FR3116125A1 - Current sensor and current sensor transducer assembly system - Google Patents
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Abstract
Capteur de courant et système d’assemblage de transducteurs d’un capteur de courant Système d’assemblage (100) d’un premier (110) et d’un deuxième (120) transducteurs identiques, chaque transducteur comprenant au moins un noyau bobiné, une première (E11, E21) et une deuxième (E12, E22) extrémités de bobinage, le système d’assemblage étant configuré de manière à relier entre elles les extrémités de bobinage des transducteurs et étant caractérisé en ce que la distance entre la première extrémité (E11) du premier transducteur et la deuxième extrémité (E12) du premier transducteur (110) est égale à la distance entre la deuxième extrémité (E22) du deuxième transducteur (120) et la première extrémité (E21) du deuxième transducteur (120) et en ce que la distance entre la première extrémité (E11) du premier transducteur et la deuxième extrémité (E22) du deuxième transducteur est égale à la distance entre la deuxième extrémité (E12) du premier transducteur et la première extrémité (E21) du deuxième transducteur. Figure pour l’abrégé : Fig. 1A Current sensor and transducer assembly system of a current sensor Assembly system (100) of identical first (110) and second (120) transducers, each transducer comprising at least one wound core, first (E11, E21) and second (E12, E22) ends winding, the assembly system being configured to interconnect the winding ends of the transducers and being characterized in that the distance between the first end (E11) of the first transducer and the second end (E12) of the first transducer (110) is equal to the distance between the second end (E22) of the second transducer (120) and the first end (E21) of the second transducer (120) and in that the distance between the first end (E11) of the first transducer and the second end (E22) of the second transducer is equal to the distance between the second end (E12) of the first transducer and the first end (E21) of the second transducer. Figure for abstract: Fig. 1A
Description
La présente invention se rapporte au domaine général des capteurs de courant et plus particulièrement à l’assemblage des transducteurs présents dans les capteurs de courant.The present invention relates to the general field of current sensors and more particularly to the assembly of transducers present in current sensors.
Afin de vérifier l’absence de défaut dans un réseau électrique, on mesure le courant résiduel (ou courant de mode commun) et le courant de réseau (ou courant de mode différentiel) aux deux bornes du réseau. Le courant de réseau est défini comme la moitié de la différence des courants aux bornes du réseau et le courant résiduel est défini comme la somme des courants aux bornes du réseau.In order to check that there are no faults in an electrical network, the residual current (or common mode current) and the network current (or differential mode current) are measured at the two terminals of the network. The network current is defined as half the difference of the currents at the network terminals and the residual current is defined as the sum of the currents at the network terminals.
Selon la mesure à effectuer, on place une des bornes ou les deux bornes du réseau dans un capteur de courant. Généralement, on utilise des capteurs de courant de type effet Néel® et/ou Rogowski afin de mesurer des courants continus et/ou alternatifs sur une large bande passante.Depending on the measurement to be performed, one of the terminals or both terminals of the network is placed in a current sensor. Generally, current sensors of the Néel® and/or Rogowski effect type are used in order to measure direct and/or alternating currents over a wide bandwidth.
Cependant, lors de la mesure d’un courant à une borne du réseau, on doit imposer une distance minimale entre les deux bornes pour limiter l’influence du courant de retour présent dans la borne non mesurée sur la mesure. Tandis que lors de la mesure du courant résiduel, on place le capteur de courant autour des deux bornes, et il est nécessaire de rapprocher le plus possible les deux bornes pour limiter l’influence du champ magnétique créé par l’écartement entre les deux bornes sur la mesure.However, when measuring a current at a network terminal, a minimum distance must be imposed between the two terminals to limit the influence of the return current present in the unmeasured terminal on the measurement. While when measuring the residual current, the current sensor is placed around the two terminals, and it is necessary to bring the two terminals as close together as possible to limit the influence of the magnetic field created by the gap between the two terminals on the measure.
Pour contrôler ces erreurs de mesure, plusieurs solutions ont déjà été proposées :To control these measurement errors, several solutions have already been proposed:
- On peut maîtriser la géométrie du capteur en le réalisant sur des circuits imprimés, mais le capteur ne pourra pas être ouvrant ;The geometry of the sensor can be controlled by making it on printed circuits, but the sensor cannot be opening;
- On peut réduire la longueur de l’écartement entre les transducteurs de mesure du capteur, mais cette réduction est limitée par une longueur minimale d’écartement permettant d’isoler les transducteurs lors de mesures en haute tension en particulier ou dans le cas d’un capteur ouvrant ;It is possible to reduce the length of the spacing between the measurement transducers of the sensor, but this reduction is limited by a minimum length of spacing making it possible to isolate the transducers during high voltage measurements in particular or in the case of a opening sensor;
- On peut ajouter des spires de compensation aux extrémités des transducteurs, mais cela n’est pas applicable aux capteurs de type Néel® ;Compensation turns can be added to the ends of the transducers, but this is not applicable to Néel® type sensors;
- On peut ajouter un noyau magnétique à faible reluctance pour réduire l’intensité du champ magnétique dans l’écartement, mais cela n’est applicable que pour de faibles champs en courant alternatif et pour ces capteurs de type Rogowski uniquement ; ou encoreA low reluctance magnetic core can be added to reduce the magnetic field strength in the gap, but this is only applicable for weak AC fields and for these Rogowski type sensors only; or
- On peut utiliser deux paires de joncs bobinés pour réaliser une annulation géométrique des erreurs d’écartement, comme présenté dans le brevet FR 3 068 137, néanmoins cela nécessite la déformation des joncs, ce qui pose des problèmes de mise en œuvre et de performance (défaut de blindage au niveau de l’écartement).Two pairs of coiled rods can be used to achieve a geometric cancellation of spacing errors, as presented in patent FR 3 068 137, however this requires the deformation of the rods, which poses implementation and performance problems ( shielding fault at the level of the gap).
Il est donc souhaitable de disposer d’un capteur de courant précis et ouvrant permettant de mesurer des courants malgré la proximité d’un fort courant de retour ou de diaphonie.It is therefore desirable to have an accurate and split-core current sensor allowing currents to be measured despite the proximity of a strong return or crosstalk current.
L’invention concerne un système d’assemblage d’un premier et d’un deuxième transducteurs identiques, chaque transducteur comprenant au moins un noyau bobiné, une première et une deuxième extrémités de bobinage, le système d’assemblage étant configuré de manière à relier entre elles les extrémités de bobinage des transducteurs et étant caractérisé en ce que la distance entre la première extrémité du premier transducteur et la deuxième extrémité du premier transducteur est égale à la distance entre la deuxième extrémité du deuxième transducteur et la première extrémité du deuxième transducteur et en ce que la distance entre la première extrémité du premier transducteur et la deuxième extrémité du deuxième transducteur est égale à la distance entre la deuxième extrémité du premier transducteur et la première extrémité du deuxième transducteur.A system for assembling identical first and second transducers, each transducer comprising at least one coil core, first and second coil ends, the assembly system being configured to connect therebetween the winding ends of the transducers and being characterized in that the distance between the first end of the first transducer and the second end of the first transducer is equal to the distance between the second end of the second transducer and the first end of the second transducer and in that the distance between the first end of the first transducer and the second end of the second transducer is equal to the distance between the second end of the first transducer and the first end of the second transducer.
L’égalité des distances signifie que ces distances sont égales avec une incertitude inférieure ou égale à +/- 5 mm, par exemple avec une incertitude de +/- 1 mm ou avec une incertitude de +/- 0,1 mm. Cela permet notamment de compenser les éventuelles dissymétries de production des deux transducteurs identiques.Equality of distances means that these distances are equal with an uncertainty less than or equal to +/- 5 mm, for example with an uncertainty of +/- 1 mm or with an uncertainty of +/- 0.1 mm. This makes it possible in particular to compensate for any asymmetries in the production of the two identical transducers.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, le système d’assemblage comprend une première et une deuxième pièces de fixation, la première pièce de fixation reliant la première extrémité du premier transducteur à la deuxième extrémité du deuxième transducteur et la deuxième pièce de fixation reliant la deuxième extrémité du premier transducteur à la première extrémité du deuxième transducteur ou la première pièce de fixation reliant les première et deuxième extrémités du premier transducteur et la deuxième pièce de fixation reliant les première et deuxième extrémités du deuxième transducteur, le système d’assemblage étant caractérisé en ce que les première et deuxième pièces de fixation sont configurées de manière à ce qu’un vecteur défini de la première extrémité du premier transducteur à la deuxième extrémité du premier transducteur soit égal au vecteur défini de la deuxième extrémité du deuxième transducteur à la première extrémité du deuxième transducteur et à ce qu’un vecteur défini de la première extrémité du premier transducteur à la deuxième extrémité du deuxième transducteur soit égal au vecteur défini de la deuxième extrémité du premier transducteur à la première extrémité du deuxième transducteur.According to a particular characteristic of the invention, the assembly system comprises a first and a second fixing part, the first fixing part connecting the first end of the first transducer to the second end of the second transducer and the second fixing part connecting the second end of the first transducer to the first end of the second transducer or the first fixing part connecting the first and second ends of the first transducer and the second fixing part connecting the first and second ends of the second transducer, the assembly system being characterized in that the first and second fittings are configured such that a vector defined from the first end of the first transducer to the second end of the first transducer is equal to the vector defined from the second end of the second transducer to the first end of the second transducer and that a ve The definite vector from the first end of the first transducer to the second end of the second transducer is equal to the definite vector from the second end of the first transducer to the first end of the second transducer.
Un vecteur V(A,B) est défini dans l’espace par son sens, sa direction et sa norme. Sa direction est la droite (AB), sa grandeur est la mesure du segment [AB] et son sens est l’orientation de A vers B.A vector V(A,B) is defined in space by its direction, its direction and its norm. Its direction is the straight line (AB), its magnitude is the measurement of the segment [AB] and its direction is the orientation from A to B.
Ainsi, par exemple, le vecteur défini de la première extrémité du premier transducteur à la deuxième extrémité du premier transducteur est orienté de la première extrémité vers la deuxième extrémité du premier transducteur. Sa direction est donnée par la droite reliant ces deux extrémités et sa norme est la distance entre la première et la deuxième extrémité du premier transducteur.Thus, for example, the vector defined from the first end of the first transducer to the second end of the first transducer is oriented from the first end towards the second end of the first transducer. Its direction is given by the straight line connecting these two ends and its norm is the distance between the first and the second end of the first transducer.
Grâce à la configuration particulière des deux pièces de fixation assemblant les extrémités des transducteurs, on peut réaliser une boucle fermée dans un plan, bien qu’il existe toujours un écartement entre les extrémités dans un autre plan. Néanmoins, les vecteurs de déplacement dans cet écartement sont identiques et colinéaires. Cela permet d’avoir une erreur de mesure insensible à un champ uniforme externe.Thanks to the particular configuration of the two fixing parts assembling the ends of the transducers, a closed loop can be achieved in one plane, although there is always a gap between the ends in another plane. Nevertheless, the displacement vectors in this spacing are identical and collinear. This makes it possible to have a measurement error insensitive to an external uniform field.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les première et deuxième pièces de fixation sont configurées de manière à ce que les première et deuxième extrémités du premier transducteur soient dans un même premier plan et les première et deuxième extrémités du deuxième transducteur soient dans un même deuxième plan différent du premier plan et parallèle au premier plan.According to another particular characteristic of the invention, the first and second fixing parts are configured so that the first and second ends of the first transducer are in the same first plane and the first and second ends of the second transducer are in a same second plane different from the first plane and parallel to the first plane.
Cela permet de réduire la taille du système d’assemblage, notamment son épaisseur, et de réduire les écartements entre les extrémités.This makes it possible to reduce the size of the assembly system, in particular its thickness, and to reduce the gaps between the ends.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, au moins une des première et deuxième pièces de fixation comprend un moyen de réglage par translation d’une position relative d’au moins une des extrémités des transducteurs.According to another particular characteristic of the invention, at least one of the first and second fixing parts comprises means for adjusting by translation a relative position of at least one of the ends of the transducers.
Cela permet d’ajuster la position relative d’un transducteur par rapport à l’autre transducteur. On peut ainsi corriger des incertitudes liées à la production des transducteurs, notamment celles liées à la régularité du bobinage du noyau et/ou à la section du noyau et/ou le taux de charge du noyau et/ou la longueur des transducteurs et/ou les effets de bord. Ce moyen de réglage peut permettre de figer la position des transducteurs pour un système d’assemblage fermé ou d’ajuster la position des transducteurs par l’utilisateur pour un système d’assemblage ouvrant. Un utilisateur peut ainsi choisir de rapprocher ou d’éloigner les deux transducteurs selon qu’il réalise une mesure de courant de mode différentiel ou de mode commun.This adjusts the relative position of one transducer to the other transducer. It is thus possible to correct uncertainties related to the production of the transducers, in particular those related to the regularity of the winding of the core and/or to the section of the core and/or the rate of charge of the core and/or the length of the transducers and/or edge effects. This adjustment means can make it possible to freeze the position of the transducers for a closed assembly system or to adjust the position of the transducers by the user for an opening assembly system. A user can thus choose to bring the two transducers closer together or further apart depending on whether he is performing a differential mode or common mode current measurement.
Le moyen de réglage est, par exemple, une glissière.The adjustment means is, for example, a slide.
De manière préférentielle, le moyen de réglage permet de régler la position relative d’au moins une des extrémités des transducteurs par translation selon deux directions orthogonales.Preferably, the adjustment means makes it possible to adjust the relative position of at least one of the ends of the transducers by translation in two orthogonal directions.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les première et deuxième pièces de fixation comprennent des connecteurs de type femelle.According to another particular characteristic of the invention, the first and second fixing parts comprise connectors of the female type.
Cela permet d’avoir un système d’assemblage pouvant être plus facilement utilisable dans plusieurs configurations.This makes it possible to have an assembly system that can be more easily used in several configurations.
Un autre objet de l’invention est un capteur de courant comprenant au moins deux transducteurs, les transducteurs comprenant chacun au moins un noyau bobiné et deux connecteurs placés respectivement aux extrémités du transducteur, caractérisé en ce que les transducteurs sont assemblés entre eux par le système d’assemblage selon l’invention, l’assemblage des transducteurs formant au moins une boucle.Another object of the invention is a current sensor comprising at least two transducers, the transducers each comprising at least one wound core and two connectors placed respectively at the ends of the transducer, characterized in that the transducers are assembled together by the system assembly according to the invention, the assembly of the transducers forming at least one loop.
Grâce au système d’assemblage présent dans ce capteur, on dispose d’un capteur de courant ouvrable insensible aux champs uniformes externes car l’écartement entre les transducteurs est contrôlé et quasi nul.Thanks to the assembly system present in this sensor, we have an openable current sensor insensitive to external uniform fields because the spacing between the transducers is controlled and almost zero.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, les connecteurs des transducteurs sont de type mâle.According to a particular characteristic of the invention, the connectors of the transducers are of the male type.
En utilisant des pièces de fixation ayant des connecteurs de type femelle ou ayant des adaptateurs, l’utilisateur peut réaliser aisément plusieurs configurations avec un seul capteur. Par exemple, il peut mesurer un courant de type résiduel d’un réseau avec les transducteurs assemblés en deux boucles parallèles dans lesquelles passe une des bornes du réseau ; ou il peut mesurer un courant de type réseau d’un réseau avec les transducteurs assemblés en deux boucles séparées, chaque boucle étant traversée par une des bornes du réseau ; ou il peut mesurer un courant de grande intensité avec une seule boucle formée par les transducteurs.By using fixing parts with female type connectors or with adapters, the user can easily achieve several configurations with a single sensor. For example, it can measure a residual type current from a network with the transducers assembled in two parallel loops through which one of the network terminals passes; or it can measure a network-type current of a network with the transducers assembled in two separate loops, each loop being crossed by one of the terminals of the network; or it can measure a large current with a single loop formed by the transducers.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les transducteurs comprennent chacun au moins une paire de noyaux bobinés, au sein de laquelle un bobinage d’un noyau est en sens opposé au bobinage de l’autre noyau.According to another particular characteristic of the invention, the transducers each comprise at least one pair of wound cores, within which a winding of one core is in the opposite direction to the winding of the other core.
Cela permet d’avoir un capteur mesurant des courants continus et/ou alternatifs.This makes it possible to have a sensor measuring direct and/or alternating currents.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’assemblage des transducteurs forme 2xN boucles, N étant un entier supérieur ou égal à 1.According to another particular characteristic of the invention, the assembly of the transducers forms 2xN loops, N being an integer greater than or equal to 1.
Cela permet de rapprocher au maximum les écartements entre les connecteurs, en particulier entre les extrémités des transducteurs, car les deux pièces de fixation peuvent être fixées entre elles de manière à ne former plus qu’une seule pièce. On peut ainsi réduire l’écartement entre les transducteurs et donc les champs magnétiques au niveau de l’écartement. Cette caractéristique est particulièrement adaptée pour mesurer la somme de courants circulant dans un ou plusieurs conducteurs et donc pour mesurer un courant de mode commun.This makes it possible to bring the gaps between the connectors as close as possible, in particular between the ends of the transducers, because the two fixing parts can be fixed together so as to form only one part. It is thus possible to reduce the spacing between the transducers and therefore the magnetic fields at the level of the spacing. This characteristic is particularly suitable for measuring the sum of currents flowing in one or more conductors and therefore for measuring a common mode current.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les boucles d’une moitié des 2xN boucles ne chevauchent pas les boucles de l’autre moitié des 2xN boucles.According to another particular characteristic of the invention, the loops of one half of the 2xN loops do not overlap the loops of the other half of the 2xN loops.
Cette caractéristique permet notamment de mesurer un courant de mode différentiel, car les circulations de champs magnétiques générées par un courant de retour sont opposées entre les deux moitiés des 2xN boucles. Ainsi les courants de retour dans une moitié des 2xN boucles ne perturbent pas les mesures dans l’autre moitié des 2xN boucles.This characteristic makes it possible in particular to measure a current in differential mode, because the circulations of magnetic fields generated by a return current are opposite between the two halves of the 2×N loops. Thus the return currents in one half of the 2xN loops do not disturb the measurements in the other half of the 2xN loops.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, un angle formé entre une médiatrice d’une première boucle de la première moitié des 2xN boucles et une deuxième boucle de la deuxième moitié des 2xN boucles et une de ces première ou deuxième boucles est supérieur à 40°. Cet angle est, par exemple, de 60°.According to another particular characteristic of the invention, an angle formed between a perpendicular bisector of a first loop of the first half of the 2xN loops and a second loop of the second half of the 2xN loops and one of these first or second loops is greater than 40°. This angle is, for example, 60°.
De manière préférentielle, tous les angles formés entre cette médiatrice et l’une des boucles sont égaux.Preferably, all the angles formed between this perpendicular bisector and one of the loops are equal.
Cela permet d’améliorer l’uniformité du champ magnétique résultant le long des transducteurs. De manière préférentielle, si on note D la distance entre les deux conducteurs (ou les deux ensembles de conducteurs) présents respectivement dans la première et la deuxième boucle, le croisement entre les transducteurs se fera à D/2 des conducteurs, c’est-à-dire les pièces de fixation reliant les extrémités des transducteurs entre elles seront sensiblement à D/2 des conducteurs. De même, préférentiellement, la largeur totale de l’ensemble formé par la première et la deuxième boucles est égale à 2D, et les conducteurs sont au centre de leur boucle respective. De plus, la première et/ou la deuxième boucle peuvent chacune être formées de plusieurs boucles parallèles entre elles.This improves the uniformity of the resulting magnetic field along the transducers. Preferably, if the distance between the two conductors (or the two sets of conductors) present respectively in the first and the second loop is denoted D, the crossing between the transducers will take place at D/2 of the conductors, i.e. that is to say, the fixing parts connecting the ends of the transducers together will be substantially at D/2 of the conductors. Similarly, preferably, the total width of the assembly formed by the first and the second loops is equal to 2D, and the conductors are at the center of their respective loop. Moreover, the first and/or the second loop can each be formed of several parallel loops between them.
On peut ainsi obtenir un capteur de courant permettant de mesurer directement un courant de réseau en réalisant la soustraction des courants par la mesure de la circulation des champs magnétiques, tout en étant particulièrement linéaire car sa forme permet d’annuler la projection du champ magnétique le long des transducteurs, peu sensible aux champs externes grâce au faible écartement entre les transducteurs et peu sensible à un courant de retour car les boucles et donc la circulation de champs ne se chevauchent pas.It is thus possible to obtain a current sensor making it possible to directly measure a network current by carrying out the subtraction of the currents by measuring the circulation of the magnetic fields, while being particularly linear because its shape makes it possible to cancel the projection of the magnetic field along the transducers, not very sensitive to external fields thanks to the small spacing between the transducers and not very sensitive to a return current because the loops and therefore the circulation of fields do not overlap.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the appended drawings which illustrate examples of embodiments without any limiting character.
Les figures 1A et 1B représentent de manière schématique un système d’assemblage 100 de deux transducteurs 110 et 120 selon un mode de réalisation de l’invention, les transducteurs 110 et 120 étant identiques. Plus particulièrement, les figures 1A et 1B représentent deux vues différentes du système d’assemblage 100 permettant de mettre en évidence le positionnement des extrémités des transducteurs 110 et 120.FIGS. 1A and 1B schematically represent a system 100 for assembling two transducers 110 and 120 according to one embodiment of the invention, the transducers 110 and 120 being identical. More particularly, FIGS. 1A and 1B represent two different views of the assembly system 100 making it possible to highlight the positioning of the ends of the transducers 110 and 120.
Le système d’assemblage 100 comprend une première pièce de fixation 101 et une deuxième pièce de fixation 102 permettant d’assembler deux transducteurs 110 et 120 ensemble. Les transducteurs 110 et 120 sont identiques et comprennent chacun au moins un noyau bobiné et deux extrémités de bobinage recouvertes chacune d’un connecteur. Ainsi le transducteur 110 comprend deux extrémités E11 et E12 et le transducteur 120 deux extrémités E21 et E22. La pièce de fixation 101 permet de relier la première extrémité E11 du transducteur 110 à la deuxième extrémité E22 du transducteur 120. Tandis que la pièce de fixation 102 permet de relier la deuxième extrémité E12 du transducteur 110 à la première extrémité E21 du transducteur 120. Le système d’assemblage 100 des figures 1A et 1B permet de former une boucle avec les deux transducteurs 110 et 120.The assembly system 100 comprises a first attachment part 101 and a second attachment part 102 making it possible to assemble two transducers 110 and 120 together. Transducers 110 and 120 are identical and each include at least one coil core and two coil ends each covered with a connector. Thus the transducer 110 comprises two ends E11 and E12 and the transducer 120 two ends E21 and E22. The fixing piece 101 makes it possible to connect the first end E11 of the transducer 110 to the second end E22 of the transducer 120. While the fixing piece 102 makes it possible to connect the second end E12 of the transducer 110 to the first end E21 of the transducer 120. The assembly system 100 of FIGS. 1A and 1B makes it possible to form a loop with the two transducers 110 and 120.
Conformément à l’invention, le vecteur V(E11, E22) défini de la première extrémité E11 du transducteur 110 à la deuxième extrémité E22 du transducteur 120 est égal au vecteur V(E12, E21) défini de la deuxième extrémité E12 du transducteur 110 à la première extrémité E21 du transducteur 120. Tandis que le vecteur V(E11, E12) défini de la première extrémité E11 à la deuxième extrémité E12 du transducteur 110 est égal au vecteur V(E22, E21) défini entre de la deuxième extrémité E22 à la première extrémité E21 du transducteur 120. Ainsi la distance entre les extrémités E11 et E22 est égale à la distance entre les extrémités E12 et E21 ; et la distance entre les extrémités E11 et E12 est égale à la distance entre les extrémités E22 et E21.According to the invention, the vector V(E11, E22) defined from the first end E11 of the transducer 110 to the second end E22 of the transducer 120 is equal to the vector V(E12, E21) defined from the second end E12 of the transducer 110 at the first end E21 of the transducer 120. While the vector V(E11, E12) defined from the first end E11 to the second end E12 of the transducer 110 is equal to the vector V(E22, E21) defined between the second end E22 at the first end E21 of the transducer 120. Thus the distance between the ends E11 and E22 is equal to the distance between the ends E12 and E21; and the distance between ends E11 and E12 is equal to the distance between ends E22 and E21.
La
Le capteur 200 est placé autour de deux conducteurs 250 et 260 dans lesquels circule un courant que l’on souhaite mesurer.The sensor 200 is placed around two conductors 250 and 260 in which flows a current which it is desired to measure.
Conformément à l’invention, le capteur 200 comprend des transducteurs 210 et 220 assemblés entre eux grâce au système d’assemblage de l’invention et plus particulièrement grâce aux pièces de fixation 201 et 202. Les transducteurs 210 et 220 comprennent chacun au moins un noyau bobiné et deux connecteurs placés respectivement à leurs extrémités, et sont identiques.In accordance with the invention, the sensor 200 comprises transducers 210 and 220 assembled together by means of the assembly system of the invention and more particularly by means of the fixing parts 201 and 202. The transducers 210 and 220 each comprise at least one wound core and two connectors placed respectively at their ends, and are identical.
Dans ce mode de réalisation, la première pièce de fixation 201 permet d’assembler les deux extrémités E11 et E12 du premier transducteur 210, tandis que la deuxième pièce de fixation 202 permet d’assembler les deux extrémités E21 et E22 du deuxième transducteur 220. Le système d’assemblage permet ainsi de former deux boucles avec les transducteurs 210 et 220. De plus, dans ce mode de réalisation, les deux boucles formées par les transducteurs 210 et 220 sont parallèles et se chevauchent au moins en partie, de manière à ce que les deux conducteurs 250 et 260 passent dans les deux boucles.In this embodiment, the first fixing piece 201 makes it possible to assemble the two ends E11 and E12 of the first transducer 210, while the second fixing piece 202 makes it possible to assemble the two ends E21 and E22 of the second transducer 220. The assembly system thus makes it possible to form two loops with the transducers 210 and 220. Moreover, in this embodiment, the two loops formed by the transducers 210 and 220 are parallel and overlap at least in part, so as to what the two conductors 250 and 260 pass through the two loops.
De plus, grâce à la première pièce de fixation 201, les deux extrémités E11 et E12 du transducteur 210 sont placées dans un même premier plan ; et grâce à la deuxième pièce de fixation 202, les deux extrémités E21 et E22 du transducteur 220 sont placées dans un même deuxième plan. Le deuxième plan est différent du premier plan et est parallèle au premier plan.Moreover, thanks to the first fixing part 201, the two ends E11 and E12 of the transducer 210 are placed in the same first plane; and thanks to the second fixing part 202, the two ends E21 and E22 of the transducer 220 are placed in the same second plane. The second plane is different from the first plane and is parallel to the first plane.
Conformément à l’invention, le vecteur V(E11, E22) défini de la première extrémité E11 du transducteur 210 à la deuxième extrémité E22 du transducteur 220 est égal au vecteur V(E12, E21) défini de la deuxième extrémité E12 du transducteur 210 et la première extrémité E21 du transducteur 220. Tandis que le vecteur V(E11, E12) défini de la première E11 à la deuxième E12 extrémités du transducteur 210 est égal au vecteur V(E22, E21) défini de la deuxième E22 à la première E21 extrémités du transducteur 220.According to the invention, the vector V(E11, E22) defined from the first end E11 of the transducer 210 to the second end E22 of the transducer 220 is equal to the vector V(E12, E21) defined from the second end E12 of the transducer 210 and the first end E21 of the transducer 220. While the vector V(E11, E12) defined from the first E11 to the second E12 ends of the transducer 210 is equal to the vector V(E22, E21) defined from the second E22 to the first E21 ends of transducer 220.
Cette configuration, deux boucles formées par les transducteurs 210 et 220 entourant toutes les deux les conducteurs 250 et 260, permet notamment de mesurer la somme des courants circulant dans les conducteurs 250 et 260, c’est-à-dire le courant résiduel (ou courant de mode commun).This configuration, two loops formed by the transducers 210 and 220 both surrounding the conductors 250 and 260, makes it possible in particular to measure the sum of the currents circulating in the conductors 250 and 260, that is to say the residual current (or common mode current).
La
Le capteur 300 est placé autour de deux conducteurs 350 et 360 dans lesquels circule un courant que l’on souhaite mesurer.The sensor 300 is placed around two conductors 350 and 360 in which flows a current which it is desired to measure.
Conformément à l’invention, le capteur 300 comprend des transducteurs 310 et 320 assemblés entre eux grâce au système d’assemblage de l’invention et plus particulièrement grâce aux pièces de fixation 301 et 302. Les transducteurs 310 et 320 comprennent chacun au moins un noyau bobiné et deux connecteurs placés respectivement à leurs extrémités.In accordance with the invention, the sensor 300 comprises transducers 310 and 320 assembled together by means of the assembly system of the invention and more particularly by means of the fixing parts 301 and 302. The transducers 310 and 320 each comprise at least one wound core and two connectors placed respectively at their ends.
Dans ce mode de réalisation, la première pièce de fixation 301 permet d’assembler les deux extrémités E11 et E12 du premier transducteur 310, tandis que la deuxième pièce de fixation 302 permet d’assembler les deux extrémités E21 et E22 du deuxième transducteur 320. Le système d’assemblage permet ainsi de former deux boucles avec les transducteurs 310 et 320. De plus, les deux boucles formées ne se chevauchent pas, ce qui permet d’avoir un seul conducteur par boucle. Ainsi, le conducteur 350 ne passe que dans la boucle formée par le transducteur 310 et le conducteur 360 ne passe que dans la boucle formée par le transducteur 320.In this embodiment, the first fixing part 301 makes it possible to assemble the two ends E11 and E12 of the first transducer 310, while the second fixing part 302 makes it possible to assemble the two ends E21 and E22 of the second transducer 320. The assembly system thus makes it possible to form two loops with the transducers 310 and 320. In addition, the two loops formed do not overlap, which makes it possible to have a single conductor per loop. Thus, conductor 350 only passes through the loop formed by transducer 310 and conductor 360 only passes through the loop formed by transducer 320.
De plus, grâce à la première pièce de fixation 301, les deux extrémités E11 et E12 du transducteur 310 sont placées dans un même premier plan ; et grâce à la deuxième pièce de fixation 302, les deux extrémités E21 et E22 du transducteur 320 sont placées dans un même deuxième plan. Le deuxième plan est différent du premier plan et est parallèle au premier plan.Moreover, thanks to the first fixing part 301, the two ends E11 and E12 of the transducer 310 are placed in the same first plane; and thanks to the second fixing part 302, the two ends E21 and E22 of the transducer 320 are placed in the same second plane. The second plane is different from the first plane and is parallel to the first plane.
Conformément à l’invention, le vecteur V(E11, E22) défini de la première extrémité E11 du transducteur 310 à la deuxième extrémité E22 du transducteur 320 est égal au vecteur V(E12, E21) défini de la deuxième extrémité E12 du transducteur 310 à la première extrémité E21 du transducteur 320. Tandis que le vecteur V(E11, E12) défini de la première E11 à la deuxième E12 extrémités du transducteur 310 est égal au vecteur V(E22, E21) défini de la deuxième E22 à la première E21 extrémités du transducteur 320.According to the invention, the vector V(E11, E22) defined from the first end E11 of the transducer 310 to the second end E22 of the transducer 320 is equal to the vector V(E12, E21) defined from the second end E12 of the transducer 310 at the first end E21 of the transducer 320. While the vector V(E11, E12) defined from the first E11 to the second E12 ends of the transducer 310 is equal to the vector V(E22, E21) defined from the second E22 to the first E21 transducer ends 320.
La
Le capteur 400 est placé autour de deux conducteurs 450 et 460 dans lesquels circule un courant que l’on souhaite mesurer.The sensor 400 is placed around two conductors 450 and 460 in which flows a current which it is desired to measure.
Conformément à l’invention, le capteur 400 comprend des transducteurs 410 et 420 assemblés entre eux grâce au système d’assemblage de l’invention et plus particulièrement grâce aux pièces de fixation 401 et 402. Les transducteurs 410 et 420 comprennent chacun au moins un noyau bobiné et deux connecteurs placés respectivement à leurs extrémités.In accordance with the invention, the sensor 400 comprises transducers 410 and 420 assembled together thanks to the assembly system of the invention and more particularly thanks to the fixing parts 401 and 402. The transducers 410 and 420 each comprise at least one wound core and two connectors placed respectively at their ends.
Dans ce mode de réalisation, la première pièce de fixation 401 permet d’assembler les deux extrémités E11 et E12 du premier transducteur 410, tandis que la deuxième pièce de fixation 402 permet d’assembler les deux extrémités E21 et E22 du deuxième transducteur 420. Le système d’assemblage permet ainsi de former deux boucles avec les transducteurs 410 et 420. De plus, les deux boucles formées ne se chevauchent pas, ce qui permet d’avoir un seul conducteur par boucle. Ainsi, le conducteur 450 ne passe que dans la boucle formée par le transducteur 410 et le conducteur 460 ne passe que dans la boucle formée par le transducteur 420.In this embodiment, the first fixing part 401 makes it possible to assemble the two ends E11 and E12 of the first transducer 410, while the second fixing part 402 makes it possible to assemble the two ends E21 and E22 of the second transducer 420. The assembly system thus makes it possible to form two loops with the transducers 410 and 420. In addition, the two loops formed do not overlap, which makes it possible to have a single conductor per loop. Thus, conductor 450 only passes through the loop formed by transducer 410 and conductor 460 only passes through the loop formed by transducer 420.
De plus, grâce à la première pièce de fixation 401, les deux extrémités E11 et E12 du transducteur 410 sont placées dans un même premier plan ; et grâce à la deuxième pièce de fixation 402, les deux extrémités E21 et E22 du transducteur 420 sont placées dans un même deuxième plan. Le deuxième plan est différent du premier plan et est parallèle au premier plan.Moreover, thanks to the first fixing part 401, the two ends E11 and E12 of the transducer 410 are placed in the same first plane; and thanks to the second fixing piece 402, the two ends E21 and E22 of the transducer 420 are placed in the same second plane. The second plane is different from the first plane and is parallel to the first plane.
Conformément à l’invention, le vecteur défini de la première extrémité E11 du transducteur 410 à la deuxième extrémité E22 du transducteur 420 est égal au vecteur défini de la deuxième extrémité E12 du transducteur 410 à la première extrémité E21 du transducteur 420. Tandis que le vecteur défini de la première E11 à la deuxième E12 extrémités du transducteur 410 est égal au vecteur défini de la deuxième E22 à la première E21 extrémités du transducteur 420.In accordance with the invention, the vector defined from the first end E11 of the transducer 410 to the second end E22 of the transducer 420 is equal to the vector defined from the second end E12 of the transducer 410 to the first end E21 of the transducer 420. Whereas the vector defined from the first E11 to the second E12 ends of the transducer 410 is equal to the defined vector from the second E22 to the first E21 ends of the transducer 420.
La pièce de fixation 401 comprend également un moyen de réglage 403 par translation de la position relative de l’extrémité E12 par rapport à l’extrémité E11. La pièce de fixation 402 peut également comprendre le même type de moyen de réglage pour régler la position relative de l’extrémité E21 (ou E22) par rapport à l’extrémité E22 (ou E21). Le moyen de réglage 403 est par exemple une glissière.The fixing part 401 also includes a means of adjustment 403 by translation of the relative position of the end E12 with respect to the end E11. The fixing part 402 can also comprise the same type of adjustment means for adjusting the relative position of the end E21 (or E22) with respect to the end E22 (or E21). The adjustment means 403 is for example a slide.
De plus, en notant B1 la boucle formée par le transducteur 410 et B2 la boucle formée par le transducteur 420, au moins un des angles A1, A2, A3ou A4formés entre la médiatrice M des boucles B1 et B2 et l’une des deux boucles B1 ou B2 est supérieur à 40°. Il est par exemple de 60°.Moreover, by denoting B1 the loop formed by the transducer 410 and B2 the loop formed by the transducer 420, at least one of the angles A 1 , A 2 , A 3 or A 4 formed between the perpendicular bisector M of the loops B1 and B2 and one of the two loops B1 or B2 is greater than 40°. It is for example 60°.
De manière préférentielle, les angles A1, A2, A3et A4sont supérieurs à 40°. Ils peuvent également être tous égaux, par exemple de 60°.Preferably, the angles A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are greater than 40°. They can also be all equal, for example 60°.
Par ailleurs, afin d’uniformiser les champs magnétiques au sein des deux boucles B1 et B2, le croisement entre les deux boucles peut se faire à D/2 avec D la distance entre les deux conducteurs 450 et 460.Furthermore, in order to standardize the magnetic fields within the two loops B1 and B2, the crossing between the two loops can be done at D/2 with D the distance between the two conductors 450 and 460.
Plus généralement, quel que soit le mode de réalisation, les connecteurs aux extrémités des transducteurs peuvent être de type mâle et/ou les pièces de fixation peuvent avoir des connecteurs de type femelle. Cela permet de s’adapter plus facilement avec un seul capteur à plusieurs types de mesure et de configuration. On peut ainsi aisément former une ou plusieurs boucles avec le capteur autour des conducteurs à mesurer, par exemple former une seule boucle entourant les deux conducteurs, former plusieurs boucles entourant chacune les deux conducteurs ou former plusieurs boucles, dont une moitié entoure un premier conducteur et l’autre moitié entoure le second conducteur sans que les boucles se chevauchent. Le capteur, de type ouvrant ou fermé, peut ainsi permettre de mesurer à la fois des courants de réseau et des courants résiduels.More generally, whatever the embodiment, the connectors at the ends of the transducers can be of the male type and/or the fixing parts can have connectors of the female type. This makes it easier to adapt with a single sensor to several types of measurement and configuration. One can thus easily form one or more loops with the sensor around the conductors to be measured, for example form a single loop surrounding the two conductors, form several loops each surrounding the two conductors or form several loops, one half of which surrounds a first conductor and the other half surrounds the second conductor without the loops overlapping. The sensor, of the opening or closed type, can thus make it possible to measure both network currents and residual currents.
Quel que soit le mode de réalisation, le capteur peut comprendre 2xN boucles formées par les transducteurs. De plus, afin de mesurer un courant de réseau, c’est-à-dire pour mesurer la différence des courants circulant entre deux conducteurs, la moitié des 2xN boucles peut entourer le premier conducteur et l’autre moitié des 2xN boucles peut entourer le deuxième conducteur. De manière préférentielle, les boucles d’une moitié des 2xN boucles ne chevauchent pas les boucles de l’autre moitié des 2xN boucles. Cela permet d’avoir des conducteurs suffisamment éloignés pour que le courant circulant dans l’un ne perturbe pas la mesure de courant circulant dans l’autre.Whatever the embodiment, the sensor can comprise 2×N loops formed by the transducers. Moreover, in order to measure a network current, i.e. to measure the difference of the currents circulating between two conductors, half of the 2xN loops can surround the first conductor and the other half of the 2xN loops can surround the second driver. Preferably, the loops of one half of the 2xN loops do not overlap the loops of the other half of the 2xN loops. This makes it possible to have conductors sufficiently far apart so that the current flowing in one does not disturb the current measurement flowing in the other.
Avec 2xN boucles, on peut également mesurer un courant résiduel, mais dans ce cas, les 2xN boucles entourent chacune tous les conducteurs.With 2xN loops, it is also possible to measure a residual current, but in this case, the 2xN loops each surround all the conductors.
Quel que soit le mode de réalisation, au moins deux transducteurs peuvent comprendre deux noyaux bobinés dont les sens de bobinage sont inversés. Cela permet d’avoir un capteur capable de mesurer des courants continus et/ou alternatifs tout en étant immune aux perturbations introduites par une brusque variation de tension.Whatever the embodiment, at least two transducers can comprise two wound cores whose winding directions are reversed. This makes it possible to have a sensor capable of measuring direct and/or alternating currents while being immune to the disturbances introduced by a sudden voltage variation.
Quel que soit le mode de réalisation, les conducteurs peuvent être placés au centre des boucles les entourant. Cela permet d’uniformiser la circulation des champs magnétiques dans les boucles.Whatever the embodiment, the conductors can be placed in the center of the loops surrounding them. This makes it possible to standardize the circulation of the magnetic fields in the loops.
Quel que soit le mode de réalisation, le capteur de courant peut être un capteur ouvrant ou un capteur fermé.Whatever the embodiment, the current sensor can be an opening sensor or a closed sensor.
Quel que soit le mode de réalisation, les pièces de fixation du système d’assemblage peuvent comprendre un moyen de réglage de la position relative d’une des extrémités par rapport à une autre extrémité.Whatever the embodiment, the fastening parts of the assembly system can comprise a means for adjusting the relative position of one of the ends with respect to another end.
Quel que soit le mode de réalisation, les pièces de fixation peuvent être assemblées entre elles de manière à ne former qu’une seule pièce de fixation. Plus généralement, les deux pièces de fixation peuvent être deux parties de fixation d’une même pièce de fixation.Whatever the embodiment, the fasteners can be assembled together so as to form a single fastener. More generally, the two fixing parts can be two fixing parts of the same fixing part.
Quel que soit le mode de réalisation, les deux transducteurs sont identiques.Whatever the embodiment, the two transducers are identical.
L’expression « compris(e) entre … et … » doit se comprendre comme incluant les bornes.The expression “between … and …” must be understood as including the limits.
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| FR3116125B1 (en) | 2023-10-20 |
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