueella alhainen. The ferrite material must operate with low losses at 30 6 118840 MHz frequency band, in which case the complex permeability of the material must be low in this frequency range. Ferriittimateriaaliksi soveltuu esimerkiksi on Neosid Pemetzrieder GmbH & Co:n valmistama FlOb. The ferrite is suitable, for example, is Neosid Pemetzrieder GmbH & Co. FlOb manufactured.

Kytkentärajapinnan toinen puoli eli tiedonsiirtomodeemin puoli on kytketty erotusmuunta-5 jän 47 toisiokäämitykseen 62. Toisiokäämityksen rinnalle on kytketty kaksi vastarinnan-kytkettyä diodipiiriä 64 ja 66, jotka huolehtivat kytkentärajapinnan transienttisuojauksesta. a second switching interface side, i.e. the data transfer modem half 47 is connected in parallel with the secondary winding 62. The secondary winding is connected to the two resistance-connected diode circuit erotusmuunta 5-ice 64 and 66, which are responsible for transient protection of the coupling interface. Sen tarkoituksena on estää ylijännitetransienttien pääsy itse tiedonsiirtolaitteeseen. Its purpose is to prevent over-voltage transients access to the data transfer device. Jänni-tepiikkejä aiheuttavat esimerkiksi taajuusmuuttajan lähtöjännitteen kytkennät, joita kytken-tärajapinta ei pysty kaikissa tapauksissa riittävän hyvin suodattamaan. Causing spikes in supply-voltage capacitors, for example, the inverter output voltage connections, which switching interface are not in all cases sufficiently filter. Suojaus tapahtuu 10 leikkaamalla rajapinnan yli vaikuttava jännite tiettyyn maksimitasoon. Armor 10 takes place by cutting the voltage over the interface to a certain maximum level.

Transienttisuojauksessa käytetään yleensä transienttidiodeja. Transient diodes are usually used in transient. Transienttidiodit eivät kuitenkaan sovellu käytettäväksi edellä esiteltyyn kytkentärajapintaan, koska niiden kapasitanssi on nanofaradi-luokkaa ja toisaalta ne toimivat hitaasti ottaen huomioon sovelluksessa käytettävät taajuudet. However, the transient diodes are not suitable for use presented on the coupling interface because their capacitance is nanofarads class and they work slowly considering the frequencies used in the application. Esitetyssä kytkentärajapinnassa transienttidiodien sarjaka-15 pasitanssi aiheuttaisi ideaalitapauksessakin merkittävän vaimennuksen. In the illustrated switching the interface in transient cartoon-15 capacitance would result in a significant attenuation of ideaalitapauksessakin.

Transienttisuojaus on toteutettu piensignaalidiodien D1...D3 (diodipiiri 64) ja D4...D6 (diodipiiri 66) avulla, joilla leikataan mahdolliset ylijännitepiikit, joita pääsee rajapinnan läpi. The transient protection is implemented with small signal diodes D1 ... D3 (diode circuit 64) and D4 ... D6 (diode circuit 66), which cut possible over-voltage peaks, which can be accessed through the interface. Diodeja on kytkettävä sarjaan useampia, koska niiden kynnysjännite on noin 0,7 V. Diodes must be connected in series because their forward voltage is approximately 0.7 V.

* · · *·ί·' Diodit on jaettu kahteen rinnakkaiseen haaraan, joista toinen on aina rajapinnan toision yli • · • ** 20 vaikuttavan signaalin kannalta myötäsuuntaan biasoitu. * * · · · · Ί "The diodes are divided into two parallel branches, one of which is always over the secondary interface • • ** · 20 active signal for biased in the forward direction. Tällaisen suojauksen muodostama • 1 2 3 j··** rinnakkaiskapasitanssi kytkentärajapinnan toisioon on pikofaradi-luokkaa ja diodien kyt- • · ♦ • · | formed such protection • 1 2 3 ·· j ** The parallel connection to the secondary interface is picofarad stage and the diodes connected ♦ • • · · | φ! φ! kentäaika on erittäin lyhyt, maksimissaan 4 nanosekuntia. kentäaika is very short, a maximum of 4 nanoseconds.

• · • ♦ ·♦· · • • ♦ ♦ · ·

Tietoa siirretään samanaikaisesti rinnakkaisilla kantoaalloilla. Data is being transmitted at the same time parallel carrier waves. Tämä taajuusjako on toteu- • 1·1 tettu OFDM-tekniikalla (Orthogonal Frequency Division Multipleksing). This frequency division is implemented • 1 · been one of the OFDM technology (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Modulaatioina ··1 *...· 25 käytetään vaihemodulaation (PSK ) eri variaatioita HomePlug-standardista tunnetulla ta1 valla. ·· modulations ... * 1 · 25 is used for phase modulation (PSK), different variations on the HomePlug standard known ta1 a.

• · · . • · ·. Keksintöä on edellä kuvattu esittämällä sen eräiden suoritusmuotojen toteutus. The invention has been described above in the implementation of certain embodiments. Keksinnön 2 • · t 3 1 toteutus voi kuitenkin vaihdella oheisten patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa. However • 2 · T January 3, the invention may vary within the scope of the appended claims.

• · • ·

Claims (10)

  1. 1. Laitteisto tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi ainakin diagnostiikkatietojen välittämiseksi vaihtovirtamoottorin (30) tai vaihtovirtamoottorin käyttämän työkoneen ja vaihto-virtamoottoria ohjaavan taajuusmuuttajan (20) välillä, jolloin moottoria ohjataan taajuus-5 muuttajan (20) avulla ja moottori (30) on kytketty moottorikaapelilla (28) taajuusmuuttajaan (20), tunnettu siitä, että - moottorikaapelin (28) molemmissa päissä (34,36) kytketään moottorikaapeliin tiedonsiirtoliitynnällä korkeataaj uinen tiedonsiirtolähde/vastaanotin (35,38), - tiedonsiirron taajuus on olennaisesti korkeampi kuin taajuusmuuttajan (20) 10 moottorikaapeliin (28) syöttämä taajuus, - tiedonsiirtoliityntään kuuluu ensimmäiset suodatinvälineet (46,48) taajuus-muuttajan syöttämän moottorin ohjausjännitteen suodattamiseksi, toiset suodatinvälineet (42,49,58,48,60) tiedonsiirtosignaalin erottamiseksi ja erotusmuuntaja (47) moottorikaapelin ja tiedonsiirtolaitteiston erottamiseksi tois 1. An apparatus for forming a data transmission connection, at least for transmitting diagnostic data of the AC motor (30) or the alternating-current motor from use of the machine and the exchange-current motor controlling the frequency converter (20), wherein the motor is controlled to frequency-5-converter (20) and the motor (30) is connected to the motor cable (28) to the drive (20), characterized in that - the motor cable (28) at both ends (34,36) coupled to the motor cable communication interface korkeataaj chained data source / receiver (35.38), - data transfer frequency is substantially higher than the frequency converter (20) 10 motor cable (28) supplied by the frequency - the data transfer includes a first filtering means (46,48) in a frequency-converter input by the engine control voltage for filtering the second filter means (42,49,58,48,60) for communication signal separating and isolating transformer (47) of the motor cable and data transfer equipment from reproducing istaan, 15. tiedonsiirtoliityntä käsittää välineet (64,66) taajuusmuuttajan moottorikaapeliin generoimien ylijännitetransienttien poistamiseksi ja - erotusmuuntajien ensiökäämitys (49) on kytketty moottorikaapeliin suoda-tinelimien kautta ja toisiokäämitys (62) on kytketty tiedonsiirtolaitteisiin. istaan ​​15 comprises a communication interface means (64,66) of the drive motor to the cable to remove the over- voltage transients generated and - the primary winding (49) is coupled to the motor cable through the member including a filter and a secondary winding (62) is connected to the communication devices. • * « • · · ··· • · · • * · *·* «*·„ 20 • * «• · · · · · • · • · * · * · *« * · "20
  2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tiedonsiirtoliityntä on kytketty moottorikaapelin kahden vaihejohtimen (L1 ,L2) välille. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the communication interface is coupled to the motor cable between two phase conductors (L1, L2). ··· • · • · · • · · · · · • · • · • · · ·
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tiedonsiirtoliityntä on • · kytketty moottorikaapelin kahden vaihejohtimen (L1,L2) välille siten, että erotusmuuntajan ensiöliitännät (50,52) on kytketty kondensaattorien (46,48) välityksellä vaihejohtimiin, joi- • ·· ,···, 25 loin kondensaattorit toimivat ensimmäisinä suodatinvälineinä moottorin ohjausjännitteen • · ·*· .· , suodattamiseksi ja erotusmuuntajan (47) induktanssin sekä kondensaattorien (46,48) ka- • * ; 3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the communication interface is a • · connected to the motor cable between two phase conductors (L1, L2), such that the separation of the transformer, primary (50,52) is coupled to the capacitors (46,48), • · Synergies ·, · · ·, 25 created capacitors operate as the first filter devices in the motor control voltage * • · · · ·, filtering and the separation transformer (47) and the inductance of the capacitors (46,48) of potassium •. *; pasitanssin muodostama LC-suodin toisena suodatinvälineenä. capacitance formed by the LC filter the second filter device.
  4. • * ·*♦*· 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että erotusmuuntajan en- ·:··· siökäämityksen (49) keskipiste (54) on kytketty moottorikaapelin suojamaahan (56). • * · * ♦ * · 4, characterized in that the isolation transformer en-· according to claim 1 ··· center of winding (49) (54) is coupled to the motor cable shield to ground (56).
  5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ensimmäisen vaiheen ja suojamaan sekä toisen vaiheen ja suojamaan välille on kytketty erotusmuuntajan en- 8 118840 siökäämityksen ensimmäisen ja vastaavasti toisen puoliskon rinnalle induktanssit (58,60), jotka yhdessä erotusmuuntajan induktanssin ja kondensaattorien kapasitanssin kanssa muodostavat LC-suotimen. 5. The apparatus, characterized in that between the first phase and the protective earth, as well as the second phase and the protective earth is connected to the isolation transformer en-8 118 840 siökäämityksen according to claim 4 of the first and second half of the parallel inductances (58,60), which together with the isolation transformer inductance and the capacitance of the capacitors form the LC filter.
  6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet ylijännitetran-5 sienttien poistamiseksi käsittävät erotusmuuntajan toision (62) rinnalle kytketyistä kahdesta vastarinnankytketyistä diodipiireistä (64,66). 6. The apparatus according to claim 1, characterized in that the means for removing ylijännitetran-5 sienttien comprise in addition to the secondary of the isolation transformer (62) connected to the two vastarinnankytketyistä diode circuits (64,66).
  7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että diodipiirit (64,66) koostuvat kahden tai useamman diodin (D1,D2,D3;D4,D5,D6) sarjakytkennästä. 7. The apparatus according to claim 6, characterized in that the diode circuits (64,66) consist of two or more diodes (D1, D2, D3, D4, D5, D6) in series.
    7 118840 7 118840
  8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että diodit ovat piensignaa-10 lidiodeja. 8. An apparatus according to claim 7, characterized in that the diodes are piensignaa-10 signal diodes.
  9. 9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kumpaankin moottorikaapelin (28) päähän liitetty tiedonsiirtoliityntä on olennaisesti samanlainen. 9. Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that each motor cable (28) connected to the end of the data transfer is substantially the same.
  10. 10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tie-15 donsiirtoliityntään liitetty tiedonsiirtokanava on laajakaistainen. 10. The apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that connected to the tie-15 donsiirtoliityntään communication channel is wideband. • · · • · · *·» • » · i 1 · ··· ·· e 1 « ·· Ml • · • I • M • 1 • · · • I · ··· · Ml • · • · «M *· • · • M «M • · • · ·# • f • · · • «· • · f • · ··· III • · · · 9 118840 • • · · · · · * »•» i · 1 · · · · ·· e 1 «Ml ·· • · • I • M • 1 • • · · · · · · · I Ml • · • ·« M * · • · • M «M • · • · · # f • • • · ·« · • · · · · · f • III • · · · 9 118840
FI20050766A 2005-07-18 2005-07-18 Hardware for arranging data transmission FI118840B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050766 2005-07-18
FI20050766A FI118840B (en) 2005-07-18 2005-07-18 Hardware for arranging data transmission

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050766A FI118840B (en) 2005-07-18 2005-07-18 Hardware for arranging data transmission
PCT/FI2006/000255 WO2007010083A1 (en) 2005-07-18 2006-07-14 Apparatus for arranging data transfer

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20050766A0 true FI20050766A0 (en) 2005-07-18
FI20050766A true FI20050766A (en) 2007-01-19
FI118840B true true FI118840B (en) 2008-03-31

Family

ID=34803222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20050766A FI118840B (en) 2005-07-18 2005-07-18 Hardware for arranging data transmission

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI118840B (en)
WO (1) WO2007010083A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101529820B (en) 2006-11-03 2013-06-19 索尤若驱动有限及两合公司 Method and device for bus arbitration, converter and manufacturing installation
CN103166589B (en) * 2011-12-16 2016-04-13 迈普通信技术股份有限公司 E1 end communication device interface line circuit electromagnetic radiation suppression

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2823406B1 (en) * 2001-04-05 2005-05-13 France Telecom information transmission system has high flow rates to a digital terminal
US7091831B2 (en) * 2001-10-02 2006-08-15 Telkonet Communications, Inc. Method and apparatus for attaching power line communications to customer premises
CN1653794A (en) * 2002-03-14 2005-08-10 安比恩特公司 Protecting medium voltage inductive coupled device from electrical transients
DE10232303A1 (en) * 2002-07-16 2004-02-05 Power Plus Communications Ag Arrangement for wire-bound transmission of data via a power network
US7046124B2 (en) * 2003-01-21 2006-05-16 Current Technologies, Llc Power line coupling device and method of using the same

Also Published As

Publication number Publication date Type
FI20050766A (en) 2007-01-19 application
FI20050766A0 (en) 2005-07-18 application
FI118840B1 (en) grant
FI20050766D0 (en) grant
WO2007010083A1 (en) 2007-01-25 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5933071A (en) Electricity distribution and/or power transmission network and filter for telecommunication over power lines
US5949327A (en) Coupling of telecommunications signals to a balanced power distribution network
US8325059B2 (en) Method and system for cost-effective power line communications for sensor data collection
US20020110310A1 (en) Method and apparatus for providing inductive coupling and decoupling of high-frequency, high-bandwidth data signals directly on and off of a high voltage power line
US6933835B2 (en) Data communication over a power line
US20010045888A1 (en) Method of isolating data in a power line communications network
US20020110311A1 (en) Apparatus and method for providing a power line communication device for safe transmission of high-frequency, high-bandwidth signals over existing power distribution lines
US20110121652A1 (en) Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US6646447B2 (en) Identifying one of a plurality of wires of a power transmission cable
US6922135B2 (en) High frequency network multiplexed communications over various lines using multiple modulated carrier frequencies
EP0975097A2 (en) Method and device for bi-directional data exchange over low and medium voltage electric power lines
US6396392B1 (en) High frequency network communications over various lines
US4602240A (en) Apparatus for and method of attenuating power line carrier communication signals passing between substation distribution lines and transmission lines through substation transformers
US20030103307A1 (en) Method and device for conditioning electric installations in buildings for the rapid transmission of data
US6563420B2 (en) Power line communications apparatus and method
US6104707A (en) Transformer coupler for communication over various lines
US6549120B1 (en) Device for sending and receiving data through power distribution transformers
US6809633B2 (en) Coupling broadband modems to power lines
US6686832B2 (en) High frequency network multiplexed communications over various lines
US6417762B1 (en) Power line communication system using anti-resonance isolation and virtual earth ground signaling
US5559377A (en) Transformer coupler for communication over various lines
US7046124B2 (en) Power line coupling device and method of using the same
US6590493B1 (en) System, device, and method for isolating signaling environments in a power line communication system
US5717685A (en) Transformer coupler for communication over various lines
US7098773B2 (en) Power line communication system and method of operating the same