DE102010036040A1 - Device for measuring electric current in current guard of power-electronic arrangement for industrial truck, has current guard, circuit board and magnetic field sensor that are arranged based on surface mount device construction - Google Patents

Device for measuring electric current in current guard of power-electronic arrangement for industrial truck, has current guard, circuit board and magnetic field sensor that are arranged based on surface mount device construction Download PDF

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Ole Burmester
Nikolaus Eggert
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Abstract

The device has current guard (18), circuit board (10) and magnetic field sensor (14) such as Hall sensor and giant magnetoresistance (GMR) sensor that are arranged based on surface mount device (SMD) construction. The current guard is firmly connected with circuit board, and is arranged vertically with respect to circuit board. A ferromagnetic material made ring (20) is provided around the current guard. The magnetic field sensor is arranged in an interruption (22) formed in the ring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strommesseinrichtung zur Messung eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter einer leistungselektronischen Anordnung, insbesondere eines Umrichters zur Bestromung eines Antriebsmotors eines Flurförderzeugs. Antriebsmotoren für Flurförderzeuge werden über einen Umrichter mit Strom versorgt, der Teil einer Motorsteuerung ist. Halbleiterschalter im Umrichter stellen eine elektrische Verbindung zwischen den Wicklungen des Antriebsmotors und einer Batterie her. Ab einem bestimmten Leistungsbereich ist es üblich, den fließenden Strom unter Verwendung eines Magnetfeldsensors zu messen. Hierzu ist es bekannt, einen Magnetfeldsensor innerhalb eines Luftspalts eines Ferritrings anzuordnen, der einen den zu messenden Strom führenden Stromleiter umgibt. Als Magnetfeldsensor werden bedrahtete Bauteile verwendet, die über Anschlussleitungen mit einer Leiterplatte verbunden werden.The invention relates to a current measuring device for measuring an electric current in a conductor of a power electronic device, in particular an inverter for energizing a drive motor of a truck. Drive motors for industrial trucks are supplied with power via a converter, which is part of a motor controller. Semiconductor switches in the inverter establish an electrical connection between the windings of the drive motor and a battery. From a certain power range, it is common to measure the flowing current using a magnetic field sensor. For this purpose, it is known to arrange a magnetic field sensor within an air gap of a ferrite ring, which surrounds a conductor carrying the current to be measured. As a magnetic field sensor wired components are used, which are connected via connecting cables to a printed circuit board.

Zur Messung kleinerer Ströme sind überdies Magnetfeldsensoren in SMD-Bauweise bekannt, die beispielsweise oberhalb einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte befestigt werden. Der Strom in der Leiterbahn erzeugt ein magnetisches Feld, das von dem Magnetfeldsensor in SMD-Bauweise erfasst und in eine elektrische Messgröße für die Stromstärke umgewandelt wird.For measuring smaller currents, moreover, SMD-type magnetic field sensors are known which, for example, are fastened above a conductor track on a printed circuit board. The current in the trace generates a magnetic field that is detected by the magnetic field sensor in SMD construction and converted into an electrical measure of the current.

Magnetfeldsensoren zur Messung von Strömen sind auch aus der Druckschrift DE 198 19 470 A1 bekannt.Magnetic field sensors for measuring currents are also from the document DE 198 19 470 A1 known.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Strommesseinrichtung zur Messung eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter einer leistungselektronischen Anordnung zur Verfügung zu stellen, die für große Stromstärken geeignet und kostengünstig herstellbar ist.On this basis, it is the object of the invention to provide a current measuring device for measuring an electric current in a conductor of a power electronic device available, which is suitable for large currents and inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Strommesseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the current measuring device with the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subsequent subclaims.

Die erfindungsgemäße Strommesseinrichtung dient zur Messung eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter einer leistungselektronischen Anordnung, insbesondere eines Umrichters zur Bestromung eines Antriebsmotors eines Flurförderzeugs, und weist einen Stromleiter, eine Leiterplatte und einen Magnetfeldsensor in SMD-Bauweise auf, der auf der Leiterplatte befestigt ist. Der Stromleiter ist ein von der Leiterplatte verschiedenes Bauteil und ist in einem Winkel zur Ebene der Leiterplatte angeordnet.The current measuring device according to the invention is used to measure an electric current in a conductor of a power electronic device, in particular an inverter for energizing a drive motor of a truck, and has a current conductor, a printed circuit board and a magnetic field sensor in SMD construction, which is mounted on the circuit board. The current conductor is a component different from the printed circuit board and is arranged at an angle to the plane of the printed circuit board.

Der Antriebsmotor kann ein Fahrmotor oder ein sonstiger Antriebsmotor des Flurförderzeugs sein, beispielsweise für einen Lenk- oder Pumpenantrieb. Der Magnetfeldsensor ist in SMD-Bauweise (Surface-Mounted Device, oberflächenmontierbares Bauelement) ausgeführt, dass heißt in einem Gehäuse, das zur unmittelbaren Befestigung auf einer Leiterplatte und Kontaktierung von auf der Leiterplatte verlaufenden Leiterbahnen vorgesehen ist. Der Magnetfeldsensor ist auf der Leiterplatte befestigt, die insbesondere Teil eines Umrichters oder einer zugehörigen Motorsteuerung ist.The drive motor may be a drive motor or another drive motor of the truck, for example for a steering or pump drive. The magnetic field sensor is embodied in an SMD (Surface-Mounted Device) design, that is to say in a housing which is provided for direct attachment to a printed circuit board and contacting printed conductors running on the printed circuit board. The magnetic field sensor is mounted on the printed circuit board, which in particular is part of an inverter or an associated motor control.

Anders als bei der eingangs geschilderten, üblichen Verwendung derartiger Magnetfeldsensoren in SMD-Bauweise wird jedoch nicht der Strom in einer auf der Leiterplatte befindlichen Leiterbahn gemessen, sondern der den zu messenden Strom führende Stromleiter ist ein von der Leiterplatte verschiedenes Bauteil, beispielsweise ein Kabel, und ist in einem Winkel zur Ebene der Leiterplatte angeordnet.Unlike the above-described, customary use of such magnetic field sensors in SMD construction, however, the current is not measured in a printed circuit board on the conductor, but the current to be measured leading current conductor is a different component of the circuit board, such as a cable, and is arranged at an angle to the plane of the circuit board.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die bekannten Magnetfeldsensoren in SMD-Bauweise auch Magnetfelder erfassen können, die in einer anderen Richtung als der eigentlich vorgesehenen verlaufen. Beträgt der Winkel zwischen dem Stromleiter und der Ebene der Leiterplatte, das heißt derjenigen Ebene in der die Leiterplatte und der daran befestigte Magnetfeldsensor angeordnet sind, beispielsweise 90°, so ist die Richtung des magnetischen Feldes, das von einem Stromfluss durch den Stromleiter erzeugt wird, gegenüber dem von einer Leiterbahn der Leiterplatte erzeugten magnetischen Feld ebenfalls um einen Winkel von 90° geneigt. Wie Versuche ergeben haben, ist eine zuverlässige und hinreichend genaue Messung des Stromflusses auch in dem unter einem Winkel zur Leiterplatte angeordneten Stromleiter möglich. Gegebenenfalls besteht die Möglichkeit, die Richtung des Magnetfeldsensors in der Ebene der Leiterplatte zu drehen, um ein Ansprechen auf das von dem Stromleiter erzeugt Magnetfeld zu gewährleisten.The invention is based on the finding that the known magnetic field sensors in SMD design can also detect magnetic fields that run in a different direction than the actually intended. If the angle between the current conductor and the plane of the printed circuit board, that is, the plane in which the printed circuit board and the attached magnetic field sensor are arranged, for example 90 °, the direction of the magnetic field, which is generated by a current flow through the conductor, opposite to the magnetic field generated by a conductor of the circuit board also inclined by an angle of 90 °. As tests have shown, a reliable and sufficiently accurate measurement of the current flow is possible even in the arranged at an angle to the circuit board conductor. Optionally, it is possible to rotate the direction of the magnetic field sensor in the plane of the circuit board in order to ensure a response to the magnetic field generated by the current conductor.

Die Erfindung ermöglicht den Einsatz kostengünstiger und unter geringen Kosten montierbarer Magnetfeldsensoren in SMD-Bauweise für die Messung großer Stromstärken in von der Leiterplatte gesonderten Stromleitern. Die Anordnung kann zudem weniger fehleranfällig als der herkömmliche Aufbau sein, weil eine gesonderte Bedrahtung des Magnetfeldsensors nicht erforderlich ist.The invention enables the use of inexpensive and mountable at low cost magnetic field sensors in SMD construction for the measurement of high currents in separate from the circuit conductors. The arrangement can also be less prone to errors than the conventional structure, because a separate wiring of the magnetic field sensor is not required.

In einer Ausgestaltung ist der Stromleiter mit der Leiterplatte fest verbunden. Beispielsweise kann der Stromleiter mit der Leiterplatte vergossen oder durch ein Führungsstück, beispielsweise aus Kunststoff, hindurch geführt sein, das an der Leiterplatte befestigt ist. Dadurch wird eine fest vorgegebene Anordnung des Stromleiters relativ zum Magnetfeldsensor erzielt. In one embodiment, the current conductor is firmly connected to the printed circuit board. For example, the conductor may be potted with the circuit board or passed through a guide piece, such as plastic, which is attached to the circuit board. Thereby, a fixed predetermined arrangement of the conductor is achieved relative to the magnetic field sensor.

In einer Ausgestaltung ist der Stromleiter orthogonal zur Ebene der Leiterplatte angeordnet. Dies gilt insbesondere für einen in der Nähe des Magnetfeldsensors angeordneten Abschnitt des Stromleiters. Eine im Wesentlichen rechtwinklige Anordnung hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.In one embodiment, the current conductor is arranged orthogonal to the plane of the printed circuit board. This applies in particular to a section of the conductor arranged in the vicinity of the magnetic field sensor. A substantially rectangular arrangement has been found to be particularly advantageous.

In einer Ausgestaltung weist die Leiterplatte eine Öffnung auf, durch die der Stromleiter hindurch geführt ist. Die Öffnung kann sich in einem Trägermaterial der Leiterplatte befinden. Die Öffnung kann insbesondere eine Durchgangsöffnung sein, etwa eine kreisrunde Bohrung oder eine Bohrung mit beliebigem anderen Querschnitt durch die Leiterplatte hindurch. Durch die Öffnung wird die Anordnung des Stromleiters relativ zur Leiterplatte und damit relativ zum Magnetfeldsensor vorgegeben, was eine Montage in der vorgesehenen relativen Anordnung vereinfacht. Insbesondere kann ein vorgegebener Abstand exakt eingehalten werden.In one embodiment, the circuit board has an opening through which the current conductor is passed. The opening may be located in a carrier material of the printed circuit board. The opening may, in particular, be a passage opening, for example a circular bore or a bore with any other cross section through the printed circuit board. Through the opening, the arrangement of the current conductor is set relative to the printed circuit board and thus relative to the magnetic field sensor, which simplifies mounting in the intended relative arrangement. In particular, a predetermined distance can be maintained exactly.

In einer Ausgestaltung ist der Stromleiter von einem Ring aus einem ferromagnetischen Material umgeben, der eine Unterbrechung aufweist, in der der Magnetfeldsensor angeordnet ist. Das ferromagnetische Material kann beispielsweise Ferrit sein. Die Unterbrechung kann ein Luftspalt in dem Ring sein. Durch den Ring wird das magnetische Feld gebündelt und durch die Anordnung des Magnetfeldsensors in der Unterbrechung auf den Bereich des Sensors konzentriert. Dadurch kann ein Magnetfeldsensor mit relativ geringer Empfindlichkeit eingesetzt werden. Außerdem hat der Ring eine abschirmende Wirkung, die mögliche Störeinflüsse des Stromleiters beispielsweise auf sonstige Bauelemente auf der Leiterplatte vermindert. Weiterhin wird die Messanordnung durch den Ring unempfindlicher gegen eine Abstandsänderung zwischen Magnetfeldsensor und Stromleiter oder eine Änderung des Winkels, weil der magnetische Fluss in der Unterbrechung des Rings im Wesentlichen von der durch den Ring hindurch tretenden elektrischen Stromstärke bestimmt ist.In one embodiment, the current conductor is surrounded by a ring made of a ferromagnetic material, which has an interruption, in which the magnetic field sensor is arranged. The ferromagnetic material may be, for example, ferrite. The interruption may be an air gap in the ring. Through the ring, the magnetic field is focused and concentrated by the arrangement of the magnetic field sensor in the interruption on the area of the sensor. As a result, a magnetic field sensor with relatively low sensitivity can be used. In addition, the ring has a shielding effect that reduces potential interference of the conductor, for example, on other components on the circuit board. Furthermore, the measurement arrangement through the ring becomes less sensitive to a change in the distance between the magnetic field sensor and the current conductor or a change in the angle, because the magnetic flux in the interruption of the ring is essentially determined by the electrical current passing through the ring.

In einer Ausgestaltung ist der Ring mit einer Leiterplatte fest verbunden. Seine Position relativ zu dem Magnetfeldsensor ist daher auf einfache Weise fixiert. Beispielsweise kann der Ring auf die Leiterplatte aufgeklebt oder damit verschraubt sein.In one embodiment, the ring is firmly connected to a printed circuit board. Its position relative to the magnetic field sensor is therefore fixed in a simple manner. For example, the ring may be glued or screwed to the circuit board.

In einer Ausgestaltung sind die Strommesseinrichtung zur Messung einer maximalen Stromstärke und der Magnetfeldsensor zur Messung einer maximalen magnetischen Feldstärke ausgelegt, wobei der Abstand zwischen dem Stromleiter und dem Magnetfeldsensor so bemessen ist, dass eine von der maximalen Stromstärke am Ort des Magnetfeldsensors hervorgerufene magnetische Feldstärke die maximale magnetische Feldstärke nicht überschreitet. Die Empfindlichkeit des Magnetfeldsensors und die zu messende Stromstärke sind aufeinander abgestimmt. Dies führt einerseits dazu, dass der mögliche Messbereich des Magnetfeldsensors bei der maximal zu messenden Stromstärke nicht überschritten wird. Andererseits kann der zur Verfügung stehende Messbereich des Magnetfeldsensors bei der vorgesehenen Anwendung voll ausgeschöpft werden, um eine möglichst hohe Auflösung der Messung zu erhalten.In one embodiment, the current measuring device for measuring a maximum amperage and the magnetic field sensor for measuring a maximum magnetic field strength are designed, wherein the distance between the current conductor and the magnetic field sensor is dimensioned such that one of the maximum current at the location of the magnetic field sensor caused magnetic field strength of the maximum does not exceed magnetic field strength. The sensitivity of the magnetic field sensor and the current to be measured are matched. On the one hand, this leads to the fact that the possible measuring range of the magnetic field sensor is not exceeded at the maximum current intensity to be measured. On the other hand, the available measuring range of the magnetic field sensor can be fully utilized in the intended application in order to obtain the highest possible resolution of the measurement.

In einer Ausgestaltung weist die Strommesseinrichtung zusätzlich zu dem Stromleiter mindestens einen weiteren Stromleiter auf, wobei jedem weiteren Stromleiter ein weiterer Magnetfeldsensor zugeordnet ist. Dies ermöglicht die gleichzeitige Messung mehrer Stromstärken. Beispielsweise können insgesamt drei Stromleiter für zu messende Ströme vorgesehen sein, insbesondere für die drei Phasen eines dreiphasigen Elektromotors. Die Strommesseinrichtung kann besonders kompakt auf einer einzigen Leiterplatte aufgebaut sein. Der mindestens eine weitere Stromleiter und/oder der mindestens eine weitere Magnetfeldsensor können insbesondere gemäß einer oder mehrer der vorstehend erläuterten Ausgestaltungen des (ersten) Stromleiters bzw. des (ersten) Magnetfeldsensors ausgeführt sein.In one embodiment, the current measuring device has at least one further current conductor in addition to the current conductor, wherein a further magnetic field sensor is assigned to each further current conductor. This allows the simultaneous measurement of multiple currents. For example, a total of three current conductors can be provided for currents to be measured, in particular for the three phases of a three-phase electric motor. The current measuring device can be constructed particularly compact on a single circuit board. The at least one further current conductor and / or the at least one further magnetic field sensor can be embodied in particular according to one or more of the embodiments of the (first) current conductor or of the (first) magnetic field sensor explained above.

In einer Ausgestaltung weist die Strommesseinrichtung eine Kalibriereinrichtung auf, die so ausgebildet ist, dass sie den von dem mindesten einen weiteren Stromleiter am Ort des Magnetfeldsensors bewirkten Störeinfluss ermittelt und kompensiert. Bei einer Strommesseinrichtung mit insgesamt drei zu messende Ströme führenden Stromleitern kann beispielsweise der Einfluss eines Stroms im zweiten Stromleiter und im dritten Stromleiter auf den dem ersten Stromleiter zugeordneten Magnetfeldsensor ermittelt werden, rechnerisch oder durch eine Messung. Entsprechend können die Störeinflüsse des ersten und dritten Stromleiters auf den dem zweiten Stromleiter zugeordneten Magnetfeldsensor und die Störeinflüsse des ersten und zweiten Stromleiters auf den dem dritten Stromleiter zugeordneten Magnetfeldsensor ermittelt werden. Im Betrieb der Strommesseinrichtung kann die Kalibriereinrichtung dann auf Grundlage der Messwerte der einzelnen Magnetfeldsensoren die Störeinflüsse auf jeden der drei Magnetfeldsensoren bestimmen und eine entsprechende Korrektur vornehmen. Dadurch wird die Messgenauigkeit wesentlich erhöht. Grundsätzlich kann die Kalibriereinrichtung auch von sonstigen magnetischen Feldern hervorgerufene Störeinflüsse auf die einzelnen Magnetfeldsensoren berücksichtigen, beispielsweise den Einfluss statischer Magnetfelder oder von bekannten elektrischen Strömen hervorgerufenen Magnetfeldern.In one embodiment, the current measuring device has a calibration device, which is designed such that it detects and compensates for the interference caused by the at least one further current conductor at the location of the magnetic field sensor. In a current measuring device with a total of three currents to be measured current conductors, for example, the influence of a current in the second conductor and the third conductor can be determined on the first conductor associated magnetic field sensor, mathematically or by a measurement. Accordingly, the disturbing influences of the first and third current conductors on the magnetic field sensor assigned to the second current conductor and the disturbing influences of the first and second current conductors on the magnetic field sensor assigned to the third current conductor can be determined. During operation of the current measuring device, the calibration device can then determine the disturbing influences on each of the three magnetic field sensors on the basis of the measured values of the individual magnetic field sensors and make a corresponding correction. As a result, the measurement accuracy is significantly increased. In principle, the calibration device can also take into account disturbing influences on the individual magnetic field sensors caused by other magnetic fields, for example the influence of static magnetic fields or magnetic fields caused by known electrical currents.

In einer Ausgestaltung ist der Magnetfeldsensor ein Hall-Sensor oder GMR-Sensor. GMR steht für giant magnetoresistance (Riesenmagnetowiderstand). Beide Sensortypen sind kommerziell erhältlich und für den vorgesehenen Verwendungszweck geeignet.In one embodiment, the magnetic field sensor is a Hall sensor or GMR sensor. GMR stands for giant magnetoresistance (giant magnetoresistance). Both sensor types are commercial available and suitable for the intended use.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Strommesseinrichtung in einer vereinfachten, perspektivischen Ansicht.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in a figure. The single FIGURE shows a current measuring device according to the invention in a simplified, perspective view.

Die Strommesseinrichtung umfasst eine Leiterplatte 10, in der eine Durchgangsöffnung 12 angeordnet ist. Die Leiterplatte 10 besteht aus einem nicht leitenden Trägermaterial und darauf angeordneten, in der Figur nicht dargestellten Leiterbahnen. An einer dafür vorgesehenen Stelle der Leiterplatte 10 ist ein Magnetfeldsensor 14 in SMD-Bauweise angeordnet. Der Magnetfeldsensor 14 weist ein rechteckiges Kunststoffgehäuse mit acht Anschlussbeinen 16 auf, von denen an jeder Längsseite des Gehäuses jeweils vier ausgebildet sind. Die Anschlussbeine 16 liegen unmittelbar an der Oberseite der Leiterplatte 10 an und sind mit den zugehörigen, in der Figur nicht dargestellten Leiterbahnen unmittelbar verbunden.The current measuring device comprises a printed circuit board 10 in which a passage opening 12 is arranged. The circuit board 10 consists of a non-conductive substrate and arranged thereon, not shown in the figure, conductor tracks. At a designated location of the circuit board 10 is a magnetic field sensor 14 arranged in SMD construction. The magnetic field sensor 14 has a rectangular plastic housing with eight legs 16 on each of which four are formed on each longitudinal side of the housing. The connecting legs 16 lie directly at the top of the circuit board 10 and are directly connected to the associated, not shown in the figure printed conductors.

Der Magnetfeldsensor 14 weist einen Abstand zum Rand der Öffnung 12 in der Leiterplatte 10 auf. Der Abstand kann beispielsweise 0,5 Millimeter oder mehr betragen.The magnetic field sensor 14 has a distance to the edge of the opening 12 in the circuit board 10 on. The distance may be, for example, 0.5 millimeters or more.

Der Magnetfeldsensor 14 weist eine Längsachse auf, zu deren beiden Seiten die Anschlussbeine 16 angeordnet sind. Herstellerseitig gedacht ist der Magnetfeldsensor 14 zur Messung eines Magnetfelds, das von einem Stromfluss in einer Leiterbahn, die entlang der Langsachse des Sensors 14 auf der Leiterplatte 10 verläuft, hervorgerufen wird.The magnetic field sensor 14 has a longitudinal axis, on both sides of the connecting legs 16 are arranged. The manufacturer is thinking of the magnetic field sensor 14 for measuring a magnetic field generated by a current flow in a conductor along the longitudinal axis of the sensor 14 on the circuit board 10 runs, is caused.

Bei der Erfindung wird jedoch das von einem Stromfluss in dem Stromleiter 18 hervorgerufene Magnetfeld gemessen. Der Stromleiter 18 verläuft durch die Öffnung 12 hindurch und ist in einem Winkel zur Ebene der Leiterplatte 10 angeordnet. Im Beispiel beträgt der Winkel im Wesentlichen 90°. Der Stromleiter 18 kann eine Isolierung aufweisen. Weiterhin kann der Stromleiter 18 fest mit der Leiterplatte 10 verbunden sein.In the invention, however, that of a current flow in the conductor 18 caused magnetic field measured. The conductor 18 passes through the opening 12 through and is at an angle to the PCB level 10 arranged. In the example, the angle is substantially 90 °. The conductor 18 may have insulation. Furthermore, the current conductor 18 stuck to the circuit board 10 be connected.

Der Stromleiter 18 ist von einem Ring 20 aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere aus Ferrit, umgeben. Der Ring 20 weist eine Unterbrechung 22 auf, in der der Magnetfeldsensor 14 angeordnet ist. Die Unterbrechung 22 im Ring 20 wird von einem Luftspalt mit parallelen Seitenflächen gebildet, die derart voneinander beabstandet sind, dass der Magnetfeldsensor 14 einschließlich seiner Anschlussbeine 16 in dem Luftspalt angeordnet werden kann. Der Ring 20 hat die Wirkung, dass die magnetischen Feldlinien gebündelt und in der Unterbrechung im Bereich des Magnetfeldsensors 14 konzentriert werden. Der Ring 20 ist konzentrisch zu der Öffnung 12 angeordnet, wobei der Innendurchmesser des Rings 20 etwas größer ist als der Durchmesser der Öffnung 12.The conductor 18 is from a ring 20 surrounded by a ferromagnetic material, in particular ferrite. The ring 20 has an interruption 22 on, in which the magnetic field sensor 14 is arranged. The interruption 22 in the ring 20 is formed by an air gap with parallel side surfaces which are spaced from each other so that the magnetic field sensor 14 including its connecting legs 16 can be arranged in the air gap. The ring 20 has the effect of concentrating the magnetic field lines and interrupting them in the area of the magnetic field sensor 14 be concentrated. The ring 20 is concentric with the opening 12 arranged, with the inner diameter of the ring 20 is slightly larger than the diameter of the opening 12 ,

Der Stromleiter 18 ist ebenfalls konzentrisch zur Öffnung 12 angeordnet und in dieser Position durch eine feste Verbindung (nicht dargestellt) mit der Leiterplatte 10 fixiert. Die Langsachse des Magnetfeldsensors 14 verläuft bezüglich des Stromleiters 18 in radialer Richtung.The conductor 18 is also concentric with the opening 12 arranged and in this position by a fixed connection (not shown) with the circuit board 10 fixed. The long axis of the magnetic field sensor 14 runs with respect to the conductor 18 in the radial direction.

Die Leiterplatte 10 ist Teil einer Motorsteuerung mit einem Umrichter zur Bestromung eines Antriebsmotors eines Flurförderzeugs und enthält zu diesem Zweck weitere elektronische Bauelemente, die in der Figur nicht dargestellt sind.The circuit board 10 is part of a motor controller with a converter for energizing a drive motor of a truck and contains for this purpose further electronic components, which are not shown in the figure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19819470 A1 [0003] DE 19819470 A1 [0003]

Claims (10)

Strommesseinrichtung zur Messung eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter (18) einer leistungselektronischen Anordnung, insbesondere eines Umrichters zur Bestromung eines Antriebsmotors eines Flurförderzeugs, wobei die Strommesseinrichtung einen Stromleiter (18), eine Leiterplatte (10) und einen Magnetfeldsensor (14) in SMD-Bauweise aufweist, der auf der Leiterplatte (10) befestigt ist, und der Stromleiter (18) ein von der Leiterplatte (10) verschiedenes Bauteil ist und in einem Winkel zur Ebene der Leiterplatte (10) angeordnet ist.Current measuring device for measuring an electric current in a conductor ( 18 ) a power electronic device, in particular an inverter for energizing a drive motor of a truck, wherein the current measuring device comprises a current conductor ( 18 ), a printed circuit board ( 10 ) and a magnetic field sensor ( 14 ) in SMD construction, on the circuit board ( 10 ), and the power conductor ( 18 ) one of the circuit board ( 10 ) is different component and at an angle to the plane of the circuit board ( 10 ) is arranged. Strommesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (18) mit der Leiterplatte (10) fest verbunden ist.Current measuring device according to claim 1, characterized in that the current conductor ( 18 ) with the printed circuit board ( 10 ) is firmly connected. Strommesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (18) orthogonal zur Ebene der Leiterplatte (10) verläuft.Current measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the current conductor ( 18 ) orthogonal to the plane of the circuit board ( 10 ) runs. Strommesseinrichtung einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (10) eine Öffnung (12) aufweist, durch die der Stromleiter (18) hindurchgeführt ist.Current measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the printed circuit board ( 10 ) an opening ( 12 ), through which the current conductor ( 18 ) is passed. Strommesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromleiter (18) von einem Ring (20) aus einem ferromagnetischen Material umgeben ist, der eine Unterbrechung (22) aufweist, in der der Magnetfeldsensor (14) angeordnet ist.Current measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the current conductor ( 18 ) of a ring ( 20 ) is surrounded by a ferromagnetic material having an interruption ( 22 ), in which the magnetic field sensor ( 14 ) is arranged. Strommesseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (20) mit der Leiterplatte (10) fest verbunden ist.Current measuring device according to claim 5, characterized in that the ring ( 20 ) with the printed circuit board ( 10 ) is firmly connected. Strommesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommesseinrichtung zur Messung einer maximalen Stromstärke und der Magnetfeldsensor (14) zur Messung einer maximalen magnetischen Feldstärke ausgelegt sind, wobei der Abstand zwischen dem Stromleiter (18) und dem Magnetfeldsensor (14) so bemessen ist, dass eine von der maximalen Stromstärke am Ort des Magnetfeldsensors (14) hervorgerufene magnetische Feldstärke die maximale magnetische Feldstärke nicht überschreitet.Current measuring device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the current measuring device for measuring a maximum current intensity and the magnetic field sensor ( 14 ) are designed for measuring a maximum magnetic field strength, wherein the distance between the conductor ( 18 ) and the magnetic field sensor ( 14 ) is dimensioned so that one of the maximum current at the location of the magnetic field sensor ( 14 ) caused magnetic field strength does not exceed the maximum magnetic field strength. Strommesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommesseinrichtung zusätzlich zu dem Stromleiter (18) mindestens einen weiteren Stromleiter aufweist, wobei jedem weiteren Stromleiter ein weiterer Magnetfeldsensor zugeordnet ist.Current measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the current measuring device in addition to the current conductor ( 18 ) has at least one further current conductor, wherein each further current conductor is associated with a further magnetic field sensor. Strommesseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommesseinrichtung eine Kalibriereinrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie den von dem mindestens einen weiteren Stromleiter am Ort des Magnetfeldsensors (14) bewirkten Störeinfluss ermittelt und kompensiert.Current measuring device according to claim 8, characterized in that the current measuring device has a calibrating device, which is designed such that it from the at least one further current conductor at the location of the magnetic field sensor ( 14 ) determined and compensated for interference. Strommesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (14) ein Hall-Sensor oder ein GMR-Sensor ist.Current measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the magnetic field sensor ( 14 ) is a Hall sensor or a GMR sensor.
DE102010036040A 2010-08-31 2010-08-31 Device for measuring electric current in current guard of power-electronic arrangement for industrial truck, has current guard, circuit board and magnetic field sensor that are arranged based on surface mount device construction Pending DE102010036040A1 (en)

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