JPH0582031U - Loosely coupled transformer - Google Patents
Loosely coupled transformerInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力線搬送監視制御システムを高速化するた
めのFSK信号注入装置に必要な広い信号通過帯域を有
する疎結合変圧器を、漏洩磁束が少なく、騒音が小さ
く、小型・軽量で、安価に製造できるようにする。
【構成】 1つの外側鉄心脚部12に一次巻線17を、他の
外側鉄心脚部14に二次巻線18をそれぞれ巻き、中央鉄心
脚部13を磁気分路とした三脚構造のE形鉄心と、I形鉄
心11とを、空隙16を介して組み合わせる。すると、一次
巻線17に発生した磁束の大部分は中央鉄心脚部13を通
り、その磁束の一部は二次巻線18と鎖交する。このた
め、一次巻線17と二次巻線18との間の相互インダクタン
スが小さくなって、結合度の小さな疎結合変圧器が実現
する。又、一次巻線17と二次巻線18との自己インダクタ
ンスの値も大きくなって、使用導体量も少なくなり、小
型になる。
(57) [Abstract] [Purpose] A loosely coupled transformer with a wide signal pass band required for an FSK signal injection device for speeding up a power line carrier monitoring and control system is provided, which has a small leakage flux, a small noise, and a small size. Lightweight and cheap to manufacture. [Structure] An E-shaped tripod structure in which a primary winding 17 is wound around one outer core leg 12 and a secondary winding 18 is wound around the other outer core leg 14, and the central core leg 13 is a magnetic shunt. The iron core and the I-shaped iron core 11 are combined through the space 16. Then, most of the magnetic flux generated in the primary winding 17 passes through the central iron core leg portion 13, and a part of the magnetic flux links with the secondary winding 18. Therefore, the mutual inductance between the primary winding 17 and the secondary winding 18 is reduced, and a loosely coupled transformer with a low degree of coupling is realized. Also, the value of the self-inductance between the primary winding 17 and the secondary winding 18 is increased, the amount of conductors used is reduced, and the size is reduced.
Description
【考案の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】 本考案は、電力線を信号伝送媒体として使用して、負荷制御,開閉器制御等の 監視制御システムにおける制御信号伝送や,自動検針システム等におけるデータ 伝送を行うための周波数偏移変調(以下「FSK」という)信号の発生と電力線 への注入とを行う装置に使用する疎結合変圧器に関するものである。 【0002】 【従来の技術】 電力線を信号伝送媒体として利用する電力系統の監視制御若しくは情報伝送シ ステムにおいては、伝送すべき信号の発生装置と、発生した信号を電力線へ注入 する結合装置とが必要である。 【0003】 従来の配電線監視制御システムの1つであるリップルコントロール装置では、 単一の周波数を断続させて、パルスコード化したものを、制御信号或いは情報信 号として使用している。 【0004】 図8は、従来の電力線搬送監視制御システムの1つであるリップルコントロー ル装置に使用されている結合装置の結合変圧器の構造を示すもので、分離された 一次鉄心11と二次鉄心12とにそれぞれ一次巻線L121と二次巻線L222とを巻いて 、これらを一体化した特殊構造となっている。 【0005】 【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、従来の単一周波を断続させる(以下「ASK」という)信号方式 では、信号伝送上の制約から伝送速度を低くせざるを得ない(例えば2ビット/秒 程度)ので、多数の開閉器の監視制御,自動検針等の伝送すべき情報量が多量で ある場合には長時間を要し、実用上の問題を生ずる。 【0006】 又、図8に示すような空心或いは一部に鉄心を有する特殊構造の結合変圧器が 信号注入用として使用されているが、これ等の結合変圧器は、製造コストが高く ,大型で,騒音対策や磁束漏洩対策等を必要とする問題があった。 【0007】 本考案は、このような問題に鑑みてなされたもので、信号伝送速度が早くて、 多量の情報の伝送,多数の開閉器の監視制御ができる上、漏洩磁束が少なく、騒 音が小さく、軽量小型で、安価に製造できる、FSK信号注入に必要となる信号 通過帯域の広い結合装置に使用する疎結合変圧器を提供することを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】 本考案は、電力線搬送監視制御システムを高速化するためのFSK信号注入装 置に使用する疎結合変圧器を、左右の外側鉄心脚部に巻線を巻いて、中央鉄心脚 部を漏洩磁束の通路とした、薄鋼板を成層してなるE形三脚構造の鉄心と、薄鋼 板を成層してなるI形構造の鉄心とを、空隙を介して組み合せて、巻線相互間を 疎結合した空隙付き閉磁路鉄心構造とすることにより、注入信号の広帯域通過特 性を実現して、信号伝送速度を早くすると共に、E形鉄心とI形鉄心との間の空 隙の長さを調整して、巻線間の結合度を変えられるようにしたものである。 【0009】 本考案は、従来のASK信号方式の代りに、FSK信号方式を採用することに よって、信号伝送速度の高速化を図ることにより、50ビット/秒(50Hz地域)或 いは60ビット/秒(60Hz域)の信号伝送ができるようになる。 【0010】 又、FSK信号を電力線側に注入する結合装置では、本考案の疎結合変圧器を 使用したFSK信号注入装置のように、FSK搬送周波数としてマーク570Hz, スペース630Hzを使用すると、所要の周波数帯域(600Hz±30Hz以上)において 平坦帯域通過(バンドパス)特性を有し、それ以外の周波数帯域において高インピ ーダンスを有することが要求される。 【0011】 ところが、本考案は、一般の電力用変圧器とほぼ同様な三脚鉄心構造を有する 空隙付き疎結合変圧器によって所要の特性を得ている。又、FSK信号のための マーク,スペース信号は、図1で示す疎結合変圧器の一次側及び二次側にそれぞ れ接続した2個のコンデンサC1,C2と、疎結合変圧器のインダクタンスとによ って形成される回路を、2組の制御トランジスタで開閉して、コンデンサの充放 電を繰り返すことにより、発生している。 【0012】 【作用】 本考案によれば、60ビット/秒(60Hz域)という高速のFSK信号が注入でき る広帯域通過特性を持った結合回路が実現できる上、空隙の長さを調整して、そ の帯域を容易に変化させることができる。又、一般の電力変圧器用のEI鉄心を 使用しているため、軽量,小型で、安価に製造できる。 【0013】 【実施例】 以下、図面を参照しながら、本考案の実施例を詳細に説明する。 【0014】 図1は本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注入装置の全体図で、図に 示すように、FSK信号注入装置は、直流電源1,制御ロジック回路2,スイッ チング回路3及び結合回路4から構成される。 【0015】 図2は本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注入装置の動作を説明する ための概念図、図3は図1のFSK信号注入装置の詳細な構成を示す回路図で、 以下考案の一実施例の動作について説明する。 【0016】 直流電源1で得られた直流電圧は、スイッチング回路3に導かれる。スイッチ ング回路3は2個の制御トランジスタT1,T2からなり、これ等の2個の制御ト ランジスタT1,T2は、1つが閉の状態ときは、他が開の状態になるように、制 御ロジック回路2からの互いに180°位相の異なる制御信号Φ1,Φ2によって制 御される。今、図2において、制御トランジスタT1をONとすれば、コンデン サC1は直流電源から充電される。次に、制御トランジスタT1を制御トランジス タT2に切り換えると、コンデンサC1に充電された電荷は、インダクタンスL1 ,コンデンサC1及び疎結合変圧器を介して接続されるインダクタンスL2,コン デンサC2,負荷ZLからなる回路を通して放電される。従って、制御トランジス タT1と制御トランジスタT2との開閉周波数によって決まる交流を負荷ZLに流 すことができる。 【0017】 制御ロジック回路2は送信すべきFS変調時系列におけるマークとスペースと の符号を判別して、それぞれの符号に対応する周波数(本実施例では、マーク570 Hz、スペース630Hz)の制御信号Φ1,Φ2を、各符号の継続している期間中発生 し、スイッチング回路3に送出して、制御トランジスタT1,T2の開閉を行う。 スイッチング回路3の出力に接続された結合回路4は、2組のコンデンサC1, C2と疎結合変圧器とからなり、FS変調した信号を発生する部分である。結合 回路4は、図2に示すように、コンデンサC1,C2と疎結合変圧器のインダクタ ンスL1,L2によって決まる2組の共振回路を相互インダクタンスMで結合した 形をもっており、これ等の2組の共振周波数は、それぞれ、マーク周波数とスペ ース周波数とにほぼ一致するように、コンデンサC1,C2と疎結合変圧器の結合 係数によって調整される。結合回路4の出力は、直接或いは変圧器を介して電力 線に接続されており、マーク周波数とスペース周波数から形成されるFSK信号 を電力線へ送出する。 【0018】 次に、本考案の疎結合変圧器の機能と構造とについて述べる。 【0019】 本考案の疎結合変圧器に要求される機能としては、その一次側と二次側に直列 に接続されるコンデンサC1,C2と協調して、所要の共振周波数を有する共振回 路が容易に得られること、即ち一次、二次のインダクタンスL1,L2の調整が容 易であることが先ず必要である。 【0020】 又、疎結合変圧器と2組のコンデンサC1,C2からなる結合回路4について言 えば、信号伝送効率を上げて、所要のS/N比を得るために、信号伝送に必要な 周波数帯域で低インピーダンス、それ以外の周波数帯域で高インピーダンスとな る、いわゆる帯域通過(バンドパス)特性を有することが必要である。 【0021】 更に、所要の信号伝送速度を確保して、符号誤りを避けるためには、マーク周 波数からスペース周波数への移行及びその逆の移行時における過渡現象の時間を 極力短縮することが要求されることから、通過周波数帯域においてできるだけ平 坦な周波数特性をもたせることが望ましい。 【0022】 そこで、結合回路4に対するこのような要求を満たすために、本考案の疎結合 変圧器では、以下に説明するような構造を有する。 【0023】 図4(A)又は(B)は、本考案の疎結合変圧器の構造を示すもので、(A)は基本 構成を示す図、(B)は(A)の中央鉄心脚部に調整用鉄心と空隙とを付加して、変 圧器の一次と二次の結合係数の調整を更に容易にした本考案の疎結合変圧器の構 造を示すものである。 【0024】 図4(A)において、本考案の疎結合変圧器は、磁束の通路に空隙16を有する3 個のE形構造の鉄心脚部12,13,14と、継鉄部11,15よりなる成層鉄心と、中央 鉄心脚部13の左右外側の鉄心脚部12,14に配置された巻線17,18とから構成され る。1つの外側鉄心脚部12の一次巻線17と、他の外側鉄心脚部14の二次巻線18と は、空隙16を通じて磁気的に結合され、中央鉄心脚部13は、両外側鉄心脚部12, 14の巻線17,18で発生した磁束の分路を形成する。従って、空隙16の空隙長を調 整することによって、一次,二次間の結合度を変化させることができる。 【0025】 図4において、例えば一次巻線17で発生した磁束は、空隙16を通って中央鉄心 脚部13と二次巻線18側の鉄心脚部14の双方に分れることになるが、中央鉄心脚部 13が磁束の分路を形成するため、その磁気抵抗値を他の鉄心脚部の磁気抵抗値よ りも小さくすれば、磁束の多くは中央鉄心脚部13を通って、二次巻線18と鎖交す る磁束は減少する。従って、一次巻線17と二次巻線18との間の相互インダクタン スMは、通常の2脚鉄心変圧器に比べて小さくなるので、一次巻線17と二次巻線 18との結合度も小さくなる。 【0026】 ところで、巻線間の磁気結合度を示す数値としては、一般に、次式で表わされ る結合係数Kが用いられる。 【0027】 【数1】 【0028】 ここで、L1,L2は、図2における各巻線の自己インダクタンスである。 【0029】 以上説明したように、本考案の疎結合変圧器を用いれば、巻線間の疎結合が得 易く、且つ、結合度の調整も行い易いため、前述のFSK信号注入装置の結合回 路に要求される機能を容易に実現することができる。 【0030】 又、鉄心を使用しているため、各巻線のインダクタンスの値を大きくとること ができるようになると共に、空心形或いは図5で設計した場合に比べて、使用導 体量も少なくなって、製造原価を低減することができる。 【0031】 更に、本考案の疎結合変圧器は、従来のASK信号方式における信号の注入用 として使用することもできる。 【0032】 ところで、図4(A)に示すE形鉄心12〜15とI形鉄心11との空隙16を変化させ て、巻線間の結合度を調整することができ、図5に空隙16の空隙長と結合度とイ ンダクタンスとの関係についての実験例を示す。 【0033】 空隙長さを変化させると、結合度と共に、巻線の自己インダクタンスL1,L2 も変化するため、巻線のタップ位置とコンデンサC1,C2の値を調整することに よって、所望の特性を実現することができる。 【0034】 図6は、FSK信号注入装置に用いる本考案の疎結合変圧器の中心周波数f0 付近における巻線間の結合度と帯域通過特性との関係を示すもので、図中に太線 で示す K=k1 の特性がもっとも望ましい特性ではあるが、それ以外の中心周 波数に対しても、鉄心寸法,巻線の巻数及びコンデンサの容量を調整することに より、又、図4(B)の構造の本考案の疎結合変圧器においては、鉄心寸法Cと空 隙長A及びBを調整することにより、通過周波数帯域を変えることができる。 【0035】 図7は、本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注入装置によって6kV 配電線に、中心周波数600Hzで、マーク,スペースの比〔デューテイ比(Duty ratio)〕1:1のFSK信号を注入したときの6kV配電線の電圧波形と、振幅 スペクトルの分布を示すもので、信号波のスペクトルは、60Hz商用周波成分の スペクトルより約30dB(振幅にして約 1/30)低く、且つ、FSK信号周波数帯域 で所要のスペクトル分布を有することが分かる。 【0036】 【考案の効果】 以上説明したように、本考案によれば、電力線を信号伝送媒体として使用する 電力線搬送監視制御システムにFSK変調方式を導入することにより、本考案の 疎結合変圧器によって効率のよい信号注入を実現することができるので、信号伝 送速度が早く、多量の情報が伝送できるので、多数の開閉器等の監視制御を行う ことができるという効果を奏する。 【0037】 又、本考案の疎結合変圧器は、鉄心を用いた閉磁路構成であるので、漏洩磁束 が少なく、騒音が小さく、小型・軽量で、安価に製造できるという効果を奏する 。 【0038】 更に、漏洩磁束が少ないという効果により、近接する通信回路や制御回路への 影響が小さくなって、本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注入装置の設 置場所の制限が少なくなる上、騒音が少なく、小型・軽量にすることができると いう効果により、騒音公害に対する配慮や、設置面積の確保等の制限が少なくな るので、本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注入装置が必要な場所に容 易に設置することができるという更なる効果を奏する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a power line as a signal transmission medium to transmit control signals in a supervisory control system such as load control and switch control, and automatic meter reading. The present invention relates to a loosely coupled transformer used in a device for generating a frequency shift keying (hereinafter referred to as "FSK") signal for performing data transmission in a system or the like and injecting the signal into a power line. In a power system supervisory control or information transmission system that uses a power line as a signal transmission medium, a generator for a signal to be transmitted and a coupling device for injecting the generated signal into the power line are required. Is. In the ripple control device, which is one of the conventional distribution line monitoring and control systems, a single frequency is intermittently used and pulse coded is used as a control signal or an information signal. FIG. 8 shows the structure of a coupling transformer of a coupling device used in a ripple control device, which is one of conventional power line carrier monitoring and control systems. The primary transformer core 11 and the secondary transformer core are separated. A primary winding L 1 21 and a secondary winding L 2 22 are wound around 12 and a special structure in which they are integrated. [0005] However, in the conventional signal system in which a single frequency is interrupted (hereinafter referred to as "ASK"), the transmission speed has to be lowered due to restrictions on signal transmission (for example, Since it is about 2 bits / second), it takes a long time when there is a large amount of information to be transmitted, such as supervisory control of many switches and automatic meter reading, which causes a practical problem. In addition, a coupling transformer having a special structure having an air core or an iron core partially as shown in FIG. 8 is used for signal injection. However, these coupling transformers are high in manufacturing cost and large in size. However, there was a problem that noise countermeasures and magnetic flux leakage countermeasures were necessary. The present invention has been made in view of the above problems, and has a high signal transmission speed, can transmit a large amount of information, can monitor and control a large number of switches, and can reduce leakage flux and noise. An object of the present invention is to provide a loosely coupled transformer which is small, lightweight, compact, and inexpensive to be used in a coupling device having a wide signal pass band required for FSK signal injection. According to the present invention, a loosely coupled transformer used in an FSK signal injection device for increasing the speed of a power line carrier monitoring and control system is provided with windings on left and right outer core legs. An E-type tripod structure core formed by laminating thin steel plates and an I-structure iron core formed by laminating thin steel plates, which are wound and use the central core leg portion as a leakage magnetic flux passage, are combined through a gap. By providing a closed magnetic circuit core structure with air gaps in which the windings are loosely coupled, a wide band pass characteristic of the injected signal is realized, the signal transmission speed is increased, and at the same time between the E-shaped core and the I-shaped core. By adjusting the length of the air gap, the degree of coupling between the windings can be changed. According to the present invention, by adopting the FSK signal system instead of the conventional ASK signal system, the signal transmission speed is increased to 50 bits / second (50 Hz region) or 60 bits / second (50 Hz area). Signal transmission in the 60 Hz range) becomes possible. Further, in the coupling device for injecting the FSK signal into the power line side, if the mark 570 Hz and the space 630 Hz are used as the FSK carrier frequency like the FSK signal injecting device using the loose coupling transformer of the present invention, it is necessary. It is required to have a flat bandpass characteristic in a frequency band (600 Hz ± 30 Hz or higher) and have a high impedance in other frequency bands. However, according to the present invention, the required characteristics are obtained by the loosely coupled transformer with a gap having a tripod core structure similar to that of a general power transformer. The mark and space signals for the FSK signal are the two capacitors C 1 and C 2 respectively connected to the primary side and the secondary side of the loose coupling transformer shown in FIG. 1, and the inductance of the loose coupling transformer. It is generated by repeating the charging and discharging of the capacitor by opening and closing the circuit formed by the two control transistors. According to the present invention, a coupling circuit having a wide band pass characteristic capable of injecting a high-speed FSK signal of 60 bits / second (60 Hz range) can be realized, and the length of the air gap is adjusted, The band can be easily changed. Further, since the EI iron core for a general electric power transformer is used, it is lightweight, small in size and can be manufactured at low cost. Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of an FSK signal injection device using a loosely coupled transformer according to the present invention. As shown in the figure, the FSK signal injection device includes a DC power supply 1, a control logic circuit 2, a switching circuit 3 and It is composed of a coupling circuit 4. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the operation of the FSK signal injection device using the loosely coupled transformer of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the FSK signal injection device of FIG. The operation of one embodiment of the invention will be described below. The DC voltage obtained by the DC power supply 1 is guided to the switching circuit 3. The switching circuit 3 is composed of two control transistors T 1 and T 2 , and these two control transistors T 1 and T 2 are such that when one is closed, the other is open. different control signals [Phi 1 from each other 180 ° phase from the control logic circuit 2 is controlled by the [Phi 2. Now, in FIG. 2, if the control transistors T 1 and ON, the capacitor C 1 is charged from the DC power supply. Next, switch the control transistors T 1 to the control transistor T 2, the electric charge charged in the capacitor C 1, the inductance L 1, the inductance L 2 connected via a capacitor C 1 and loosely coupled transformer, the capacitor C 2 , discharged through the circuit consisting of load Z L. Therefore, an alternating current determined by the switching frequency of the control transistor T 1 and the control transistor T 2 can be passed through the load Z L. The control logic circuit 2 discriminates between a mark and a space code in the FS modulation time series to be transmitted, and a control signal of a frequency (mark 570 Hz, space 630 Hz in this embodiment) corresponding to each code. Φ 1 and Φ 2 are generated during the duration of each code and sent to the switching circuit 3 to open / close the control transistors T 1 and T 2 . The coupling circuit 4 connected to the output of the switching circuit 3 is a portion which is composed of two sets of capacitors C 1 and C 2 and a loose coupling transformer, and which generates an FS-modulated signal. As shown in FIG. 2, the coupling circuit 4 has a form in which two sets of resonance circuits, which are determined by the capacitors C 1 and C 2 and the inductances L 1 and L 2 of the loosely coupled transformer, are coupled by a mutual inductance M. The resonance frequencies of the two sets are adjusted by the coupling coefficients of the capacitors C 1 and C 2 and the loose coupling transformer so that they substantially match the mark frequency and the space frequency, respectively. The output of the coupling circuit 4 is connected to the power line directly or via a transformer, and sends the FSK signal formed of the mark frequency and the space frequency to the power line. Next, the function and structure of the loosely coupled transformer of the present invention will be described. The function required of the loosely coupled transformer of the present invention is that a resonance circuit having a required resonance frequency in cooperation with capacitors C 1 and C 2 connected in series on the primary side and the secondary side of the transformer. First, it is necessary to easily obtain, that is, to easily adjust the primary and secondary inductances L 1 and L 2 . As for the coupling circuit 4 including the loosely coupled transformer and two sets of capacitors C 1 and C 2 , it is necessary for signal transmission in order to increase signal transmission efficiency and obtain a required S / N ratio. It is necessary to have a so-called band pass characteristic that has a low impedance in various frequency bands and a high impedance in other frequency bands. Further, in order to secure a required signal transmission rate and avoid code errors, it is required to shorten the time of transient phenomenon at the time of transition from the mark frequency to the space frequency and vice versa. Therefore, it is desirable to have frequency characteristics as flat as possible in the pass frequency band. Therefore, in order to satisfy such requirements for the coupling circuit 4, the loosely coupled transformer of the present invention has a structure as described below. 4 (A) and 4 (B) show the structure of the loosely coupled transformer of the present invention. FIG. 4 (A) is a diagram showing the basic structure, and FIG. 4 (B) is the central core leg of FIG. 4 (A). 2 shows the structure of the loosely coupled transformer of the present invention in which an adjusting iron core and a void are added to further facilitate the adjustment of the primary and secondary coupling coefficients of the transformer. Referring to FIG. 4 (A), the loosely coupled transformer of the present invention has three E-shaped core legs 12, 13, 14 having a gap 16 in the magnetic flux passage, and yoke portions 11, 15. And a winding 17 and 18 arranged on the left and right outer core leg portions 12 and 14 of the central iron core leg portion 13. The primary winding 17 of one outer iron core leg portion 12 and the secondary winding 18 of the other outer iron core leg portion 14 are magnetically coupled to each other through the air gap 16, and the central iron core leg portion 13 includes both outer iron core legs. It forms a shunt path for the magnetic flux generated in the windings 17 and 18 of the parts 12 and 14. Therefore, the degree of coupling between the primary and the secondary can be changed by adjusting the void length of the void 16. In FIG. 4, for example, the magnetic flux generated in the primary winding 17 is divided into both the central iron core leg 13 and the iron core leg 14 on the side of the secondary winding 18 through the air gap 16. Since the central iron core leg 13 forms a shunt of magnetic flux, if the magnetic resistance value is made smaller than the magnetic resistance values of other iron core legs, most of the magnetic flux passes through the central iron core leg 13 and The magnetic flux that links the winding 18 is reduced. Therefore, since the mutual inductance M between the primary winding 17 and the secondary winding 18 is smaller than that of a normal two-leg iron core transformer, the degree of coupling between the primary winding 17 and the secondary winding 18 is also increased. Get smaller. By the way, as a numerical value indicating the degree of magnetic coupling between windings, a coupling coefficient K represented by the following equation is generally used. [Formula 1] Here, L 1 and L 2 are the self-inductance of each winding in FIG. As described above, if the loose coupling transformer of the present invention is used, loose coupling between the windings can be easily obtained and the degree of coupling can be easily adjusted. Therefore, the coupling circuit of the FSK signal injection device described above can be obtained. It is possible to easily realize the functions required for. Further, since the iron core is used, the value of the inductance of each winding can be increased, and the amount of conductor used is smaller than that of the air core type or the case of designing in FIG. The manufacturing cost can be reduced. Furthermore, the loosely coupled transformer of the present invention can also be used for signal injection in conventional ASK signaling. By the way, the degree of coupling between the windings can be adjusted by changing the gap 16 between the E-shaped iron cores 12 to 15 and the I-shaped iron core 11 shown in FIG. 4 (A). An experimental example of the relationship between the void length, the coupling degree, and the inductance will be shown. When the air gap length is changed, the self-inductances L 1 and L 2 of the winding change as well as the coupling degree. Therefore, by adjusting the tap position of the winding and the values of the capacitors C 1 and C 2 , Desired characteristics can be realized. FIG. 6 shows the relationship between the degree of coupling between windings and the band pass characteristic in the vicinity of the center frequency f 0 of the loosely coupled transformer of the present invention used in the FSK signal injection device. The characteristic of K = k 1 shown is the most desirable characteristic, but for other center frequencies as well, by adjusting the iron core size, the number of turns of the winding, and the capacitance of the capacitor, the characteristics of FIG. In the loosely coupled transformer of the present invention having the structure, the pass frequency band can be changed by adjusting the iron core dimension C and the air gap lengths A and B. FIG. 7 shows an FSK signal injection device using a loosely coupled transformer according to the present invention, which has a center frequency of 600 Hz and a mark / space ratio [Duty ratio] of 1: 1 on a 6 kV distribution line. It shows the voltage waveform of the 6 kV distribution line when the signal is injected and the distribution of the amplitude spectrum. The spectrum of the signal wave is about 30 dB lower than the spectrum of the 60 Hz commercial frequency component (about 1/30 in amplitude), and , FSK signal frequency band has the required spectral distribution. As described above, according to the present invention, the loosely coupled transformer of the present invention is introduced by introducing the FSK modulation method into the power line carrier monitoring and control system using the power line as a signal transmission medium. As a result, efficient signal injection can be realized, the signal transmission speed is fast, and a large amount of information can be transmitted. Therefore, it is possible to perform monitoring control of a large number of switches and the like. Further, since the loosely coupled transformer of the present invention has a closed magnetic circuit configuration using an iron core, it has effects of less leakage magnetic flux, less noise, small size and light weight, and inexpensive manufacturing. Further, due to the effect that the leakage magnetic flux is small, the influence on the communication circuit and the control circuit in the vicinity is reduced, and the limitation of the installation place of the FSK signal injection device using the loose coupling transformer of the present invention is reduced. In addition, due to the effects of less noise, smaller size and lighter weight, there are less restrictions on noise pollution and securing of installation area. Therefore, the FSK signal injection device using the loose coupling transformer of the present invention. It has the further effect that it can be easily installed in a required place.
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注
入装置の全体図である。
【図2】本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注
入装置の動作を説明するための概念図である。
【図3】図1のFSK信号注入装置の詳細な構成を示す
回路図である。
【図4】本考案の疎結合変圧器の構造を示すもので、
(A)は基本構成を示す図、(B)は(A)の中央鉄心脚部に
調整用鉄心と空隙とを付加した疎結合変圧器の構成を示
す図である。
【図5】本考案の一実施例として用いた疎結合変圧器に
おける空隙長と結合度との関係を示す図である。
【図6】FSK信号注入装置に用いる本考案の疎結合変
圧器の中心周波数f0付近における巻線間の結合度と帯
域通過特性との関係を示す図である。
【図7】本考案の疎結合変圧器を使用したFSK信号注
入装置によってFSK信号を注入したときの電圧波形及
び振幅スペクトルの分布を示す図である。
【図8】従来の結合変圧器の構造を示すものである。
【符号の説明】
1…直流電源、 2…制御ロジック回路、 3…スイッ
チング回路、 4…結合回路、 11…継鉄部(I形鉄
心)、 12,13,14…E形鉄心脚部、15…継鉄部(E形鉄
心)、 16…空隙、 17…一次巻線、 18…二次巻線。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall view of an FSK signal injection device using a loosely coupled transformer of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the operation of the FSK signal injection device using the loosely coupled transformer of the present invention. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the FSK signal injection device of FIG. FIG. 4 shows the structure of the loosely coupled transformer of the present invention,
(A) is a figure which shows a basic structure, (B) is a figure which shows the structure of the loose coupling transformer which added the adjustment iron core and the air gap to the center iron core leg part of (A). FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the air gap length and the degree of coupling in a loosely coupled transformer used as an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between coupling degree between windings and band pass characteristics in the vicinity of the center frequency f 0 of the loosely coupled transformer of the present invention used in the FSK signal injection device. FIG. 7 is a diagram showing a voltage waveform and an amplitude spectrum distribution when an FSK signal is injected by the FSK signal injection device using the loosely coupled transformer of the present invention. FIG. 8 shows a structure of a conventional coupling transformer. [Explanation of Codes] 1 ... DC power supply, 2 ... Control logic circuit, 3 ... Switching circuit, 4 ... Coupling circuit, 11 ... Yoke part (I type iron core), 12, 13, 14 ... E type iron leg part, 15 … Yoke part (E-shaped core), 16… Air gap, 17… Primary winding, 18… Secondary winding.
Claims (1)
脚部に二次巻線をそれぞれ巻き、中央鉄心脚部を磁気分
路としたE形鉄心と、 空隙を介して前記E形鉄心と組み合わせるI形鉄心とか
らなり、 周波数偏移変調信号を電力線に注入する電力線信号注入
装置の結合回路に双峰特性を持たせて、広帯域の注入信
号が通過できるようにしたことを特徴とする疎結合変圧
器。 (2) 前記空隙の長さを変化させて、一次巻線と二次巻
線との間の結合度を変化させると共に、帯域特性も変化
させることを特徴とする実用新案登録請求の範囲(1)記
載の疎結合変圧器。[Claims for utility model registration] (1) E-shaped with one outer core leg having a primary winding, another outer core leg having a secondary winding, and the central core leg having a magnetic shunt. An iron core and an I-shaped iron core combined with the E-shaped iron core through an air gap, wherein a coupling circuit of a power line signal injection device for injecting a frequency shift keying signal into a power line has a bimodal characteristic to provide a wideband injection signal. A loosely coupled transformer characterized in that it allows the passage of (2) The utility model registration claim characterized in that the length of the air gap is changed to change the degree of coupling between the primary winding and the secondary winding and also change the band characteristic. ) The loosely coupled transformer described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP713593U JPH0582031U (en) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | Loosely coupled transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP713593U JPH0582031U (en) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | Loosely coupled transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0582031U true JPH0582031U (en) | 1993-11-05 |
Family
ID=11657640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP713593U Pending JPH0582031U (en) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | Loosely coupled transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0582031U (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006032588A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Coil component |
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-
1993
- 1993-02-25 JP JP713593U patent/JPH0582031U/en active Pending
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