JP2000266786A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】直流電流及び交流電流を検知することができ、
且つ小型で低価格の電流センサを提供することにある。 【解決手段】電流センサは閉磁路を構成する磁心１に通
電する１次巻線２と２次巻線３とを夫々巻回して構成さ
れる変流器部１２と、２次巻線３に直列抵抗９を介して
接続した交流電圧Ｖｉｎを印加する交流電源４および２
次電流Ｉ２の波形の非対称性を検知する非対称検知回路
７とで構成される。変流器部１２の１次巻線１に検知電
流Ｉが通電されていない状態では、磁心１は交流電源４
によって両側に対称に励磁される。この状態では、２次
電流Ｉ２の波形は時間軸に対して対称形となる。１次巻
線２に検知電流Ｉが通電されると磁心１は片側に偏磁
し、２次電流Ｉ２の波形は時間軸に対して非対称形とな
る。この電流波形の非対称性の度合いから、１次電流
値、つまり検知電流Ｉの値を推定することができる。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流および交流電
流を絶縁を保持した状態で検知・測定する電流センサに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被測定電流系と絶縁を保持した状態で電
流を計測する電流センサには、交流電流用と直流電流用
とが従来からあり、交流電流用としては単純なトランス
の構造をした変流器が使用されている。

【０００３】また、直流電流用センサとしては、図１８
に示すように２個の磁心１Ａ，１Ｂを用い、夫々の磁心
１Ａ，１Ｂに 検知電流Ｉが流れる線路を夫々巻回して
直列接続した１次巻線２Ａ，２Ｂとするとともに各磁心
１Ａ，１Ｂに巻回した２次巻線３Ａ，３Ｂを直列接続し
たクラマー型変流器１０や、図１９に示すように磁心１
に設けたギャップ５にホール素子６を挿入した変流器１
１が使用されている。

【０００４】図１８に示すクラマー型変流器１０を用い
て電流検知を行う場合には、図示するようにクラマー型
変流器１０の２次巻線３Ａ，３Ｂの直列回路を交流電源
４を介して、ダイオードブリッジＤＢの入力端子間に接
続し、ダイオードブリッジＤＢの出力端子間に電流計Ａ
を接続して磁気増幅器の原理によって、１次巻線１Ａ，
１Ｂに流れる検知電流Ｉに比例した電流が２次巻線３
Ａ，３Ｂに流れ、この電流Ｉ２をダイオードブリッジＤ
Ｂを介して電流計Ａにより計測するようになっている。

【０００５】また図１９に示したホール素子６を用いた
変流器１１からなる電流センサは、検知電流Ｉに比例し
た磁場がギャップ５に発生し、これをホール素子６によ
って、電圧に変換するようになっており、この電流セン
サを用いる電流測定器では、ホール素子６から出力する
電圧が検知電流Ｉに比例するので、この電圧を例えば直
流増幅器Ａｍｐなどで増幅し、その増幅出力から検知電
流Ｉを測定するのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単純な
トランスの構造の変流器では直流電流を測定することは
できない。

【０００７】またクラマー型変流器１０では２個の磁心
１Ａ，１Ｂを用いるために、形状が大きくなり、また値
段が高くなるという欠点がある。さらに、２個の磁心１
Ａ，１Ｂの磁気特性や寸法形状を同一とすることが必要
であり、このための調整に時間を要していた。

【０００８】一方、ホール素子６を用いた変流器１１は
磁心に一定間隔のギャップ５を設けることが必要とな
り、そのため磁心１の加工が複雑となり、価格が高くな
るという欠点があった。さらに、地磁気等の外部磁場の
影響を受けやすいという問題も有していた。

【０００９】本発明は、上記の点に鑑みて為されたもの
で、請求項１の発明の目的とするところは、直流電流及
び交流電流を検知することができる電流センサを提供す
ることにある。

【００１０】請求項２の発明の目的とするところは、直
流電流及び交流電流を容易に検知することができる電流
センサを提供することにある。

【００１１】請求項３の発明の目的とするところは、請
求項１の発明の目的に加えて、検知電流の検出精度がよ
り高精度な電流センサを提供することにある。

【００１２】請求項４の発明の目的とするところは、請
求項１又は２の発明の目的に加えて検知電流の範囲を広
くすることができる電流センサを提供することにある。

【００１３】請求項５の発明の目的とするところは、請
求項１乃至４の何れかの発明の目的に加えて、外部磁場
の影響を受けにくく、磁気シールドが不要で、小型で低
価格な電流センサを提供することにある。

【００１４】請求項６の発明の目的とするところは、請
求項１乃至５の何れかの発明の目的に加えて、検知電流
の推定を複雑な換算を行うことなく行える電流センサを
提供することにある。

【００１５】請求項７の発明の目的とするところは、請
求項１、２、４、５の何れかの発明の目的に加えて、磁
心の磁気特性のばらつきの影響を小さくした電流センサ
を提供することにある。

【００１６】請求項８の発明の目的とするところは、請
求項１乃至７の何れかの発明の目的に加えて、検知電流
の検出精度を向上させることができる電流センサを提供
することにある。

【００１７】請求項９の発明の目的とするところは、請
求項１、２、３、５、６、７、８の何れかの発明の目的
に加えて、検知電流の範囲を広くでき且つ製造が容易な
電流センサを提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、磁心と検知電流を通電する１
次巻線と２次巻線とで構成される変流器部と、前記２次
巻線に交流電圧を印加する電源と、前記２次巻線に流れ
る２次電流の波形の非対称性を検知する手段とを具備
し、検知された電流波形の非対称の度合いから、検知電
流を特定することを特徴とする。

【００１９】請求項２の発明では、磁心と検知電流を通
電する１次巻線と２次巻線とで構成される変流器部と、
前記２次巻線に接続した交流電圧を電気抵抗を介して印
加する電源と、前記２次巻線の両端電圧波形の非対称性
を検知する手段とを具備し、検知された電圧波形の非対
称の度合いから、検知電流を特定することを特徴とす
る。

【００２０】請求項３の発明では、磁心と検知電流を通
電する１次巻線と、２次巻線と、該２次巻線よりも巻数
が多い第３の巻線とで構成される変流器部と、前記２次
巻線に接続した交流電圧を電気抵抗を介して印加する電
源と、前記第３の巻線の両端電圧波形の非対称性を検知
する手段とを具備し、検知された電圧波形の非対称の度
合いから、検知電流を特定することを特徴とする。

【００２１】請求項４の発明では、磁心と検知電流を通
電する１次巻線と２次巻線とで構成され、夫々の１次巻
線を直列接続するととにも夫々の２次巻線を直列接続
し、１次巻線の直列回路に検知電流を流す複数の変流器
部と、前記２次巻線の直列回路の両端に交流電圧を印加
する電源と、前記２次巻線の直列回路に流れる電流若し
くは直列回路の両端電圧の波形の非対称性を検知する手
段とを具備し、検知された波形の非対称の度合いから、
検知電流を特定することを特徴とする。

【００２２】請求項５の発明では、請求項１乃至４の何
れかの発明において、上記磁心の磁路が閉磁路であるこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項６の発明では、請求項１乃至５の何
れかの発明において、検知した非対称性の度合いに対応
した電流若しくは電圧をアウトプットする手段を備えた
ことを特徴とする。

【００２４】請求項７の発明では、請求項１、２、４、
５の何れかの発明において、検出した２次電流波形若し
くは電圧波形の非対称性の度合いに応じて１次電流を打
ち消す方向に電流を通電する３次巻線を前記磁心に巻回
したことを特徴とする。

【００２５】請求項８の発明では、請求項１乃至７の何
れかの発明において、前記磁心の磁気回路の一部の断面
積を変化させたことを特徴とする。

【００２６】請求項９の発明では、請求項１、２、３、
５、６、７、８の何れかの発明において、前記変流器の
磁心として複数個の磁心を複合して構成したことを特徴
とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下本発明を実施形態に基づいて
説明する。

【００２８】（実施形態１）本実施形態は、図１に示す
ように、検知電流Ｉを通電する１次巻線２と２次巻線３
とを、閉磁路を構成する磁心１に夫々巻回して構成され
る変流器部１２と、２次巻線３に電流検出用抵抗９を介
して接続した交流電圧Ｖｉｎを印加する交流電源４およ
び２次電流Ｉ２の波形の非対称性を検知する非対称検知
回路７とで構成される。尚１次巻線２は磁心１の中心透
孔に貫挿しても良い。

【００２９】而して本実施形態では、変流器部１２の１
次巻線１に検知電流Ｉが通電されていない状態では、磁
心１は交流電源４によって両側に対称に励磁される。こ
の状態では、２次電流Ｉ２の波形は図２に示すように、
時間軸に対して対称形となる。１次巻線２に検知電流Ｉ
が通電されると磁心１は片側に偏磁し、２次電流Ｉ２の
波形は図３に示すように、時間軸に対して非対称形とな
る。この電流波形の非対称性の度合は、特定の範囲内で
１次巻線２の電流値に対応するから、非対称検知回路７
の検知出力から非対称の度合を求め、その度合より１次
電流値、つまり検知電流Ｉの値を推定することができ
る。勿論非対称検知回路７内に度合を求めてその度合に
応じた電気信号を出力するようにしても良い。

【００３０】ここで変流器部１２の磁心１には、高透磁
率の磁性材料が用いられる。具体的には、パーマロイ、
アモルファス、微細結晶磁心(商標名ファインメット)等
の軟質磁性材料が望ましい。低価格を要求される場合に
は、軟鉄、ケイ素鋼板、フェライト等を用いることもで
きる。

【００３１】磁心１の磁化曲線を模式的に示したものを
図４に示す。ここで、Ｈｓは磁心１を飽和させるのに要
する磁場、Ｂｓは飽和磁束密度である。簡略のために、
磁場Ｈが−Ｈｓ＜Ｈ＜Ｈｓの範囲では微分透磁率μ(μ
＝ｄＢ／ｄＨ)はμａ＝Ｂｓ／Ｈｓで一定とし、Ｈ＞Ｈ
ｓ及びＨ＜−Ｈｓでμ＝μｏ(μｏは真空中の透磁率)と
する。１次巻線２を流れる検知電流Ｉが０のとき、磁心
１は２次側に接続されている交流電源４の電圧Ｖｉｎ＝
Ｖｍ ｓｉｎωｔ(ωは角速度、ｔは時間)によってのみ
励磁される。ここで、磁心１は飽和しない範囲で動作す
るように電圧Ｖｉｎを設定する。

【００３２】この状態では、２次巻線３を流れる電流Ｉ
２も波形は図２に示すように対称の正弦波となる。この
ときに、磁心１の磁場Ｈは、−Ｈｏ＜Ｈ＜Ｈｏの範囲を
時間的に変化している。なお、Ｈｏは電圧Ｖｉｎや各巻
線２，３の巻数、磁心１の形状および交流電源４の内部
インピーダンスや巻線抵抗によって決定される。

【００３３】次に、１次巻線２に検知電流Ｉが通電され
ると、磁心１はＨ１=Ｎ１・Ｉ／Lのバイアス磁場を受け
る。（Ｎ１は１次巻線２の巻数、Ｌは磁心１の磁路長で
ある。）ここで、Ｈ１+Ｈｏ＞Ｈｓとなると、２次電流
Ｉ２は正弦波からずれ、波形は図３に示すように非対称
形となる。ただし、Ｈ１−Ｈｏ＞Ｈｓとなるような磁場
を発生する電流Ｉが流れると、磁心１は常に飽和してし
まいＩ２は再び正弦波の対称形となる。従って、Ｈｓが
小さい磁心ほど、敏感な電流センサを作ることができ
る。検知電流ＩとＫ＝Ｉmax／Ｉmin (Ｉmax及びＩmin
は２次電流Ｉ２の最大値及び最小値)との関係の例を図
５に示す。ここで、Ｉａ＜Ｉ＜Ｉｂの範囲では、検知電
流Ｉと上記Ｋは１対１の対応関係が成立するから、Ｋの
値から検知電流Ｉを推定することができるのである。

【００３４】なお、本実施形態は、直流電流を検知する
ことが可能であるが、２次側に接続された交流電源４の
電圧Ｖｉｎの周波数よりも低い電流であれば、交流電流
であっても検知することが可能である。

【００３５】また電流波形の非対称性を示すものとして
は上記のようにピーク値の比率の他に、電流値が一定値
以上もしくは以下となる時間の比率をとることもでき
る。

【００３６】（実施形態２）実施形態１では、変流器部
１２の２次電流Ｉ２の非対称波形により検知電流Ｉの値
を検知するものであったが、本実施形態は変流器部１２
の２次巻線３の両端間の電圧、つまり２次電圧Ｖ２の波
形の検知を用いたものである。

【００３７】つまり図６に示すように実施形態１と同様
な構成のセンサ部１を用いて、このセンサ部１の２次巻
線３に直列抵抗９’を介して交流電源４の電圧Ｖｉｎを
印加し、２次巻線３の両端電圧を電圧波形の非対称検知
回路８で検知するようになっている。

【００３８】本実施形態は２次側に直列抵抗９’(交流
電源４の内部抵抗で代用可能)しているが、２次電流Ｉ
２を検知するよりも容易となることもある。

【００３９】而して本実施形態でも、実施形態１と同様
に変流器部１２の１次巻線１に検知電流Ｉが通電されて
いない状態では、磁心１は交流電源４によって両側に対
称に励磁される。この状態では、２次電圧Ｖ２の波形は
図７に示すように、時間軸に対して対称形となる。１次
巻線２に検知電流Ｉが通電されると磁心１は片側に偏磁
し、２次電圧Ｖ２の波形は図８に示すように、時間軸に
対して非対称形となる。 この電圧波形の非対称性の度
合いは、特定の範囲内で１次巻線２の電流値に対応する
から、実施形態１と同様に１次電流値、つまり検知電流
Ｉの値を推定することができる。

【００４０】勿論本実施形態の電流センサも、変流器部
１２に用いられる磁心１には、高透磁率の磁性材料が用
いられる。具体的には、パーマロイ、アモルファス、微
細結晶磁心(商標名ファインメット)等の軟質磁性材料が
望ましい。また低価格を要求される場合には、軟鉄、ケ
イ素鋼板、フェライト等を用いることもできる。

【００４１】尚その他の動作原理及び構成は実施形態１
と同じであるので、ここでは説明を省略する。

【００４２】（実施形態３）実施形態２では変流器部１
２の２次巻線３の両端電圧波形の非対称性を検知する構
成であったが、本実施形態は図９に示すように変流器部
１２の磁心１に２次巻数３よりも多い巻数の補助巻線１
３を巻回し、この補助巻線１３の両端電圧の波形を非対
称検知回路８で検知するものである。この場合、この補
助巻線１３の端子間電圧は２次巻線３の両端電圧よりも
高くなるので、精度が向上する。

【００４３】尚その他の構成は実施形態２と同じである
ので、ここでは説明を省略する。

【００４４】（実施形態４）本実施形態は、電流もしく
は電圧の非対称の度合いに応じて、検知電流に比例した
電流もしくは電圧をアウトプットするアウトプット回路
１４を図１０（ａ）乃至（ｃ）で示すように付加したも
のである。このようなアウトプット回路１４を付加する
ことにより、アウトプット量に比例して検知電流を推定
することが可能となり、複雑な換算を行う必要が無くな
る。

【００４５】アウトプット回路１４以外は実施形態１乃
至３の回路と同じであるので、ここでは説明を省略す
る。

【００４６】（実施形態５）本実施形態は、図１１に示
すように、実施形態１の構成において、変流器部１２の
磁心１に３次巻線１５を巻回し、非対称検知回路７で検
知された電流波形の非対称性の度合いに応じて、検知電
流Ｉによって磁心１に発生する磁場を打ち消すように、
３次巻線１５に直流電源１６から電流Ｉ３を通電するよ
うにしたもので、３次巻線１５には可変抵抗要素などの
電流可変手段１７を介して直流電源１６を接続し、電流
可変手段１７の抵抗値を非対称検知回路７により制御す
るようになっている。

【００４７】而して本実施形態では、非対称検知回路７
が検知する２次電流Ｉ２の電流波形の非対称の度合に応
じて電流可変手段１７の抵抗値を可変して、検知電流Ｉ
によって磁心１に発生する磁場を打ち消すように、３次
巻線１５に流す電流Ｉ３を制御する。この結果、磁心１
の磁場は定常的には０となり、２次電流Ｉ２の非対称性
をなくなることになる。本実施形態では、検知電流Iに
比例した電流Ｉ３を検知電流Ｉの推定のための電気信号
として出力することができるとともに、磁心１の磁気特
性のばらつきの影響を小さくすることができる。

【００４８】なお、本実施形態では変流器部１２の２次
電流Ｉ２を非対称性を検知しているが、実施形態２のよ
うに変流器部１２の２次巻線３の両端電圧の非対称性を
検知してもよい。また、本実施形態では、３次巻線１６
の電流Ｉ３は直列接続してある電流可変手段１７の抵抗
を変化させることで調整するようになっているが、直接
電圧を変化させる方法等を用いてもよい。 （実施形態６）本実施形態は、変流器部１２の磁心１と
して図１２に示すように、断面積の一部を変化させた磁
心を用いたもので、本実施形態の磁心１の構成は上記各
実施形態１乃至５の変流器部１２の磁心１に採用するこ
とができる。

【００４９】尚図４に示した磁化曲線は模式的に描いて
いるので、Ｈ=Ｈｓで折れ曲がっている。しかし、図１
４のように磁路の断面積が同じである磁心１を用いた場
合、多くの磁心の材料の磁化曲線は、図１５に示すよう
に(この図では磁場−磁束密度の代わりに励磁電流Ｉと
磁束φとを示している)、緩やかに変化する。このよう
な場合は、本発明の電流センサで用いる２次電流Ｉ２若
しくは２次電圧Ｖ２の波形の非対称性は明確とならな
い。このような磁性材料であっても、図１２のように磁
心１の磁路の一部の断面積を変化させると、励磁電流Ｉ
と磁束φの関係は図１３に示すようになる。この磁心１
を用いれば、励磁電流である検知電流Ｉの検出精度を向
上することができる。

【００５０】（実施形態７）本実施形態は図１６に示す
ように２つの変流器部１２Ａ，１２Ｂを用いて夫々の磁
心１Ａ、１Ｂに巻回している１次巻線２Ａ，２Ｂおよび
２次巻線３Ａ，３Ｂを夫々直列接続し、２次巻線３Ａ，
３Ｂの直列回路に電流検出用抵抗９を介して交流電源４
を接続し、抵抗９の両端電圧より２次電流Ｉ２の波形の
非対称を非対称検知回路７により検出するようにしたも
ので、二つの変流器部１２Ａ，１２Ｂにより変流器部を
構成する。

【００５１】ここで実施形態１で説明したように、変流
器部１２では検知電流Iが大きくなりすぎると、磁心が
完全に飽和してしまい、２次電流（電圧の波形）が対称
となってしまう。

【００５２】これに対して本実施形態では、変流器部１
２Ａ，１２Ｂの磁心１Ａ，１Ｂとして検知範囲の異なる
ものを用いて、検知電流範囲を広くしてある。この場合
磁心１Ａ，１Ｂとして図５に示した磁化曲線でＨｓの異
なる磁心を用いるが、磁心の磁路もしくは１次巻数を変
化させることでも、検知電流範囲を変化させることがで
きる。

【００５３】本実施形態の変流器部の構成は、実施形態
１以外の実施形態にも用いることができる。

【００５４】（実施形態８）本実施形態は、図１７に示
すように、複数個のＨｓの異なる磁心１Ａ，１Ｂを重ね
てこれらの磁心１Ａ，１Ｂを実質的に一つの磁心として
同一の１次巻線２，２次巻線３を巻回した変流器部１２
を用いるものである。

【００５５】而して本実施形態は実施形態７で説明した
原理により、広い範囲の電流を検知することが可能とな
るとともに、実質的に一つの磁心を用いるので、請求項
７のものよりも、製造が容易になる。ただし、この場合
は、磁心の磁路を変えることができないので、図５に示
したＨｓの異なる磁心を用いる必要がある。

【００５６】尚検知電流Ｉを検知する回路構成は上記各
実施形態の何れの構成でも良い。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の発明では、磁心と検知電流を
通電する１次巻線と２次巻線とで構成される変流器部
と、前記２次巻線に交流電圧を印加する電源と、前記２
次巻線に流れる２次電流の波形の非対称性を検知する手
段とを具備し、検知された電流波形の非対称の度合いか
ら、検知電流を特定するので、絶縁を保持した状態で直
流及び交流の検知電流を検出することができるという効
果がある。

【００５８】請求項２の発明では、磁心と検知電流を通
電する１次巻線と２次巻線とで構成される変流器部と、
前記２次巻線に接続した交流電圧を電気抵抗を介して印
加する電源と、前記２次巻線の両端電圧波形の非対称性
を検知する手段とを具備し、検知された電圧波形の非対
称の度合いから、検知電流を特定するので、請求項１の
発明と同様な効果に加えて、電圧波形の非対称性を検知
するため、電流波形を検知する場合に比べて検知が容易
となるという効果がある。

【００５９】請求項３の発明では、磁心と検知電流を通
電する１次巻線と、２次巻線と、該２次巻線よりも巻数
が多い第３の巻線とで構成される変流器部と、前記２次
巻線に接続した交流電圧を電気抵抗を介して印加する電
源と、前記第３の巻線の両端電圧波形の非対称性を検知
する手段とを具備し、検知された電圧波形の非対称の度
合いから、検知電流を特定するので、請求項１の発明と
同様な効果があるとともに、検知電流の検出精度がより
高精度となるという効果がある。

【００６０】請求項４の発明は、磁心と検知電流を通電
する１次巻線と２次巻線とで構成され、夫々の１次巻線
を直列接続するととにも夫々の２次巻線を直列接続し、
１次巻線の直列回路に検知電流を流す複数の変流器部
と、前記２次巻線の直列回路の両端に交流電圧を印加す
る電源と、前記２次巻線の直列回路に流れる電流若しく
は直列回路の両端電圧の波形の非対称性を検知する手段
とを具備し、検知された波形の非対称の度合いから、検
知電流を特定するので、請求項１又は２の発明に加え
て、検知電流の範囲を広くすることができるという効果
がある。

【００６１】請求項５の発明は、請求項１乃至４の発明
において、磁心が閉磁路であるため外部磁場の影響を受
けにくくなり、磁気シールドが不要となり、小型で低価
格の電流センサを提供することができるという効果があ
る。

【００６２】請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れ
かの発明において、検知した非対称性の度合いに対応し
た電流若しくは電圧をアウトプットする手段を備えたの
で、、請求項１乃至５の何れかの発明の効果に加えて、
検知電流の推定を複雑な換算を行うことなく行えるとい
う効果がある。

【００６３】請求項７の発明は、請求項１、２、４、
５、６の何れかの発明において、検出した２次電流波形
若しくは電圧波形の非対称性の度合いに応じて１次電流
を打ち消す方向に電流を通電する３次巻線を前記磁心に
巻回したので、請求項１乃至５の何れかの発明の効果に
加えて、磁心の磁気特性のばらつきの影響を小さくする
ことができるという効果がある。

【００６４】請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れ
かの発明において、前記磁心の磁気回路の一部の断面積
を変化させたので、請求項１乃至６の何れかの発明の効
果に加えて、検知電流の検出精度を向上させることがで
きるという効果がある。

【００６５】請求項８の発明は、請求項１、２，３、
５、６、７、８の何れかの発明において、前記変流器の
磁心として複数個の磁心を複合して構成したので、請求
項１、２、３、５、６、７、８の何れかの発明の効果に
加えて、検知電流の範囲を広くでき且つ製造が容易であ
るとい効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の原理的な回路図である。

【図２】同上の検知電流が通電されていないときの２次
電流の波形図である。

【図３】同上の検知電流が通電されたときの２次電流の
波形図である。

【図４】同上で用いる磁心材料の磁化曲線(磁場一磁束
密度)の模式図を示している。

【図５】同上で検知電流と、２次電流の１周期における
最大値と最小値の比の関係を示す説明図である。

【図６】本発明の実施形態２の原理的な回路図である。

【図７】同上の検知電流が通電されていないときの２次
電流の波形図である。

【図８】同上の検知電流が通電されたときの２次電流の
波形図である。

【図９】本発明の実施形態３の原理的な回路図である。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態４の原理
的な回路例の回路図である。

【図１１】本発明の実施形態５の原理的な回路図であ
る。

【図１２】本発明の実施形態６の変流器の磁心の模式図
を示している。

【図１３】同上の変流器の磁心材料の電流−磁束の模式
図を示している。

【図１４】同上に対する従来磁心の模式図を示してい
る。

【図１５】同上に対する従来磁心の電流一磁束の模式図
を示している。

【図１６】本発明の実施形態７の原理的な回路図を示し
ている。

【図１７】本発明の実施形態８の磁心の模式図を示して
いる。

【図１８】クラマー型変流器の原理回路図を示してい
る。

【図１９】ホール素子を用いた変流器の原理回路図を示
している。

【符号の説明】

１ 磁心 ２ １次巻線 ３ ２次巻線 ４ 交流電源 ７ 非対称検知回路 ９ 電流検出用抵抗 １２ 変流器 Ｉ 検知電流 Ｉ２ ２次電流 Ｖｉｎ 交流電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神戸 祥明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G025 AA00 AA17 AB02 AB14 5E081 AA05 AA12 AA14 BB08 CC01 DD05 DD11 DD30 EE14 GG03 GG06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁心と検知電流を通電する１次巻線と２次
   巻線とで構成される変流器部と、前記２次巻線に交流電
   圧を印加する電源と、前記２次巻線に流れる２次電流の
   波形の非対称性を検知する手段とを具備し、検知された
   電流波形の非対称の度合いから、検知電流を特定するこ
   とを特徴とする電流センサ。
2. 【請求項２】磁心と検知電流を通電する１次巻線と２次
   巻線とで構成される変流器部と、前記２次巻線に接続し
   た交流電圧を電気抵抗を介して印加する電源と、前記２
   次巻線の両端電圧波形の非対称性を検知する手段とを具
   備し、検知された電圧波形の非対称の度合いから、検知
   電流を特定することを特徴とする電流センサ。
3. 【請求項３】磁心と検知電流を通電する１次巻線と２次
   巻線と該２次巻線よりも巻数が多い第３の巻線とで構成
   される変流器部と、前記２次巻線に接続した交流電圧を
   電気抵抗を介して印加する電源と、前記第３の巻線の両
   端電圧波形の非対称性を検知する手段とを具備し、検知
   された電圧波形の非対称の度合いから、検知電流を特定
   することを特徴とする電流センサ。
4. 【請求項４】磁心と検知電流を通電する１次巻線と２次
   巻線とで構成され、夫々の１次巻線を直列接続するとと
   にも夫々の２次巻線を直列接続し、１次巻線の直列回路
   に検知電流を流す複数の変流器部と、前記２次巻線の直
   列回路の両端に交流電圧を印加する電源と、前記２次巻
   線の直列回路に流れる電流若しくは直列回路の両端電圧
   の波形の非対称性を検知する手段とを具備し、検知され
   た波形の非対称の度合いから、検知電流を特定すること
   を特徴とする電流センサ。
5. 【請求項５】上記磁心の磁路が閉磁路であることを特徴
   とする請求項１乃至４の何れか記載の電流センサ。
6. 【請求項６】検知した非対称性の度合いに対応した電流
   若しくは電圧をアウトプットする手段を備えたことを特
   徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電流センサ。
7. 【請求項７】検出した２次電流波形若しくは電圧波形の
   非対称性の度合いに応じて１次電流を打ち消す方向に電
   流を通電する３次巻線を前記磁心に巻回したことを特徴
   とする請求項１、２、４、５の何れかに記載の電流セン
   サ。
8. 【請求項８】前記磁心の磁気回路の一部の断面積を変化
   させたことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載
   の電流センサ。
9. 【請求項９】前記変流器の磁心として複数個の磁心を複
   合して構成したことを特徴とする請求項１、２、３、
   ５、６、７、８の何れかに記載の電流センサ。