JP7796251B2 - 振動測定による変圧器ｄｃ磁化検出および緩和 - Google Patents

Description

本開示は、変圧器、特にMFTにおけるDC磁化を検出し、変圧器を制御するための方法、装置、およびシステムに関する。

変圧器、特に大型変圧器では、変圧器の外部の場によって引き起こされるDC磁化がコアを飽和状態に駆動する可能性があり、結果として、高い非線形性に起因して高次高調波のレベルが劇的に増大する。対照的に、典型的には１～７５kHzの周波数を有する変圧器励磁信号を使用して動作する中周波変圧器MFTは、とりわけ、変圧器励磁信号の高レベルの基本周波数成分を生成し、コアが飽和したときに可聴周波数範囲内の相当に不快なノイズをもたらす。

飽和は、DC成分を除去する直列接続コンデンサを使用することによって緩和され得るが、そのような解決策は、高電流コンデンサがかさばることに起因して実用的ではない。あるいは、飽和を検出するために音響センサが考慮される場合がある。測定されたデータは、変圧器励磁信号を調整するために使用することができる。しかしながら、音響センサが隣接する変圧器によって生成される振動および／または周囲ノイズに敏感であり得るため、いくつかのMFTが近傍で同時に動作する場合に課題が提起される。このような状況では、適切な制御緩和措置を適用するために、振動の発生源を位置特定することが重要である。

したがって、変圧器、特にMFTにおけるDC磁化を検出し、それに応じて変圧器を制御するための方法、装置、およびシステムを改善する必要がある。

本開示は、変圧器、特にMFTにおけるDC磁化を検出し、それに応じて変圧器を制御するための方法、装置、およびシステムに関する。

本明細書に開示されている本開示の様々な例示的な実施形態は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって容易に明らかになる追加の特徴を提供することを目的とする。様々な実施形態によれば、例示的なシステム、方法、および装置が本明細書に開示されている。しかしながら、これらの実施形態は限定ではなく例として提示されていることが理解され、本開示を読んだ当業者には、開示された実施形態に対する様々な変更が本開示の範囲内に留まりながら行われ得ることが明らかであろう。

したがって、本開示は、本明細書に記載および図示された例示的な実施形態および適用に限定されない。さらに、本明細書に開示される方法におけるステップの特定の順序および／または階層は、例示的なアプローチにすぎない。設計の好みに基づいて、開示された方法またはプロセスのステップの特定の順序または階層は、本開示の範囲内に留まりながら再構成することができる。したがって、当業者は、本明細書に開示される方法および技術が、サンプルの順序で様々なステップまたは動作を提示し、本開示は、特に明記しない限り、提示される特定の順序または階層に限定されないことを理解するであろう。

上記および他の態様ならびにそれらの実施態様は、図面、本明細書、および特許請求の範囲においてより詳細に説明されている。

本開示の一実施形態による方法のフローチャートである。 本開示の一実施形態による方法において使用される圧電センサを使用して得られた測定値を示す図である。 本開示の一実施形態による、変圧器に取り付けられた圧電センサを使用して得られた振動測定値を示す図である。 本開示の一実施形態による例示的な制御方法を示す図である。 本発明の実施形態による装置を示す図である。 本発明の実施形態による装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるシステムを示す図である。

以下、本開示の例示的な実施形態について説明する。記載された実施形態のいずれか１つのいくつかの態様は、特に明記されない限りまたは明らかでない限り、いくつかの他の実施形態にも見られ得ることに留意されたい。しかしながら、了解度を高めるために、各態様は、最初に言及されたときにのみ詳細に説明され、同じ態様の一切の繰り返しの説明は省略される。

本開示は、変圧器内のDC磁化を検出して変圧器を制御するための方法であって、少なくとも１つの振動センサを使用して、変圧器の少なくとも１つの表面上または変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知することと、検知された少なくとも１つの振動を測定することと、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器内のDC磁化を検出することと、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器を制御することとを含む、方法に関する。

一実施形態によれば、振動センサは圧電センサ、特に圧電加速度計である。
一実施形態によれば、少なくとも１つの振動は、変圧器によって生成される。

一実施形態によれば、変圧器内のDC磁化を検出することは、測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することを含む。

一実施形態によれば、第１の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、第２の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の第二高調波である。

一実施形態によれば、変圧器を制御することは、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正することを含む。

一実施形態によれば、本方法は、少なくとも１つのパラメータ、特に誤り訂正係数を計算することをさらに含む。

一実施形態によれば、変圧器を制御することは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つを制御することであるか、または制御することを含む。一実施形態によれば、変圧器を制御することは、変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することであるか、または生成することを含む。一実施形態によれば、変圧器を制御することは、変圧器の電気的挙動特性を記述するモデル、特に数学的モデル、より具体的には伝達関数を含む制御ループへの入力である少なくとも１つの信号を生成することであるか、または生成することを含む。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号を生成することは、取得および／または決定されたデータに基づいて少なくとも１つの信号を調整することであるか、またはそれを含む。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号は、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つである。

本開示はまた、変圧器内のDC磁化を検出して変圧器を制御するための装置であって、変圧器の少なくとも１つの表面上または変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知するように構成されている少なくとも１つのセンサと、プロセッサとを備え、プロセッサは、検知された少なくとも１つの振動を測定することと、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器内のDC磁化を検出することと、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器を制御することとを行うように構成されている、装置にも関する。

一実施形態によれば、振動センサは圧電センサ、特に圧電加速度計である。
一実施形態によれば、少なくとも１つの振動は、変圧器によって生成される。

一実施形態によれば、プロセッサは、測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することによって、変圧器内のDC磁化を検出するように構成されている。

一実施形態によれば、第１の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、第２の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の第二高調波である。

一実施形態によれば、プロセッサは、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正することによって、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、プロセッサは、少なくとも１つのパラメータ、特に誤り訂正係数を計算するようにさらに構成されている。

一実施形態によれば、プロセッサは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つを制御することによって、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、プロセッサは、変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、プロセッサは、変圧器の電気的挙動特性を記述するモデル、特に数学的モデル、より具体的には伝達関数を含む制御ループへの入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、プロセッサは、取得および／または決定されたデータに基づいて少なくとも１つの信号を調整することによって、少なくとも１つの信号を生成するように構成されている。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号は、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つである。

本開示はまた、変圧器内のDC磁化を検出して変圧器を制御するための装置であって、変圧器の少なくとも１つの表面上または変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知するように構成されている振動センサと、検知された少なくとも１つの振動を測定するように構成されている測定ユニットと、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器内のDC磁化を検出するように構成されている検出ユニットと、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器を制御するように構成されている制御ユニットとを備える、装置にも関する。

一実施形態によれば、振動センサは圧電センサ、特に圧電加速度計である。
一実施形態によれば、少なくとも１つの振動は、変圧器によって生成される。

一実施形態によれば、検出ユニットは、測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することによって、変圧器内のDC磁化を検出するように構成されている。

一実施形態によれば、第１の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、第２の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の第二高調波である。

一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正することによって、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、装置は、少なくとも１つのパラメータ、特に誤り訂正係数を計算するように構成されている計算ユニットをさらに備える。

一実施形態によれば、制御ユニットは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つを制御することによって、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器の電気的挙動特性を記述するモデル、特に数学的モデル、より具体的には伝達関数を含む制御ループへの入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、制御ユニットは、取得および／または決定されたデータに基づいて少なくとも１つの信号を調整することによって、少なくとも１つの信号を生成するように構成されている。

一実施形態によれば、少なくとも１つの信号は、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つである。

一実施形態によれば、制御ユニットは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つを制御することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器の電気的挙動特性を記述するモデル、特に数学的モデル、より具体的には伝達関数を含む制御ループへの入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、制御ユニットは、取得および／または決定されたデータに基づいて少なくとも１つの信号を調整することによって、少なくとも１つの信号を生成するように構成されている。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号は、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つである。

本開示はさらに、システムであって、変圧器と、変圧器内のDC磁化を検出して変圧器を制御するための装置とを備え、装置は、変圧器の少なくとも１つの表面上または変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知するように構成されているセンサと、プロセッサとを備え、プロセッサは、検知された少なくとも１つの振動を測定することと、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器内のDC磁化を検出することと、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器を制御することとを行うように構成されている、システムに関する。

本開示はさらに、システムであって、変圧器と、変圧器内のDC磁化を検出して変圧器を制御するための装置とを備え、装置は、変圧器の少なくとも１つの表面上または変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知するように構成されている振動センサと、検知された少なくとも１つの振動を測定するように構成されている測定ユニットと、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器内のDC磁化を検出するように構成されている検出ユニットと、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器を制御するように構成されている制御ユニットとを備える、システムに関する。

典型的な中周波変圧器（MFT：medium frequency transformer）は、コア損失が低くなるように設計されており、その結果、MFTは線形磁化範囲内に留まり、大型変圧器に通常適用されるよりもB－H曲線の飽和部分に対してより多くのマージンを維持し、それによって、少なくとも設計ピークac磁化電流、例えばピークac磁化電流の１０％と比較して相対的に小さい値ではなく、dc磁化電流がコアを直ちに飽和状態に駆動するのを防ぐ。DC磁化は、非対称磁化が基本励磁周波数において振動を引き起こす実質的な空隙を有する変圧器で見られることが多い。上記DC磁化電流は、他の状況の中でも、MFTスイッチングパルス分布における非同一の時間遅延を含む小さい非理想的な制御条件が存在し、電圧秒の不均衡および小さいDC電圧成分を引き起こすときに生成される。上記DC磁化電流は、MFTの飽和をもたらす可能性があり、その間に、とりわけ、（変圧器に印加される励磁信号の周波数に対応する）基本スイッチング周波数の振幅が増大する。MFTは、典型的には、人間にとっての可聴周波数範囲を含む１～７５kHzで動作するため、飽和MFTは相当に不快なノイズを放出する。

５０Hz／６０Hz変圧器の場合、そのような低周波数はdBAスケールであまり高く重み付けされない。しかしながら、６kHzの通常の最低周波数と比較して可聴スペクトルにおいて非常に高く重み付けされる、例えば３kHzで動作するMFTの基本周波数成分の振幅の増大は、ノイズ汚染を引き起こす可能性がある。

反対に、MFTが非飽和状態で動作するとき、とりわけ、著しく小さい第二高調波が生成される。変圧器、特にMFTにおけるDC磁化を検出して変圧器を制御するための方法の一実施形態が図１に示されている。

図１は、本開示の一実施形態による方法のフローチャートを示す。ブロックS１０１は、変圧器の少なくとも１つの表面上または変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上で少なくとも１つの振動を検知することを実施する。ブロックS１０２は、検知された少なくとも１つの振動を測定することを実施する。ブロックS１０３は、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器内のDC磁化を検出することを実施する。ブロックS１０４は、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器を制御することを実施する。

一実施形態によれば、少なくとも１つの振動は、変圧器によって生成される。
一実施形態によれば、変圧器内のDC磁化を検出することは、測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することを含む。

一実施形態によれば、第１の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、第２の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の第二高調波である。

一実施形態によれば、変圧器を制御することは、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正することを含む。

一実施形態によれば、本方法は、少なくとも１つのパラメータ、特に誤り訂正係数を計算することをさらに含む。

一実施形態によれば、変圧器を制御することは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つを制御することであるか、または制御することを含む。一実施形態によれば、変圧器を制御することは、変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することであるか、または生成することを含む。一実施形態によれば、変圧器を制御することは、変圧器の電気的挙動特性を記述するモデル、特に数学的モデル、より具体的には伝達関数を含む制御ループへの入力である少なくとも１つの信号を生成することであるか、または生成することを含む。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号を生成することは、取得および／または決定されたデータに基づいて少なくとも１つの信号を調整することであるか、またはそれを含む。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号は、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つである。

一実施形態によれば、少なくとも１つの振動センサは、振動物体、例えば変圧器、特にMFTのコアの少なくとも１つの表面に取り付けられた機械的構成要素上に配置された圧電センサ、特に圧電加速度計である。一実施形態によれば、少なくとも１つの振動センサは、空気を通って伝播する振動よりも、少なくとも１つの振動が付着される構成要素の振動に対して比較的感受性である任意の他のセンサである。一実施形態によれば、少なくとも１つの振動センサは、振動の周波数および振幅を反映する電気信号を生成する。これは、典型的には、MFT、特に一次側および二次側に印加される電圧のスイッチング周波数を伴う基本正弦波である。MFTコアが飽和状態、特にDC磁化状態にあるとき、強い基本周波数を検出することができるが、図２に示すように、非飽和コアは小さい第二高調波しか見えない。一実施形態によれば、DC磁化は、MFTのコアを飽和状態に駆動する変圧器の外部の場によって引き起こされ、高い非線形性に起因して高次高調波のレベルの増大をもたらす。

図２は、本開示の一実施形態による方法において使用される圧電センサを使用して得られた測定値を示す。第１の測定値２１１は、MFTコアが飽和状態にある間に得られた圧電センサの出力に対応し、第２の測定値２１２は、MFTコアが飽和されている間に得られた圧電センサの出力に対応する。この結果は、飽和動作と非飽和動作とを容易に区別することができることを示している。

圧電センサが、任意の振動物体に取り付けられてもよく、またはその上に配置されてもよく、振動物体の振動は、振動測定値に基づいて制御されることになる変圧器によって引き起こされるか、またはそれに直接もしくは間接的に関連し、すなわち、測定される振動は、変圧器によって生成される振動および／または変圧器によって生成される伝播振動であるか、またはそれを含むことが、当業者には理解される。一実施形態によれば、振動物体はMFTである。

図３は、本開示の一実施形態による、変圧器に取り付けられた圧電センサを使用して得られた振動測定値を示す。特に、考慮される変圧器は、低電力バックツーバック構成で動作するデュアルアクティブブリッジ（DAB：dual active bridge）、ソリッドステート変圧器（SST：solid state transformer）である。SSTは、２kHzで動作する第１のMFTと、２．５kHzで動作する第２のMFTとを含む。第１のMFTは第２のMFTの近傍にある。圧電センサは、SST内の上記MFTの各々に取り付けられる。図３は、SST内の上記MFTの各々に取り付けられた圧電センサを使用して得られた振動測定値を示す。３１１の実線は２．５kHzのMFT上の振動センサを参照し、破線３１２は２kHzのMFT上の振動センサを参照する。振動測定は、得られた正弦波出力波形が、２つの区別可能な異なる周波数、２kHzおよび２．５kHzで、それらの間の干渉なしに振動することを示している。このような観察は、圧電センサが隣接するMFTおよび環境によって生成されるノイズに非感受性である、すなわち、空気を通じて伝達されるノイズに感受性でないという定性的結論をもたらす。

図４は、本開示の一実施形態による例示的な制御方法を示す。特に、本実施形態は、一次側および二次側に印加される変圧器励磁電圧によって励磁される変圧器４２０を備える。実施形態は、変圧器に取り付けられた振動センサ、特に圧電加速度計をさらに備える。ブロックS４０１において、圧電加速度計４１０を使用して変圧器４２０の振動が検知される。一実施形態によれば、検知された振動は、特に圧電加速度計４１０を使用して測定される。ブロックS４０２において、変圧器励磁電圧の基本周波数および第二高調波周波数の大きさが、特に位相ロックループ（PLL：Phase Locked Loop）を使用して、測定された振動に基づいて検出される。一実施形態によれば、基本周波数の大きさが第１の閾値よりも高く、かつ／または第二高調波周波数の大きさが第２の閾値よりも低いとき、変圧器４２０内のDC磁化が決定される。「決定される」という表現は、「検出される」などの表現と交換可能に使用され得ることが当業者によって理解される。次に、ブロックS４０３において、変圧器の一次側および二次側に印加される変圧器励磁電圧秒に対する訂正係数が計算される。ブロックS４０４において、一次側および側に印加される変圧器励磁電圧のパルスパターンが修正される。修正された変圧器励磁電圧は、特にDC磁化によって引き起こされる、より詳細にはコア飽和をもたらす振動を緩和するために、一次側および二次側で変圧器にフィードバックされる。

図５ａ）は、本発明の一実施形態による装置を示す。装置５１０は、変圧器５２０内のDC磁化を検出して変圧器５２０を制御するための装置であり、装置は、変圧器５２０の少なくとも１つの表面上または変圧器５２０に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知するように構成されている振動センサ５１２と、検知された少なくとも１つの振動を測定することと、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器５２０内のDC磁化を検出することと、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器５２０を制御することとを行うように構成されているプロセッサ５１１とを備える。

一実施形態によれば、少なくとも１つの振動センサは圧電センサ、特に圧電加速度計である。

一実施形態によれば、少なくとも１つの振動は、変圧器によって生成される。
一実施形態によれば、プロセッサは、測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することによって、変圧器内のDC磁化を検出するように構成されている。

一実施形態によれば、第１の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、第２の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の第二高調波である。

一実施形態によれば、プロセッサは、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正することによって、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、プロセッサは、少なくとも１つのパラメータ、特に誤り訂正係数を計算するようにさらに構成されている。

一実施形態によれば、プロセッサは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つを制御することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、プロセッサは、変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、変圧器を制御することは、変圧器の電気的挙動特性を記述するモデル、特に数学的モデル、より具体的には伝達関数を含む制御ループへの入力である少なくとも１つの信号を生成することであるか、または生成することを含む。一実施形態によれば、プロセッサは、取得および／または決定されたデータに基づいて少なくとも１つの信号を調整することによって、少なくとも１つの信号を生成するように構成されている。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号は、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つである。一実施形態によれば、装置は、少なくとも１つのパラメータ、特に誤り訂正係数を計算するように構成されている計算ユニット５１７をさらに備える。

図５ｂ）は、本発明の一実施形態による装置を示す。装置５１０は、変圧器５２０内のDC磁化を検出して変圧器５２０を制御するための装置であり、装置は、変圧器５２０の少なくとも１つの表面上または変圧器５２０に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知するように構成されている振動センサ５１２と、検知された少なくとも１つの振動を測定するように構成されている測定ユニット５１５と、測定された少なくとも１つの振動に基づいて、変圧器５２０内のDC磁化を検出するように構成されている検出ユニット５１６と、検出されたDC磁化に基づいて、変圧器５２０を制御するように構成されている制御ユニット５１７とを備える。

一実施形態によれば、振動センサは圧電センサ、特に圧電加速度計である。
一実施形態によれば、少なくとも１つの振動は、変圧器によって生成される。

一実施形態によれば、検出ユニットは、測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することによって、変圧器内のDC磁化を検出するように構成されている。

一実施形態によれば、第１の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、第２の周波数は、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号の第二高調波である。

一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器の一次側および／または変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正して、変圧器を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、装置は、少なくとも１つのパラメータ、特に誤り訂正係数を計算するように構成されている計算ユニット５１７をさらに備える。

一実施形態によれば、変圧器を制御するように構成されている制御ユニットは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流を制御するように構成されている。

一実施形態によれば、制御ユニットは、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つを制御することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、制御ユニットは、変圧器の電気的挙動特性を記述するモデル、特に数学的モデル、より具体的には伝達関数を含む制御ループへの入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、変圧器を制御するように構成されている。一実施形態によれば、制御ユニットは、取得および／または決定されたデータに基づいて少なくとも１つの信号を調整することによって、少なくとも１つの信号を生成するように構成されている。一実施形態によれば、少なくとも１つの信号は、電圧、特に変圧器に印加される電圧、磁束、特に変圧器のコアを通る磁束、または電流のうちの少なくとも１つである。

測定ユニット、検出ユニット、および制御ユニットは、１つもしくは複数の集積回路（IC：integrated circuit）および／または１つもしくは複数のプロセッサ、特に１つもしくは複数の汎用プロセッサによって実現することができることが当業者には理解されよう。集積回路（IC）は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（DSP：digital signal processor）、特定用途向け集積回路（ASIC：application specific integrated circuit）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA：field programmable gate array）もしくは他のプログラマブル論理装置、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。論理ブロック、ユニット、および回路は、ネットワーク内または装置内の様々な構成要素と通信するためのアンテナおよび／またはトランシーバをさらに含むことができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサはまた、コンピューティング装置の組合せ、例えば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと組み合わせた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または本明細書に記載された機能を実施するための他の任意の適切な構成として実装することができる。

図５ｃ）は、本発明の一実施形態によるシステムを示す。システム５３０は、変圧器５２０と、変圧器５２０内のDC磁化を検出して変圧器５２０を制御するための装置５１０とを備える。一実施形態によれば、装置５１０は、図５ａ）の装置または図５ｂ）の装置である。

以上、本開示の様々な実施形態について説明したが、それらは限定ではなく例としてのみ提示されていることを理解されたい。同様に、様々な図は、当業者が本開示の例示的な特徴および機能を理解することを可能にするために提供される例示的なアーキテクチャまたは構成を示すことができる。しかしながら、当業者は、本開示が、図示された例示的なアーキテクチャまたは構成に限定されず、様々な代替のアーキテクチャおよび構成を使用して実装され得ることを理解するであろう。さらに、当業者によって理解されるように、一実施形態の１つまたは複数の特徴は、本明細書に記載の別の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わせることができる。したがって、本開示の幅および範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではない。

「第１」、「第２」などの指定を使用する本明細書における要素へのいかなる言及も、一般に、それらの要素の量または順序を限定しないことも理解される。むしろ、これらの指定は、本明細書では、２つ以上の要素または要素のインスタンスを区別する便利な手段として使用することができる。したがって、第１の要素および第２の要素への言及は、２つの要素のみが利用され得ること、または第１の要素が何らかの様態で第２の要素に先行しなければならないことを意味するものではない。

さらに、当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表現され得ることを理解するであろう。例えば、上記の説明で参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビットおよびシンボルは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは粒子、光場もしくは粒子、またはそれらの任意の組合せによって表すことができる。

当業者には、本明細書に開示された態様に関連して記載された様々な例示的な論理ブロック、ユニット、プロセッサ、手段、回路、方法、および機能のいずれも、電子ハードウェア（例えば、デジタル実装、アナログ実装、または２つの組合せ）、ファームウェア、命令（便宜上、本明細書では「ソフトウェア」または「ソフトウェアユニット」として参照することができる）を組み込んだ様々な形態のプログラムもしくは設計コード、またはこれらの技法の任意の組合せによって実施され得ることがさらに理解されよう。

ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアのこの互換性を明確に例示するために、様々な例示的な構成要素、ブロック、ユニット、回路、およびステップを、一般にそれらの機能の観点から上で説明した。そのような機能がハードウェア、ファームウェアもしくはソフトウェア、またはこれらの技法の組合せとして実装されるかは、システム全体に課される特定の用途および設計制約に依存する。当業者は、説明された機能を特定の用途ごとに様々な方法で実施することができるが、そのような実施決定は本開示の範囲から逸脱するものではない。様々な実施形態によれば、プロセッサ、装置、構成要素、回路、構造、機械、ユニットなどは、本明細書に記載の１つまたは複数の機能を実施するように構成することができる。指定された動作または機能に関して本明細書で使用される「～ように構成されている」または「～ために構成されている」という用語は、指定された動作または機能を実施するように物理的に構築、プログラムおよび／または構成されているプロセッサ、装置、構成要素、回路、構造、機械、ユニットなどを指す。

さらに、当業者は、本明細書に記載の様々な例示的な方法、論理ブロック、ユニット、装置、構成要素、および回路を、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（DSP）、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、もしくは他のプログラマブル論理装置、またはそれらの任意の組合せを含むことができる集積回路（IC）内で実装することができ、または実施することができることを理解するであろう。論理ブロック、ユニット、および回路は、ネットワーク内または装置内の様々な構成要素と通信するためのアンテナおよび／またはトランシーバをさらに含むことができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサはまた、コンピューティング装置の組合せ、例えば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと組み合わせた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または本明細書に記載された機能を実施するための他の任意の適切な構成として実装することができる。ソフトウェアにおいて実施される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に１つまたは複数の命令またはコードとして格納することができる。したがって、本明細書に開示される方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体に格納されたソフトウェアとして実装することができる。

コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、コンピュータプログラムまたはコードをある場所から別の場所に転送することを可能にすることができる任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD－ROMもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、または命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを格納するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。

さらに、本開示の実施形態では、メモリまたは他の記憶装置、および通信構成要素を利用することができる。明確にするために、上記の説明は、異なる機能ユニットおよびプロセッサを参照して、本開示の実施形態を説明したことが理解されよう。しかしながら、本開示を損なうことなく、異なる機能ユニット、処理論理要素、または領域間での機能の任意の適切な分配が使用され得ることは明らかであろう。例えば、別個の処理論理要素またはコントローラによって実施されるように示されている機能は、同じ処理論理要素またはコントローラによって実施されてもよい。したがって、特定の機能ユニットへの言及は、厳密な論理的または物理的な構造または編成を示すのではなく、記載された機能を提供するための適切な手段への言及にすぎない。

本開示において説明される実施態様への様々な変更が、当業者には容易に明らかであり、本明細書において定義される一般原則は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施態様に適用することができる。したがって、本開示は、本明細書に示される実施態様に限定されることを意図するものではなく、添付の特許請求の範囲に記載されるように、本明細書に開示される新規の特徴および原理と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

Claims (13)

1. 変圧器内のDC磁化を検出して前記変圧器を制御するための方法であって、
   少なくとも１つの振動センサを使用して、前記変圧器の少なくとも１つの表面上または前記変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知することと、
   前記検知された少なくとも１つの振動を測定することと、
   前記測定された少なくとも１つの振動に基づいて、前記変圧器内の前記DC磁化を検出することと、
   前記検出されたDC磁化に基づいて、前記変圧器を制御することと
   を含み、
   前記変圧器を前記制御することは、前記変圧器の電気的挙動特性を記述するモデルを用いて、前記変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することを含み、
   前記少なくとも１つの信号を生成することは、前記検出されたDC磁化に基づいて算出された少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記変圧器の一次側および／または前記変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正することを含む、方法。
2. 前記少なくとも１つの振動は、前記変圧器によって生成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記変圧器内の前記DC磁化を前記検出することは、前記測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の周波数は、前記変圧器の一次側および／または前記変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、前記第２の周波数は、前記変圧器の前記一次側および／または前記変圧器の前記二次側の前記交流信号の第二高調波である、請求項３に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つのパラメータとして前記変圧器の前記一次側および前記二次側に印加される励磁電圧秒に対する誤り訂正係数を計算することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記変圧器を前記制御することは、前記変圧器に印加される電圧、前記変圧器のコアを通る磁束、または電流を制御することであるか、または制御することを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
7. 変圧器内のDC磁化を検出して前記変圧器を制御するための装置であって、
   前記変圧器の少なくとも１つの表面上または前記変圧器に接続された構成要素の少なくとも１つの表面上の少なくとも１つの振動を検知するように構成されている振動センサと、
   前記検知された少なくとも１つの振動を測定するように構成されている測定ユニットと、
   前記測定された少なくとも１つの振動に基づいて、前記変圧器内の前記DC磁化を検出するように構成されている検出ユニットと、
   前記検出されたDC磁化に基づいて、前記変圧器を制御するように構成されている制御ユニットと
   を備え、
   前記制御ユニットは、前記変圧器の電気的挙動特性を記述するモデルを用いて、前記変圧器への入力である少なくとも１つの信号を生成することによって、前記変圧器を制御するように構成されており、
   前記制御ユニットは、前記検出されたDC磁化に基づいて算出された少なくとも１つのパラメータに基づいて前記変圧器の一次側および／または前記変圧器の二次側の交流信号のパルスパターンを修正することによって、前記変圧器を制御するように構成されている、装置。
8. 前記少なくとも１つの振動は、前記変圧器によって生成される、請求項７に記載の装置。
9. 前記検出ユニットは、前記測定された少なくとも１つの振動から、第１の周波数で振動する第１の信号および／または第２の周波数で振動する第２の信号を識別することによって、前記変圧器内の前記DC磁化を検出するように構成されている、請求項７に記載の装置。
10. 前記第１の周波数は、前記変圧器の一次側および／または前記変圧器の二次側の交流信号の基本周波数であり、前記第２の周波数は、前記変圧器の前記一次側および／または前記変圧器の前記二次側の前記交流信号の第二高調波である、請求項９に記載の装置。
11. 少なくとも１つのパラメータとして、前記変圧器の前記一次側および前記二次側に印加される励磁電圧秒に対する誤り訂正係数を計算するように構成されている計算ユニットをさらに備える、請求項７に記載の装置。
12. 前記制御ユニットは、前記変圧器に印加される電圧、前記変圧器のコアを通る磁束、または電流を制御することによって、前記変圧器を制御するように構成されている、請求項７に記載の装置。
13. 変圧器と、請求項７～１２のいずれか１項に記載の装置とを備えるシステム。