JP6305419B2 - 絶縁型の電流計測装置ならびに絶縁型の電流判定方法 - Google Patents
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Description
・ 一次伝導体を介して一次電流を伝導しそれによってコア内に磁束を誘導し;
・ 補償コイルを介して補償電流を伝導しそれによってコア内に磁束を誘導しさらにそれによって前記一次伝導体によって誘導された磁束に対向作用するようにし;
・ 少なくとも1個の励磁コイルを周期的に励磁しそれによって、励磁されている際に、前記少なくとも1個の励磁コイルが巻かれた少なくとも2本の磁束流路内に磁束を誘導し、さらにそれによって前記磁束流路を磁気変調し;
・ 少なくとも1個の計測コイルを使用して、補償コイルによって誘導された磁束を制御するため復調信号を導出するための励磁コイルの多様な励磁状態の間で磁束の変化を検出し;
・ 補償電流を1つの値に設定して計測コイルによって検出される磁束の変化が最小になるようにし;
・ 補償電流を計測し;
・ 前記補償電流から一次電流を算出する。
Claims (23)
- 間隙部(3)を備えていてその間隙部を介して一次伝導体(L1)が延在し、さらに少なくとも2個の間隙部(5)を有する少なくとも1個の計測領域(4)を備えていて前記少なくとも2個の間隙部(5)が前記計測領域(4)を少なくとも3本の隣接する磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)に分割する、磁性コア(2)と;
前記計測領域(4)外の前記コア(2)の部材に巻き付けられた補償コイル(LC)と;
前記計測領域(4)の少なくとも1個の励磁コイル(LS)が巻かれた少なくとも2本の磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)と;
計測領域(4)の部材に巻かれた少なくとも1個の計測コイル(LM)を、
含んでなる電流計測装置(1)。 - 計測領域(4)を3本の隣接する磁束流路(R1a,R1b,R2)に分割する2つの間隙部(5)を有する1つの計測領域(4)と、
異なった方向性をもって2本の磁束流路(R1a,R1b)の周りに巻かれた励磁コイル(LS)と、
他の磁束流路(R2)の周りに巻かれた計測コイル(LM)を、
装置(1)が備えることを特徴とする請求項1記載の装置(1)。 - いずれも計測領域(4)を3本の隣接する磁束流路(R1a,R1b,R2)に分割する2個の間隙部(5)を有する2個の計測領域(4)と、
いずれも計測領域(4)の2本の磁束流路(R1a,R1b)の周りに巻かれていて異なった方向性を有する2個の励磁コイル(LS)と、
計測領域(4)のうちの一方の他の磁束流路(R2)の周りに巻かれた計測コイル(LM)、
および/または他方の計測領域(4)の残りの磁束流路(R2)の周りに巻かれた計測コイル(LM)を、
装置(1)が備えることを特徴とする請求項1記載の装置(1)。 - 計測領域(4)を隣接する磁束流路(R1a,R1b)の第1の対と隣接する磁束流路(R2a,R2b)の第2の対とに分割する3つの間隙部(5)を有する計測領域(4)と、
異なった方向性をもってそれぞれ1対の隣接する磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)の周りに巻かれた2個の励磁コイル(LS)を、
装置(1)が備えることを特徴とする請求項1記載の装置(1)。 - 計測コイル(LM)が第1の対の隣接する磁束流路(R1a,R1b)の周りに巻かれるか、
および/または計測コイル(LM)が第2の対の隣接する磁束流路(R2a,R2b)の周りに巻かれる、
ことを特徴とする請求項4記載の装置(1)。 - 3つの間隙部(5)のうちの中央のものが磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)と比べてより大きな延伸を有し、またそれによって、
第1の対の隣接する磁束流路(R1a,R1b)の第1の共通の延長部(R1)と、
第2の対の隣接する磁束流路(R2a,R2b)の第2の共通の延長部(R4)を定義し、
前記第1の共通の延長部(R1)周りに1個の計測コイル(LM)が巻かれ、
および/または前記第2の共通の延長部(R4)周りに1個の計測コイル(LM)が巻かれる、
ことを特徴とする請求項4記載の装置(1)。 - 少なくとも1個の励磁コイル(LS)が変調器ユニット(M)と結合されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の装置(1)。
- 少なくとも1個の計測コイル(LM)に復調器(D)を結合し前記変調器ユニット(M)と同期可能にすることを特徴とする請求項7記載の装置(1)。
- 復調器(D)に積分器(I)を結合することを特徴とする請求項8記載の装置(1)。
- 出力(A)を直接的あるいは間接的に第1の演算増幅器(G)を介して補償コイル(LC)と結合することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の装置(1)。
- 積分器(I)を補償コイル(LC)と結合することを特徴とする請求項9または10記載の装置(1)。
- 積分器(I)を補償コイル(LC)ならびに前記第1の演算増幅器(G)と結合された第2の演算増幅器(K)と結合することを特徴とする請求項10記載の装置(1)。
- 計測コイル(LM)がA/Dコンバータ(6)を含むことを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載の装置(1)。
- 第1の演算増幅器(G)と第2の演算増幅器(K)を合わせてデジタル式およびアナログ式に実施することを特徴とする請求項10ないし13のいずれかに記載の装置(1)。
- 請求項1ないし14のいずれかに記載の装置(1)を使用して電流を判定するための方法であって:
一次伝導体(L1)を介して一次電流(I1)を伝導しそれによってコア(2)内に磁束を誘導し;
補償コイル(LC)を介して補償電流(IC)を伝導しそれによってコア内に磁束を誘導しさらにそれによって前記一次伝導体(L1)によって誘導された磁束に対向作用するようにし;
少なくとも1個の励磁コイル(LS)を周期的に励磁しそれによって、励磁されている際に、前記少なくとも1個の励磁コイル(LS)が巻かれた少なくとも2本の磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)内に磁束を誘導し、さらにそれによって前記磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)を磁気変調し;
少なくとも1個の計測コイル(LM)を使用して、補償コイル(LC)によって誘導された磁束を制御するため復調信号を導出するための励磁コイル(LS)の多様な励磁状態の間で磁束の変化を検出し;
補償電流(IC)を1つの値に設定して計測コイル(LM)によって検出される磁束の変化が最小になるようにし;
補償電流(IC)を計測し;
前記補償電流(IC)から一次電流(I1)を算出する、
工程を含んでなる方法。 - 2個の励磁コイル(LS)を逆方向に駆動することを特徴とする請求項15記載の方法。
- 復調器(D)を使用して計測コイル(LM)の端子を交替的に積分器(I)の入力と結合することを特徴とする請求項15または16記載の方法。
- 復調器(D)を変調器ユニット(M)と同期させることを特徴とする請求項17記載の方法。
- 積分器(I)を使用して復調器(D)の出力信号を補償電流(IC)に変換することを特徴とする請求項17または18記載の方法。
- 積分器(I)ならびに第1の演算増幅器(G)のフィードバック信号を受信する第2の演算増幅器(K)を使用して復調器の出力信号を補償電流(IC)に変換することを特徴とする請求項17または18記載の方法。
- 少なくとも1個の励磁コイル(LS)のインダクタンスの測定と、測定されたインダクタンスが所定の領域内に存在するか否かを示す信号の生成を特徴とする請求項15ないし20のいずれかに記載の方法。
- 磁性コア(2)が間隙部(3)を備えていてその間隙部(3)を介して一次伝導体が延在し、さらに少なくとも2つの間隙(5)を有する計測領域(4)を備え、前記の間隙が前記計測領域(4)を少なくとも3本の隣接する磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)に分割する、磁気回路(S)であり:
少なくとも1個の励磁コイル(LS)が変調器ユニット(M)に結合され、
1本の励磁コイル(LS)が計測領域(4)の2本の磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)に巻かれるか、または2本の個別励磁コイル(LS)がそれぞれ計測領域(4)の一本の個別磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)に巻かれるか、
前記少なくとも1個の励磁コイル(LS)が変調器ユニット(M)によって周期的に励磁可能であり、それにより励磁されている限りにおいて前記少なくとも1個の励磁コイル(LS)が巻かれた2本の磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)内に磁束を誘導する、
特徴を有してなる磁気回路。
- 1本の励磁コイル(LS)が2本の磁束流路(R1a,R1b,R2a,R2b)の周りに異なった方向性をもって巻かれることを特徴とする請求項19記載の磁気回路(S)。
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