FR3115366A1 - Appareil de detection de courant - Google Patents
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Abstract
Dans un appareil de détection de courant qui détecte le courant circulant dans les enroulements d'armature de plusieurs phases de plusieurs jeux en utilisant chaque capteur magnétique qui est disposé en une position que le flux magnétique émis radialement par le rotor traverse, l’objet de l’invention est de fournir un appareil de détection de courant qui puisse supprimer la détérioration de la précision de contrôle du couple de sortie par l'erreur de détection de courant qui se produit en raison du flux magnétique du rotor. Un appareil de détection de courant dans lequel un angle d'inclinaison (θt) d'une direction de détection de flux magnétique (DS) du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu par rapport à un plan orthogonal radial (Por) qui est un plan orthogonal à une direction radiale passant par le capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est établi de manière à ce qu'un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du premier jeu (R1) et un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du deuxième jeu (R2) soient différents l'un de l'autre. Fig.
Description
La présente divulgation a trait à un appareil de détection de courant.
Il existe par exemple un appareil de détection de courant qui détecte le courant de l'enroulement de chaque phase de la machine tournante à courant alternatif qui comporte deux jeux d'enroulements triphasés à l'aide du capteur magnétique. Cependant, le flux magnétique de perturbation dû au courant d'autres phases peut se mélanger dans le capteur magnétique de chaque phase, et l'erreur de détection de courant peut se produire. Différentes configurations pour réduire cette erreur ont été proposées.
Par exemple, dans l'appareil de détection de courant décrit dans JP 2018-96795 A, le trajet du courant d'une phase est en forme de U, le premier capteur magnétique et le deuxième capteur magnétique sont disposés au niveau de la première partie en regard et de la deuxième partie en regard dont les sens du courant deviennent opposés l'un à l'autre, et l'erreur de détection de courant qui se produit en raison du flux magnétique de perturbation est réduite.
Problème technique
Cependant, dans la technologie du document JP 2018-96795 A, afin de détecter le courant d'une phase, deux capteurs magnétiques sont nécessaires. Par exemple, dans le cas de la machine rotative à courant alternatif présentant deux jeux d'enroulements triphasés, puisque douze capteurs magnétiques sont nécessaires, par rapport au cas où un capteur magnétique détecte le courant de chaque phase, le coût augmente et l'appareil s'élargit.
Comme dans le rotor de type Lundell, si la partie d’un premier côté dans la direction axiale du rotor devient pôle N ou pôle S, et que chaque capteur magnétique est disposé du premier côté dans la direction axiale du rotor, le flux magnétique émis radialement par le rotor dans la direction radiale traverse chaque capteur magnétique. En raison de ce flux magnétique du rotor, l'erreur de détection de courant peut se produire dans chaque capteur magnétique.
Ensuite, dans un appareil de détection de courant qui détecte le courant circulant dans les enroulements d'armature de plusieurs phases de deux jeux en utilisant chaque capteur magnétique qui est disposé en une position que le flux magnétique émis radialement par le rotor traverse, le but de la présente divulgation est de fournir un appareil de détection de courant qui puisse supprimer le fait que la précision de contrôle du couple de sortie soit détériorée par l'erreur de détection de courant qui se produit en raison du flux magnétique du rotor.
Solution technique
Un appareil de détection de courant selon la présente divulgation est un appareil de détection de courant d'une machine rotative à courant alternatif pourvue d'un rotor et d'un stator ayant un premier jeu d'enroulements d'armature de n phases et un deuxième jeu d'enroulements d'armature de n phases (n est un entier supérieur ou égal à 3), l'appareil de détection de courant comprenant :
deux jeux de capteurs magnétiques de n phases dont chacun est disposé en regard d'une ligne de connexion de chaque phase de chaque jeu alimentant en courant l'enroulement d'armature de chaque phase de chaque jeu ; et
une unité de détection de courant d'armature qui détecte un courant qui circule dans l'enroulement d'armature de chaque phase de chaque jeu, sur la base d'un signal de sortie du capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu,
dans lequel le capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu est disposé en une position où traverse un flux magnétique émis radialement par le rotor dans une direction radiale, et
lorsque dans le premier jeu d'enroulements d'armatures de n phases, une phase d'un pôle magnétique du rotor dans un angle électrique par rapport au premier jeu de k-ième phase d'enroulement d'armature est définie comme étant θek1, une composante de détection d'une densité de flux de rotor qui est une composante de densité de flux du rotor détectée par le premier jeu de k-ième phase de capteur magnétique est définie comme étant Bsk1, et R1 qui est une composante d'ondulation du premier jeu est définie comme valant
, et lorsque dans le deuxième jeu d'enroulements d'armatures de n phases, une phase du pôle magnétique du rotor dans l’angle électrique par rapport au deuxième jeu de h-ième phase d'enroulement d'armature est définie comme étant θeh2, une composante de détection d'une densité de flux de rotor qui est une composante de densité de flux du rotor détectée par le deuxième jeu de h-ième phase de capteur magnétique est définie comme étant Bsh2, et R2 qui est une composante d'ondulation du deuxième jeu est définie comme valant
, un angle d'inclinaison d'une direction de détection de flux magnétique du capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu par rapport à un plan orthogonal radial qui est un plan orthogonal à une direction radiale passant par le capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu est établi de manière à ce qu'un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du premier jeu et un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du deuxième jeu soient différents l'un de l'autre.
deux jeux de capteurs magnétiques de n phases dont chacun est disposé en regard d'une ligne de connexion de chaque phase de chaque jeu alimentant en courant l'enroulement d'armature de chaque phase de chaque jeu ; et
une unité de détection de courant d'armature qui détecte un courant qui circule dans l'enroulement d'armature de chaque phase de chaque jeu, sur la base d'un signal de sortie du capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu,
dans lequel le capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu est disposé en une position où traverse un flux magnétique émis radialement par le rotor dans une direction radiale, et
lorsque dans le premier jeu d'enroulements d'armatures de n phases, une phase d'un pôle magnétique du rotor dans un angle électrique par rapport au premier jeu de k-ième phase d'enroulement d'armature est définie comme étant θek1, une composante de détection d'une densité de flux de rotor qui est une composante de densité de flux du rotor détectée par le premier jeu de k-ième phase de capteur magnétique est définie comme étant Bsk1, et R1 qui est une composante d'ondulation du premier jeu est définie comme valant
, et lorsque dans le deuxième jeu d'enroulements d'armatures de n phases, une phase du pôle magnétique du rotor dans l’angle électrique par rapport au deuxième jeu de h-ième phase d'enroulement d'armature est définie comme étant θeh2, une composante de détection d'une densité de flux de rotor qui est une composante de densité de flux du rotor détectée par le deuxième jeu de h-ième phase de capteur magnétique est définie comme étant Bsh2, et R2 qui est une composante d'ondulation du deuxième jeu est définie comme valant
, un angle d'inclinaison d'une direction de détection de flux magnétique du capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu par rapport à un plan orthogonal radial qui est un plan orthogonal à une direction radiale passant par le capteur magnétique de chaque phase de chaque jeu est établi de manière à ce qu'un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du premier jeu et un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du deuxième jeu soient différents l'un de l'autre.
Avantages apportés
La précision de contrôle du couple de sortie est détériorée par la composante d'erreur de détection de la valeur de détection de courant total d'axe d qui totalisait la valeur de détection de courant d'axe d de chaque jeu, et la composante d'erreur de détection de la valeur de détection de courant total d'axe q qui totalisait la valeur de détection de courant d'axe q de chaque jeu. Cependant, les valeurs de détection de courant total d'axe d et d'axe q incluent les composantes d'erreur de détection dues au flux magnétique du rotor qui totalisait la composante d'ondulation du premier jeu et la composante d'ondulation du deuxième jeu. Selon l'appareil de détection de courant selon la présente divulgation, puisque l'angle d'inclinaison de la direction de détection de flux magnétique de chaque capteur magnétique est définie de sorte que le signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du premier jeu et le signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du deuxième jeu sont différents l'un de l'autre, la composante d'ondulation du premier jeu et la composante d'ondulation du deuxième jeu peuvent s’annuler entre elles, et les composantes d'erreur de détection dues au flux magnétique du rotor inclus dans les valeurs de détection de courant total d'axe d et d'axe q peuvent être réduites. Par conséquent, la précision de contrôle du couple de sortie peut être améliorée en réduisant les composantes d'erreur de détection des courants totaux d'axe d et d'axe q.
Claims (12)
- Appareil de détection de courant d'une machine rotative à courant alternatif (1) pourvue d'un rotor (14) et d'un stator (18) ayant un premier jeu d'enroulements d'armature de n phases et un deuxième jeu d'enroulements d'armature de n phases (n est un entier supérieur ou égal à 3), l'appareil de détection de courant comportant :
deux jeux de capteurs magnétiques de n phases (MS) dont chacun est disposé en regard d'une ligne de connexion (WR) de chaque phase de chaque jeu alimentant en courant l'enroulement d'armature de chaque phase de chaque jeu ; et
une unité de détection de courant d'armature (32) qui détecte un courant qui circule dans l'enroulement d'armature de chaque phase de chaque jeu, sur la base d'un signal de sortie du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu,
dans lequel le capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est disposé en une position où traverse un flux magnétique émis radialement par le rotor (14) dans une direction radiale, et
lorsque dans le premier jeu d'enroulements d'armatures de n phases, une phase d'un pôle magnétique du rotor dans un angle électrique par rapport au premier jeu de k-ième phase d'enroulement d'armature est définie comme étant θek1, une composante de détection (Bs) d'une densité de flux de rotor qui est une composante de densité de flux du rotor détectée par le premier jeu de k-ième phase de capteur magnétique (MS) est définie comme étant Bsk1, et R1 qui est une composante d'ondulation du premier jeu (R1) est définie comme valant
, et lorsque dans le deuxième jeu d'enroulements d'armatures de n phases, une phase du pôle magnétique du rotor dans l’angle électrique par rapport au deuxième jeu de h-ième phase d'enroulement d'armature est définie comme étant θeh2, une composante de détection (Bs) d'une densité de flux de rotor qui est une composante de densité de flux du rotor détectée par le deuxième jeu de h-ième phase de capteur magnétique (MS) est définie comme étant Bsh2, et R2 qui est une composante d'ondulation du deuxième jeu (R2) est définie comme valant
, un angle d'inclinaison (θt) d'une direction de détection de flux magnétique (DS) du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu par rapport à un plan orthogonal radial (Por) qui est un plan orthogonal à une direction radiale passant par le capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est établi de manière à ce qu'un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du premier jeu (R1) et un signe positif ou négatif de la composante d'ondulation du deuxième jeu (R2) soient différents l'un de l'autre. - Appareil de détection de courant selon la revendication 1,
dans lequel l'angle d'inclinaison (θt) du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est défini de sorte qu'une valeur totale de la composante d'ondulation du premier jeu (R1) et de la composante d'ondulation du deuxième jeu (R2) devienne 0. - Appareil de détection de courant selon la revendication 1 ou 2,
dans laquelle Δθ qui est une différence de phase des courants du deuxième jeu d'enroulements d'armature de n phases par rapport aux courants du premier jeu d'enroulements d'armature de n phases est dans la plage : -π/3 < Δθ < π/3, et
l'angle d'inclinaison (θt) du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est défini de sorte que, dans chaque combinaison d'une phase de premier jeu et d'une phase de deuxième jeu dans laquelle la différence de phase des courants devient la plus petite entre le premier jeu d’enroulements d’armature de phase n et le deuxième jeu d’enroulements d'armature de phase n, un signe positif ou négatif de la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du premier jeu, et un signe positif ou négatif de la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du deuxième jeu sont différents l’un de l’autre. - Appareil de détection de courant selon la revendication 3,
dans lequel l'angle d'inclinaison (θt) du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est défini de sorte que, dans chaque combinaison, une valeur absolue de la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du premier jeu, et une valeur absolue de la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du deuxième jeu deviennent les mêmes. - Appareil de détection de courant selon la revendication 3 ou 4,
dans lequel le Δθ est dans une plage telle que -π/6 <= Δθ <= π/6. - Appareil de détection de courant selon la revendication 1 ou 2,
dans laquelle Δθ qui est une différence de phase des courants du deuxième jeu d'enroulements d'armature de n phases par rapport aux courants du premier jeu d'enroulements d'armature de n phases est dans la plage : -2π/3 < Δθ < 0, et
l'angle d'inclinaison (θt) du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est défini de sorte que, dans chaque combinaison d'une phase de premier jeu et d'une phase de deuxième jeu dans laquelle la différence de phase des courants devient la plus grande entre le premier jeu d’enroulements d’armature de phase n et le deuxième jeu d’enroulements d'armature de phase n, un signe positif ou négatif de la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du premier jeu, et un signe positif ou négatif de la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du deuxième jeu sont les mêmes. - Appareil de détection de courant selon la revendication 6,
dans lequel l'angle d'inclinaison (θt) du capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est défini de sorte que, dans chaque combinaison, la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du premier jeu, et la composante de détection (Bs) de la densité de flux du rotor par le capteur magnétique (MS) de la phase du deuxième jeu deviennent les mêmes. - Appareil de détection de courant selon la revendication 6 ou 7,
dans lequel le Δθ est dans une plage -π/2 <= Δθ <= π/6. - Appareil de détection de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
dans lequel le capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est disposé sur le même cercle centré sur un centre axial (C). - Appareil de détection de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
dans lequel, lorsqu'une valeur totale d'un total des valeurs de détection de courant du premier jeu d'enroulements d'armature de n phases et d'un total des valeurs de détection de courant du deuxième jeu d'enroulements d'armature de n phases dépasse une plage de détermination définie de manière préliminaire, l'unité de détection de courant d’armature (32) détermine qu'une anomalie s'est produite. - Appareil de détection de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
dans lequel le rotor (14) est pourvu d'un enroulement de champ (4). - Appareil de détection de courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,
dans lequel le rotor (14) est un rotor de type Lundell dans lequel l'enroulement de champ (4) est enroulé concentriquement, centré sur un centre axial (C), et une partie d’un premier côté dans la direction axiale (X1) du rotor (14) devient pôle N ou pôle S, et
dans lequel le capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu est disposé d’un premier côté dans la direction axiale (X1) du rotor, et le flux magnétique émis radialement dans la direction radiale à partir de la partie du premier côté dans la direction axiale (X1) du rotor (14) traverse le capteur magnétique (MS) de chaque phase de chaque jeu..
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