[发明专利]用于消除谐波噪声的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2012年2月6日提交的标题为“用于存储能量的方法和装置(Method and Apparatus for Storing Energy)”的美国专利号13/366,774相关，该申请通过引用以其全文结合于此。

背景技术

输电线通常具有少量的谐波噪声(例如，120Hz、360Hz)。在基本频率的倍数(例如60Hz的倍数)发生的谐波噪声可能是由各种活动引起的，包括输电线开关操作，这些活动在大约100Hz量级或更大量级的传输过程中可能生成噪声。谐波噪声还可以由大型最终用户引入系统。

系统(如飞轮系统)通常未能校正大约这个量级的噪声。某些用于消除谐波噪声的实施方式包括使用最终用户局部地安装的噪声滤波器。虽然过滤系统可以产生更干净的电力(更接近指定频率的电力)，此类系统通常以生成总体系统损耗和减小所传递的电能的总体电力和效率的方式来减小不想要的频率。

概述

诸位发明人已经认识到，可以通过快速响应系统消除谐波噪声，这些快速响应系统能够将在非一致性的并具体谐波频率下所产生的能量转换成势能，并从此势能生成处于所希望的频率的电能。

考虑到上述内容，本披露涉及用于从由输电线所传输的电信号消除谐波噪声的装置和方法，其中，该电信号包括处于基本频率的电力。

在本文中所描述的某些示例性发明实施例中，用于从传输处于基本频率的电力的输电线消除谐波噪声的该装置包括一个滤波器，该滤波器被配置成用于将处于该基本频率的一个谐波的电力与由该输电线所传输的电力分离开。该装置进一步包括一个控制器，该控制器耦合至该滤波器并耦合至一个致动器。该控制器通过电气地致动该致动器来调制来自该输电线的处于该基本频率的一个谐波的电力的消耗，这样使得该致动器的该电气致动造成处于该基本频率的该谐波的电能的消耗。该致动器耦合至一个可弹性形变的组件，这样使得该致动器的电气致动在该可弹性形变的组件中生成张力。

在某些实施例中，该滤波器可以进一步被配置成用于将处于该基本频率的该电力传递通过该滤波器并回到该输电线。在某些实施例中，该装置可以包括一个传感器，该传感器用于测量该输电线中的噪声，该噪声的特征在于一个不同于该基本频率的频率。

在某些实施例中，该致动器-发电机包括下列各项中的至少一项：电液压式组件、机电式组件、电磁式、或电流控式组件。在某些实施例中，该致动器发电机包括一个压电式组件。

在某些实施例中，该可弹性形变的组件是一根电缆。该致动器可以耦合至该电缆的一端。该致动器可以在该电缆上的位于该电缆的一个第一端和该电缆的一个第二端之间的一个点处耦合至该电缆。该致动器可以在该电缆的一个第一端和该电缆的一个第二端处耦合至该电缆。该电缆可以是非转动式电缆、整体式电缆、绞合电缆、直的绞合电缆、或扭曲的绞合电缆。该电缆可以具有圆形横截面、矩形横截面、或带状横截面。该电缆可以由钢、有机聚合物、合成聚合物(如Kevlar(聚对苯二甲酰对苯二胺)或Zylon(聚亚苯基苯并二噁唑))、或由碳纤维(如碳纳米管)构成。该电缆可以被配置成多次折叠，并且可以具有多个轴承，被配置成多次折叠的该电缆被安置在这些轴承上。该装置可以包括力、扭矩、或力矩承受支架之一。该电缆可以是悬挂式电缆并且可以是预张紧的。该电缆可以包括多个与其耦合的重物。

在某些实施例中，该致动器耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器-发电机的电气致动在该可弹性形变的组件中生成扭张力。在某些实施例中，该致动器耦合至该可弹性形变的组件，这样使得该致动器的电气致动对该可弹性形变的组件生成线性张力。

在各实施例中，用于消除谐波噪声的装置可以包括一个壳体，该可弹性形变的组件的至少一部分和该致动器-发电机被安置在该壳体中。

在各实施例中，该致动器-发电机包括旋转电动机，并且在某些实施例中，该致动器包括线性电动机。

该致动器可以被配置成用于维持施加至该可弹性形变的组件的张力，并且可以包括下列各项中的至少一项：制动器、可释放的棘轮、或可致动以将该可弹性形变的组件中所生成的该张力维持在张紧状态的可移动销钉。

在某些实施例中，该装置可以包括一个传感器，该传感器耦合至该可弹性形变的组件或该致动器中的至少一个，该传感器被配置成用于测量一个由该致动器施加以在该可弹性形变的组件中感生该张力的力或扭矩。在某些实施例中，该装置可以包括一个应变仪，该应变仪耦合至用于测量该弹性组件中的应变(该应变可以包括线性应变或切应变)的该可弹性形变的组件。