DE602005005996T2 - Stromsensor - Google Patents

Stromsensor Download PDF

Info

Publication number
DE602005005996T2
DE602005005996T2 DE602005005996T DE602005005996T DE602005005996T2 DE 602005005996 T2 DE602005005996 T2 DE 602005005996T2 DE 602005005996 T DE602005005996 T DE 602005005996T DE 602005005996 T DE602005005996 T DE 602005005996T DE 602005005996 T2 DE602005005996 T2 DE 602005005996T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
secondary coil
magnetic circuit
sensor
sensor according
housing
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
DE602005005996T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602005005996D1 (de
Inventor
Marc Schaerrer
Pascal Morel
Bernard Richard
Pierre Cattaneo
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.)
Liaisons Electroniques Mecaniques LEM SA
Original Assignee
Liaisons Electroniques Mecaniques LEM SA
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 Liaisons Electroniques Mecaniques LEM SA filed Critical Liaisons Electroniques Mecaniques LEM SA
Publication of DE602005005996D1 publication Critical patent/DE602005005996D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602005005996T2 publication Critical patent/DE602005005996T2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • G01R15/18Adaptations 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
    • 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

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für elektrischen Strom, insbesondere auf einen Sensor für elektrischen Strom mit einer Sekundärspule.
  • Stromsensoren mit geschlossenem Regelkreis für die Messung eines elektrischen Stromes, der in einem Primärleiter fliesst, sind mit einer Sekundärspule versehen, wobei die Messung des Primärstromes durch die Messung des Kompensationsstromes erfolgt, der in die Sekundärspule eingespeist wird, um das induzierte Magnetfeld aufzuheben. Die Höhe des an die Sekundärspule anzulegenden Kompensationsstromes wird durch einen Magnetfeldsensor wie zum Beispiel einen Hall-Sensor oder einen Fluxgate-Sensor bestimmt, die in einem Luftspalt eines Magnetkreises angeordnet sind. Es ist bekannt, die Sekundärspule und den Magnetfeldsensor mit einer gedruckten Leiterplatte zu verbinden, die weitere elektronische Komponenten für die Signalverarbeitung umfasst. Es ist weiter bekannt, die Primärleiter in der Gestalt U-förmiger Leiter anzubieten, die einen Zweig des Magnetkreises umgeben und Kontaktenden zur Verbindung mit einer gedruckten Leiterplatte besitzen, wie im US-Patent Nr. 5 004 974 beschrieben. Die eben beschriebene Anordnung der Primärleiter erweitert den Anwendungsbereich des Sensors, da die Anzahl der Windungen des Primärleiters um den Magnetkreis herum leicht von einem Sensor zum anderen modifiziert werden kann, indem die U-förmigen Nadelwindungen auf der Leiterplatte in geeigneter Weise untereinander verbunden werden.
  • Der im vorerwähnten Patent beschriebene elektrische Stromsensor ist zuverlässig, leistungsfähig und vielseitig und bildet des Weiteren eine kompakte Einheit. Der Zusammenbau und die gegenseitige Verbindung seiner verschiedenen Komponenten machen seine Herstellung aber insbesondere im Industriemassstab in grossen Fertigungszahlen recht zeitaufwändig und teuer. Weiter wäre es von Vorteil, den Anwendungsbereich und das dynamische Verhalten eines Sensors des zuvor erwähnten Typs weiter zu verbreitern, während die Einheit so kompakt wie möglich gehalten wird.
  • Angesichts des Gesagten besteht ein Ziel dieser Erfindung darin, einen elektrischen Stromsensor mit Sekundärspule und integrierten Primärleitern zur Verfügung zu stellen, der kompakt und in der Herstellung wirtschaftlich ist.
  • Es ist ein weiteres Ziel, einen Sensor mit geschlossenem Regelkreis zur Verfügung zu stellen, der vielseitig ist und der insbesondere Ströme über einen grossen Bereich messen kann und ein gutes dynamisches Verhalten besitzt.
  • Ziele dieser Erfindung sind erreicht worden, indem der elektrische Stromsensor nach Anspruch 1 zur Verfügung gestellt wurde.
  • Hier wird ein Sensor für elektrischen Strom mit einem magnetischen Kreis mit Luftspalt, einem im Luftspalt positionierten Magnetfeldsensor und einer einen Zweig des magnetischen Kreises umgebenden Sekundärspule offenbart, wobei der magnetische Kreis zumindest zwei zusammengefügte Abschnitte umfasst, je ein Zweiganteil jedes Abschnitts in axialer Richtung und einander überlappend in einen zentralen Hohlraum der Sekundärspulengruppe einsetzbar aufgenommen wird und der Luftspalt zwischen den überlappenden Zweigabschnitten angeordnet ist. Der Magnetfeldsensor wird daher im Wesentlichen parallel zu den überlappenden Zweigabschnitten des magnetischen Kreises in den Luftspalt einsetzbar aufgenommen.
  • Vorteilhafterweise kann der Stromsensor gemäss dieser Erfindung wegen des leichten Zusammenfügens der Magnetkreisabschnitte mit dem Sekundärkreis und des Magnetfeldsensors im Luftspalt sehr wirtschaftlich, automatisch und schnell zusammengebaut werden.
  • Die Sekundärspulengruppe kann vorteilhaft mit einer Spule versehen sein, die auf ein Sekundärspulengehäuse aufgewickelt ist, das die Spule hält und den zentralen Hohlraum definiert, in den die Zweigabschnitte des Magnetkreises eingesetzt werden. Das Sekundärspulengehäuse umfasst Führungs- und Positioniermittel, um die jeweiligen Zweigabschnitte zu positionieren und den Luftspalt dazwischen festzulegen. Das Sekundärspulengehäuse kann weiter mit gestanzten und geformten Kontakten versehen sein, die mit den Enden der Sekundärspule verbunden und integral darin verspritzt sind und Kontaktenden für eine Verbindung mit einer gedruckten Leiterplatte des Stromsensors besitzen. Das Sekundärspulengehäuse kann auch mit einem Hohlraum oder anderen Befestigungsmitteln versehen sein, in die die Zweige des magnetischen Kreises, die dem mit einem Luftspalt versehenen Zweig gegenüber liegen, eingesetzt und zusammen gehalten werden.
  • Der magnetische Kreis kann vorteilhaft aus einem magnetisch durchlässigen metallischen Blechstreifen bestehen, der ausgestanzt und aus der Blechebene heraus verbogen wurde, um die Zweige des magnetischen Kreises zu bilden. Einer der Abschnitte des magnetischen Kreises kann vorteilhaft an einem seiner Enden einen Stiftkontakt zum Anschluss an die Leiterplatte des Stromsensors umfassen. Der Stiftkontakt steht vorteilhafterweise in der gleichen Richtung hervor wie die Anschlüsse der Sekundärspulengruppe, so dass der Sekundärkreis in einem einzigen Arbeitsgang in axialer Richtung in die Anschlüsse gesteckt werden kann. Der Magnetfelddetektor, der auf die gedruckte Leiterplatte montiert ist, kann gleichzeitig in den Luftspalt eingesetzt werden. Die elektrische Verbindung des magnetischen Kreises mit der gedruckten Leiterplatte liefert eine Erdung, um jegliche Ansammlung von kapazitiver Ladung im magnetischen Kreis zu vermeiden, sowie möglicherweise auch eine zusätzliche mechanische Verbindung.
  • Das Gehäuse der Sekundärspulengruppe kann vorteilhaft Stifte oder andere Befestigungsmittel für eine sichere Befestigung an der gedruckten Leiterplatte besitzen, die mit komplementären Löchern oder anderen Befestigungsmitteln versehen ist.
  • Der elektrische Stromsensor kann vorteilhaft weitere U-förmige Primärleiterabschnitte umfassen, die aus Metallblech ausgestanzt und geformt und in einem Deckelteil des Gehäuses teilweise überspritzt sind. Durch das Überspritzen der Primärleiterabschnitte im Deckelteil können die Leiterabschnitte gegenseitig genau positioniert und durch Anklemmen, Bonden, Schweissen oder andere Mittel an einem anderen, daran angefügten Gehäuseabschnitt automatisch um einen Zweig des magnetischen Kreises herum zusammengefügt werden, wenn der Deckelteil zusammengebaut wird. Der Deckelteil liefert vorteilhaft auch die erforderliche elektrische Isolation zwischen den Primärleitern und den anderen Leitern im Sensor, insbesondere der Sekundärspule und dem magnetischen Kreis, die sich auf einem anderen Spannungsniveau befinden. Die Sekundärspulengruppe, der magnetische Kreis, der Magnetfelddetektor und die Leiterplatte können völlig in zwei Gehäuseabschnitten, die zusammengeklemmt werden, aufgenommen und darin positioniert werden. Einer der Gehäuseabschnitte kann vorteilhaft eine integral gespitzte Gelenkklappe umfassen, die während des Herstellungsprozesses zum Zweck von Tests den Zugang zur Leiterplatte erlaubt, wobei die Klappe durch Klemmen oder Schweissen oder anderweitig verschlossen werden kann, nachdem die Tests abgeschlossen sind.
  • Die U-förmigen Primärleiterabschnitte können zueinander benachbart, aber versetzt angeordnet werden, um den Abstand zwischen benachbarten Kontakten zu vergrössern, wodurch eine kompaktere Auslegung der Primärleiterkontakte zur Verbindung mit einer komplementären Leiterplatte ermöglicht wird. Dadurch wird auch ermöglicht, eine grössere Anzahl von U-förmigen Leiterabschnitten im Sensorgehäuse anzubringen, wodurch die mögliche Anzahl von Primärleiterwindungen vergrössert und dadurch der Anwendungsbereich des Sensors erweitert wird, während eine sehr kompakte Gesamtkonfiguration beibehalten wird.
  • Weitere Ziele und vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehen, in denen:
  • 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Stromsensors gemäss dieser Erfindung ist;
  • 2 eine Querschnittsansicht durch den Stromsensor von 1 ist;
  • 3a eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht des Sensors mit weggenommenen Gehäuseabschnitten ist;
  • 3b eine perspektivische Ansicht einer Sekundärspulengruppe des Sensors gemäss dieser Erfindung ist;
  • 3c eine perspektivische Ansicht eines magnetischen Kreises ist, der auf eine gedruckte Leiterplatte des Sensors gemäss dieser Erfindung montiert ist;
  • 4a und 4b quer geschnittene Ansichten durch Ausführungsformen eines Gehäusedeckelabschnitts des Stromsensors gemäss dieser Erfindung sind, wobei 4a die überspritzten Leiterkontakte und 4b in Hohlräume des Gehäusedeckelabschnitts eingesetzte Leiterabschnitte zeigt;
  • 5a eine perspektivische Ansicht einer Variante einer Anordnung von U-förmigen Primärleiterabschnitten ist, die in einem Sensor gemäss dieser Erfindung implementiert werden kann;
  • 5b eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante einer Anordnung von U-förmigen Primärleiterabschnitten ist, die in einem Sensor gemäss dieser Erfindung implementiert werden kann; und
  • 6 eine Querschnittsansicht ist, die einen magnetischen Kreis und eine Variante eines magnetischen Kreises des Sensors gemäss dieser Erfindung zeigt.
  • Auf die Figuren Bezug nehmend, umfasst ein Sensor 2 für elektrischen Strom ein Gehäuse 4 mit einem Deckelteil 6 und einem Boden 8, eine Sekundärspulengruppe 10 mit einer auf ein Sekundärspulengehäuse 14 gewickelten Sekundärspule 12, einen magnetischen Kreis 16 mit einem ersten und zweiten getrennten Abschnitt 18, 20, einen Magnetfelddetektor 22 und eine Signalverarbeitungsschaltung 24 mit einer gedruckten Leiterplatte 26, auf die der Magnetfelddetektor sowie weitere elektronische Komponenten für die Steuerung des an die Sekundärspule angelegten Stromes und für die Verarbeitung des Messsignals montiert sind.
  • Der Sensor kann weiter U-förmige Primärleiterabschnitte 28 umfassen, die um einen Abschnitt des magnetischen Kreises herum montiert sind, der in dieser Ausführungsform ein im Wesentlichen rechteckiger Zweig des magnetischen Kreises ist. Ein Magnetfeld wird durch den zu messenden Strom im magnetischen Kreis erzeugt und durch den Magnetfelddetektor erfasst, der in einem Luftspalt 30 des magnetischen Kreises angeordnet ist. Die Signalverarbeitungsschaltung 24 sucht das durch den Magnetfelddetektor erkannte Magnetfeld aufzuheben, indem sie einen Kompensationsstrom an die Sekundärspule 12 anlegt, der ein Magnetfeld von im Wesentlichen der gleichen Grösse wie die eines durch die Primärleiter erzeugten Magnetfeldes, aber in einer dazu umgekehrten Richtung erzeugt. Dies ist das Funktionsprinzip von Sensoren vom sogenannten Typ des geschlossenen Regelkreises, die an sich fachbekannt sind.
  • Der Magnetfelddetektor 22 kann ein Hall-Detektor sein, der angesichts seiner relativ geringen Kosten und seiner zuverlässigen, genauen Leistung in Stromsensoren weite Verbreitung findet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können aber auch andere Magnetfelddetektoren implementiert werden.
  • Die in 1 gezeigte Ausführungsform des elektrischen Stromsensors ist dafür ausgelegt, auf eine gedruckte Leiterplatte einer (nicht gezeigten) externen Vorrichtung oder Apparatur, die einen Strommesssensor brauchen, montiert und elektrisch daran angeschlossen zu werden. Die Leiterplatte der externen Apparatur kann mit Strombahnen oder anderen leitenden Teilen versehen sein, um die U-förmigen Leiter des elektrischen Stromsensors in unterschiedlichen Konfigurationen anzuschliessen und um den magnetischen Kreis herum eine bzw. eine gewählte Anzahl solcher Primärwindungen zu schaffen. Dadurch kann der elektrische Stromsensor für unterschiedliche Betriebsbereiche konfiguriert werden, was an sich fachbekannt ist.
  • In der vorliegenden Erfindung werden die U-förmigen Primärleiterabschnitte 28 vorteilhaft direkt im Deckelteil 6 befestigt, der auch dazu dient, die gedruckte Leiterplatte, den magnetischen Kreis und die Sekundärspulengruppe durch Befestigung am komplementären Bodenteil 8 einzuschliessen und darin zu schützen. Der Bodenteil 8 kann mit verschiedenen Positionier- und Führungsmitteln versehen sein, um die Sekundärspulengruppe 10, den magnetischen Kreis 16 und die gedruckte Leiterplatte 26 aufzunehmen und zu positionieren, die im Voraus zusammengefügt werden, um wie in 3a gezeigt eine Einheit zu bilden. Die in 3a gezeigte Einheit kann somit im Bodenteil 8 montiert werden, indem sie, wie in 1 gezeigt, in Richtung V eingesetzt und danach der Deckelteil 6 mit den Primärleiterabschnitten 28 über den Bodenteil 8 geklemmt wird. Wie in 4a gezeigt, können die Leiterabschnitte 28 vorteilhaft am Deckelteil befestigt werden, indem ein Abschnitt der Leiterabschnitte überspritzt wird. Wechselweise können die Leiterabschnitte 28 in entsprechende Hohlräume im Deckelteil 6a, 6b eingesetzt werden. Die gespritzten Gehäuseteile 6, 8 können vorteilhaft mit komplementären Befestigungsmitteln in der Gestalt von Klipps und komplementären Einrastrippen 32, 33 versehen sein, aber sie könnten auch durch andere Mittel wie Ultraschallschweissen verbunden werden, um die Herstellungsschritte zu automatisieren.
  • Das Sensorgehäuse umfasst vorteilhaft eine verschliessbare Klappe 34, die gelenkig an einem der Gehäuseteile angebracht ist, in dieser Ausführungsform am Bodenteil 8. Die Klappe 34 it angrenzend an die Leiterplatte 24 positioniert und ermöglicht daher einen Zugriff auf die Aussenseite 36 der Leiterplatte für Prüfzwecke, nachdem der Sensor zusammengebaut worden ist. Nachdem die Prüfungen abgeschlossen sind, kann die Klappe geschwenkt werden, um das Gehäuse abzuschliessen und die Leiterplatte zu schützen. Die Klappe kann mit Verriegelungsmitteln 35 versehen sein, um auf komplementäre Einrastrippen des Gehäuses aufgeklemmt zu werden, wenn sie geschlossen wird. Die Klappe kann nach dem Testen auch durch andere Mittel wie Ultraschallschweissen oder mit einem Kleber dauerhaft am Gehäuse angebracht werden.
  • Unter Bezugnahme insbesondere auf 2 bis 3c werden nunmehr die innerhalb des Gehäuses aufgenommenen Sensorkomponenten eingehender beschrieben werden.
  • Die Sekundärspulengruppe 10 hat eine um einen Spulenhalterabschnitt 38 des Sekundärspulengehäuses 14 gewickelte Sekundärspule 12, wobei der Spulenhalteabschnitt einen sich durch ihn hindurch erstreckenden Hohlraum 42 besitzt, um einen Zweig 42 des im Wesentlichen rechteckförmigen magnetischen Kreises aufzunehmen, an dem entlang der Luftspalt 30 angeordnet ist und in dem der Magnetfeldsensor 22 angeordnet ist. Die Sekundärspule umgibt somit den Luftspalt und den Magnetfeldsensor, um zu gewährleisten, dass das durch die Sekundärspule erzeugte magnetische Feld am wirkunsgvollsten an den Magnetfelddetektor angekoppelt ist.
  • Der haltende Hohlraum 40 ist vorteilhafterweise mit Führungsmitteln versehen, zum Beispiel in der Gestalt von Rillen oder geeigneten Vorsprüngen 43, 44, um die getrennten Verlängerungen 45, 46 des Zweiges 42 des magnetischen Kreises zu positionieren und zu führen. Die Verlängerungen 45, 46 des magnetischen Kreises überlappen sich vorteilhafterweise und sind voneinander durch einen Abstand D getrennt, der kleiner als die Breite W des Luftspalts ist, um das Frequenzverhalten des magnetischen Kreises und somit das Frequenzverhalten des elektrischen Stromsensors zu verbessern. Es sei aber bemerkt, dass der magnetische Kreis auch ohne überlappende Verlängerungen angelegt sein kann, abgesehen von denjenigen 45', 46', die auf beiden Seiten des Magnetfeldsensors vorhanden sind, um den Luftspalt aufzubauen, wie in 6 gezeigt.
  • Das Gehäuse der Sekundärspulengruppe kann weiter mit einem Bodenabschnitt 48 versehen sein, der Befestigungsmittel wie elastische Stifte 49 umfasst, um die Sekundärspulengruppe 10 steckbar an der Leiterplatte 26 zu befestigen. Elektrische Kontakte 50a, 50b, 50c, 50d, 50e können zum Beispiel durch Überspritzen, Bonden, Schweissen oder Eindrücken in Hohlräume des Bodenabschnitts am Bodenabschnitt befestigt werden. Die Kontakte sind mit Kontaktenden 25b versehen, um eine steckbare und/oder Schweissverbindung zu einer äusseren Leiterplatte herzustellen, und/oder mit Kontaktenden 25a, um eine steckbare und/oder Schweissverbindung zur Leiterplatte 26 der Signalverarbeitungseinheit herzustellen. Kontakte 50d, 50e sind mit den Enden 12a, 12b der Sekundärspule verbunden, wobei einer der Kontakte 50e dafür geeignet ist, direkt mit einer externen gedruckten Leiterplatte (nicht gezeigt) verbunden zu werden, auf die der Sensor montiert ist, während der andere Kontakt 50d mit der Signalverarbeitungseinheit 24 verbunden ist. Der Kontakt 50c ist mit der Abschirmung um die Sekundärspule und mit der Signalverarbeitungseinheit 24 verbunden, um die Sekundärspule gegen elektromagnetisches Rauschen von aussen abzuschirmen sowie um die Ausbreitung von Rauschen aus der Sekundärspule zu verringern. Die Kontakte 50a, 50b sind mit der Signalverarbeitungseinheit und der externen gedruckten Leiterplatte verbunden und dafür geeignet, den Sensor mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Der Bodenabschnitt 48 des Sekundärspulengehäuses kann auch einen Zweig 52 des magnetischen Kreises halten und einen Hohlraum 54 umfassen, der als Positioniermittel wirkt, indem er überlappende Verlängerungen 55, 56 eines Zweiges 57 des magnetischen Kreises aufnimmt, der zum Zweig 42 entgegengesetzt ist, in dem der Luftspalt 30 bereitgestellt wird. Die beiden Verlängerungen 55, 56 werden im Gehäuse in gegenseitiger Berührung gehalten, um den Widerstand gegenüber einer magnetischen Induktion zu verringern.
  • Der magnetische Kreis 16 kann vorteilhaft aus einem magnetisch durchlässigen Streifen eines Metallblechs in zwei Teilen 18, 20 ausgestanzt und geformt werden, die durch Montage auf die Sekundärspulengruppe 10 zusammengefügt werden können, insbesondere durch Einsetzen in einer axialen Richtung A, wie in den Figuren gezeigt. Der magnetische Kreis kann daher schnell und leicht an die Sekundärspulengruppe 10 angefügt werden, die ihrerseits schnell und leicht an die Leiterplatte 26 angefügt werden kann, die daran angesteckt ist, um eine Einheit 62 zu bilden, die im Boden 8 des Gehäuses aufgenommen wird, der danach mit dem Deckelteil 6 verschlossen wird. Alle Montageschritte können somit leicht automatisiert werden.
  • Eine Verlängerung eines der Teile 18 des magnetischen Kreises kann weiter einen Kontaktabschnitt 60 für die gedruckte Leiterplatte umfassen, um eine Verbindung zu einer Erdverbindung auf der gedruckten Leiterplatte herzustellen und einen kapazitiven Ladungsaufbau im magnetischen Kreis zu vermeiden.
  • Die Ausrichtung des Luftspalts 30 zwischen zwei parallelen Verlängerungen 45, 46 des magnetischen Kreises ist besonders vorteilhaft, da sie ein axiales Einsetzen des Magnetfelddetektors 22 in den Luftspalt 30 ermöglicht, wenn eine Sekundärspulengruppe 10 an der Leiterplatte 26 befestigt ist, auf der der Magnetfelddetektor 22 vormontiert ist.
  • Der Luftspalt 30 nicht konstanter Breite (d, w) entlang der benachbarten Verlängerungen 45, 46 des magnetischen Kreises erhöht den Kopplungskoeffizienten des Ersatztransformators, wodurch die Leistung des Sensors bei Wechselstrom und insbesondere die Bandbreite und das Ansprechen auf Stromänderungen di/dt verbessert werden.
  • Auf 5a Bezug nehmend, können die U-förmigen Primärleiterabschnitte vorteilhafterweise Kontaktenden 29 besitzen, die in der axialen Richtung A bezüglich des Zwischenabschnitts 27 versetzt sind, um den Abstand zwischen den Kontaktenden 29 und den Anschlüssen 25 der Sekundärspulengruppe zu vergrössern. Durch diese Konfiguration kann der Sensor sehr kompakt sein und trotzdem den Anforderungen und Normen für eine elektrische Trennung zwischen Primär- und Sekundärkreis genügen sowie eine gute magnetische Kopplung zwischen den U-förmigen Primärleiterabschnitten und der Sekundärspule erreichen.
  • Auf 5b Bezug nehmend, können die U-förmigen Primärleiterabschnitte in einer Richtung B senkrecht zur axialen Richtung A gegenseitig versetzt angeordnet sein, um den Abstand S zwischen den Kontaktenden 29 benachbarter Anschlüsse zu vergrössern. Dadurch können die Leiterabschnitte eng beieinander angeordnet werden, um die für die Verbindung der Leiterkontakte (zu einer externen Apparatur) erforderliche Grundfläche zu verringern oder um eine grössere Anzahl von Leiterabschnitten im Sensor zur Verfügung stellen zu können, dabei aber den Sensor so kompakt wie möglich zu halten.

Claims (12)

  1. Sensor für elektrischen Strom mit einem magnetischen Kreis (16) mit Luftspalt (30), einem im Luftspalt positionierten Magnetfeldsensor (22), einer einen Zweig (42) des magnetischen Kreises umgebenden Sekundärspule (12), einen Abschnitt des magnetischen Kreises zumindest teilweise umgebenden U-förmigen Primärleiterabschnitten (28, 28') und einem den magnetischen Kreis, die Sekundärspule und den Magnetfeldsensor in sich aufnehmenden Gehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen Deckelteil (6) und einen Bodenteil (8) umfasst, wobei die Primärleiterabschnitte am Deckelteil vormontiert und daran dauerhaft befestigt werden.
  2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Primärleiterabschnitte im Deckelteil teilweise überspritzt sind.
  3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Kreis zumindest zwei Teile (18, 20) umfasst, die zusammengefügt werden, wobei je ein Zweigabschnitt (45, 46) jedes Teils steckbar in einen zentralen Hohlraum (40) der Sekundärspule aufgenommen wird, und dadurch, dass der Luftspalt zwischen einander überlappenden Zweigabschnitten (45, 46) jedes Teils des magnetischen Feldkreises angeordnet ist.
  4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor im Wesentlichen parallel zum benachbarten Zweig (42) des magnetischen Kreises steckbar in den Luftspalt aufgenommen wird.
  5. Sensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (12) auf ein Sekundärspulengehäuse (14) gewickelt ist, das die Spule trägt und den zentralen Hohlraum (40) definiert.
  6. Sensor nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärspulengehäuse Führungs- und Positionierungsmittel im zentralen Hohlraum umfasst, um die darin aufgenommenen Zweigabschnitte (45, 46) zu positionieren und den Luftspalt (30) zwischen ihnen zu definieren.
  7. Sensor nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärspulengehäuse in einem Bodenabschnitt (48) des Gehäuses überspritzte Anschlüsse (50a, 50b, 50c, 50d, 50e) umfasst, die Kontaktenden für den Anschluss der Sekundärspule, der Signalverarbeitungseinheit (24) und einer äusseren Leiterplatte besitzen.
  8. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Kreis und die Sekundärspulengruppe aus Sekundärspule und Sekundärspulengehäuse zu einer Signalverarbeitungseinheit (24) zusammengebaut sind, die eine Leiterplatte (26) sowie den Magnetfeldsensor (22) umfasst, der in einer Richtung (A) im Wesentlichen parallel zu den Zweigabschnitten (45, 46) des magnetischen Kreises in den Luftspalt (30) eingesteckt werden kann.
  9. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Teile (18, 20) des magnetischen Kreises (16) aus einem magnetisch durchlässigen Metallblechstreifen bestehen, der ausgestanzt und aus der Blechebene heraus verbogen wird, um Zweige des magnetischen Kreises zu bilden.
  10. Sensor nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Teile des magnetischen Kreises einen Stiftanschluss (60) zur Verbindung mit einer Leiterplatte des Sensors umfasst.
  11. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Leiterabschnitte der U-förmigen Primärleiterabschnitte (28, 28') gegeneinander versetzt sind, um den Abstand zwischen den Kontaktenden der benachbarten Leiterabschnitte zu vergrössern.
  12. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, der ein Gehäuse (4) mit Klappdeckel (34) in Nachbarschaft zu einem Signalverarbeitungskreis (24) des Sensors umfasst, um während der Fertigung für Prüfzwecke einen Zugriff auf den Signalverarbeitungskreis zu ermöglichen.
DE602005005996T 2004-07-16 2005-07-06 Stromsensor Active DE602005005996T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04405458 2004-07-16
EP04405458A EP1617228B1 (de) 2004-07-16 2004-07-16 Stromsensor
PCT/IB2005/002017 WO2006008629A1 (en) 2004-07-16 2005-07-06 Current sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602005005996D1 DE602005005996D1 (de) 2008-05-21
DE602005005996T2 true DE602005005996T2 (de) 2009-05-28

Family

ID=34932206

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004017297T Active DE602004017297D1 (de) 2004-07-16 2004-07-16 Stromsensor
DE602005016168T Active DE602005016168D1 (de) 2004-07-16 2005-07-06 Stromsensor
DE602005005996T Active DE602005005996T2 (de) 2004-07-16 2005-07-06 Stromsensor

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004017297T Active DE602004017297D1 (de) 2004-07-16 2004-07-16 Stromsensor
DE602005016168T Active DE602005016168D1 (de) 2004-07-16 2005-07-06 Stromsensor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7965162B2 (de)
EP (3) EP1617228B1 (de)
JP (1) JP4796060B2 (de)
CN (1) CN100504402C (de)
AT (3) ATE412188T1 (de)
DE (3) DE602004017297D1 (de)
WO (1) WO2006008629A1 (de)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007036674A1 (de) * 2007-08-03 2009-02-05 Epcos Ag Anordnung zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stroms
DE102007036573A1 (de) * 2007-08-03 2009-02-19 Epcos Ag Anordnung und Verfahren zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stroms
EP2083277B1 (de) * 2008-01-25 2011-01-05 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Stromsensor
US7936164B2 (en) * 2008-07-03 2011-05-03 Allegro Microsystems, Inc. Folding current sensor
US8436260B2 (en) * 2008-07-29 2013-05-07 Cts Corporation Coil retention assembly for electronic assembly
EP2405415A4 (de) * 2009-03-02 2013-03-06 Huo Weimin Zum eliminieren von standby-stromverbrauch eines elektrischen geräts mit infrarot-fernbedienung verwendete einrichtung
DE202010000328U1 (de) * 2009-03-12 2010-05-20 Liaisons Electroniques-Mécaniques LEM S.A. Elektrischer Stromsensor
EP2251704A1 (de) * 2009-05-11 2010-11-17 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Fluxgate Stromsensor mit geschlossenem Regelkreis
JP5730072B2 (ja) * 2011-02-25 2015-06-03 富士通コンポーネント株式会社 電流センサ、電流センサ付きテーブルタップ、電流センサ用カバー
US9146259B2 (en) * 2011-04-19 2015-09-29 Schneider Electric It Corporation Smart current transformers
DE102011080034A1 (de) * 2011-07-28 2013-01-31 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Stromsensoranordnung
DE102011080041A1 (de) * 2011-07-28 2013-04-11 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Stromsensoranordnung
EP2587268A1 (de) * 2011-10-26 2013-05-01 LEM Intellectual Property SA Elektrischer Stromwandler
JP5873315B2 (ja) * 2011-12-13 2016-03-01 矢崎総業株式会社 シャント抵抗式電流センサ
CN202711934U (zh) * 2012-01-19 2013-01-30 邹高芝 全pcb安装式高精度闭环型霍尔电流传感器用轴对称磁路磁芯线圈组件
JP2013148512A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Aisin Seiki Co Ltd 電流センサ
US9638726B2 (en) 2012-04-12 2017-05-02 Schneider Electric It Corporation System and method for detecting branch circuit current
CN104412113B (zh) 2012-04-25 2018-04-20 施耐德电气It公司 电流监测装置
EP2660611A1 (de) * 2012-04-30 2013-11-06 LEM Intellectual Property SA Elektrisches Stromtransformatormodul
JP6017182B2 (ja) * 2012-05-23 2016-10-26 旭化成エレクトロニクス株式会社 電流センサ
ES2405837B1 (es) * 2012-11-12 2013-10-18 Premo, S.L. Dispositivo sensor de corriente de montaje superficial
CN103852619A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 北京柏艾斯科技有限公司 一种基于闭环磁通门技术的开口型电流传感器
EP2939034B1 (de) 2012-12-27 2019-05-29 Schneider Electric USA, Inc. Leistungsmesser mit strom- und phasensensor
US9291648B2 (en) * 2013-08-07 2016-03-22 Texas Instruments Incorporated Hybrid closed-loop/open-loop magnetic current sensor
EP2853904A1 (de) * 2013-09-30 2015-04-01 LEM Intellectual Property SA Aufklemmbarer Stromwandler oder Stromtransformator
US9973036B2 (en) 2013-12-31 2018-05-15 Schneider Electric It Corporation Automatic sub-millisecond clock synchronization
JP6454544B2 (ja) * 2014-12-26 2019-01-16 甲神電機株式会社 可飽和コアの固定具及び固定方法並びにフラックスゲート電流センサ
US10247758B2 (en) 2016-08-08 2019-04-02 Allegro Microsystems, Llc Current sensor
US10114044B2 (en) 2016-08-08 2018-10-30 Allegro Microsystems, Llc Current sensor
EP3309559A1 (de) 2016-10-11 2018-04-18 LEM Intellectual Property SA Stromwandler
EP3312618B1 (de) * 2016-10-18 2022-03-30 LEM International SA Elektrischer stromtransformator
USD830300S1 (en) * 2017-02-02 2018-10-09 Lem Intellectual Property Sa Current transducer
USD861604S1 (en) 2017-03-28 2019-10-01 Lem Intellectual Property Sa Current transducer
JP2019070578A (ja) * 2017-10-10 2019-05-09 株式会社タムラ製作所 電流検出器
WO2019096865A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-23 Lem Intellectual Property Sa Current controlling transducer
USD856928S1 (en) * 2017-12-07 2019-08-20 Lem Intellectual Property Sa Current transducer
FR3075387B1 (fr) * 2017-12-14 2019-11-08 Schneider Electric Industries Sas Dispositif de mesure du courant electrique, appareil de mesure du courant et procede de fabrication d'un dispositif de mesure du courant
DE102018202659A1 (de) * 2018-02-22 2019-08-22 Zf Friedrichshafen Ag Dämpfungsanordnung für Leistungselektronikanwendungen
DE102018111011A1 (de) 2018-05-08 2019-11-14 Infineon Technologies Ag Magnetfeldsensorvorrichtung
DE102018120009A1 (de) * 2018-08-16 2020-02-20 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Strommessgerät zum Erfassen eines Stroms in einer elektrischen Leitung
CN109799380B (zh) * 2019-01-29 2021-03-02 湖南银河电气有限公司 一种集成式电流传感器及其封装方法
JP2020148640A (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 株式会社東芝 電流検出装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3465238A (en) * 1967-10-02 1969-09-02 Jacob Marlow Position and velocity detecting apparatus
CH679710A5 (de) * 1989-05-30 1992-03-31 Lem Liaisons Electron Mec
US5552700A (en) * 1994-09-30 1996-09-03 Stanley Electric Co., Ltd. Current detecting device with a core having an integrally fixed engaging member
US6064192A (en) 1998-04-08 2000-05-16 Ohio Semitronics Revenue meter with integral current transformer
JP2000284000A (ja) 1999-03-31 2000-10-13 Jeco Co Ltd 電流検出装置
JP2001074784A (ja) * 1999-08-03 2001-03-23 Eaton Corp 電流感知装置
EP1074846B1 (de) * 1999-08-04 2007-02-14 Schneider Electric Industries SAS Stromsensor für eine elektrische Vorrichtung
GB9928247D0 (en) * 1999-11-30 2000-01-26 Honeywell C S Limited Current sensor and method of manufacturing same
JP2001194391A (ja) * 2000-01-13 2001-07-19 Honda Motor Co Ltd 電流測定装置
DE10003638A1 (de) 2000-01-28 2001-08-09 Vacuumschmelze Gmbh Kompensationsstromsensor
DE10023592A1 (de) * 2000-05-13 2001-11-29 Bosch Gmbh Robert Induktiver Übertrager bestehend aus zwei Spulen mit je einem Kern
US6844799B2 (en) * 2001-04-10 2005-01-18 General Electric Company Compact low cost current sensor and current transformer core having improved dynamic range
US6642704B2 (en) * 2001-09-28 2003-11-04 Eaton Corporation Device for sensing electrical current and housing therefor
JP2003215170A (ja) * 2002-01-25 2003-07-30 Nec Tokin Corp 電流センサ

Also Published As

Publication number Publication date
EP1956378B1 (de) 2009-08-19
CN1957261A (zh) 2007-05-02
JP4796060B2 (ja) 2011-10-19
EP1617228A1 (de) 2006-01-18
DE602005005996D1 (de) 2008-05-21
WO2006008629A1 (en) 2006-01-26
EP1956378A1 (de) 2008-08-13
DE602004017297D1 (de) 2008-12-04
DE602005016168D1 (de) 2009-10-01
EP1769254A1 (de) 2007-04-04
ATE440288T1 (de) 2009-09-15
EP1769254B1 (de) 2008-04-09
US20080094162A1 (en) 2008-04-24
ATE412188T1 (de) 2008-11-15
US7965162B2 (en) 2011-06-21
EP1617228B1 (de) 2008-10-22
ATE391921T1 (de) 2008-04-15
CN100504402C (zh) 2009-06-24
JP2008506944A (ja) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005005996T2 (de) Stromsensor
DE69729534T2 (de) Magnetischer Fühler
EP1718937B1 (de) Sensorhalter und verfahren zu dessen herstellung
DE19620548A1 (de) Magnetfeld-Sensoranordnung
DE112011102819B4 (de) Stromerfassungsvorrichtung
DE112010001774T5 (de) Sammelschienenvorrichtung und schmelzbare Verbindungseinheit
DE2918329A1 (de) Verfahren zum befestigen eines galvanomagnetischen sensors in einer ausnehmung einer leiterplatte
DE10353731A1 (de) Magnetoelastische Drehmomentsensor-Baugruppe
WO2014060174A1 (de) Anschlusselement für eine antriebsanordnung sowie eine antriebsanordnung mit einem anschlussteil
DE102018204297A1 (de) Elektrische Antriebseinheit mit mindestens zwei Leiterplatinen
EP3109951B1 (de) Elektrische baueinheit, verbindungseinheit mit mindestens einer elektrischen baueinheit, fahrzeug damit und verfahren zum herstellen einer elektrischen baueinheit
DE102016204954A1 (de) Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
DE102014007242B4 (de) Bürstenhaltevorrichtung für eine Kommutatormaschine
DE4201926A1 (de) Signaldiskriminator
EP1586223B1 (de) Elektrisches verbindungselement, insbesondere für elektro wer kzeugschalter
DE4219923C2 (de) Magnet-Sensor
DE10137400B4 (de) Rotationserfassungsvorrichtung
EP2368000B1 (de) Türaussengriff, insbesondere für fahrzeuge sowie verfahren zu dessen herstellung
DE102020100732A1 (de) Impulsdraht-Modul und Verfahren zur Montage eines Impulsdraht-Moduls
EP2828672B1 (de) Elektronischer batteriesensor
DE102017222016A1 (de) Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Stromschiene eines Halbleitermoduls mit einer weiterführenden Stromschiene, Leistungselektronikvorrichtung mit einer Verbindungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Leistungselektronikvorrichtung
DE19746370A1 (de) Anlassereinrückrelais mit einer in das Einrückrelais integrierten elektronischen Steuerschaltung und Kraftfahrzeuganlasser mit einem solchen Einrücklelais
DE202004002348U1 (de) Kurbelwellengeber
DE102017208749A1 (de) Anschlussglied und Stecker
DE102017002865B4 (de) Aufbau eines Axiallüfters

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition