JP2004233208A - Current detecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の電線に流れる微弱電流を電流トランスを用いて検出するに好適な電流検出装置に関する。
【0002】
【関連する背景技術】
交流電流を検出する技術の1つに、電流トランス(CT)を用いた電流検出法がある(例えば非特許文献1を参照)。この電流検出は、図3(a)に示すように、高透磁率のリング状コア2に電流検出用巻線3を巻回した電流トランス1を用い、上記コア2を貫通させた電線Hに電流Ioを流したときに前記電流検出用巻線3に生起される電流Iを、該電流検出用巻線3の両端間に接続された負荷抵抗5を介して、その発生電圧Eとして検出するものである。
【0003】
ちなみにこのようにして検出される電圧Eは、前記電流検出用巻線3の巻数をn、負荷抵抗5の抵抗値をrとしたとき、
E=(1/n)・K・Io・r
として示される。但し、Kは比例定数である。
【0004】
【非特許文献1】
電子通信ハンドブック,電子通信学会1979,オーム社発行,126頁
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで電線Hに流れる電流Ioが小さい場合、当然のことながら上述した如く検出される電圧Eも小さくなる。そこで従来においては、例えば図3(b)に示すように電線Hを曲げてリング状コア2に対してN回に亘って巻回し、コア2内を貫通する電流をN倍にして電流計測することが行われている。
【0006】
ちなみにこのようにして電流検出を行った場合、検出した電流の指示値(電圧E)は実際に電線Hに流れる電流IoのN倍となるので、オペレータ(計測者)にとってはその指示値を比例換算して認識することが必要となる。これ故、計測電流値を誤認識する要因となり易い。また上述した如く検出された電流値に応じて何等かの制御対象機器を制御しようとする場合には、誤った制御データを出力する要因ともなる。しかしながら電流トランス1を用いた電流計測の態様、つまり電線Hをリング状コア2に何回貫通させるかはオペレータの判断に委ねられるものなので、電流トランス1を介して検出される電流値をその使用形態に応じて正しく指示することは困難である。
【0007】
本発明は上記のような問題を考慮してなされたもので、その目的は、電流トランスを介して検出される電流値をその使用形態(電流計測の態様)に応じて正しく指示(出力)することのできる簡易な構成の電流検出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明の請求項1に係る電流検出装置は、電流計測に供される電線が貫通されるリング状コアに電流検出用巻線を巻回した電流トランスと、上記電流検出用巻線に生じた電流または電圧から前記リング状コアを貫通させた電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電線の前記リング状コアへの貫通回数N(Nは自然数)に応じて前記電流検出手段により求められる電流の指示値を[1/N]に修正する指示値補正手段とを具備したことを特徴としている。
【0009】
即ち、本発明に係る電流検出装置は、電流トランスを介して検出される電流値を補正して出力する指示値補正手段を備える。そして前記電流トランスの使用形態に応じて、つまり電流計測の対象となる電線を上記電流トランスに何回貫通させたかに応じてその貫通回数Nを上記指示値補正手段に与え、これによって前記電流検出手段にて検出される電流値を[1/N]に補正して出力するようにしたことを特徴とする。
【0010】
このような指示値補正手段を備えた電流検出装置によれば、電流計測対象となる電線の電流トランスへの貫通回数Nを指示値補正手段に与えるだけで電流検出手段にて検出される電流値が[1/N]に補正されて出力されるので、電流トランスに前記電線をN回に亘って巻回することで、電流トランスを貫通する見掛け上の電流をN倍に高めた場合であっても、前記電線に流れる電流値を正しく出力することが可能となる。従って電流計測値の誤認識を防ぐことができ、また計測した電流値をそのまま用いて各種の制御を実行することが可能となる。
【0011】
尚、前記電線の前記リング状コアへの貫通回数Nについては、請求項2に記載するように前記指示値補正手段に対して電流計測の態様に応じてマニュアル設定するようにしておけば十分である。具体的には貫通回数Nに対応付けた複数の押しボタンスイッチを択一的に付勢して貫通回数Nを設定したり、或いは貫通回数Nに対応付けた複数の接点を備えたロータリースイッチを切り換えて貫通回数Nを設定するようにしておけば良い。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る電流検出装置について説明する。
図1はこの実施形態に係る電流検出装置10の概略構成を示す図で、20はリング状コア2に電流検出用巻線3を巻回した電流トランス、30はこの電流トランス20における上記電流検出用巻線3に生じた電圧から前記リング状コア2を貫通させた電線(図示せず)に流れる電流を検出する電流検出部(電流検出手段)である。特にこの電流検出装置10が特徴とするところは、前記電流検出部30と、この電流検出部30において検出された電流値を指針の振れ量やデジタル数値として表示する表示器60との間に、前記電流検出部30により検出された電流値を補正する指示値補正部(指示値補正手段)40を設けた点にある。
【0013】
この指示値補正部40は、貫通回数設定部50において設定された定数N(自然数)に従って前記電流検出部30により検出された電流値を[1/N]に変換し、変換した電流指示値を前記表示器60に出力する役割を担う。ちなみにこの指示値補正部40は、例えば上記定数(貫通回数)Nに応じて、その入力信号(電流計測値)を増幅する増幅器(図示せず)の増幅利得を可変設定することで、表示器60に与える出力信号(電流指示値)を前記入力信号の[1/N]に変換するものとして実現される。
【0014】
尚、貫通回数設定部50は、例えば択一的に操作される複数の押しボタンスイッチや多接点形のロータリースイッチ等によって構成される。そしてこれらのスイッチのマニュアル操作により、前記定数(貫通回数)Nを選択的に設定(指定)するものとなっている。尚、上記定数Nは、電流計測の対象となる電線を電流トランス20に巻回した回数、即ち、電流トランス20への電線の貫通回数Nとして設定される。
【0015】
かくしてこのように構成された電流検出装置によれば、電流計測対象とする電線に流れる電流に応じて、特にその電流量が小さいが故に電流トランス20を貫通させるべき電流量を増大させるべく上記電線を電流トランス20に複数回貫通させて電流計測を行うような場合であっても、前記貫通回数設定部50を用いてその巻数Nに相応する定数Nを設定すれば、これによって前記電流トランス20から電流検出部30を介して検出される電流値を[1/N]に変換して表示器60に与えることが可能となる。この結果、表示器60には、電流トランス20への電線の巻数に拘わりなく、該電線に流れる電流値が表示されることになる。
【0016】
従って表示器60による計測電流値の指示値(表示値)を読み間違えることがなくなり、またオペレータがその指示値(表示値)を換算して把握することも不要となる。つまり表示器60による計測電流値の指示値(表示値)を、電線に流れる電流値として誤りなく直読することが可能となる。
また上述した構成によれば、電流トランス20に対する電線の巻数Nに相応する定数Nを設定する貫通回数設定部50と、この貫通回数設定部50により設定された定数Nに従って前記電流検出部30が検出した電流値を[1/N]に変換する指示値補正部40とを備えるだけで、電流トランス20に電線を何回巻き付けるかと言う電流計測の態様に拘わることなく、その態様に応じた電流計測を確実に行うことができる。換言すれば電流計測の態様がオペレータによる電流トランス20の使い方に委ねられるといえども、その態様(電線の巻数N)に応じて前述した定数Nを設定するだけで良いので、その取り扱いが簡単であり、計測作業負担が増えることもない等の効果が奏せられる。
【0017】
ところで上述した電流検出装置10は、例えば微小電流によって発熱駆動されるヒータを、その駆動電流に応じて温度制御する温度調節計に組み込むに好適である。図2は温度調節計70を用いたヒータ90の温度制御システムの概略構成を示している。
この温度制御システムは、SCR(シリコン制御素子)を用いたヒータ駆動部80により、ヒータ90に通電する電流(電流量)を制御し、これによってヒータ90の発熱温度を制御するもので、上記ヒータ90に流れる電流を電流トランス20を用いて検出するように構成される。特にヒータ90にその駆動電流を供給するリード線(電線)91を電流トランス20に複数回に亘って巻回することで、この電流トランス20を介して検出されるヒータ電流(電流計測値)を、前述した電流検出装置10が備える指示値補正部40を用いて補正し、この補正によって求められる前記ヒータ90の駆動電流(電流指示値)を制御部71を介して前記ヒータ駆動部80に対する制御値としてフィードバックするように構成される。この場合においても指示値補正部40に設定する定数Nは、貫通回数設定部50をマニュアル操作して前記電流トランス20に対するリード線91の巻き数Nに応じて設定することは言うまでもない。
【0018】
このように構成された温度制御システムによれば、ヒータ90を発熱駆動する電流が微少であり、この電流を確実に検出するべく該ヒータ90のリード線91を電流トランス20に複数回に亘って巻き付けた場合であっても、ヒータ90に流れる電流を正確に検出することができるので、制御部71における制御定数等を変更することなくヒータ駆動部80をそのまま駆動制御することができる。従って温度調節計70の基本的な構成を変更することなく、ヒータ90の駆動電流を正確に検出しながら、その発熱駆動を制御することが可能となる。
【0019】
ところで上述した電流検出装置においては、指示値補正部40を用いて電流トランス20に対する電線(リード線)の巻数Nに合わせて電流検出値に対する補正(変換)を行ったが、例えば電流検出部30がその電流検出感度の切り換え機能を有するような場合、前記指示値補正部40を用いて電流検出感度の切り換えに応じた補正をも行うように構成することも可能である。尚、電流検出感度の切り換えは、例えば電流トランス20における電流検出用巻線3の巻数nを変更したり、電流検出用巻線3の両端間に接続する電圧検出の為の負荷抵抗5の抵抗値rを変更したり、或いは電流検出を行う増幅器(図示せず)の増幅利得を変更することによって達せられる。
【0020】
この場合には、図1に示すように電流検出感度設定部51において設定される電流検出感度の情報を指示値補正部40に与え、その電流検出感度に応じた補正を併せて行うようにすれば良い。具体的には電流検出部30による電流検出感度をM倍にした場合には、指示値補正部40において前記電流検出部30から出力される電流検出値を[1/M]倍に変換して表示器60に出力するようにすれば良い。この際、電流トランス20への電線(リード線)の巻数がN回に設定されている場合に、これらの情報を合わせることで前記電流検出部30から出力される電流検出値を[1/M・N]倍に変換して表示器60に出力するようにすれば良い。
【0021】
また、通常使用する電流トランス20の電流検出用巻線3の巻数が[n0]であって、何らかの要因(メーカーの違い等)により検出用巻線3の巻数が[n1]の電流トランス20を使用する場合、この巻数[n1]を電流検出感度設定部51で設定し、電流検出部30から出力される電流検出値を[n1/n0]に補正するようにすれば、容易に正しい電流値の表示を行うことができる。
【0022】
このように構成しておけば、電流検出の態様に応じた指示値を得ることができるので、電線に流れる電流値を常に誤りなく検出し、これを直接的に把握することが可能となる。
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態においてはヒータ90に流れる微小な電流を検出対象として説明したが、本発明は、例えば電力調整器やヒータ断線警報器等にも適用できる。また電流トランス20の仕様についても特に限定されないことは勿論のことであり、要はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る電流検出装置によれば、電線に流れる電流値が小さく、この電流を正確に検出するべく上記電線を電流トランスに複数回に亘って巻き付けた場合であっても、上記電線に流れる電流値を正しく表示または出力することができる。しかも簡易にして効果的に電流検出値を補正することができ、その取り扱い性も良好である等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電流検出装置の概略構成図。
【図2】本発明の電流検出装置を用いて構成される温度制御システムの概略構成図。
【図3】電流トランスによる電流検出原理を説明するための図。
【符号の説明】
H 電線
1 電流トランス
2 リング状コア
3 電流検出用巻線
4 電圧検出部
5 負荷抵抗
10 電流検出装置
30 電流検出部
40 指示値補正部
50 貫通回数設定部
51 電流検出感度設定部
60 表示器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a current detection device suitable for detecting a weak current flowing in a predetermined electric wire using a current transformer.
[0002]
[Related background art]
One of the techniques for detecting an alternating current is a current detection method using a current transformer (CT) (for example, see Non-Patent Document 1). As shown in FIG. 3 (a), this current detection is performed by using a
[0003]
By the way, the voltage E detected in this way is, when the number of turns of the current detecting winding 3 is n and the resistance value of the load resistor 5 is r,
E = (1 / n) · K · Io · r
As shown. Here, K is a proportional constant.
[0004]
[Non-patent document 1]
Electronic Communication Handbook, published by the Institute of Electronics and Communication Engineers 1979, Ohmsha, page 126
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the current Io flowing through the electric wire H is small, the voltage E detected as described above naturally becomes small. Therefore, in the related art, for example, as shown in FIG. 3B, the electric wire H is bent and wound around the ring-shaped core 2 N times, and the current passing through the core 2 is measured N times. That is being done.
[0006]
By the way, when the current is detected in this way, the indicated value (voltage E) of the detected current is N times the current Io actually flowing through the electric wire H. Therefore, for the operator (measurer), the indicated value is proportional. It is necessary to convert and recognize. For this reason, the measured current value is likely to be erroneously recognized. Further, when trying to control any control target device in accordance with the current value detected as described above, this may cause erroneous control data to be output. However, the mode of current measurement using the
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to correctly indicate (output) a current value detected via a current transformer according to its use mode (current measurement mode). It is an object of the present invention to provide a current detecting device having a simple configuration capable of performing the above.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a current detection device according to
[0009]
That is, the current detection device according to the present invention includes an instruction value correction unit that corrects and outputs a current value detected via the current transformer. The number of penetrations N is given to the indicated value correcting means in accordance with the use form of the current transformer, that is, how many times the electric wire to be subjected to the current measurement has been passed through the current transformer, whereby the current detection is performed. The current value detected by the means is corrected to [1 / N] and output.
[0010]
According to the current detection device provided with such an indicated value correcting means, the current value detected by the current detecting means simply by giving the indicated value correcting means the number of times N of the electric wire to be subjected to the current measurement into the current transformer. Is corrected to [1 / N], and the output is wound around the current transformer N times to increase the apparent current penetrating the current transformer N times. However, it is possible to correctly output the value of the current flowing through the electric wire. Therefore, erroneous recognition of the current measurement value can be prevented, and various controls can be executed using the measured current value as it is.
[0011]
It is sufficient that the number of times N of the electric wire penetrates the ring-shaped core is manually set in the indicated value correcting means according to the current measurement mode as described in claim 2. is there. Specifically, a plurality of push button switches corresponding to the number of times of penetration N are selectively urged to set the number of times of penetration N, or a rotary switch having a plurality of contacts corresponding to the number of times of penetration N is used. The number of penetrations N may be set by switching.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a current detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
[0013]
The instruction
[0014]
Note that the number-of-
[0015]
Thus, according to the current detecting device thus configured, the electric wire is used to increase the amount of current that should be passed through the
[0016]
Therefore, there is no mistake in reading the indicated value (display value) of the measured current value by the
Further, according to the above-described configuration, the number-of-times-of-
[0017]
The above-described
This temperature control system controls a current (amount of current) supplied to a
[0018]
According to the temperature control system configured as described above, the current for driving the
[0019]
By the way, in the above-described current detection device, the indicated
[0020]
In this case, as shown in FIG. 1, information on the current detection sensitivity set in the current detection
[0021]
The number of turns of the current detection winding 3 of the normally used
[0022]
With such a configuration, it is possible to obtain an instruction value corresponding to the current detection mode, so that the value of the current flowing through the electric wire can always be detected without error, and this can be directly grasped.
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. In the embodiment, a description has been given of a case where a minute current flowing through the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the current detection device of the present invention, the value of the current flowing through the electric wire is small, and even if the electric wire is wound around the current transformer a plurality of times in order to accurately detect the current. In addition, the value of the current flowing through the electric wire can be correctly displayed or output. In addition, the current detection value can be effectively corrected simply and effectively, and a great effect in practical use such as good handleability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a current detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a temperature control system configured using the current detection device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of current detection by a current transformer.
[Explanation of symbols]
Claims (2)
上記電流検出用巻線に生じた電流または電圧から前記リング状コアを貫通させた電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電線の前記リング状コアへの貫通回数N(Nは自然数)に応じて前記電流検出手段により求められる電流の指示値を[1/N]に修正する指示値補正手段と
を具備したことを特徴とする電流検出装置。A current transformer in which a current detection winding is wound around a ring-shaped core through which an electric wire used for current measurement is passed;
Current detection means for detecting a current flowing through an electric wire penetrating the ring-shaped core from a current or a voltage generated in the current detection winding,
Instruction value correction means for correcting an instruction value of a current obtained by the current detection means to [1 / N] according to the number of times N (N is a natural number) of penetration of the electric wire into the ring-shaped core. Characteristic current detection device.
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