BR102016023949A2 - dispositivo de determinação de corrente, circuito corretor em combinação com um dispositivo de determinação de corrente, e, método para melhorar determinação de corrente - Google Patents
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Abstract
dispositivo de determinação de corrente, circuito corretor, e, método de aprimoramento de determinação de corrente um dispositivo de determinação de corrente compreende um condutor primário de lado plano que possui duas faces de extremidade entre as quais uma corrente pode fluir em uma direção de fluxo, e pelo menos dois lados planos em paralelo com a direção de fluxo. um primeiro elemento de modificação de campo formado de um material magnético está localizado no ou adjacente a um primeiro dito lado plano do condutor primário, e um segundo elemento de modificação de campo formado de um material magnético e localizado no ou adjacente ao segundo dito lado plano do condutor primário. pelo menos uma bobina de sensoreação também é provida no ou adjacente ao condutor primário e o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo, e possui um eixo geométrico de bobina que se estende entre planos dos dois lados planos. um campo eletromagnético f formado pela corrente que flui no condutor primário de lado plano é modificado pelo primeiro e pelo segundo elementos de modificação de campo para se estender mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com o eixo geométrico de bobina de sensoreação, em que uma força eletromotriz induzida na bobina de sensoreação possui proporcionalidade aprimorada com a corrente que flui no condutor primário de lado plano.
Description
“DISPOSITIVO DE DETERMINAÇÃO DE CORRENTE, CIRCUITO CORRETOR, E, MÉTODO PARA MELHORAR DETERMINAÇÃO DE CORRENTE” CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a um dispositivo de determinação de corrente, a um circuito corretor em combinação com tal dispositivo, e a um método de aprimoramento de determinação de corrente usando o dispositivo. Adicionalmente, a invenção se refere a um método de aprimoramento de proporcionalidade de um campo eletromagnético induzido na bobina de sensoreação com relação a uma corrente que flui em um condutor primário usando o dispositivo de determinação de corrente, e a um método de aprimoramento de resolução de bobina de sensoreação quando determina a corrente que flui em um condutor primário que porta corrente usando tal dispositivo de determinação de corrente.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] A partir de princípios clássicos de indução eletromagnética, é entendido que um campo eletromagnético é gerado por um condutor que porta corrente, tal como um fio elétrico. Também é conhecido que tal campo eletromagnético vai induzir um sinal de voltagem que pode ser medido em uma bobina de sensoreação vizinha. O sinal emitido pela bobina de sensoreação é pelo menos em parte relacionado com a magnitude da corrente que flui no condutor que porta corrente.
[003] Pode ser benéfico ser capaz de aprimorar ou otimizar a associação entre a bobina de sensoreação e o condutor que porta corrente, permitindo desta forma que um tamanho da bobina de sensoreação seja reduzido sem afetar de maneira adversa uma precisão ou resolução necessária do sinal emitido. Isto permite consequentemente uma redução no tamanho não apenas da bobina de sensoreação, mas também, se for necessário, o condutor que porta corrente sendo monitorado. Uma redução de tamanho sem uma redução na precisão se traduz em um material que economiza custo.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[004] A presente invenção, portanto, busca prover uma solução para este problema.
[005] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um dispositivo de determinação de corrente compreendendo: um condutor primário de lado plano tendo duas faces de extremidade entre as quais uma corrente pode fluir em uma direção de fluxo e pelo menos dois lados planos em paralelo com a direção de fluxo; um primeiro elemento de modificação de campo formado de um material magnético e localizado no ou adjacente a um primeiro dito lado plano do condutor primário; um segundo elemento de modificação de campo formado de um material magnético e localizado no ou adjacente ao segundo dito lado plano do condutor primário; e pelo menos uma bobina de sensoreação no ou adjacente ao condutor primário e o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo, e tendo um eixo geométrico de bobina que se estende entre planos dos dois lados planos, em que um campo eletromagnético formado pela corrente que flui no condutor primário de lado plano é modificado pelo primeiro e pelo segundo elementos de modificação de campo para se estender mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com o eixo geométrico de bobina da bobina de sensoreação, em que um EMF induzido na bobina de sensoreação possui proporcionalidade aprimorada com a corrente que flui no condutor primário de lado plano.
[006] Também é provido um dispositivo de determinação de corrente compreendendo: um condutor primário de lado plano tendo duas faces de extremidade entre as quais uma corrente pode fluir em uma direção de fluxo e pelo menos dois lados planos em paralelo com a direção de fluxo; um primeiro elemento de modificação de campo formado de um material magnético e localizado no ou adjacente a um primeiro dito lado plano do condutor primário; um segundo elemento de modificação de campo formado de um material magnético e localizado no ou adjacente ao segundo dito lado plano do condutor primário; e pelo menos um dispositivo de sensoreação no ou adjacente ao condutor primário e o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo, e se estendendo entre ou substancialmente entre planos dos dois lados planos, em que um campo eletromagnético formado pela corrente que flui no condutor primário de lado plano é modificado pelo primeiro e pelo segundo elementos de modificação de campo para se estender mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com o dispositivo de sensoreação, em que um EMF induzido no dispositivo de sensoreação possui proporcionalidade aprimorada com a corrente que flui no condutor primário de lado plano.
[007] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um circuito corretor em combinação com um dispositivo de determinação de corrente de acordo com o primeiro aspecto da invenção, o circuito corretor tendo uma entrada para receber um sinal de saída correspondendo com um EMF induzido a partir da bobina de sensoreação ou cada bobina de sensoreação, e um circuito integrador de correção de fase diferencial tendo um op-amp e que altera uma diferença de fase do sinal de saída, de forma que um sinal de saída alterado pode ser formado em fase ou substancialmente em fase com a corrente no condutor primário.
[008] Preferivelmente, o circuito corretor inclui um circuito de calibração de escalonamento para calibrar e escalonar o sinal de saída alterado, o circuito de calibração de escalonamento incluindo um op-amp adicional.
[009] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um método de aprimoramento de determinação de corrente usando um dispositivo de determinação de corrente, preferivelmente de acordo com o primeiro aspecto da invenção, o método compreendendo as etapas de modificação de um campo eletromagnético formado por um condutor primário que porta corrente usando lados planos opostos no condutor primário que porta corrente e associados primeiro e segundo elementos de modificação de campo, em que o campo eletromagnético está mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com um eixo geométrico de bobina de uma bobina de sensoreação associada, aprimorando desta forma a proporcionalidade do EMF induzido na bobina de sensoreação com relação à corrente que flui no condutor primário de lado plano.
[0010] De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provido um método de aprimoramento de proporcionalidade de um EMF induzido na bobina de sensoreação com relação a uma corrente que flui em um condutor primário usando um dispositivo de determinação de corrente, preferivelmente de acordo com o primeiro aspecto da invenção, o método compreendendo as etapas de: prover lados planos opostos no condutor primário; e modificar um campo eletromagnético formado pelo condutor primário quando porta uma corrente usando primeiro e segundo elementos de modificação de campo associados com os ditos lados planos, em que o campo eletromagnético se torna mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com um eixo geométrico de bobina da bobina de sensoreação associada.
[0011] De acordo com um quinto aspecto da invenção, é provido um método de aprimoramento de precisão de bobina de sensoreação quando se determina corrente que flui em um condutor primário que porta corrente usando um dispositivo de determinação de corrente, preferivelmente de acordo com o primeiro aspecto da invenção, o método compreendendo as etapas de modificação de um campo eletromagnético formado pelo condutor primário que porta corrente usando primeiro e segundo elementos de modificação de campo associados com lados planos opostos no condutor primário que porta corrente, em que o campo eletromagnético se torna mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com um eixo geométrico de bobina da bobina de sensoreação associada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0012] A invenção agora será descrita mais particularmente, por meio de exemplo apenas, com referência aos desenhos anexos, em que: a figura 1 mostra uma vista de extremidade diagramática de uma modalidade de um dispositivo de determinação de corrente, de acordo com o primeiro aspecto da invenção e com duas bobinas de sensoreação destacadas; a figura 2 é uma vista similar àquela da Figura 1, mostrando o dispositivo de determinação de corrente com as bobinas de sensoreação anexadas; a figura 3 é uma vista lateral diagramática do dispositivo de determinação de corrente, mostrado na Figura 2; e a figura 4 é um diagrama de circuito simplificado do circuito corretor em combinação com o dispositivo de determinação de corrente.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS
[0013] Em referência primeiramente às Figuras 1 a 3 dos desenhos, é mostrada uma modalidade de um dispositivo de determinação de corrente 10 que compreende um condutor primário 12, um primeiro elemento de modificação de campo 14, um segundo elemento de modificação de campo 16, e dois dispositivos de sensoreação 18, que neste caso são preferivelmente bobinas de sensoreação 18a, 18b.
[0014] O condutor primário 12 é vantajosamente uma barra coletora, mas pode ser qualquer outro elemento eletricamente condutor adequado. A barra coletora ou outro condutor primário adequado 12, neste caso, é rígido ou pelo menos duro, e preferivelmente forma parte de um comutador de desconexão elétrica ou outro modo adequado de contactor de comutação. A barra coletora 12 é alongada, preferivelmente formada de metal, tal como bronze, aço ou cobre, e pode ser reta, curvada ou uma combinação dos mesmos.
[0015] Preferivelmente, a barra coletora 12 possui um comprimento L1 tendo uma primeira dimensão que começa e termina nas faces de extremidade 20, uma largura W1 tendo uma segunda dimensão, e uma altura H tendo uma terceira dimensão. A largura W1 e a altura H são preferivelmente mutuamente perpendiculares entre si bem como para o comprimento L1, com a primeira dimensão sendo maior do que a segunda e a terceira dimensões, e a segunda dimensão sendo menor do que a terceira dimensão. Isto consequentemente permite que a barra coletora 12 ou outro condutor primário adequado defina uma seção transversal retangular ou substancialmente retangular lateralmente a e ao longo de uma porção, preferivelmente sendo pelo menos uma porção principal, da extensão longitudinal.
[0016] Apesar de preferivelmente retangular ou substancialmente retangular, o condutor primário pode ser de outra seção transversal lateral poligonal ou substancialmente poligonal. No entanto, uma seção transversal lateral retangular ou substancialmente retangular é mais benéfica devido à seção transversal ser alongada desta forma provendo lados menores planares ou planos opostos 22 se estendendo entre as duas faces de extremidade opostas 20 ou pelo menos ao longo de uma porção da extensão longitudinal. Os lados menores planos 22 definem a largura mencionada acima W1, neste caso.
[0017] Um benefício adicional da seção transversal lateral retangular ou substancialmente retangular é a provisão de lados maiores planares ou planos opostos 24 se estendendo entre as duas faces de extremidade opostas 20 ou pelo menos ao longo de uma porção da extensão longitudinal, e preferivelmente de maneira perpendicular aos lados menores planos 22. Os lados maiores planos 24 definem a altura mencionada anteriormente H, neste caso.
[0018] O primeiro e o segundo elementos de modificação de campo 14, 16 podem ser formados, convenientemente, de material magnético, e neste caso são preferivelmente placas planares ou substancialmente planares rígidas ou duras 14a, 16a. As placas 14a, 16a neste caso podem ser formadas a partir de um material que pode ser magnetizado, ou seja, um material magnético macio tal como ferro, cobalto, níquel ou aço. Igualmente, apesar disso, as placas 14a, 16a podem ser formadas a partir de um material magnético rígido, tal como um imã permanente, por exemplo, um imã de terras raras tal como um imã de cobalto samário ou boro ferro neodímio.
[0019] Apesar de pacas planares contínuas ou quebradas 14a, 16a serem sugeridas, neste caso sendo preferivelmente retangulares, pode ser factível para o uso de placas não planares ou ter pelo menos uma porção que é não planar, que pode permitir a modificação adicional do campo eletromagnético induzido quando uma corrente flui no condutor primário 12. Isto é descrito em detalhe adicional aqui abaixo.
[0020] Adicionalmente ou alternativamente, as placas podem ser descontínuas ou podem ter aberturas, como pode ser necessário. Novamente, pode ser aparente que isto novamente permite ajuste adicional do campo eletromagnético gerado.
[0021] Para suportar preferivelmente o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo 14, 16 nos ou adjacentes aos lados menores planos 22 do condutor primário 12, e preferivelmente sobrepondo ou se estendendo além da largura W1 dos lados menores planos, as duas ditas bobinas de sensoreação 18a, 18b são providas, neste caso preferivelmente presas em relação espaçada ao condutor primário 12. As bobinas de sensoreação 18a, 18b podem ser providas com um formador de aglomerado 26 em torno do qual fio eletricamente condutor 28 é espiralado múltiplas vezes de forma a ser empacotado de maneira apertada, tipicamente com uma pluralidade de corridas ou voltas de sobreposição.
[0022] Em cada extremidade do formador 26 pode ser provido um retentor preferivelmente alongado 32 para receber extremidades ou lados do primeiro e do segundo elementos de modificação de campo 14, 16. Em geral, o retentor 32 convenientemente pode incluir um rebaixo 34 dentro do corpo do retentor 32. O rebaixo 34 pode ser conformado em fenda, e dimensionado de maneira suficiente para receber uma porção de um do primeiro e do segundo elementos de modificação de campo 14, 16 como um encaixe complementar. As dimensões do rebaixo 34 podem permitir uma tolerância ou encaixe apertado dos respectivos primeiro e segundo elementos de modificação de campo 14, 16.
[0023] Com o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo 14, 16 engatado com respectivas extremidades da primeira e da segunda bobinas de sensoreação 18a, 18b, as bobinas 18a, 18b então são conectadas fisicamente ou mecanicamente diretamente ao condutor primário 12 através dos seus ganchos 36, que como mencionados acima podem estar de maneira benéfica na forma de clipes ou suportes 36a.
[0024] Os clipes ou suportes 36a estão na forma de braços rígidos ou semirrígidos alongados 38, preferivelmente em cantiléver a partir dos formadores 26 para se projetar para uma bobina de sensoreação oposta 18a, 18b. Os clipes ou suportes 36a são deslocados entre si, e são localizados sobre os lados menores 22 para reter as bobinas de sensoreação 18a, 18b em relação espaçada com os seus respectivos lados maiores 24.
[0025] Apesar de uma lacuna de ar estar presente entre as bobinas de sensoreação 18a, 18b e os lados maiores 24 do condutor primário 12, as bobinas de sensoreação podem ser montadas diretamente para os seus respectivos lados maiores. Neste caso, é preferível que uma camada eletricamente isolada ou membro eletricamente isolado seja provido para isolar eletricamente cada dispositivo de sensoreação do condutor primário para evitar ou inibir o fluxo de corrente direta para o mesmo.
[0026] Os ganchos 36 são benéficos pelo fato de que as bobinas de sensoreação 18a, 18b assim podem ser desmontáveis do condutor primário 12. No entanto, um aperto permanente pode ser considerado, quando a necessidade dita, e que pode, por exemplo, tomar a forma de um suporte que é permanentemente anexado com o condutor primário 12, tal como por soldagem, ligação ou através de um ou mais fixadores rosqueados por parafuso.
[0027] Apesar de duas bobinas de sensoreação 18a, 18b serem preferidas para prover resolução aprimorada, apenas uma bobina de sensoreação ou outro dispositivo de sensoreação ou meio adequado pode ser usado.
[0028] Como melhor observado na Figura 3, cada bobina de sensoreação 18a, 18b possui uma largura W2 que preferivelmente é maior do que a sua profundidade D. Um comprimento L2 das bobinas de sensoreação 18a, 18b, e, portanto, os respectivos eixos de espiral 40, também se estendem para ou substancialmente para os planos 42 dos lados menores 22. Uma extensão lateral de cada bobina de sensoreação 18a, 18b assim é preferivelmente poligonal ou substancialmente poligonal, e mais preferivelmente retangular ou substancialmente retangular, neste caso uniformemente ou substancialmente uniformemente ao longo de pelo menos uma maioria do comprimento da bobina L2.
[0029] A partir de cada extremidade de bobina, um condutor secundário 44 se estende desta forma permitindo que um sinal de voltagem seja monitorado com base em uma força eletromotriz induzida, também referenciada aqui e ao longo como ‘EMF’.
[0030] Apesar de ser sugerido que uma seção transversal lateral da barra coletora 12 ou outro condutor primário ser retangular ou substancialmente retangular, providos os lados menores são usados, pode ser factível que os lados maiores sejam arqueados ou parcialmente arqueados, se for necessário.
[0031] Em uso e com uma corrente fluindo entre as faces de extremidade 20 do condutor primário de lado plano 12, definindo desta forma uma direção de fluxo 46, um campo eletromagnético F induzido pela corrente no condutor primário de lado plano 12 é modificado pelo primeiro e pelo segundo elementos de modificação de campo 14, 16. Como pode ser entendido a partir das Figuras 1 e 2, o campo eletromagnético F é manipulado ou remodelado para se estender mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com os eixos de espiral 40 das bobinas de sensoreação 18a, 18b. Ver a Figura 1, por meio de exemplo, que mostra uma representação do campo F com as bobinas de sensoreação 18a, 18b desmontadas.
[0032] Com as bobinas de sensoreação 18a, 18b conectadas de maneira mecânica com o condutor primário 12, uma força eletromotriz induzida é realizada, permitindo desta forma que um sinal de voltagem seja emitido. A força eletromotriz induzida e assim a voltagem monitorada associada possui proporcionalidade aprimorada com a corrente que flui no condutor primário 12, devido à combinação da seção transversal lateral retangular ou substancialmente retangular do condutor primário 12 e o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo preferivelmente pendentes 14, 16 manipulando o campo produzido para, como mencionado acima, se estender mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com os eixos de espiral 40 das bobinas de sensoreação 18a, 18b. Uma precisão ou resolução aprimorada da voltagem monitorada sendo proporcional com a corrente que flui no condutor primário 12 assim é alcançada.
[0033] Como uma consequência disto, para manter uma corrente ou precisão ou resolução de voltagem atualmente monitorada, que pode de fato ser suficiente ou adequada para uma aplicação necessária, as bobinas de sensoreação 18a, 18b na verdade podem ser reduzidas em volume ou tamanho. Desta forma isto permite não apenas economia de custo e tempo de fabricação e material durante a produção das bobinas de sensoreação 18a, 18b, mas também o condutor primário 12 também pode ser reduzido no tamanho com benefícios similares sendo alcançados.
[0034] Como mostrado na Figura 4, um circuito corretor 48 pode ser usado em combinação com o dispositivo de determinação de corrente 10 descrito acima. Isto pode ser benéfico devido ao sinal de saída nos condutores secundários 44 sendo de 90 graus de atraso e assim fora de fase com a corrente a ser medida ou monitorada no condutor primário 12.
[0035] Para este fim, o circuito corretor 48 preferivelmente inclui uma entrada de sinal 50 para receber um sinal de saída a partir das bobinas de sensoreação 18a, 18b correspondendo a uma voltagem induzida, um circuito integrador de correção de fase diferencial 52 tendo um primeiro amplificador operacional 54, também chamado de um op-amp, e um circuito de calibração de escalonamento 56 tendo um segundo amplificador operacional 58.
[0036] O circuito integrador de correção de fase diferencial 52 preferivelmente usa o primeiro amplificador operacional 54 tendo as suas entradas conectadas com saídas das bobinas de sensoreação 18a, 18b através de primeiro e segundo resistores 60, 62. As bobinas de sensoreação 18a, 18b são representadas por indutores conectados diferencialmente. Um primeiro circuito RC paralelo 64 compreendendo um primeiro capacitor 66 e um terceiro resistor 68 é provido em um ciclo de resposta negativo do primeiro amplificador operacional 54. Um segundo circuito de RC paralelo 70 compreendendo um segundo capacitor 72 e quarto resistor 74 é conectado entre terra e a entrada de não inversão do primeiro amplificador operacional 54.
[0037] Para permitir o escalonamento, se for necessário, o segundo amplificador operacional 58 possui uma entrada de inversão conectada com a saída do primeiro amplificador operacional 54 através de um quinto resistor 76. Um ciclo de resposta negativa do segundo amplificador operacional 58 compreende um sexto resistor 78 conectado em paralelo com um circuito RC em série 80 compreendendo um sétimo resistor 82 e terceiro capacitor 84. Os valores dos componentes de circuito dependem da calibração de escalonamento necessária.
[0038] Apesar de ser sugerido que os elementos de modificação de campo sejam mantidos em relação espaçada com os lados planos menores ou mais estreitos do condutor primário, eles podem ser montados de maneira factível diretamente para os lados planos, por exemplo, usando uma camada eletricamente isolante interposta entre eles. Adicionalmente, apesar de ser sugerido que os dispositivos de sensoreação de campo sejam posicionados nos ou adjacentes aos lados planos menores, e o dispositivo de sensoreação é posição adjacente a um ou mais dos lados planos maiores, isto pode ser revertido de maneira factível, dependente da necessidade.
[0039] Os meios de sensoreação, que neste caso são uma ou mais bobinas, preferivelmente, provê uma seção transversal lateral não circular ao longo do eixo do formador ou aglomerado. No entanto, outras formas de enrolamento de seção transversal são factíveis, tais como circular. No entanto, um benefício de seção transversal de enrolamento alongado é que um volume ou área ativa aumentada do meio de sensoreação é alcançada.
[0040] Assim é possível prover um dispositivo de determinação de corrente que manipula melhor o campo magnético induzido formado por um condutor que porta corrente, neste caso sendo preferivelmente uma barra coletora de um comutador. Isto é alcançado tendo pelo menos dois lados planos opostos no ou adjacente aos quais elementos de modificação de campo podem estar localizados. Preferivelmente, os lados planos opostos são lados menores ou mais estreitos do condutor primário que porta corrente a ser monitorado, formando parte de uma seção transversal poligonal preferivelmente retangular. O dispositivo de determinação de corrente permite que um campo mais paralelo seja alcançado, alcançando desta forma um sensor de medição de corrente de maior resolução ou de resolução mais precisa dentro das dimensões ativas das bobinas de sensoreação. Portanto é possível manter uma precisão ou resolução existente da determinação de corrente dentro do uso de condutor primário, / enquanto reduz o tamanho das bobinas de sensoreação, se for necessário. É possível adicionalmente prover o pelo menos um dispositivo de sensoreação, que é preferivelmente duas bobinas de sensoreação, em um arranjo em clipe desmontável ou removível com o condutor primário que porta corrente, assim permitindo a localização e relocalização simples e eficiente no tempo durante a fabricação do dispositivo de determinação de corrente ou adição retrospectiva para uma barra coletora existente ou outro condutor primário. Adicionalmente é possível para prover um aprimoramento na determinação de corrente, precisão, monitoramento e/ou resolução devido à proporcionalidade aprimorada da voltagem induzida na bobina de sensoreação ou outro dispositivo de monitoramento ou sensoreação EMF induzido adequado com relação à corrente que flui no condutor primário de lado plano.
[0041] As palavras ‘compreende/compreendendo’ e as palavras ‘tendo/incluindo’ quando usadas aqui com referência à presente invenção são usadas para especificar a presença de funcionalidades, integrantes, etapas ou componentes declarados, mas não impedem a presença ou a adição de uma ou mais outras funcionalidades, integrantes, etapas, componentes ou grupos dos mesmos. / [0042] E percebido que certas funcionalidades da invenção, que são, para clareza, descritas no contexto de modalidades separadas, também podem ser providas em combinação em uma única modalidade. Reciprocamente, várias funcionalidades da invenção que são, para brevidade, descritas no contexto de uma única modalidade, também podem ser providas separadamente ou em qualquer subcombinação adequada.
[0043] As modalidades descritas acima são providas por meio de exemplos apenas, e várias outras modificações serão aparentes para peritos no campo sem fugir do escopo da invenção como definido pelas reivindicações anexas.
REIVINDICAÇÕES
Claims (15)
1. Dispositivo de determinação de corrente, caracterizado pelo fato de que compreende: um condutor primário de lado plano tendo duas faces de extremidade entre as quais uma corrente pode fluir em uma direção de fluxo e pelo menos dois lados planos em paralelo com a direção de fluxo; um primeiro elemento de modificação de campo formado de um material magnético e localizado no ou adjacente a um primeiro dito lado plano do condutor primário; um segundo elemento de modificação de campo formado de um material magnético e localizado no ou adjacente ao segundo dito lado plano do condutor primário; e pelo menos uma bobina de sensoreação no ou adjacente ao condutor primário e o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo, e tendo um eixo geométrico de bobina que se estende entre planos dos dois lados planos, em que um campo eletromagnético formado pela corrente que flui no condutor primário de lado plano é modificado pelo primeiro e pelo segundo elementos de modificação de campo para se estender mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com o eixo geométrico de bobina da bobina de sensoreação, em que um EMF induzido na bobina de sensoreação possui proporcionalidade aprimorada com a corrente que flui no condutor primário de lado plano.
2. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o condutor primário de lado plano possui uma seção transversal retangular ou substancialmente retangular lateral à direção de fluxo pelo menos na bobina de sensoreação.
3. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o condutor primário de lado plano é uma barra coletora, a barra coletora forma parte de um comutador de desconexão elétrica.
4. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo são formados a partir de um material que pode ser magnetizado ou um material magnético permanente, e o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo são placas.
5. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo são espaçados do condutor primário de lado plano.
6. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma segunda bobina de sensoreação no ou adjacente ao condutor primário e o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo, e tendo um eixo geométrico de bobina que se estende entre planos dos dois lados planos.
7. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira dita bobina de sensoreação e a segunda bobina de sensoreação são posicionadas em lados opostos do condutor primário de lado plano e a primeira e a segunda bobinas de sensoreação se faceiam.
8. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma bobina de sensoreação possui uma seção transversal retangular ou substancialmente retangular lateral ao eixo em espiral.
9. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma bobina de sensoreação inclui pelo menos um gancho em que a ou cada bobina de sensoreação é engatável com o condutor primário de lado plano.
10. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o gancho é um clipe.
11. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita pelo menos uma bobina de sensoreação inclui um retentor para reter o primeiro e o segundo elementos de modificação de campo em relação espaçada com o condutor primário de lado plano.
12. Dispositivo de determinação de corrente de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o retentor é um rebaixo em cada extremidade de pelo menos uma bobina de sensoreação em que uma respectiva extremidade do primeiro e do segundo elementos de modificação de campo é receptível.
13. Circuito corretor em combinação com um dispositivo de determinação de corrente como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que possui uma entrada para receber um sinal de saída correspondendo a um EMF induzido a partir da ou cada bobina de sensoreação, e um circuito integrador de correção de fase diferencial tendo um op-amp e que altera uma diferença de fase do sinal de saída, de forma que um sinal de saída alterado pode ser formado em fase ou substancialmente em fase com a corrente no condutor primário.
14. Combinação como definida na reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o circuito corretor inclui um circuito de calibração de escalonamento para calibrar e escalonar o sinal de saída alterado, o circuito de calibração de escalonamento incluindo um op-amp adicional.
15. Método de aprimoramento de determinação de corrente que usa um dispositivo de determinação de corrente como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de modificação de um campo eletromagnético formado por um condutor primário que porta corrente usando lados planos opostos no condutor primário que porta corrente e associados primeiro e segundo elementos de modificação de campo, em que o campo eletromagnético está mais em paralelo ou substancialmente em paralelo com um eixo geométrico de bobina de uma bobina de sensoreação associada, aprimorando desta forma a proporcionalidade do EMF induzido na bobina de sensoreação com relação à corrente que flui no condutor primário de lado plano.
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| CN1158532C (zh) * | 1998-06-09 | 2004-07-21 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 电流,电压测量装置和利用这种电流测量装置的电话终端 |
| MXPA01009909A (es) * | 1999-04-02 | 2003-07-28 | Lindsey Mfg Co | Sensor de corriente con soporte aislante. |
| US6844799B2 (en) * | 2001-04-10 | 2005-01-18 | General Electric Company | Compact low cost current sensor and current transformer core having improved dynamic range |
| US6710587B1 (en) * | 2002-10-11 | 2004-03-23 | Solidone Usa Corporation | Low magnitude current sensor using unbalanced flux line detection |
| CA2550449A1 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-13 | Jonathan Philip Vinden | Electricity meter |
| JP2008002876A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電流センサおよび電子式電力量計 |
| US20100007335A1 (en) * | 2006-07-26 | 2010-01-14 | Peter Kaluza | Measuring Apparatus |
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| WO2009137817A1 (en) * | 2008-05-08 | 2009-11-12 | Outsmart Power Systems Llc | Device and method for measuring current and power in a plug or receptacle |
| US7936164B2 (en) * | 2008-07-03 | 2011-05-03 | Allegro Microsystems, Inc. | Folding current sensor |
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