康榮波, 楊明發(fā)

(福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院, 福建 福州 350116)

高壓設(shè)備在線監(jiān)測裝置復(fù)合式電源設(shè)計

康榮波, 楊明發(fā)

(福州大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院, 福建 福州 350116)

針對高壓設(shè)備中狀態(tài)參量在線監(jiān)測裝置供電困難問題，以基于ANT無線通信的溫度在線監(jiān)測裝置為對象，設(shè)計出高壓側(cè)取能線圈與低壓側(cè)人造光源結(jié)合的新型復(fù)合式供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)以人造光源作為備用電源來克服取能線圈的供電死區(qū)問題。取能線圈鐵心采用高導(dǎo)磁材料鐵基納米晶合金，通過理論計算結(jié)合仿真分析確定出能較合理匹配設(shè)計參數(shù)的二次匝數(shù)。通過引入泄流電路解決了母線大電流下線圈易飽和的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，供電系統(tǒng)能在母線電流0～1000A范圍內(nèi)為后端裝置正常供電，其中取能線圈啟動電流僅1.49A，且在母線電流1000A下未達(dá)到磁飽和狀態(tài)。

復(fù)合式電源； 人造光源； 取能線圈； 納米晶合金； 鐵心飽和

1 引言

電力系統(tǒng)中，高壓設(shè)備承載高電壓、大電流，且長期工作于強(qiáng)磁場環(huán)境中，因此需要對其內(nèi)部狀態(tài)參量進(jìn)行在線監(jiān)測。但在監(jiān)測過程中由于終端采集器一般直接安置于高壓系統(tǒng)中，考慮到電氣絕緣問題，不能直接對其供電，因此其電源的獲取是保證在線監(jiān)測可靠運(yùn)行的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。

目前常用的在線供電方式包括激光供電[1,2]、太陽能供電[3,4]、電容分壓供電[5,6]、取能電流互感器(CT)供電[7,8]及環(huán)境能量收集供電[9,10]。激光供電能提供較為穩(wěn)定的電壓，但激光發(fā)生器的使用壽命與高成本制約了其進(jìn)一步發(fā)展；太陽能供電不適于封閉式高壓設(shè)備；電容分壓供電設(shè)計較為簡單，但始終存在高壓絕緣問題；環(huán)境能量收集方式目前僅能提供較為微弱的電能，離實(shí)用化還有一定距離。取能CT供電方式因其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，成為目前應(yīng)用最廣的供電方式，但它也存在以下兩個問題：①母線電流過小甚至斷電時取能CT存在供電死區(qū)；②母線電流過大時線圈易飽和。

針對取能CT供電存在的問題，廣大研究者已進(jìn)行了相關(guān)研究。其中常用取能CT與鋰電池協(xié)同供電[11]，該方式可以很好地解決CT死區(qū)問題，且具有體積小、電路結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢，但鋰電池組容量有限，無法長時間使用，且一旦損壞不易更換。采用納米晶合金為鐵心材料能在很大程度上減小死區(qū)，但在大電流下的飽和問題更加嚴(yán)重，由于無法開氣隙處理，目前普遍采用雙線圈并行[12,13]來解決納米晶鐵心的飽和問題，這無疑大大增加了裝置的體積。在外接取能電路中引入泄流電路不僅能保護(hù)后端裝置不至過壓損壞，而且能防止鐵心飽和。目前對前者的分析已較為詳細(xì)[14]，但對后者的分析尚未完善。

本文提出取能CT與人造光源協(xié)同供電的復(fù)合式電源系統(tǒng)，以低壓側(cè)人造光源代替鋰電池，不僅能適應(yīng)母線長時間小電流甚至斷電環(huán)境，人造光源更具有成本低、易于更換等優(yōu)勢。此外通過計算結(jié)合仿真分析，使線圈設(shè)計參數(shù)和二次匝數(shù)合理匹配，以最大限度減小取能CT的死區(qū)；并利用外接泄流電路方法解決了線圈在大電流下易飽和的問題。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。高壓側(cè)單片機(jī)間歇性采集被測體溫度及CT取能電路二次側(cè)感應(yīng)電流信息，并將信息通過基于ANT協(xié)議的低功耗nRF24AP2無線通信模塊傳輸至低壓側(cè)單片機(jī)，低壓側(cè)單片機(jī)通過轉(zhuǎn)換接口將信息傳遞至上位機(jī)。電源部分采用嵌套于母線的取能線圈作為后端裝置主要電源，同時低壓側(cè)單片機(jī)通過采集的二次側(cè)感應(yīng)電流信息判斷CT母線電流是否進(jìn)入死區(qū)范圍，一旦判定電流進(jìn)入死區(qū)范圍，低壓側(cè)單片機(jī)開啟帶聚光效果的人造光源，高壓側(cè)太陽能電池將人造光源的光能轉(zhuǎn)換成電能，并作為備用電源投入使用，以保障后端裝置的不間斷供電。同時低壓側(cè)單片機(jī)通過檢測人造光源電流判斷光源是否處于故障狀態(tài)，使系統(tǒng)可靠性大大提高。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig.1 Framework of system

3 高壓側(cè)取能線圈設(shè)計

3.1 取能線圈電磁感應(yīng)原理

在實(shí)際運(yùn)行中，取能線圈一、二次繞組損耗和鐵損很小，因此本文采用忽略線圈一、二次繞組損耗和鐵心損耗的簡化模型。根據(jù)電機(jī)學(xué)理論[15]及安培環(huán)路定律可得二次繞組電壓U2為：

U2=6.28fN2SμIu/l

(1)

式中，f為電網(wǎng)頻率，取50Hz；S為線圈鐵心有效截面積；Iu為勵磁電流；N2為二次繞組匝數(shù)；μ為鐵心材料磁導(dǎo)率；l為平均磁路長度。

在簡化模型中,有：

(2)

式中，I1為母線電流；I2為二次電流。

(3)

式中，P2為二次輸出功率；R2為后端電路等效負(fù)載。

3.2 母線小電流下線圈輸出特性分析

3.2.1 鐵心材料及參數(shù)選取

為了節(jié)約電能及提高光源使用壽命，需盡可能減小取能CT的供電死區(qū),因此需選擇較大初始磁導(dǎo)率的鐵心材料。納米晶合金初始磁導(dǎo)率比硅鋼片大了約40倍，且具有高線性度、低鐵損和重量輕等優(yōu)勢，因此本文選取疊片系數(shù)0.76的鐵基納米晶作為鐵心材料。圖2給出了本文所用納米晶鐵心磁化曲線。

圖2 納米晶合金磁化曲線Fig.2 Magnetizing curves of nanocrystalline alloy

本文設(shè)計要求在母線電流2～1000A時取能線圈能正常供電，所有必須滿足以下條件：①啟動電流下，線圈二次側(cè)輸出電壓經(jīng)整流電路和泄流電路后需至少達(dá)到后端穩(wěn)壓芯片的最低輸入電壓；②啟動電流下，線圈輸出功率需至少大于后續(xù)電子電路所需功率。本文所選穩(wěn)壓芯片最低輸入電壓為4.5V，經(jīng)實(shí)測，后端電子電路平均消耗電流Iav≈7.24mA，在該電流值下取能電路中所有二極管(均為肖特基二極管)的正向總壓降約0.8V，因此取Vmin=5.3V，可算得此時平均功耗約38mW，滿足后端電路最低工作要求的等效負(fù)載約700Ω。由于取能對象為額定電壓10kV、額定電流600A的高壓設(shè)備內(nèi)部電力電纜，其外徑約36～39mm，留一定裕量后選取線圈內(nèi)徑50mm，綜合考慮二次輸出功率、制作工藝和線圈體積等因素，確定線圈外徑100mm，高25mm，算得平均磁路長度l≈235.6mm，有效截面積S≈475mm2。

3.2.2 二次匝數(shù)選取

由于納米晶材料的磁化曲線具有較高的線性度，因此可以找出不同材料磁導(dǎo)率下都能合理匹配設(shè)計參數(shù)的二次匝數(shù)。由圖2可以看出，當(dāng)本文材料工作于不飽和狀態(tài)時，其磁導(dǎo)率的波動范圍是46000～60000，變化幅度較小。為了定性分析線圈輸出功率與二次匝數(shù)之間的關(guān)系，先假定材料磁化曲線完全線性，并在母線電流2A條件下按照3.2.1節(jié)設(shè)計參數(shù)，選取不同的材料磁導(dǎo)率代入式(3)，得到的P2-N2計算曲線如圖3所示。由圖可知，在材料磁導(dǎo)率最大變化范圍內(nèi)，線圈最佳匝數(shù)的偏移量很小，并且在120～150匝范圍內(nèi)，無論材料磁導(dǎo)率如何變化，線圈都能輸出較大功率。

圖3 不同磁導(dǎo)率下對應(yīng)的P2-N2計算曲線Fig.3 Calculated curves of P2-N2 in different permeabilities

在實(shí)際工作過程中，由于材料磁導(dǎo)率會隨著二次匝數(shù)的變化而變化，線圈工作點(diǎn)并不會沿著其中某條計算曲線變化而是不斷跳變于不同計算曲線之間，因此計算曲線并不是P2-N2的實(shí)際曲線。為了模擬線圈實(shí)際工作情況，本文采用Ansoft Maxwell平臺以“場”的形式對線圈進(jìn)行仿真，圖4(a)為本文建立的線圈仿真模型。選定母線電流2A、后端負(fù)載700Ω，二次匝數(shù)在50～300匝范圍內(nèi)變化，對應(yīng)的電磁場仿真結(jié)果如圖4(b)所示。

圖4 取能CT線圈仿真Fig.4 Simulations of draw-out CT

由仿真結(jié)果可知，此時最佳二次匝數(shù)約為130匝，同時，在100～150匝之間線圈輸出功率變化極小。由于本文取能系統(tǒng)采用了二次變比切換以降低熱耗(該技術(shù)目前已較為成熟，在此不多加贅述)，為了避免變比切換幅度過大影響輸出電壓穩(wěn)定性，選定二次繞組150匝。該匝數(shù)下線圈二次電壓約8.03V，對應(yīng)輸出功率為92.12mW，均能滿足線圈正常供電條件，圖5(a)和圖5(b)分別為該匝數(shù)下對應(yīng)的激勵電流和二次輸出電壓波形。

圖5 二次繞組150匝下線圈的二次電壓Fig.5 Coil’s secondary voltage with secondary winding of 150 turns

3.3 母線大電流下線圈輸出特性分析

大電流下，取能CT易工作于飽和狀態(tài)，由于納米晶鐵心初始磁導(dǎo)率很高且飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低于硅鋼片，其面臨的飽和問題比硅鋼片鐵心更加嚴(yán)重。

針對硅鋼片鐵心的飽和問題，目前較為常用的方法是線圈鐵心開氣隙處理并把線圈做成開合式[16,17]。雖然該法能在一定程度上防止鐵心工作于飽和狀態(tài)，但其等效磁導(dǎo)率大幅減小，且?guī)缀跤善骄怕放c氣隙長度的比值決定而與材料本身磁導(dǎo)率無關(guān)，線圈供電死區(qū)也相應(yīng)增大。尤其對于高導(dǎo)磁材料納米晶而言，開氣隙就失去了其相應(yīng)的優(yōu)勢。因此納米晶合金不適合開氣隙處理，也不適于做成常用的開合式鐵心。

為有效結(jié)合線圈模型與外接取能電路，本文以saber為平臺，將材料磁化曲線和線圈參數(shù)導(dǎo)入磁性器件建模工具M(jìn)CT，并搭建仿真電路。

根據(jù)3.2節(jié)所定參數(shù)，取二次繞組150匝，后端負(fù)載700Ω，測得線圈飽和情況如圖6所示?？梢钥闯鲈谥苯訋щ娮枨闆r下，線圈在母線5A電流下已經(jīng)開始飽和，10A電流下已出現(xiàn)較大程度飽和。

圖6 取能線圈直接帶電阻負(fù)載下仿真波形Fig.6 Simulation waveforms when draw-out coil connects with resistive load

本文采用引入泄流電路的方法來防止鐵心過飽和，為驗(yàn)證該電路的作用，搭建仿真模型，如圖7所示。其中泄流電路由晶匝管、10V穩(wěn)壓管和二極管組成，考慮到saber軟件不自帶3.3V穩(wěn)壓芯片，由5V穩(wěn)壓芯片MC7805代替，整流橋后端串聯(lián)1Ω檢流電阻用于采樣二次電流。由于軟件收斂問題，系統(tǒng)無法在二次繞組150匝下進(jìn)行全電流仿真，本文仿真用250匝代替。圖8和圖9分別為母線電流100A、1000A下的仿真波形。

圖7 取能電路仿真模型Fig.7 Simulation model of draw-out circuit

圖9 母線電流1000A下取能電路仿真波形Fig.9 Simulation waveforms of draw-out circuit with bus current of 1000A

可以得出以下結(jié)論：①每個周期初始階段線圈給電容充電，當(dāng)電容電壓高于穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值，晶閘管受觸發(fā)導(dǎo)通，此后線圈后端負(fù)載等效于短路，且母線電流越大，電容充電時間越短，線圈后端負(fù)載越快進(jìn)入等效短路模式；②泄流電路使一個周期內(nèi)線圈后端等效負(fù)載大幅減小，在母線電流大至1000A時線圈依然未達(dá)飽和狀態(tài)；③泄流電路工作后，無論母線電流多大，電容電壓依然在11V左右波動，后端電路不會因電壓過高損壞。

4 低壓側(cè)人造光源供電系統(tǒng)

當(dāng)取能線圈母線電流不足時，采用低壓側(cè)人造光源照射高壓側(cè)太陽能電池，光伏作用產(chǎn)生的電能通過穩(wěn)壓芯片為后端裝置供電。為保證足夠的發(fā)電功率，應(yīng)盡量選取光譜與太陽光接近的人造光源。經(jīng)研究，氙氣燈和白熾燈的光譜與太陽光較為接近，但其中氙氣燈存在本身體積過大和驅(qū)動電路復(fù)雜等缺點(diǎn)，而白熾燈珠體積小，且只需外接220V市電，由單片機(jī)電平變化通過驅(qū)動電路控制繼電器動作即能控制其通斷，因此本文選取帶聚光效果的小容量白熾燈珠作為低壓側(cè)人造光源。

綜合考慮面積、效率和成本等因素，本文選取面積25cm2的多晶硅太陽能電池。經(jīng)測試，所選太陽能電池在本文小容量白熾燈珠照射下的開路電壓Voc≈5.1V，短路電流Isc≈135mA，完全能夠提供后端電子電路所需電能。

5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本文通過調(diào)壓器并接升流變壓器把市電升至低壓大電流來模擬母線電流。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場如圖10所示。

圖10 大電流實(shí)驗(yàn)平臺Fig.10 Experimental platform of high current

選定線圈二次繞組150匝，外接700Ω電阻負(fù)載，在母線電流2A、5A下對應(yīng)的輸出電壓波形如圖11所示?？梢钥闯瞿妇€電流2A下線圈輸出電壓約7.62V，對應(yīng)輸出功率82.95mW，與仿真結(jié)果偏差不大；母線電流5A下輸出電壓波形開始畸變，線圈開始進(jìn)入飽和狀態(tài)。

圖11 700Ω負(fù)載電阻下線圈輸出電壓Fig.11 Coil’s output voltages with resistance of 700Ω

在線圈后端接入取能電路及溫度在線監(jiān)測裝置，其中取能電路的穩(wěn)壓芯片采用LM1117-33，輸出電壓3.3V，輸入電壓4.5～7V；泄流電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值5.1V；經(jīng)測試，在泄流電路工作狀態(tài)下后端的電容電壓始終為5.3V。分別取二次繞組50、150、200、250匝進(jìn)行啟動電流測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖12所示。可知在二次繞組150匝下，母線電流僅1.49A時穩(wěn)壓芯片后端就能達(dá)到3.3V工作電壓，此匝數(shù)下對應(yīng)的啟動電流最小。留一定裕量后，設(shè)定當(dāng)母線電流低于2A時開啟低壓側(cè)人造光源作為備用電源投入使用。

圖12 不同二次繞組匝數(shù)下的啟動電流Fig.12 Starting currents in different turns of secondary winding

分別取母線電流100A和1000A，電路對應(yīng)的波形如圖13和圖14所示?？梢钥闯雒總€周期中電容的充電時間隨著母線電流的增大而減小，當(dāng)電流大至1000A時，示波器已經(jīng)無法捕捉到電容充電時間，線圈二次側(cè)幾乎等效于短路，可以看出此時二次感應(yīng)電流依然是正弦波，鐵心仍然未飽和。

圖13 母線電流100A下波形Fig.13 Waveforms with bus current of 100A

圖14 母線電流1000A下波形Fig.14 Waveforms with bus current of 1000A

6 結(jié)論

(1)針對基于ANT通信的溫度在線監(jiān)測裝置，設(shè)計出高壓側(cè)取能CT與低壓側(cè)人造光源協(xié)同供電的復(fù)合式電源系統(tǒng)，母線電流高于2A由取能CT供電，低于2A開啟人造光源，對電流動態(tài)適應(yīng)范圍達(dá)到0～1000A。

(2)使用納米晶合金為線圈材料，針對本文后端負(fù)載，通過理論計算得出線圈二次繞組在120～150匝范圍內(nèi)能較合理匹配設(shè)計參數(shù)，并結(jié)合仿真確定線圈二次繞組為150匝。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出在此匝數(shù)下線圈啟動電流僅為1.49A。

(3)引入泄流電路后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出母線電流大至1000A時鐵心仍未飽和。

[1] Svelto C, Ottoboni R, Ferrero A M. Optically-supplied voltage transducer for distorted signals in high-voltage systems [J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2000, 49(3): 550-554.

[2] 段雄英, 呂斌, 邱紅輝(Duan Xiongying, Lv Bin, Qiu Honghui). 高壓ECT中激光供能電源的設(shè)計 (Design of optical power supply for high voltage ECT) [J]. 高壓電器 (High Voltage Apparatus), 2006, 42(6): 428-431.

[3] 吳波, 盛戈皞, 曾奕, 等 (Wu Bo, Sheng Gehao, Zeng Yi, et al.). 多電池組太陽能光伏電源系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用(A novel design and application of solar photovoltaic power supply system with multi-battery) [J]. 電力電子技術(shù)(Power Electronics), 2008, 42(2): 45-47.

[4] 孫務(wù)本, 曾奕, 江秀臣, 等 (Sun Wuben, Zeng Yi, Jiang Xiuchen, et al.). 戶外在線監(jiān)測裝置電源系統(tǒng)的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)(Design and realization of power supply system for outdoor on-line monitoring device) [J]. 高電壓技術(shù) (High Voltage Engineering), 2007, 33(8): 178-182.

[5] 季龍三, 侯鐵信, 卜正良, 等(Ji Longsan, Hou Tiexin, Bu Zhengliang, et al.). 電子式互感器工作電源及喚醒機(jī)制的實(shí)現(xiàn)(Design of power supply for electronic transformer and implementation of its awakening mechanism) [J]. 電力自動化設(shè)備(Electric Power Automation Equipment), 2013, 33(5): 150-155.

[6] 黃金鑫, 張黎, 李慶民, 等 (Huang Jinxin, Zhang Li, Li Qingmin, et al.). 智能監(jiān)測用電容式集能轉(zhuǎn)換器拓?fù)湫阅苎芯?Topologies of capacitive energy scavenging converter for smart monitoring) [J]. 電力自動化設(shè)備(Electric Power Automation Equipment), 2011, 31(9): 78-81.

[7] 劉亞東, 盛戈皞, 王又佳, 等 (Liu Yadong, Sheng Gehao, Wang Youjia, et al.). 基于功率控制法的電流互感器取電電源設(shè)計 (Current transformer draw-out power supply design based on power-controlled method) [J]. 電力系統(tǒng)自動化 (Automation of Electric Power Systems), 2010, 34(3): 70-74.

[8] 劉亞東, 盛戈嗥, 王葵, 等(Liu Yadong, Sheng Gehao, Wang Kui, et al.). 基于相角控制法的電流互感器取電電源設(shè)計 (A new design of current transformer energy harvesting power supply based on phase angle control method) [J]. 電力系統(tǒng)自動化 (Automation of Electric Power Systems), 2011, 35(19): 72-76.

[9] Moghe R, Yang Y, Lambert F, et al. A scoping study of electric and magnetic field energy harvesting for wireless sensor networks in power system applications [A]. 2009 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, [C]. 2009. 3550-3557.

[10] 王方, 邱道尹, 岳艷杰, 等 (Wang Fang, Qiu Daoyi, Yue Yanjie, et al.). 基于紅外技術(shù)的變電站溫差無線溫度監(jiān)控 (Wireless thermoelectric temperature monitoring of substation based on infrared technology) [J]. 電力自動化備 (Electric Power Automation Equipment), 2011, 31(8): 135-138.

[11] 熊蘭, 何友忠, 宋道軍, 等 (Xiong Lan, He Youzhong, Song Daojun, et al.). 輸變電線路在線監(jiān)測設(shè)備供電電源的設(shè)計 (Design on power supply for the transmission line on-line monitoring equipment) [J]. 高電壓技術(shù) (High Voltage Engineering), 2010, 36(9): 2252-2257.

[12] 王黎明, 李海東, 陳昌龍, 等(Wang Liming, Li Haidong, Chen Changlong, et al.). 新型高壓輸電線路低下限死區(qū)大功率在線取能裝置 (A novel online energy extracting device with low lower limit deadband on transmission line) [J]. 高電壓技術(shù)(High Voltage Engineering), 2014, 40(2): 344-352.

[13] 任曉東, 陳樹勇, 姜濤(Ren Xiaodong, Chen Shuyong, Jiang Tao). 電子式電流互感器高壓側(cè)取能裝置的設(shè)計(Design of a high side energy extracting device for active electronic current transformer) [J]. 電網(wǎng)技術(shù)(Power System Technology), 2008, 32(18): 67-71,76.

[14] 黃新波, 石杰, 陳小雄, 等(Huang Xinbo, Shi Jie, Chen Xiaoxiong, et al.). 基于互感取能的導(dǎo)線監(jiān)測傳感器電源設(shè)計 (Design of mutual inductance-based power supply for conductor monitoring sensor) [J]. 高壓電器 (High Voltage Apparatus), 2014, 50(9): 16-22.

[15] 胡虔生, 胡敏強(qiáng) (Hu Qiansheng, Hu Minqiang). 電機(jī)學(xué)(Electric machinery) [M]. 北京: 中國電力出版社 (Beijing: China Electric Power Press)，2009.

[16] 李先志, 杜林, 陳偉根, 等 (Li Xianzhi, Du Lin, Chen Weigen, et al.). 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)取能電源的設(shè)計新原理 (A novel scheme of draw-out power suppIy utilized in transmission line state monitoring) [J]. 電力系統(tǒng)自動化(Automation of Electric Power Systems), 2008, 32(1): 76-80.

[17] 杜林, 李欣, 雷靜, 等 (Du Lin, Li Xin, Lei Jing, et al.). 電力電纜分布式測溫系統(tǒng)取能電源研究 (Research on draw-out power supply for power cable distribution temperature monitoring system) [J]. 儀器儀表學(xué)報(Chinese Journal of Scientific Instrument), 2012, 33(2): 383-390.

Design of combined power supply for on-line monitoring of high-voltage equipment

KANG Rong-bo, YANG Ming-fa

(College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China)

For the problem of difficult to obtain power supply in monitoring the on-line state parameters of high-voltage equipment, a new combined power supply system which combines high-voltage draw-out coil and low-voltage artificial light source is designed, taking an on-line temperature monitoring device based on ANT wireless communication as the object. An artificial light is used as back up supply in this system to solve the problem of the coil’s dead zone. Iron-based nanocrystalline alloy which is highly magnetic conductive material is used as the core of the draw-out coil. A right secondary winding which can match the design parameters is determined by theoretical calculation and simulation. The shortcoming of coil in saturation with high current can be avoided by incoming bleeder circuit. The experiment results show that the back device can be supplied normally by the power supply system when bus current varies from 0 to 1000A, in which the starting current of draw-out coil is 1.49A, and the coil will not reach saturation when bus current is 1000A.

combination power supply; artificial light source; draw-out coil; nanocrystalline alloy; magnetic core saturation

2015-04-27

福建省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2012J05086)

康榮波(1990-)， 男， 福建籍， 碩士研究生， 研究方向?yàn)殡姍C(jī)電器及其系統(tǒng)智能化與在線監(jiān)測技術(shù)； 楊明發(fā)(1977-)， 男， 福建籍， 副教授， 博士， 研究方向?yàn)殡姍C(jī)電器及其系統(tǒng)智能化與在線監(jiān)測技術(shù)。

TM910

A

1003-3076(2016)01-0067-07