CN109655651B - 电流检测器 - Google Patents

电流检测器 Download PDF

Info

Publication number
CN109655651B
CN109655651B CN201810879503.9A CN201810879503A CN109655651B CN 109655651 B CN109655651 B CN 109655651B CN 201810879503 A CN201810879503 A CN 201810879503A CN 109655651 B CN109655651 B CN 109655651B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
core members
magnetic core
current
detection coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810879503.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109655651A (zh
Inventor
天野春日
冈山祐辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tamura Corp
Original Assignee
Tamura Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tamura Corp filed Critical Tamura Corp
Publication of CN109655651A publication Critical patent/CN109655651A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109655651B publication Critical patent/CN109655651B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G01R15/185Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207Constructional details independent of the type of device used
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/18Screening arrangements against electric or magnetic fields, e.g. against earth's field
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/186Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using current transformers with a core consisting of two or more parts, e.g. clamp-on type
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/04Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using the flux-gate principle
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电流检测器。提供提高相对于外部磁场的抗性的技术。电流传感器(10)具备:磁路,其形成于供被检测电流导通的初级导体(60)的周围;探测线圈单元(50),其具有配置在磁路上的探测线圈;次级线圈(30a、40a),其使磁路产生与因被检测电流的导通而产生的磁场为反方向的磁场;检测电路,其安装于探测线圈单元(50);磁性体芯部件(20、21),其构成磁路;夹具(70),其使磁性体芯部件(20、21)彼此相互压接。

Description

电流检测器
技术领域
本发明涉及磁通门类型的电流检测器。
背景技术
关于这种电流检测器,以往公知的是具备由至少两个芯部分形成的磁芯的闭环电流传感器的现有技术(例如,参照专利文献1)。在该现有技术中,两个芯部分相互组合而形成实质上闭合的磁路。另外,芯部分由软磁性材料的薄板形成,并利用通过复杂的折弯加工而成的薄板在磁路形成枝部,在该芯部分的内侧设置有用于收纳探头芯的空洞部。并且,采用了将空洞部的周围作为内壁部及外壁部,并通过侧壁部而将它们结合起来的结构。由此,通过侧壁部及外壁部对外部磁场进行屏蔽,在芯部分彼此之间提供高精度的气隙效果,考虑可实现可靠性较高的电流测定。
专利文献1:日本专利第5579757号公报
在上述的现有技术中,在通过在芯部分本身形成侧壁部、外壁部,从而将探测线圈从外部磁场屏蔽出去这一点上是有意义的。
在此基础上,为了进一步提高对外部磁场的抗性,必须着眼于外部磁场通过磁路时的漏(交链)磁通的量。
发明内容
因此,本发明提供一种提高对外部磁场的抗性的技术。
为了解决上述课题,本发明采用以下的解决手段。另外,以下说明中的括弧仅为参考,本发明不限于此。
本发明提供电流检测器。在本发明的电流检测器中,通过相互组合的多个磁性体芯部件而构成磁路。多个磁性体芯部件通过在相互组合的状态下一部分彼此间接触或紧贴而构成磁路,并在磁路上开设用于配置探测线圈的气隙,由此其他的一部分彼此为非接触。本发明的解决手段为使多个磁性体芯部件在接触着的一部分的彼此间产生相互压接的力。
将磁性体芯部件以多个来进行组合的类型的优点如在上述的现有技术(专利文献1)中所公开那样,是单纯的组合结构,但也正因为如此而存在课题。其在外部磁场向某一个方向通过的情况下,例如,外部磁场的通过方向靠近沿磁性体芯部件的接触面(或紧贴面)的方向、或大致一致的情况下较为显著。
即,只要是将多个磁性体芯部件单纯地进行组合的结构,则相互间在接触面或紧贴面上便不是物理性地一体化,在结构上存在微小的空隙(气隙)是不可避免的。在这样的空隙在外部磁场的通过方向上延伸的情况下,空隙越大磁阻越大,因此能够以该部分为磁通路径而通过的磁通的量变少(密度低)。这样,从磁通路径整体来看,通过其他的部位的磁通的量会增加,因此相应地会泄漏到探测线圈而导致抗性(检测精度)下降。
本发明的解决手段为,在使多个磁性体芯部件以组合状态接触的基础上,产生使其相互压接的力,由此进一步降低磁性体芯部件彼此间的磁阻。本发明针对如下情况:假设不产生压接的力(例如,仅采用通过线轴等夹持的方式)的情况下,磁阻受到接触面之间所存在的空隙的大小变化的影响而发生变动,无法提高对外部磁场的抗性。对此,根据本解决手段,在通常的接触的基础上,还产生压接力,因此将接触面之间的空隙缩小到可忽略的程度,从而使磁阻下降,能够在接触部分中使外部磁场所能够通过的磁通的量最大化,因此能够减少泄漏到探测线圈的磁通。
发明效果
根据本发明,能够提高对外部磁场的抗性。
附图说明
图1是概要性地表示第一实施方式的电流传感器的结构的立体图。
图2是概要性地表示第一实施方式的电流传感器的结构的立体图。
图3是更具体地示出磁性体芯部件及探测线圈的结构的图。
图4是对相对于电流传感器的外部磁场的抗性进行解说的图。
图5是对降低磁通路径的磁阻的对策进行解说的图。
图6是示出磁性体芯部件的组合状态和由夹具进行固定的分解立体图。
图7是示出通过夹具进行压接的压接状态的图。
图8是表示对相对于外部磁场的抗性的提高进行验证的结果的图。
图9是表示本实施方式中所使用的夹具的结构的纵剖视图(图7中的IX-IX剖视图)。
图10是对其他的实施方式进行说明的图。
图11是对另一实施方式进行说明的图。
标号说明
10:电流传感器;20、21:磁性体芯部件;20b、21b:长边部;30、40:线轴单元;50:探测线圈单元;50a:探测线圈;60:初级导体;70:夹具。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。虽然在以下的实施方式中,作为电流检测器的一例而列举了磁通门类型的电流传感器,但本发明不限于此。
图1及图2是概略性地表示第一实施方式的电流传感器10的结构的立体图。在此,虽然未图示,但电流传感器10通常是将图1及图2所示的构成构件例如收纳在树脂制的框体(壳体)中的形态而产品化的,关于这样的框体,例如基本上是呈长方体形状的外形。
〔磁路〕
电流传感器10具备多个磁性体芯部件20、21。这些磁性体芯部件20、21以相互组合的状态构成一个磁路。在本实施方式中,由两个磁性体芯部件20、21构成了闭合成矩形形状的磁路。两个初级导体60贯穿该磁路的内侧而配置,在使用电流传感器10时,被检测电流导通于两个初级导体60。在图1、图2所示的状态中,由于磁路恰好处于直立的姿态,因此两个初级导体60是沿水平方向贯穿磁路的内侧的。另外,在这些初级导体60贯穿磁路的两侧处,均向一个方向(在图1、图2中为下方向)弯曲,一次导体的两端部分别向同一方向延伸,从而在整体上呈倒U字形状。另外,两个初级导体60以被未图示的框体支承的状态配置在磁路的内侧。初级导体60的数量不限于两个,可以是一个,也可以是三个。并且,初级导体60的形状不限于倒U字形状,也可以向与图1、图2所示的方向相反的方向弯曲。
〔次级线圈〕
电流传感器10具有两个线轴单元30、40,各线轴单元30、40在内侧收纳有磁性体芯部件20、21,在外侧保持次级线圈30a、40a。在图1、图2所示的状态中,一个线轴单元30位于上方,另一个线轴单元40位于下方。各线轴单元30、40除了具备上述的次级线圈30a、40a之外,还具备多个引线端子30b、40b。电流传感器10经由这些引线端子30b、40b而安装到电路基板或与其他的电子设备连接。另外,也可以采用还配置有除线轴单元30、40以外的未图示的线轴单元的结构。
〔探测线圈(场探头)〕
电流传感器10具备探测线圈单元50,探测线圈单元50收纳在下方的线轴单元40的内侧。更具体地,两个磁性体芯部件20在线轴单元40的内部构成了收纳部(图1、图2中未图示),探测线圈单元50以配置在该收纳部内的状态收纳在线轴单元40的内侧。另外,探测线圈单元50具备未图示的探测线圈(场探头),在电流传感器10的组装状态下,探测线圈配置在磁路上(气隙内)。探测线圈单元50还具备多个引线端子50b,通过这些引线端子50b而与探测线圈连接。
〔检测电路〕
探测线圈单元50具备电路基板(未图示),在该电路基板上安装有信号输出IC(同样未图示)。在使用电流传感器10时,进行如下控制:当通过被检测电流的导通而在初级导体60的周围(磁路)产生磁场时,信号输出IC将次级电流(反馈电流)输出到次级线圈30a、40a而产生反方向的磁场,从而使探测线圈的输出电流消失。此时,信号输出IC通过分流电阻而将次级电流转换成电压信号,并作为与被检测电流对应的检测信号而输出。
图3是更具体地表示磁性体芯部件20、21及探测线圈的结构的图。
图3中的(A):磁性体芯部件20、21都是对坡莫合金等软磁性材料的薄板进行弯曲加工而成形的,两个磁性体芯部件20、21以夹着矩形形状的磁路的中央而在长度方向上面对的方式被组合。但是,磁性体芯部件20、21并不具有相互对称的形状。即,磁性体芯部件20、21分别具有短边部20a、21a,长边部20b、21b、内壁部20c、21c及外壁部20d、21d,这些各个部看起来是在组合方向上成对(组)的,但长边部20b、21b是通过相互重叠而接触的关系,并且外壁部20d、21d是在重叠方向上接近并且开设有空隙的非接触的关系。关于其他的短边部20a、21a及内壁部20c、21c,总之在组合方向观察时是对称的。另外,在外壁部20d、21d之间的空隙内还可以插入透磁率高的磁性材料片材、粘接片材。
在磁性体芯部件20、21的组合状态下,在各内壁部20c、21c与各外壁部20d、21d之间形成有收纳部(收纳空间),以在该收纳部内收纳探测线圈(场探头)50a的方式进行配置。图3中的(A)也示出了,探测线圈50a配置在磁路上(气隙、空隙内)。
〔电流传感器的动作〕
图3中的(B):对电流传感器10的动作进行概要性说明。探测线圈50a与上述的信号输出IC80连接,在信号输出IC80中内置有未图示的脉冲电源电路。探测线圈50a卷绕在磁通门芯50c上,当从脉冲电源电路向探测线圈50a供给高频矩形波电流时,磁通门芯50c内的磁通密度周期性地饱和。因此,当因在初级导体60中流动的被检测电流Ip而在磁路(磁性体芯部件20、21)内发生磁场时,施加到探测线圈50a的电压的波形会因在磁路内产生的磁场而发生变形。
另外,在信号输出IC80中内置有未图示的探头接口,探头接口将探测线圈50a之间的电压转换成PWM信号。从探头接口输出的PWM信号在磁通门芯50c中没有产生磁场的状态(被检测电流Ip的非导通状态)下,会成为规定的占空比(例如50%)的脉冲信号。PWM信号的占空比根据向磁通门芯50c施加的磁场强度而发生变化。
另外,在信号输出IC80中内置有未图示的滤波电路及驱动电路,滤波电路对来自探头接口的PWM信号进行模拟转换,并将转换得到的输出电压输出到驱动电路。在驱动电路上连接有次级线圈30a、40a。在驱动电路中,检测来自滤波电路的输出电压与规定的基准电压Vref之间的差分,并将基于该差分的大小的次级电流输出到次级线圈30a、40a。进行如下控制:通过利用次级电流产生反馈磁场,来抵消因导通于初级导体60中的被检测电流Ip而产生的磁路内的磁场,使探测线圈50a的输出电流消失。
电流传感器10通过取得由分流电阻检测次级电流而得到的输出电压Vout,输出与被检测电流Ip对应的检测信号。另外,虽然在次级线圈30a、40a中流动的次级电流通过上述的负反馈而周期性地发生变化,但通过信号输出IC80内的信号处理,输出电压Vout的波形与被检测电流Ip的波形一致,因此实质上成为与被检测电流Ip的大小相关的值。
〔相对外部磁场的抗性〕
图4是对电流传感器10相对于外部磁场的抗性进行解说的图。例如,考虑相对于由磁性体芯部件20、21构成的磁路,外部磁场MO是从某一方向到达的情况。例如假设沿着磁性体芯部件20、21彼此间的接触面,更具体而言是沿着长边部20b、21b彼此相互重叠的接触面的方向、是该情况的到达方向。外部磁场MO例如不仅是地磁这样的自然磁场,而且还可以是在电流传感器10所处的各种使用环境中可电气性地产生的各种磁场。
关于电流传感器10相对于外部磁场MO的抗性,是以外部磁场MO所产生的磁通交链于探测线圈50a(场探头)的量为基准而进行评价的。因为交链于探测线圈50a中的磁通的量越多,相对本来的内部磁场(因被检测电流而在磁路发生的磁场)的误差就越大,从而对检测精度产生相应的影响。
在从一个方向到来的外部磁场MO通过时,可以考虑将由磁性体芯部件20、21组合而构成的磁路大致分为三个磁通路径MRA、MRB、MRC。
(1)磁通路径MRA沿着如下区域形成:磁性体芯部件20、21的外壁部20d、21d彼此隔着稍许的空隙而靠近的区域。
(2)磁通路径MRB沿着如下区域形成:磁性体芯部件20、21的内壁部20c、21c彼此之间隔开空隙而相互延续的区域。
(3)磁通路径MRC沿着如下区域形成:磁性体芯部件20、21的长边部20b、21b彼此相互重叠而接触的区域(接触面)。
另外,由于磁性体芯部件20、21的短边部20a、21a彼此相对于外部磁场MO的到达方向充分地分离,因此不考虑为本次的磁通路径。
在此,如在图4中将一部分放大所示那样,在磁通路径MRA上,在外壁部20d、21d彼此之间存在一定程度的间隙G1,这样的间隙G1具有在电流传感器10的设计上原本特意考虑的大小。另一方面,在磁通路径MRC上,虽然在长边部20b、21b彼此之间存在间隙G2,而该间隙G2并不是在设计上特意考虑的,因此理想的间隙G2为0mm。但是,由于在实际产品中,采用了两个磁性体芯部件20、21单纯以组合的状态而构成磁路的方式,因此在技术上将间隙G2完全消除是困难的。这在例如在线轴单元30内紧固长边部20b、21b(以过盈配合的方式插入)而配置(所谓夹持)的情况下也是相同的。即,为了完全消除间隙G2,需要将长边部20b、21b的材料等级一体化(融合),“接触状态”、“紧贴状态”不等同于消除间隙G2。
并且,磁通路径MRA、MRC上的各个间隙G1、G2根据制造时的条件、使用时的条件等各种条件,其大小发生变动是不可避免的,并且在技术上难以管理。
鉴于这样的状况,本发明的发明者等关注到如下情况:由于通常磁通会通过磁阻较小的部位,由此当开设的间隙G1、G2大于平均而导致磁通路径MRA、MRC的磁阻增大时,无法通过各个磁通路径MRA、MRC的磁通会成为漏磁通,而导致交链于探测线圈50a的磁通的量增加,其结果,导致电流传感器10的确定恶化。
因此在本实施方式中,通过尽量减小磁通路径MRA、MRB、MRC的磁阻,从而减小泄漏到探测线圈50a的磁通的量来提高抗性。对于提高抗性更加有效的方式而言,以下方式是特别有效的:极力减小位于自探测线圈50a最远的位置的磁通路径MRC的磁阻,尽可能使更多的磁通在自探测线圈50a最远的位置通过。下面,对更具体的对策进行说明。
〔压接构件(压接器具)〕
图5是对降低磁通路径MRC的磁阻的对策进行解说的图。图5中的(A)为从图1所示的方向观察时的立体图,图5中的(B)为从其反方向观察时的立体图。
本实施方式中的对策是通过持续产生的力而对构成磁通路径MRC的长边部20b、21b彼此间进行压接。作为一例,利用由弹性材料构成的夹具70(所谓金属制弹簧)来固定长边部20b、21b,利用夹具70所产生的回弹力而将长边部20b、21b向彼此重叠的方向上强力压接。由此,与单纯的“接触状态”、“紧贴状态”相比,磁通路径MRC的磁阻下降,会使更多的磁通通过。
图6是表示磁性体芯部件20、21的组合状态和由夹具70进行固定的情况的分解立体图。
图6中的(A):磁性体芯部件20、21以从长度方向的两侧向线轴单元30、40(在此,未图示)插入的方式被进行组合。在该图中,以一个长边部20b重叠在另一个长边部21b上的方式进行组合,从而成为在线轴单元30内相互接触的状态。可以说这些长边部20b、21b在线轴单元30内是接触或紧贴的,在这样的状态下不存在主动使磁阻降低的要素。关于外壁部20d、21d,其设计原本就是设置有间隙G1的结构,因此可允许间隙G1一定程度上的变动(组装公差等),其变动不会使磁阻急剧地下降。
图6中的(B):针对相互组合的状态下的磁性体芯部件20、21,利用上述的夹具70来固定作为接触部分的长边部20b、21b,并施加使它们相互压接的力。因为是“压接”,因此与单纯的“接触”相比,电/磁性的耦合变强,使磁阻相应地下降。在本实施方式中,在长边部20b、21b的两端部分别配置了夹具70,它们为了将从线轴单元30向两侧突出的部位作为通过夹具70来进行固定的位置而适当使用的。
图7是表示通过夹具70进行压接的压接状态的图。如上述,通过用夹具70固定磁性体芯部件20、21,从而能够持续地保持长边部20b、21b彼此间压接着的状态。在长边部20b、21b彼此压接的状态下,与单纯的接触状态、紧贴状态不同,间隙G2被维持为最小。这是因为,从夹具70始终施加着稳定的力,有与单纯的向线轴单元30内的嵌入不同的另外的力发挥着作用。由此,能够将长边部20b、21b的压接状态下的磁通路径MRC的磁阻稳定在最小水平,增加通过磁通路径MRC的磁通量,由此,磁通难以泄漏到探测线圈50a。
〔对提高抗性的探讨〕
虽然未图示,本发明的发明者等利用X射线图像进行了验证,知晓了如下情况:相对于在本实施方式中间隙G2始终维持为较小,在未通过夹具70来进行固定的比较例中间隙G2较大。
〔验证结果〕
图8是表示对相对外部磁场的抗性提高进行验证的结果的图。在此,按照图7所示的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各个方向在外部磁场环境放置电流传感器10,测定此时的输出电压Vout,根据以下的式子求出变化量(变动量)的合计(mV),并利用与外部磁场强度H(A/m)的关系表示出来。
变化量合计=√(ΔVof 2X+ΔVof 2Y+ΔVof 2Z)
在此,
ΔVof X:放置在X轴方向上时的输出电压变动量
ΔVof Y:放置在Y轴方向上时的输出电压变动量
ΔVof Z:放置在Z轴方向上时的输出电压变动量
另外,负载电阻为开路,周围温度为25℃。
当将图8中的单点划线(无夹具)所示的特性作为比较例,将实线(有夹具)所示的特性作为本实施方式时,从两者的比较可清楚地了解到,与比较例相比,本实施方式的输出电压的变动量更小。另外,在比较例中,由于外部磁场强度越高,输出电压的变动量的增加幅度越大,由此可以说相对于外部磁场的抗性不太良好。与此相对,虽然在本实施方式中,输出电压的变化量也因外部磁场强度变高而变大,但可知,其增加幅度被抑制得比比较例的增加幅度小。
从以上可证明,本实施方式的电流传感器10相对于外部磁场的抗性较高。
〔压接构件的结构〕
图9是表示本实施方式中使用的夹具70的结构的纵剖视图(图7中的IX-IX剖视图)。夹具70例如是通过对板状弹簧材料进行弯曲加工而形成的。从剖面形状可清楚地知道,在此,采用了如下形状:将板状弹簧材料弯曲加工成
Figure BDA0001754131020000091
字形状而形成背部分70a和与其两端相连的外侧部分70b,然后在背部分70a的相反侧形成与各外侧部分70b相连的圆弧部分70c,并将从各个圆弧部分70c向内侧折回的压接板70d形成为与外侧部分70b大致平行,使从各个压接板70d起延伸的两个前端部70e向将夹具70取下的方向扩展。
在夹具70的自由状态下,其一对压接板70d彼此间的间隔C小于将长边部20b、21b重叠后的厚度T(C<T)。当从箭头方向安装这样的夹具70时,将长边部20b、21b的边缘相对应地引导至圆弧部分70c,由此外侧部分70b和压接板70d向上下扩展,背部分70a发生翘曲,从而夹具70发生弹性变形。并且,此时各个外侧部分70b从与背部分70a相连的根部起、整体发生挠曲变形,各个压接板70d也从与圆弧部分70c相连的根部起、整体发生挠曲变形,并且各个圆弧部分70c也向内侧挠曲变形。这样,当夹具70在其各部分发生弹性变形的同时对长边部20b、21b进行固定的情况下,蓄积在各部分的能量会持续地产生使长边部20b、21b牢固地压接的力。由此,会降低上述的磁通路径MRC中的磁阻,从而能够提高相对于外部磁场的抗性。
另外,夹具70的具体的形状不限于图示的例子,也可以是其他的适当的形状。另外,夹具70的配置不限于长边部20b、21b的两端部这2个部位,也可以是其他位置,也可以增减配置个数。
〔其他实施方式〕
图10是对其他的实施方式进行说明的图。在此,示出了将包括线轴单元30的磁性体芯部件20、21的角部分放大后的剖面。
在该实施方式中,在采用了夹具75一体成形在线轴单元30内的方式这一点上是不同的。夹具75例如为截面是圆弧形状的板弹簧状部件,圆弧形状的压接板(无符号)从线轴单元30的内面露出而一体成形(插入成形)。
根据这样的实施方式,在磁性体芯部件20、21嵌入到线轴单元30内的状态下,长边部20b、21b会相互接触,然后通过夹具75所产生的力被相互强力压接。另外,夹具75的形状不限于图10所示的例子,也可以是其他的形状。另外,夹具75被插入成形的位置也可以是线轴单元30的长度方向的中央附近,其个数也是任意的个数。
图11是进一步对另一实施方式进行说明的图。在上述的第一实施方式中,磁性体芯部件20、21的长边部20b、21b为平坦的形状,而在该实施方式中,在长边部20b、21b为预先弯曲的形状这一点上是不同的。
具体而言,长边部20b、21b被弯曲成相互对置的凸形状。因此,长边部20b、21b在接触面侧的前端缘与中央部之间分别具备偏移B1、B2。这些偏移B1,B2通过将磁性体芯部件20、21向线轴单元30内嵌入而减少,相应地,在长边部20b、21b通过变形而蓄积的能量会产生力,在线轴单元30内使长边部20b、21b相互压接。另外,在此也可以一并使用第一实施方式的夹具70,还可以并用其他实施方式的夹具75。
〔其他的接触位置〕
虽然在上述的各个实施方式中,将磁性体芯部件20、22的长边部20b、21b设为相互接触的一部分,但还可以将外壁部20d、21d作为相互接触的一部分。在该情况下,在图3中的(A)等中,使磁性体芯部件20、21为外壁部20d、21d无缝隙地相互重叠的形状,在向线轴单元40的两侧突出的长边部20b、21b的两端部分(2个部位)配置夹具70而使之相互压接。或者,也可以采用将夹具75向线轴单元40内插入成形从而使外壁部20d、21d压接的结构,还可以采用外壁部20d、21d彼此互为凸形状而压接的结构。另外,作为使磁性体芯部件20、21彼此接触及压接的位置,可以是长边部20b、21b彼此间及外壁部20d、21d彼此间中的至少一个,此时可利用夹具70的压接、插入型的夹具75的压接、长边部20b、21b彼此互为凸形状的压接、外壁部20d、21d彼此互为凸形状的压接中的任一种或两种以上的组合中的任一个。
如上述,根据本实施方式及其他的实施方式,具有以下的优点。
(1)相对于以磁性体芯部件20、21的组合状态而构成的磁路,在从探测线圈50a(场探头)离开的位置持续地、始终稳定地降低磁阻。
(2)在实现单纯的接触、紧贴的构件的基础上,还具备产生主动使两个磁性体芯部件20、21压接的力的构件,由此能够可靠地达成上述(1)的效果。
(3)在仅以过盈配合(压入等)的方式将磁性体芯部件20、21嵌入到线轴单元30内的情况下,该过盈配合可能会随着时间的经过而发生劣化,但在本实施方式及其他的实施方式的情况下,不会受到随着时间的经过而劣化的影响,能够长期地发挥效果。
(4)特别是在第一实施方式的夹具70的情况下,在电流传感器10的使用途中也能够适当地更换,因此能够容易地维持并管理抗性的提高。
本发明不限于上述的各种实施方式,可进行各种变形而实施。例如,虽然磁性体芯部件20、21为构成矩形形状的磁路的形状,但也可以是以其他形状来构成磁路的形状。
另外,电流传感器10不仅可用作磁通门类型的电流检测器,还可用作利用霍尔元件的磁平衡类型的电流检测器而适用。
另外,在各个实施方式中与附图一起列举的结构仅为优选的一例,即使在基本结构上附加各种要素或置换掉一部分,显然也能够恰当地实施本发明。

Claims (1)

1.一种电流检测器,其特征在于,具备:
磁路,其形成于供被检测电流导通的初级导体的周围;
探测线圈,其配置在所述磁路上;
次级线圈,其使所述磁路产生与因被检测电流的导通而产生的磁场反向的磁场;
检测电路,其根据为了消除所述探测线圈的输出电流所需的所述次级线圈的次级电流来输出与被检测电流对应的检测信号;
多个磁性体芯部件,它们通过在相互组合的状态下一部分彼此接触而构成所述磁路,并且在所述磁路上开设用于配置所述探测线圈的气隙,使该多个磁性体芯部件的另一部分彼此不接触;
线轴单元,其将所述多个磁性体芯部件以组合状态收纳于内侧;以及
压接构件,其与所述线轴单元一体设置,使所述多个磁性体芯部件在接触着的一部分的彼此间产生相互压接的力,
所述压接构件设置于由所述多个磁性体芯部件的接触着的一部分形成的多个磁通路径中的距所述探测线圈最远的磁通路径,
所述多个磁性体芯部件包括在组合状态下相互重叠的板状部位,
所述板状部位被形成为如下的一个弯曲部:该弯曲部在所述板状部位相互分离的状态下向着重叠方向呈凸形状,并通过被所述线轴单元保持为重叠状态而产生相互压接的力,
一体设置于所述线轴单元的所述压接构件在所述板状部位的于所述重叠方向上相互分离的两端对所述板状部位在重叠方向上进行夹持。
CN201810879503.9A 2017-10-10 2018-08-03 电流检测器 Active CN109655651B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-196628 2017-10-10
JP2017196628A JP2019070578A (ja) 2017-10-10 2017-10-10 電流検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109655651A CN109655651A (zh) 2019-04-19
CN109655651B true CN109655651B (zh) 2023-05-09

Family

ID=63762345

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201821253150.3U Active CN208568895U (zh) 2017-10-10 2018-08-03 电流检测器
CN201810879503.9A Active CN109655651B (zh) 2017-10-10 2018-08-03 电流检测器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201821253150.3U Active CN208568895U (zh) 2017-10-10 2018-08-03 电流检测器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10976354B2 (zh)
EP (1) EP3477311B1 (zh)
JP (1) JP2019070578A (zh)
CN (2) CN208568895U (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019070578A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 株式会社タムラ製作所 電流検出器
JP2020148640A (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 株式会社東芝 電流検出装置
CN113466772B (zh) * 2021-06-30 2022-04-15 安徽江淮汽车集团股份有限公司 基于霍尔电流传感器的电流检测修正方法
FR3144306A1 (fr) * 2022-12-22 2024-06-28 Socomec Transducteur superparamagnetique et capteur de circulation du champ magnetique correspondant pour la mesure d’un courant continu

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001074783A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Yazaki Corp 電流検出器
CN101149402A (zh) * 2006-09-20 2008-03-26 株式会社东海理化电机制作所 电流检测器
CN102253262A (zh) * 2010-04-23 2011-11-23 株式会社田村制作所 电流检测器

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5926911B2 (ja) 1979-06-28 1984-07-02 古野電気株式会社 水中探知装置における聴音装置
JPH01220105A (ja) * 1988-02-26 1989-09-01 Mitsubishi Electric Corp 磁気ヘッドのコア装置
JPH0883405A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Tdk Corp 磁気ヘッド
DE10003638A1 (de) * 2000-01-28 2001-08-09 Vacuumschmelze Gmbh Kompensationsstromsensor
JP3476077B2 (ja) * 2000-08-21 2003-12-10 株式会社タムラ製作所 カレントトランス用コイルボビンおよびその製造方法
ATE412188T1 (de) * 2004-07-16 2008-11-15 Lem Liaisons Electron Mec Stromsensor
CA2609611A1 (en) * 2007-09-10 2009-03-10 Veris Industries, Llc Split core status indicator
ATE494558T1 (de) * 2008-01-25 2011-01-15 Lem Liaisons Electron Mec Stromsensor
US8681466B2 (en) * 2009-05-08 2014-03-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Magnetic core coupling in a current transformer with integrated magnetic actuator
JP5926912B2 (ja) * 2011-09-15 2016-05-25 株式会社タムラ製作所 フラックスゲート電流センサ用ループコア、及びフラックスゲート電流センサ
WO2013038759A1 (ja) * 2011-09-15 2013-03-21 株式会社タムラ製作所 フラックスゲート電流センサ用ループコア、及びフラックスゲート電流センサ
JP5926911B2 (ja) 2011-09-15 2016-05-25 株式会社タムラ製作所 フラックスゲート電流センサ用ループコア、及びフラックスゲート電流センサ
JP5937819B2 (ja) * 2011-12-21 2016-06-22 株式会社タムラ製作所 電流センサ用ループコア及び電流センサ
JP5646525B2 (ja) * 2012-02-29 2014-12-24 甲神電機株式会社 磁気コア及びこれを備えた磁気平衡式電流センサ
US20130271931A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Jun Hak Lee High voltage transformer
JP2014070914A (ja) * 2012-09-27 2014-04-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 電流センサ
US20140266180A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Infineon Technologies Ag Sensors, systems and methods for residual current detection
EP2853904A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-01 LEM Intellectual Property SA Clip-on current transducer or current transformer
EP2924451B1 (en) * 2014-03-24 2019-01-09 LEM Intellectual Property SA Current transducer
EP3093672B1 (en) * 2015-05-09 2020-08-12 LEM International SA Current transducer with integrated primary conductor bar
JP2019070578A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 株式会社タムラ製作所 電流検出器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001074783A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Yazaki Corp 電流検出器
CN101149402A (zh) * 2006-09-20 2008-03-26 株式会社东海理化电机制作所 电流检测器
CN102253262A (zh) * 2010-04-23 2011-11-23 株式会社田村制作所 电流检测器

Also Published As

Publication number Publication date
CN208568895U (zh) 2019-03-01
JP2019070578A (ja) 2019-05-09
CN109655651A (zh) 2019-04-19
EP3477311B1 (en) 2022-11-30
US20190107564A1 (en) 2019-04-11
EP3477311A1 (en) 2019-05-01
US10976354B2 (en) 2021-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109655651B (zh) 电流检测器
EP2073025B1 (en) Current sensor with laminated magnetic core
EP1617228B1 (en) Current sensor
JPS6411150B2 (zh)
WO2017195617A1 (ja) フラット電線の接続構造
EP2660611A1 (en) Electrical current transducer module
CN107918105B (zh) 电流测量装置
JP7225420B2 (ja) 磁界検出器モジュールを備えた電流変換器
CN111094905B (zh) 磁感应流量计
US10542348B2 (en) Electromechanical transducer
EP3767310B1 (en) Current sensor
JP2014066589A (ja) 電流検出装置
CN111183362B (zh) 电流检测器
JP6302607B1 (ja) 電流センサ
JP6574710B2 (ja) 磁気センサ装置
CN116529612A (zh) 电流传感器
JP2022091549A (ja) 電流センサ
US20050231220A1 (en) Terminal of IC test fixture

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant