DE102019132593A1 - Stromsensor - Google Patents

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Abstract

Zwei ungewinkelte ferromagnetische Elemente (2) haben jeweils eine Endfläche (23), die Endflächen (23) sind einander zugewandt und begrenzen einen Luftspalt (5). Ein Magnetfeldsensor (3) ist in dem Luftspalt (5) oder in der Nähe des Luftspalts (5) angeordnet. Die ferromagnetischen Elemente (2) und der Magnetfeldsensor (3) werden in Nachbarschaft eines elektrischen Leiters (4), in welchem eine Stromstärke gemessen werden soll, angeordnet. Die Messung der Stromstärke erfolgt über eine Magnetfeldmessung. Die ferromagnetischen Elemente (2) können konvex sein, insbesondere quaderförmig oder zylinderförmig.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stromsensor zur Messung der Stromstärke in einem elektrischen Leiter.
  • Stromsensoren an sich sind weit verbreitet. Ein Einsatzgebiet unter vielen, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt sein soll, sind elektrische Antriebssysteme, etwa für Kraftfahrzeuge. Dort kann ein Stromsensor etwa zwischen einer Leistungselektronikeinheit und einer elektrischen Maschine oder innerhalb der Leistungselektronikeinheit eingesetzt sein, es kann beispielsweise ein Gleichstrom am Eingang der Leistungselektronikeinheit gemessen oder ein Zustand eines Batteriesystems überwacht werden.
  • Bekannte Stromsensoren weisen eine Reihe von Nachteilen auf, insbesondere sind sie häufig bei der Montage, sowohl dem ursprünglichen Einbau als auch dem Auswechseln, umständlich. Bekannt sind, etwa aus den internationalen Patentanmeldungen WO 2013/008205 A2 und WO 2015/140129 A1 , Stromsensoren mit Ringkernen. Der elektrische Leiter verläuft dabei durch den Ringkern, wird also von dem Ringkern umschlossen. Bei der Montage muss der elektrische Leiter durch den Ringkern geführt werden, ehe der elektrische Leiter weiter verbaut wird. Ein Wechsel oder nachträglicher Einbau eines solchen Stromsensors erfordert eine zumindest teilweise Demontage des elektrischen Leiters. Bei einem anderen Ansatz, bekannt etwa aus der internationalen Anmeldung WO 2017/130437 A1 , wird ein magnetisches Element von einer Seite des elektrischen Leiters und ein Sensorchip samt Auswerteelektronik von einer gegenüberliegenden Seite des elektrischen Leiters verbaut. Hier ist zwar ein Durchführen des elektrischen Leiters durch den Sensor nicht erforderlich, aber der elektrische Leiter muss beidseitig zugänglich sein. Ferner sind Ansätze bekannt, etwa aus den internationalen Anmeldungen WO 2016/190087 A1 und WO 2016/125638 A1 , in denen der Stromsensor bereits ein Stück eines elektrischen Leiters enthält, welches dann jedoch mit dem übrigen elektrischen Leiter, der die Strecke bildet, in welcher eine Stromstärke gemessen werden soll, verbunden werden muss. Weitere Ansätze, offenbart etwa in den internationalen Anmeldungen WO 2017/187809 A1 , WO 2018/116852 A1 und WO 2013/172109 A1 verwenden jeweils eine Vielzahl an Sensorelementen auf einem Träger, teils mit mehreren elektrischen Leitern. Derartige Herangehensweisen erfordern mehrere Sensorelemente zur Messung einer Stromstärke, was übermäßig Kosten verursacht und in der Montage aufwändig ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stromsensor bereitzustellen, der zumindest einige der vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll der Stromsensor einfach zu montieren und auszuwechseln sein.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Stromsensor gemäß Anspruch 1. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen. Anspruch 10 betrifft ein elektrisches System mit solch einem Stromsensor.
  • Der erfindungsgemäße Stromsensor zur Messung einer Stromstärke in einem elektrischen Leiter umfasst einen Magnetfeldsensor, um die Stromstärke über eine Messung eines Magnetfeldes zu bestimmen. Erfindungsgemäß weist der Stromsensor zwei ungewinkelte ferromagnetische Elemente mit jeweils einer Endfläche auf. Die ferromagnetischen Elemente sind so im Stromsensor angeordnet, dass die beiden Endflächen einander zugewandt sind und einen Luftspalt begrenzen. Der Stromsensor kann einfach neben dem elektrischen Leiter, in welchem eine Stromstärke gemessen werden soll, angeordnet werden. Hierzu ist weder eine Demontage des elektrischen Leiters noch eine Zugänglichkeit von gegenüberliegenden Seiten erforderlich, der Stromsensor kann somit einfach montiert oder ausgewechselt werden. Bei den beiden ferromagnetischen Elementen handelt es sich um zwei separate Elemente, zwischen denen keine ferromagnetische Verbindung besteht. Erforderlichenfalls können die beiden ferromagnetischen Elemente einzeln nacheinander verbaut werden, es besteht aber auch die Möglichkeit, sie auf einem Träger in der korrekten Anordnung zueinander vorzumontieren.
  • Die Charakterisierung der ferromagnetischen Elemente als ungewinkelt bedeutet nicht, dass die ferromagnetischen Elemente keine Ecken oder Kanten aufweisen können. Ungewinkelt bedeutet vielmehr, dass die Gestalt der ferromagnetischen Elemente keinen Knick aufweist. Ungewinkelt ist insbesondere ein ferromagnetisches Element, das konvex ist, also einen konvexen Körper bildet. Entsprechend der allgemeinen Definition ist ein konvexer Körper ein Körper, bei dem jeder beliebige Punkt des Körpers mit jedem beliebigen anderen Punkt des Körpers durch eine jeweilige gerade Linie verbunden werden kann, wobei diese gerade Linie vollständig innerhalb des Körpers liegt. Insbesondere sind Quader und Zylinder konvex; die ferromagnetischen Elemente können insbesondere quaderförmig oder zylinderförmig sein.
  • Vorzugsweise wird der Stromsensor derart zum elektrischen Leiter angeordnet, dass eine Richtung eines erwarteten Stromflusses durch den elektrischen Leiter senkrecht zur Richtung einer Flächennormalen der Endflächen der ferromagnetischen Elemente ist.
  • Die beiden ferromagnetischen Elemente können insbesondere von gleicher Form sein. Im Stromsensor sind die ferromagnetischen Elemente dann spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet, derart, dass die Endflächen, welche den Luftspalt begrenzen, einander zugewandt sind.
  • Vorzugsweise bestehen die ferromagnetischen Elemente aus Blechpaketen, wodurch Wirbelstromverluste in den ferromagnetischen Elementen reduziert werden.
  • Der Magnetfeldsensor kann innerhalb oder außerhalb des Luftspalts angeordnet sein. Im Falle der Anordnung außerhalb des Luftspalts ist dem Fachmann klar, dass diese Anordnung derart sein muss, dass der Magnetfeldsensor noch ein magnetisches Feld zwischen den ferromagnetischen Elementen zuverlässig messen können muss, um so eine zuverlässige Messung einer Stromstärke in dem elektrischen Leiter zu ermöglichen. Für den Magnetfeldsensor kann ein bekanntes Messkonzept zum Einsatz kommen, es kann sich beispielsweise, und ohne die Erfindung darauf zu beschränken, um einen Sensor auf Grundlage des Hall-Effekts oder eines magnetoresistiven Effekts, etwa des Riesenmagnetowiderstands (GMR-Effekt), handeln.
  • In einer Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor mit einer Platine elektrisch leitend verbunden. Schaltkreise auf der Platine können zum Ansteuern und Auslesen des Magnetfeldsensors vorgesehen sein. Die Platine kann auf verschiedene Weisen im Stromsensor angeordnet sein, und abhängig davon und von der Platzierung des Magnetfeldsensors kann die elektrische Verbindung, etwa eine Anzahl Pins, zwischen dem Magnetfeldsensor und der Platine orientiert sein. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, den Magnetfeldsensor zum Zwecke der Ansteuerung und des Auslesens direkt mit einem übergeordneten, nicht zum Stromsensor gehörenden System zu verbinden.
  • In einer Ausführungsform sind die beiden ferromagnetischen Elemente auf einer Ebene der Platine angeordnet und vorzugsweise an der Platine befestigt. Die Platine kann ferner eine Aussparung für den elektrischen Leiter aufweisen.
  • Der Stromsensor kann in ein Gehäuse eingeschlossen sein. Das Gehäuse kann auf verschiedene bekannte Weisen hergestellt sein. Eine Möglichkeit ist, ein Gehäuse aus Kunststoff dadurch zu bilden, dass die Komponenten des Stromsensors mit dem Kunststoff umspritzt werden. In einer Ausführungsform weist das Gehäuse eine Aussparung für den elektrischen Leiter auf. In einer Weiterbildung sind am Gehäuse Rasthaken ausgebildet, durch welche ein in die Aussparung am Gehäuse aufgenommener elektrischer Leiter fixiert werden kann.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor ein elektrisches Leiterstück. Dieses Leiterstück ist dazu vorgesehen, einen Abschnitt des elektrischen Leiters zu bilden, in welchem die Stromstärke gemessen werden soll. In einer Weiterbildung weist das elektrische Leiterstück zumindest in einem Abschnitt einen reduzierten Querschnitt auf. Dies kann die mechanische Stabilität der Anordnung verbessern und zu einer Verstärkung des magnetischen Flusses im Luftspalt führen, was die Genauigkeit der Messung verbessert.
  • Ein erfindungsgemäßes elektrisches System hat einen elektrischen Leiter und ist gekennzeichnet durch einen vorstehend beschriebenen Stromsensor zur Messung einer Stromstärke in dem elektrischen Leiter des elektrischen Systems. Vorzugsweise weist dabei der elektrische Leiter im Bereich des Stromsensors einen reduzierten Querschnitt auf. Die Vorteile des reduzierten Querschnitts sind wie oben dargelegt. Hier jedoch bildet der Leiter bzw. ein Abschnitt des Leiters, in welchem der reduzierte Querschnitt liegt, keinen Bestandteil des Stromsensors. Der Leiterabschnitt mit reduziertem Querschnitt bildet eine vorgesehene Montageposition für den Stromsensor.
  • Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Vorteile an Hand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.
    • 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors und eine Stromschiene.
    • 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors und eine Stromschiene.
    • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromsensors und einer Stromschiene.
    • 4 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors und eine Stromschiene.
    • 5 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors und eine Stromschiene.
    • 6 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors und eine Stromschiene.
    • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromsensors und einer Stromschiene.
    • 8 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors und eine Stromschiene.
    • 9 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors und eine Stromschiene.
    • 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromsensors und einer Stromschiene.
    • 11 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors.
    • 12 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors.
    • 13 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors.
    • 14 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors mit integriertem Leiterstück.
    • 15 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform aus 14.
    • 16 zeigt eine Variante der in 15 gezeigten Ausführungsform.
    • 17 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor in Verbindung mit einer übergeordneten Platine.
    • 18 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor in Verbindung mit einer übergeordneten Platine.
    • 19 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromsensors und einer Stromschiene.
  • Die Figuren stellen lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Keinesfalls sind die Figuren als Beschränkung der Erfindung auf die gezeigten Ausführungsbeispiele zu verstehen.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors 1 und eine Stromschiene 4, die in diesem Beispiel den elektrischen Leiter bildet, in dem eine Stromstärke gemessen werden soll. Die beiden ungewinkelten ferromagnetischen Elemente 2 weisen jeweils eine Endfläche 23 auf. Die beiden Endflächen 23 sind einander zugewandt und begrenzen so einen Luftspalt 5, in dem ein Magnetfeldsensor 3 angeordnet ist. Die Richtung des Stromflusses durch die Stromschiene 4 ist hier senkrecht zur Zeichenebene und damit senkrecht zu einer Flächennormalen 24 einer Endfläche 23. Der rechteckige Querschnitt des elektrischen Leiters 4 stellt keine Einschränkung der Erfindung dar.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stromsensors 1 und entspricht weitgehend der in 1 gezeigten Ausführungsform, in der die überwiegende Zahl der dargestellten Elemente bereits diskutiert wurde. Im Unterschied zu 1 ist hier die Stromschiene 4 anders zum Stromsensor 1 orientiert. Im Luftspalt 5 ist der Magnetfeldsensor 3 angeordnet. Gestrichelt gezeigt sind Beispiele alternativer Positionen 31, 32 für den Magnetfeldsensor. So kann der Magnetfeldsensor in einer Position 31 außerhalb des Luftspalts 5 liegen, derart, dass in der gezeigten Situation der Luftspalt 5 zwischen dem Magnetfeldsensor und der Stromschiene 4 liegt. Der Magnetfeldsensor kann aber auch in einer Position 32 außerhalb des Luftspalts 5 liegen, so dass in der gezeigten Situation der Magnetfeldsensor zwischen dem Luftspalt 5 und der Stromschiene 4 liegt. Diese alternativen Positionen 31, 32 für den Magnetfeldsensor sind natürlich auch bei einer Anordnung der Stromschiene 4 wie in 1 möglich.
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromsensors 1 und einer Stromschiene 4. Dargestellt ist die Richtung 100 eines Stromflusses durch die Stromschiene 4. Bei den ferromagnetischen Elementen 2 ist eine der Endflächen 23 zu erkennen, im Luftspalt 5 ist ein Magnetfeldsensor 3 angeordnet, zu dem Anschlusspins 33 dargestellt sind.
  • 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor 1 und eine Stromschiene 4; einige der dargestellten Elemente wurden bereits zu 1 erörtert. Zum Magnetfeldsensor 3 ist einer der Anschlusspins 33 dargestellt, welche den Magnetfeldsensor 3 mit einer Platine 7 zur Ansteuerung und zum Auslesen des Magnetfeldsensors 3 verbinden. Die Platine 7 weist einen oder mehrere Anschlusspins 71 zur Verbindung mit einem übergeordneten System auf.
  • 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor 1 und eine Stromschiene 4, analog zu 4. Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor 3 außerhalb des Luftspalts 5 angeordnet.
  • 6 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor 1 und eine Stromschiene 4, in einer Abwandlung der in 5 gezeigten Anordnung. Im Gegensatz zu der in 5 gezeigten Anordnung befinden sich hier die Platine 7 und Magnetfeldsensor 3 zwischen den ferromagnetischen Elementen 2 und der Stromschiene 4. Beschränkt auf den Stromsensor 1 selbst unterscheidet sich dieser hier nicht wesentlich von dem in 5 gezeigten Stromsensor 1. Der Vergleich der 5 und 6 miteinander zeigt vielmehr Varianten der Anordnung des Stromsensors 1 zur Stromschiene 4.
  • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stromsensors 1 und einer Stromschiene 4. Dargestellt ist die Richtung 100 eines Stromflusses durch die Stromschiene 4. Im Luftspalt 5 zwischen den ferromagnetischen Elementen 2 ist ein Magnetfeldsensor 3 angeordnet, der über Anschlusspins 33 mit einer Platine 7 verbunden ist. Die Platine 7 dient zur Ansteuerung und zum Auslesen des Magnetfeldsensors 3 und weist Anschlusspins 71 zum Verbinden der Platine 7 mit einem übergeordneten System auf.
  • 8 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor 1 mit ferromagnetischen Elementen 2 und einem Magnetfeldsensor 3, der im Luftspalt 5 zwischen den ferromagnetischen Elementen 2 angeordnet ist. Zum Magnetfeldsensor 3 sind auch noch Beispiele alternativer Positionen 31, 32 durch gestrichelte Linien angezeigt. Zum Stromsensor 1 gehört hier eine Platine 7 zur Ansteuerung und zum Auslesen des Magnetfeldsensors 3. Die ferromagnetischen Elemente 2 sind hier auf einer Ebene der Platine 7 angeordnet. Für die Stromschiene 4, in der eine Stromstärke gemessen werden soll, ist eine Aussparung 72 in der Platine 7 vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel muss bei Montage des Stromsensors 1 die Stromschiene 4 durch die Aussparung 72 geführt werden. Die Aussparung 72 kann in ihrer Form an die Stromschiene 4 angepasst sein; die rechteckige Form der Stromschiene 4 ist keine Einschränkung der Erfindung.
  • 9 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor 1 mit ferromagnetischen Elementen 2 und einem Magnetfeldsensor 3, der im Luftspalt 5 zwischen den ferromagnetischen Elementen 2 angeordnet ist. Zum Magnetfeldsensor 3 sind auch noch Beispiele alternativer Positionen 31, 32 durch gestrichelte Linien angezeigt. Zum Stromsensor 1 gehört hier eine Platine 7 zur Ansteuerung und zum Auslesen des Magnetfeldsensors 3. Die ferromagnetischen Elemente 2 sind hier auf einer Ebene der Platine 7 angeordnet. Anders als bei der in 8 gezeigten Ausführungsform ist es bei dem in 9 gezeigten Stromsensor 1 nicht erforderlich, die Stromschiene 4 bei der Montage durch die Platine 7 zu führen; vielmehr kann der Stromsensor 1 unabhängig von der Stromschiene 4 gehandhabt werden.
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht der in 8 gezeigten Ausführungsform. Die dargestellten Elemente wurden bereits zu 8 erläutert. Zur Stromschiene 4 ist die Richtung 100 des Stromflusses angegeben. Zum Magnetfeldsensor 3 sind noch die Anschlusspins 33 zum Anschluss an die Platine 7 gezeigt.
  • 11 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors 1, welche eine Variante der in 5 gezeigten Ausführungsform ist. In 5 wurden bereits die meisten der dargestellten Elemente erläutert. Die Komponenten des Stromsensors 1 sind hier von einem Gehäuse 8 (gestrichelt dargestellt) umgeben, lediglich die Anschlusspins 71 zum Verbinden der Platine 7 mit einem übergeordneten System sind von außerhalb des Gehäuses 8 zugänglich. Das Gehäuse 8 ist so gestaltet, dass sich eine Aussparung 81 ergibt, in welche ein elektrischer Leiter, in welchem die Stromstärke gemessen werden soll, aufgenommen werden kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 81 derart, dass der Stromsensor 1 über den elektrischen Leiter geschoben werden kann, auch nachträglich, nach der Montage des elektrischen Leiters. Der elektrische Leiter muss also nicht bereits bei seiner Montage durch die Aussparung 81 geführt werden. Die Aussparung 81 kann in ihrer Form an den aufzunehmenden Leiter angepasst sein.
  • 12 zeigt eine Abwandlung der in 11 dargestellten Ausführungsform; zu 11 wurden die meisten der hier dargestellten Elemente bereits erläutert. Im Unterschied zu dem in 11 gezeigten Stromsensor 1 weist in der Ausführungsform der 12 das Gehäuse 8 des Stromsensors 1 Rasthaken 82 auf. Der Stromsensor 1 kann über einen elektrischen Leiter geschoben werden, so dass dieser in der Aussparung 81 aufgenommen wird. Die Rasthaken 82 fixieren dann den Stromsensor 1 an dem elektrischen Leiter. Dabei ist das Gehäuse 8 zumindest im Bereich der Rasthaken 82 elastisch ausgebildet, so dass die Rasthaken 82 über einen bereits montierten elektrischen Leiter geschoben werden können. Anders ausgedrückt kann der elektrische Leiter unter elastischer Verformung der Rasthaken 82 an den Rasthaken 82 vorbei in die Aussparung 81 gedrückt werden; die Rasthaken 82 schnappen dann ein und halten so den elektrischen Leiter in der Aussparung 81.
  • 13 zeigt eine Abwandlung der in 11 gezeigten Ausführungsform. Alle dargestellten Elemente wurden bereits zu 11 erläutert. Im Unterschied zu der in 11 gezeigten Ausführungsform erlaubt hier die Aussparung 81 im Gehäuse 8 kein nachträgliches Schieben des Stromsensors 1 auf einen elektrischen Leiter, vielmehr muss der elektrische Leiter hier bei der Montage durch die Aussparung 81 geführt werden.
  • 14 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors 1, welche ein integriertes Leiterstück 41 umfasst. Ferner dargestellt sind die ferromagnetischen Elemente 2, Magnetfeldsensor 3 mit Anschlusspins 33 zu einer Platine 7, welche der Ansteuerung und dem Auslesen des Magnetfeldsensors 3 dient, sowie ein Anschlusspin 71 zum Verbinden der Platine 7 mit einem übergeordneten System. Der Stromsensor 1 verfügt zudem über ein Gehäuse 8 (gestrichelt dargestellt).
  • 15 zeigt eine Seitenansicht der in 14 dargestellten Ausführungsform. Die gezeigten Elemente wurden bereits zu 14 erläutert. Wie zu erkennen ist, ragt das elektrische Leiterstück 41 aus dem Gehäuse 8 hervor. Das elektrische Leiterstück 41 kann beiderseits mit einem elektrischen Leiter verbunden werden, um eine Leiterstrecke zu bilden, in der eine Stromstärke gemessen werden soll.
  • 16 zeigt in Seitenansicht eine Variante der in 14 dargestellten Ausführungsform. Der Unterschied zu der in 14 dargestellten Ausführungsform besteht in der Anordnung der Platine 7 relativ zu den ferromagnetischen Elementen 2. Diese Anordnung entspricht der in 10 gezeigten Ausführungsform.
  • 17 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor 1 mit Gehäuse 8, entsprechend etwa der in 11, 12 oder 13 gezeigten Ausführungsform. Zu diesen Figuren wurden die dargestellten Elemente des Stromsensors 1 bereits erläutert. Die Platine 7 ist über Anschlusspin 71 mit einer übergeordneten Platine 300 verbunden. Die Stromschiene 4, in der eine Stromstärke gemessen werden soll, ist hier mit einem gewinkelten Verlauf gezeigt. Die Anordnung der übergeordneten Platine 300 relativ zu Stromsensor 1 und Stromschiene 4 ist natürlich nur beispielhaft.
  • 18 zeigt einen erfindungsgemäßen Stromsensor 1 mit Platine 7, bei dem die ferromagnetischen Elemente 2 auf der Platine 7 angeordnet sind. Die Platine 7 dient, wie in den anderen gezeigten Ausführungsformen, zur Ansteuerung und zum Auslesen des Magnetfeldsensors 3, welcher hier durch eines des ferromagnetischen Elemente 2 verdeckt ist. Der Stromsensor 1 ist in der als Beispiel gezeigten Situation dazu vorgesehen, den Strom in einer gewinkelten Stromschiene 4 zu messen. Ferner gezeigt ist eine alternative Position 25 der ferromagnetischen Elemente relativ zu Stromschiene 4 und Platine 7.
  • 19 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors 1 und eine Stromschiene 4, zu der die Richtung 100 des Stromflusses dargestellt ist. Im Luftspalt 5 zwischen den ferromagnetischen Elementen 2 ist der Magnetfeldsensor 3 angeordnet, zu dem Anschlusspins 33 zum Verbinden mit einer Platine gezeigt sind. Die Stromschiene 4 weist im Bereich des Stromsensors 1 einen reduzierten Querschnitt 200 auf.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stromsensor
    2
    ferromagnetisches Element
    3
    Magnetfeldsensor
    4
    Stromschiene (elektrischer Leiter)
    5
    Luftspalt
    7
    Platine (Stromsensor)
    8
    Gehäuse
    23
    Endfläche
    24
    Flächennormale (Endfläche)
    25
    ferromagnetisches Element (alternative Position)
    31
    Magnetfeldsensor (alternative Position)
    32
    Magnetfeldsensor (alternative Position)
    33
    Anschlusspin (Magnetfeldsensor)
    41
    elektrisches Leiterstück
    71
    Anschlusspin (Platine)
    72
    Aussparung (in Platine)
    81
    Aussparung (in Gehäuse)
    100
    Richtung (Stromfluss)
    200
    reduzierter Querschnitt (Stromschiene)
    300
    übergeordnete Platine
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2013/008205 A2 [0003]
    • WO 2015/140129 A1 [0003]
    • WO 2017/130437 A1 [0003]
    • WO 2016/190087 A1 [0003]
    • WO 2016/125638 A1 [0003]
    • WO 2017/187809 A1 [0003]
    • WO 2018/116852 A1 [0003]
    • WO 2013/172109 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Stromsensor (1) zur Messung einer Stromstärke in einem elektrischen Leiter (4), der Stromsensor (1) umfassend: einen Magnetfeldsensor (3), der Stromsensor (1) gekennzeichnet durch zwei ungewinkelte ferromagnetische Elemente (2) mit jeweils einer Endfläche (23), welche derart angeordnet sind, dass die beiden Endflächen (23) einander zugewandt sind und einen Luftspalt (5) begrenzen.
  2. Stromsensor (1) nach Anspruch 1, wobei die beiden ferromagnetischen Elemente (2) konvex sind.
  3. Stromsensor (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Magnetfeldsensor (3) innerhalb des Luftspalts (5) oder außerhalb des Luftspalts (5) angeordnet ist.
  4. Stromsensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Magnetfeldsensor (3) mit einer Platine (7) elektrisch leitend verbunden ist.
  5. Stromsensor (1) nach Anspruch 4, wobei die beiden ferromagnetischen Elemente (2) auf einer Ebene der Platine (7) angeordnet sind.
  6. Stromsensor (1) nach Anspruch 5, wobei die Platine (7) eine Aussparung (72) für den elektrischen Leiter (4) aufweist.
  7. Stromsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (1) in ein Gehäuse (8) eingeschlossen ist.
  8. Stromsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (1) ein elektrisches Leiterstück (41) umfasst, das dazu vorgesehen ist, einen Abschnitt des elektrischen Leiters (4) zu bilden.
  9. Stromsensor (1) nach Anspruch 8, wobei das elektrische Leiterstück (41) in einem Abschnitt einen reduzierten Querschnitt (200) aufweist.
  10. Elektrisches System mit einem elektrischen Leiter (4), gekennzeichnet durch einen Stromsensor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Messung einer Stromstärke in dem elektrischen Leiter (4) des elektrischen Systems, wobei der elektrische Leiter (4) im Bereich des Stromsensors (1) einen reduzierten Querschnitt (200) aufweist.
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