JP6586218B2 - Current measurement system - Google Patents
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Description
本発明は、被測定電流によって生じる磁界に基づいて電流値を算出する電流計測システムに係わり、特に隣接するバスバーからの影響を低減させる電流計測システムに係わる。 The present invention relates to a current measuring system that calculates the current value based on the magnetic field generated by the current to be measured, in particular relating to the reduced thereby Ru current measuring system effects from adjacent bus bars.
近年、機器の節電・省エネのために家庭内やオフィスエリアのあるビル内等で、エネルギー管理システム(Energy Management System)が設置されるようになってきている。エネルギー管理システムでは、システム内の機器に取り付けられ、流れる電流を検出する電流センサが用いられている。 In recent years, energy management systems have been installed in homes and buildings with office areas to save energy and save energy. In the energy management system, a current sensor that is attached to a device in the system and detects a flowing current is used.
この種の電流センサの1つとして、3相の電流を検出すると共に、検出対象外の相の電流の影響が軽減され、検出の精度が向上する電流センサ900が特許文献1に記載されている。特許文献1に開示された電流センサ900の構造を図10に示す。
As one of this type of current sensor,
図10において電流センサ900は、三相インバータ911の電子基板911aに三相インバータ911の電流経路である断面矩形の板状のU相バスバー902a、V相バスバー902b、W相バスバー902cが設けられ、それぞれ可撓性を有するU相ケーブル903a、V相ケーブル903b、W相ケーブル903cを介して対象となる電動機に接続されている。U相電流検出器904a、V相電流検出器904b、W相電流検出器904cはそれぞれ磁束を検出する電流検出素子905a、電流検出素子905b、電流検出素子905cを有し、電子基板911aに装着されている。
In FIG. 10, a
U相電流検出器904aは検出対象相をU相としU相バスバー902aに流れる電流を検出するように、U相電流が流れることで発生する磁束を電流検出素子905aで検知するためU相の電流方向と電流検出素子905aの感受面が平行で、かつ、U相バスバー902aの近傍に位置させて電子基板911aに実装されている。同様にV相電流検出器904bは検出対象相をV相として、W相電流検出器904cは検出対象相をW相として、それぞれU相電流検出器904aとU相バスバー902aとの位置関係と同様に適切に位置するように電子基板911aに実装されている。ここで、U相電流検出器904a〜W相電流検出器904cは、磁気鉄心を有していないため小形軽量であり、取り付けが容易で、装置の小形化、高密度実装化、組立て工数の低減、コストの低減に有効である。
The U-phase
このような構成の電流センサであれば、各相のバスバー及び電流検出器の位置が予め分かっているので、他相の影響を演算で除去でき、電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができる。 If the current sensor having the configuration as this, the position of each phase bus bar and the current detector is known in advance, it can be removed by calculating the influence of the other phases, precisely by suppressing a decrease in current detection accuracy Current detection can be performed.
しかしながら特許文献1に開示された電流センサ900を一般的な電流センサに適用しようとした場合には、以下のような課題があった。電流センサ900では、電流検出器904a乃至904cそれぞれは、隣接した位置に他の電流検出器があることがあらかじめ分かっている。そのため、電流検出器904a乃至904cそれぞれに対する検出対象外の電流成分を容易に除去して検出対象電流を求めることができる。
However, when the
しかし、電流検出器の隣接位置に他の電流検出器があるかどうかわからないような機器の場合には、電流検出器それぞれに対する検出対象外の電流成分を容易に求めることが困難になるという課題があった。 However, in the case of a device that does not know whether there is another current detector in the position adjacent to the current detector, there is a problem that it is difficult to easily obtain a current component that is not detected for each current detector. there were.
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の電流センサを有し、検出対象の電流センサの電流検出値を容易に補正可能な電流計測システムを提供する。 The present invention, such has been made in view of the drawbacks inherent in the prior art, its object has a current sensor multiple, easily detected current value of the current sensor to be detected can be corrected current measurement system I will provide a.
この課題を解決するために、本発明の電流計測システムは、自身のID情報を有し、電流が流れる複数のバスバーそれぞれに設置される電流センサと、前記電流センサの検出結果が送信される全体制御装置と、複数の前記電流センサと前記全体制御装置とを接続するバスラインと、を備え、各前記電流センサはそれぞれ、隣接する他の電流センサとの間で互いの前記ID情報を送受信し合い、前記検出結果と共に、前記隣接する電流センサの有する前記ID情報を前記全体制御装置に送信し、前記全体制御装置は、各前記電流センサの電流検出値を、前記隣接する電流センサの電流検出値を基に補正する、という特徴を有する。 In order to solve this problem, the current measurement system of the present invention has its own ID information and is installed in each of a plurality of bus bars through which current flows, and the detection result of the current sensor is transmitted as a whole. A control device and a bus line connecting the plurality of current sensors and the overall control device, and each of the current sensors transmits / receives the ID information to / from another adjacent current sensor. In addition, the ID information of the adjacent current sensor is transmitted to the overall control device together with the detection result, and the overall control device detects the current detection value of each current sensor as the current detection of the adjacent current sensor. It has the feature of correcting based on the value.
このように構成された電流計測システムは、各電流センサの有するID情報を基に各電流センサを判定するため、検出対象の電流センサに隣接する電流センサを確定することが容易にできると共に、検出対象の電流センサの電流検出値を、隣接する電流センサの電流検出値を基に補正するため、検出対象の電流センサの電流検出値を容易に、又正確に補正することができる。
このように構成された電流計測システムでは、隣接する前記バスバーにそれぞれ単位電流が流れた場合、補正対象のバスバーに流れる電流がいくら変化するかが予め算出されていることが好ましい。
また、複数の前記電流センサは、互いに連結された配線基板を有し、前記配線基板には、各前記バスバーを取り囲むように複数の磁気センサ素子が配設されていることが好ましい。
Since the current measurement system configured as described above determines each current sensor based on the ID information of each current sensor, the current sensor adjacent to the current sensor to be detected can be easily determined and detected. Since the current detection value of the target current sensor is corrected based on the current detection value of the adjacent current sensor, the current detection value of the detection target current sensor can be corrected easily and accurately.
In the current measurement system configured as described above, it is preferable that how much the current flowing through the bus bar to be corrected changes in advance when a unit current flows through each of the adjacent bus bars.
The plurality of current sensors preferably include wiring boards connected to each other, and the wiring boards are provided with a plurality of magnetic sensor elements so as to surround each of the bus bars.
本発明の電流計測システムは、各電流センサの有するID情報を基に各電流センサを判定するため、検出対象の電流センサに隣接する電流センサを確定することが容易にできると共に、検出対象の電流センサの電流検出値を、隣接する電流センサの電流検出値を基に補正するため、検出対象の電流センサの電流検出値を容易に、又正確に補正することができる。 Since the current measurement system of the present invention determines each current sensor based on the ID information of each current sensor, the current sensor adjacent to the current sensor to be detected can be easily determined and the current to be detected can be determined. Since the detected current value of the sensor is corrected based on the detected current value of the adjacent current sensor, the detected current value of the current sensor to be detected can be corrected easily and accurately.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面のX1側を右側、X2側を左側、Y1側を奥側、Y2側を手前側、Z1側を上側、Z2側を下側として説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, unless otherwise specified, the X1 side of each drawing is described as the right side, the X2 side as the left side, the Y1 side as the back side, the Y2 side as the near side, the Z1 side as the upper side, and the Z2 side as the lower side. To do.
第1実施形態に係る電流センサ100の構成及び動作について図1乃至図4を用いて説明する。電流センサ100は、家庭内や工場内の分電盤に搭載され、制御や監視のために該分電盤に流れる電流の電流値を検出する電流センサである。
The configuration and operation of the
図1は、電流センサ100の外観を示す斜視図であり、図2は、電流センサ100の、隣接電流センサとの関係を示す立面図である。また、図3は、電流センサ100内の構成を示す立面図である。図4は、第1検出手段10及び第2検出手段20の構成を示すブロック図である。尚、図3及び図4は、ケース9を外した状態で表示している。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of the
家庭内等に設置される分電盤内には複数のバスバーが並列に配置されており、これらのバスバーに電流センサ100が取り付けられる。図1に示すように、電流センサ100は、U字形状をしており、被測定電流A10が流れる電流路である断面円形のバスバー35に固定可能であり、Y1−Y2方向に延びるバスバー35を跨ぐように取り付けられる。バスバー35は、銅等の導電性の良い金属で形成されていると共に、絶縁性の被膜(図示せず)で覆われている。電流センサ100は、合成樹脂等の絶縁性の部材で形成されたケース9を有し、ケース9内にバスバー35を流れる電流を検出するための構成が内蔵されている。
A plurality of bus bars are arranged in parallel in a distribution board installed in a home or the like, and a
電流センサ100の隣接部においては、図2に示すように、被測定電流A10が流れるバスバー35の右側に電流A31が流れる第1隣接バスバー36が配置される可能性がある。また、バスバー35の左側に電流A32が流れる第2隣接バスバー37が配置される可能性がある。その場合、電流センサ100に隣接して他の電流センサが取り付けられることになる。即ち、図2に示すように、電流センサ100の右側に第1隣接電流センサ31が取り付けられ、電流センサ100の左側に第2隣接電流センサ32が取り付けられる。尚、電流センサ100が分電盤内で最も右側又は最も左側に取り付けられる場合には、第1隣接電流センサ31又は第2隣接電流センサ32の内の1つは取り付けられないことになる。
In the adjacent portion of the
図3に示すように、電流センサ100のケース9内には、配線基板7が取り付けられており、配線基板7の上部には制御手段3が配設されていると共に、バスバー35を取り囲むように複数の磁気センサ素子5が配設されている。複数の磁気センサ素子5は、制御手段3に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
電流センサ100は、磁気比例式の電流センサであり、配線基板7上に配設されている複数の磁気センサ素子5によって被測定電流A10による誘導磁界を検出する。その検出結果は制御手段3に送られ、制御手段3は、被測定電流A10による誘導磁界に対応して出力される電圧を基に被測定電流A10の電流値を算出する。磁気センサ素子5は、上下方向に対しても、左右方向に対しても線対称で有り、180度回転させると重なる2回対称の位置に配置される。この為、一様な磁場の影響が相殺され、シールドが無く、地磁気等に磁気センサが曝されても、正確に測定できる。
The
しかし、図2で示したように分電盤内には複数のバスバーが並列に配置されており、被測定電流A10が流れるバスバー35の右側及び又は左側に第1隣接バスバー36及び又は第2隣接バスバー37が配設される場合がある。従って、電流センサ100は、第1隣接バスバー36及び又は第2隣接バスバー37に流れる電流の影響、即ち、これらの隣接バスバーの周囲に発生する磁界の影響を受けてしまう。そのため、これらの隣接バスバーの周囲に発生する磁界の影響を補正する必要が生じる。
However, as shown in FIG. 2, a plurality of bus bars are arranged in parallel in the distribution board, and the first
一般に、隣接バスバーからの影響は、隣接バスバーに流れる電流値と隣接バスバーからの影響度合いとで算出することができる。そのため、隣接バスバーからの影響を補正するためには、以下に示す3つの条件が揃っていることが必要となる。その第1の条件は、検出対象のバスバーと隣接バスバーとの位置が固定されていること、即ち検出対象のバスバーと隣接バスバーとの間の距離が分かっていることであり、第2の条件は、隣接バスバーからの影響度合いが予め把握されていることである。また、第3の条件は、隣接バスバーに流れている電流値を入手可能であることである。尚、隣接する電流センサを含めて、各電流センサは全て同一の仕様で作成されているものとする。 In general, the influence from the adjacent bus bar can be calculated from the value of the current flowing in the adjacent bus bar and the degree of influence from the adjacent bus bar. Therefore, in order to correct the influence from the adjacent bus bar, it is necessary to satisfy the following three conditions. The first condition is that the positions of the bus bar to be detected and the adjacent bus bar are fixed, that is, the distance between the bus bar to be detected and the adjacent bus bar is known, and the second condition is The degree of influence from the adjacent bus bar is known in advance. The third condition is that the current value flowing in the adjacent bus bar can be obtained. It is assumed that each current sensor including adjacent current sensors is created with the same specifications.
上記3つの条件の内、第1の条件については、分電盤内に配置される各電流センサやバスバーの位置を含む分電盤の仕様によって予め決められているので、入手することができる。尚、各電流センサ間の距離は、必然的に各バスバー間の距離となる。 Among the above three conditions, the first condition can be obtained because it is determined in advance by the specifications of the distribution board including the positions of the current sensors and bus bars arranged in the distribution board. The distance between the current sensors is necessarily the distance between the bus bars.
また、上記3つの条件の内、第2の条件については、上記第1の条件が分かっている場合、計算によって事前に算出しておくことができる。例えば、第1隣接バスバー36及び第2隣接バスバー37にそれぞれ単位電流例えば1A(アンペア)が流れた場合、被検出対象のバスバー35に流れる電流がいくら変化するかを事前に算出しておくことはできる。尚、その算出方法については、公知であるため省略する。
Of the three conditions, the second condition can be calculated in advance if the first condition is known. For example, when a unit current, for example, 1 A (ampere) flows through the first
従って、上記3つの条件の内、第3の条件を満たすことができれば隣接バスバーの周囲に発生する磁界の影響を補正することができる。 Therefore, if the third condition among the above three conditions can be satisfied, the influence of the magnetic field generated around the adjacent bus bar can be corrected.
本発明の第1実施形態の電流センサ100では、第3の条件、即ち第1隣接バスバー36及び第2隣接バスバー37に流れている電流値を入手するため、第1検知手段10と第2検知手段20とを備えるようにした。
In the
図3に示すように、第1検知手段10は、配線基板7の一方の側(右側)に取り付けられている。第1検知手段10は、配線基板7の一方の側に隣接設置される可能性のある第1隣接電流センサ31を検知するために設けられる。また、第2検知手段20は、配線基板7の他方の側(左側)に取り付けられている。第2検知手段20は、配線基板7の他方の側に隣接設置される可能性のある第2隣接電流センサ32を検知するために設けられる。第1検知手段10及び第2検知手段20は、制御手段3に接続されている。
As shown in FIG. 3, the first detection means 10 is attached to one side (right side) of the
制御手段3は、集積回路から成り、前述したように被測定電流A10の電流値を算出すると共に、第1隣接電流センサ31及び第2隣接電流センサ32の有無を判別するために設けられる。また、制御手段3は、第1検知手段10及び第2検知手段20を介して、第1隣接電流センサ31及び第2隣接電流センサ32と接続可能とされる。
The control means 3 is composed of an integrated circuit, and is provided for calculating the current value of the current to be measured A10 as described above and determining the presence or absence of the first adjacent
図4に示すように、第1検知手段10は、それぞれ制御手段3に接続された第1スプリングコンタクト11と第1導電パターン12とから成り、第2検知手段20は、それぞれ制御手段3に接続された第2スプリングコンタクト21と第2導電パターン22とから成る。また、第1スプリングコンタクト11と第2導電パターン22とは同一直線L1上に設けられ、第2スプリングコンタクト21と第1導電パターン12とは同一直線L2上に設けられている。
As shown in FIG. 4, the first detection means 10 includes a
次に、第1検知手段10及び第2検知手段20と第1隣接電流センサ31及び第2隣接電流センサ32との関係について、図5及び図6を用いて詳細に説明する。
Next, the relationship between the 1st detection means 10 and the 2nd detection means 20, and the 1st adjacent
図5(a)は第1検出手段10と第1隣接電流センサ31との関係を示す詳細図であり、図5(b)は第1検出手段10の、図5(a)に示したB−B線から見た断面図である。また、図6(a)は第2検出手段20と第2隣接電流センサ32との関係を示す詳細図であり、図6(b)は図6(a)に示したC−C線から見た断面図である。尚、図5は、電流センサ100の上部の右側部分と第1隣接電流センサ31の上部の左側部分を示し、図6は、電流センサ100の上部の左側部分と第2隣接電流センサ32の上部の左側部分を示している。
FIG. 5A is a detailed view showing the relationship between the first detection means 10 and the first adjacent
図5(a)に示す第1検知手段10の第1スプリングコンタクト11は、弾性を有する金属で形成されており、配線基板7の一方の側(右側)から第1隣接電流センサ31の方向に伸びるように設けられていると共に、図5(b)に示すように、先端に接点11aを有している。また、第1導電パターン12は、配線基板7上に銅箔等で形成された導電パターンであり、第1スプリングコンタクト11より上方で、配線基板7の一方の側の縁の近くに設けられている。
The
一方、図6(a)に示す第2検知手段20の第2スプリングコンタクト21は、第1スプリングコンタクト11と同様に、弾性を有する金属で形成されており、配線基板7の他方の側(左側)から第2隣接電流センサ32の方向に伸びるように設けられていると共に、図6(b)に示すように、先端に接点21aを有している。また、第2導電パターン22は、第1導電パターン12と同様に、配線基板7上に銅箔等で形成された導電パターンであり、第2スプリングコンタクト21より下方で、配線基板7の他方の側の縁の近くに設けられている。
On the other hand, the
図2で示した第1隣接バスバー36に第1隣接電流センサ31が取り付けられている場合、図5(b)に示すように、第1検知手段10の第1スプリングコンタクト11の接点11aは、第1隣接電流センサ31に設けられた第1隣接電流センサ導電パターン31bに接触する。その結果、電流センサ100の制御手段3と第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサ制御手段31cとが接続される。即ち、制御手段3と第1隣接電流センサ制御手段31cとが第1検出手段10を介して導通する。
When the first adjacent
また、同様に、第1隣接電流センサ31に設けられている第1隣接電流センサスプリングコンタクト31aは、第1検知手段10の第1導電パターン12に接触する。その結果、電流センサ100の制御手段3と第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサ制御手段31cとが接続される。即ち、制御手段3と第1隣接電流センサ制御手段31cとが第1検出手段10を介して導通する。従って、制御手段3で第1検知手段における第1隣接電流センサ31との間の導通を検知することによって、第1隣接電流センサ31が設置されていることを判定することができる。
Similarly, the first adjacent current
逆に、第1隣接電流センサ31が設置されていない場合は、第1検出手段10を介して制御手段3と第1隣接電流センサ制御手段31cとが導通することはない。そのため、第1検知手段10における導通の有無を検知するだけで、第1隣接電流センサ31が設置されているかどうかを検出することができる。
Conversely, when the first adjacent
また、電流センサ100の制御手段3と第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサ制御手段31cとが接続されることによって、制御手段3と第1隣接電流センサ制御手段31cとの間で通信を行うことが可能となる。電流センサ100では、第1検知手段10の第1スプリングコンタクト11側を送信側とし、第1導電パターン12側を受信側とする。尚、第1スプリングコンタクト11側を受信側とし、第1導電パターン12側を送信側とするようにすることも可能である。
Further, by connecting the control means 3 of the
一方、図2で示した第2隣接バスバー37に第2隣接電流センサ32が取り付けられている場合、図6(b)に示すように、第2検知手段20の第2スプリングコンタクト21の接点21aは、第2隣接電流センサ32に設けられた第2隣接電流センサ導電パターン32bに接触する。その結果、電流センサ100の制御手段3と第2隣接電流センサ32の第2隣接電流センサ制御手段32cとが接続される。即ち、制御手段3と第2隣接電流センサ制御手段32cとが第2検出手段20を介して導通する。
On the other hand, when the second adjacent
また、同様に、第2隣接電流センサ32に設けられている第2隣接電流センサスプリングコンタクト32aは、第2検知手段20の第2導電パターン22に接触する。その結果、電流センサ100の制御手段3と第2隣接電流センサ32の第2隣接電流センサ制御手段32cとが接続される。即ち、制御手段3と第2隣接電流センサ制御手段32cとが第2検出手段20を介して導通する。
Similarly, the second adjacent current
逆に、第2隣接電流センサ32が設置されていない場合は、第2検出手段20を介して制御手段3と第2隣接電流センサ制御手段32cとが導通することはない。そのため、第1隣接電流センサ31の場合と同様に、第2検知手段20における導通の有無を検知するだけで、第2隣接電流センサ32が設置されているかどうかを検出することができる。
Conversely, when the second adjacent
また、電流センサ100の制御手段3と第2隣接電流センサ32の第2隣接電流センサ制御手段32cとが接続されることによって、制御手段3と第2隣接電流センサ制御手段32cとの間で通信を行うことが可能となる。電流センサ100では、第2検知手段20の第2スプリングコンタクト21側を送信側とし、第2導電パターン22側を受信側とする。尚、前述した第1検知手段10の第1スプリングコンタクト11側を受信側とし、第1導電パターン12側を送信側とした場合には、第2スプリングコンタクト21側を受信側とし、第2導電パターン22側を送信側とすることになる。
Further, the control means 3 of the
従って、第1実施形態の電流センサ100では、制御手段3は、図5(a)に示した第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサスプリングコンタクト31a及び第1検出手段10に設けられた第1導電パターン12を介して、第1隣接電流センサ31で検出された第1隣接バスバー36の電流A31の検出値を受信する。そして、第1検出手段10に設けられた第1スプリングコンタクト11及び第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサ導電パターン31bを介して、電流センサ100自身に流れる被測定電流A10の電流検出値を第1隣接電流センサ31に送信する。
Therefore, in the
また、制御手段3は、図6(a)に示した第2隣接電流センサ32の第2隣接電流センサスプリングコンタクト32a及び第2検出手段20に設けられた第2導電パターン22を介して、第2隣接電流センサ32で検出された第2隣接バスバー37の電流A32の検出値を受信する。そして、第2検出手段20に設けられた第2スプリングコンタクト21及び第2隣接電流センサ32の第2隣接電流センサ導電パターン32bを介して、電流センサ100自身に流れる被測定電流A10の電流検出値を第2隣接電流センサ32に送信する。
Further, the control means 3 is connected to the second adjacent current
その結果、電流センサ100の制御手段3においては、第1隣接電流センサによる電流A31の検出値及び又は第2隣接電流センサによる電流A32の検出値を基に電流センサ100の電流検出値を補正することができる。
As a result, the control means 3 of the
ところで、ここまで、電流センサ100の右側に第1隣接電流センサ31が存在し、左側に第2隣接電流センサ32が存在することを前提にして説明したが、前述したように、電流センサ100が分電盤内で最も右側又は最も左側に取り付けられる場合には、第1隣接電流センサ31又は第2隣接電流センサ32の内の1つは取り付けられないことになる。その場合、第1検出手段10又は第2検出手段20における導通がないため、第1隣接電流センサ31又は第2隣接電流センサ32が取り付けられていないことが分かる。
By the way, the description has been made on the assumption that the first adjacent
[第1実施形態の変形例]
次に、本発明の第1実施形態の変形例である電流センサ110について、図5乃至図7を用いて説明する。電流センサ110は、電流センサ100と同様に、家庭内や工場内の分電盤に搭載され、制御や監視のために該分電盤に流れる電流を検出する電流センサである。
[Modification of First Embodiment]
Next, a
図7は、電流センサ110内の構成の一部を示す立面図である。電流センサ110と電流センサ100との相違点は、第1導電パターン12及び第2導電パターン22を形成している導電パターンの部材が異なることだけであり、その他の構成は同一である。従って、同一部分については、同一の符号を付与する。また、共通する部分については説明を省略する。
FIG. 7 is an elevation view showing a part of the configuration in the
前述した電流センサ100においては、前述した隣接バスバーからの影響を補正可能とするために、3つの条件が揃っていることが必要であった。しかし、3つの条件のうち、検出対象のバスバーと隣接バスバーとの位置が固定されていることが満たされていない場合、即ち、検出対象のバスバー35と第1隣接バスバー36又は第2隣接バスバー37までの距離が明確でない場合、それを検知する必要がある。尚、検出対象のバスバーと隣接バスバーまでの距離が分かれば、第2の条件の隣接バスバーからの影響度合いは予め把握される。
In the
電流センサ110では、第1検出手段10及び第2検出手段20を用いて、検出対象のバスバー35と第1隣接バスバー36及び第2隣接バスバー37までの距離を判定できるようにした。尚、第1隣接バスバー36及び第2隣接バスバー37に取り付けられる第1隣接電流センサ31及び第2隣接電流センサ32としては、電流センサ110と同一仕様のものを想定している。
In the
具体的には、図7に示す第1検出手段10内の第1導電パターン12及び第2検出手段20内の第2導電パターン22を、それぞれ抵抗体12a及び抵抗体22aで形成した。即ち、電流センサ110に設けられる第1導電パターン12及び第2導電パターン22それぞれの両端間に所定の抵抗値を有するようにした。尚、第1隣接電流センサ31及び第2隣接電流センサ32においても、第1隣接電流センサ導電パターン31b及び第2隣接電流センサ導電パターン32bを抵抗体で形成している。
Specifically, the first
従って、電流センサ110の右側に第1隣接電流センサ31が取り付けられた場合、図5(b)に示したように、電流センサ110の第1スプリングコンタクト11の接点11aが第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサ導電パターン31bの抵抗体内の左右方向の何れかの位置に接触する。また、第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサスプリングコンタクト31aの接点も、電流センサ110の第1導電パターン12内の左右方向の何れかの位置に接触する。
Therefore, when the first adjacent
そのため、図5(a),(b)に示すように、電流センサ110の制御手段3と第1隣接電流センサ31の第1隣接電流センサ制御手段31cとの間に、第1スプリングコンタクト11の接点11aと第1隣接電流センサ導電パターン31bの一部とを介して、又は、第1隣接電流センサスプリングコンタクト31aの接点と第1導電パターン12の一部とを介して、或る抵抗値を有することになる。従って、制御手段3と第1隣接電流センサ制御手段31cとの間の抵抗値を測定することによって、電流センサ110と第1隣接電流センサ31との間の距離、言い換えれば、バスバー35と第1隣接バスバー36との間の距離を検知することができる。電流センサ110と第2隣接電流センサ32との間の距離、即ちバスバー35と第2隣接バスバー37との間の距離についても同様である。
Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
その結果、バスバー35と第1隣接バスバー36との間の距離、及びバスバー35と第2隣接バスバー37との間の距離が分かることによって、前述した隣接バスバーからの影響を補正可能とするための3つの条件のうち、第1の条件が満たされる。第1の条件が満たされれば、第2の条件の、第1隣接バスバー36及び第2隣接バスバー37からの影響度合いも正確に把握することができる。
As a result, by knowing the distance between the
前述した隣接バスバーからの影響を補正可能とするための3つの条件のうちの第3の条件、即ち、隣接バスバーに流れている電流値を入手することについては、電流センサ100の場合と同等である。従って、検出対象のバスバー35と第1隣接バスバー36又はバスバー35と第2隣接バスバー37までの距離が明確ではない場合においても、電流センサ110を用いれば、被測定電流A10の電流検出値に対する第1隣接バスバー36又は第2隣接バスバー37による磁界の影響を補正することができる。
The third condition out of the three conditions for making it possible to correct the influence from the adjacent bus bar described above, that is, obtaining the current value flowing through the adjacent bus bar is equivalent to the case of the
これまで述べて来たように、電流センサ100は、第1検知手段10及び第2検知手段20における導通の有無を検知するだけで第1隣接電流センサ31及び又は第2隣接電流センサ32を検出することができるため、隣接位置に他の電流センサが有るかどうかを容易に判定することができる。
As described above, the
また、第1スプリングコンタクト11と第2導電パターン22とが同一直線上に設けられていると共に、第2スプリングコンタクト21と第1導電パターン12とが同一直線上に設けられているため、電流センサ100自身の一方の側又は他方の側の隣接位置に他の電流センサが有るかどうかを確実に判定することができる。
Further, since the
また、被測定電流A10の電流検出値の補正を、第1隣接電流センサによる電流A31の検出値及び又は第2隣接電流センサによる電流A32の検出値を基に行なうため、被測定電流A10の電流検出値を正確に補正することができる。 Further, since the current detection value of the measured current A10 is corrected based on the detected value of the current A31 by the first adjacent current sensor and / or the detected value of the current A32 by the second adjacent current sensor, the current of the measured current A10 The detected value can be accurately corrected.
また、電流センサ110の電流第1導電パターン12及び第2導電パターン22を、それぞれ抵抗体12a及び抵抗体22aで形成したため、制御手段3と第1隣接電流センサ制御手段31cとの間の抵抗値及び制御手段3と第2隣接電流センサ制御手段32cとの間の抵抗値を検知することで隣接する電流センサとの間の距離が分かり、その結果、第1隣接バスバー36及び又は第2隣接バスバー37の影響の度合いが正確に分かる。その結果、電流検出値を精度良く補正することができる。
Further, since the current first
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態に係る電流計測システム200の構成及び動作について図8及び図9を用いて説明する。電流計測システム200は、家庭内や工場内の分電盤に搭載され、制御や監視のために該分電盤に流れる電流を検出する電流計測システムである。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the configuration and operation of the
図8は、電流計測システム200の外観を示す斜視図であり、図9は、電流計測システム200の構成を示す立面図である。尚、図9においては、ケース69を省いて表している。
FIG. 8 is a perspective view showing the external appearance of the
図8に示すように、家庭内や工場内等の分電盤には、被測定電流A70が流れる複数のバスバー71が配設されている。電流計測システム200は、自身のID情報を有し各バスバー71にそれぞれ設置される電流センサ61と、複数の電流センサ61の検出結果が送信される全体制御装置73と、上記複数の電流センサ61と全体制御装置73とを接続するバスライン77と、を備えて構成されている。各電流センサ61とバスライン77とは各電流センサ61に取り付けられているコネクタ68で接続される。また、各電流センサ61は、ケース69内に収納されている。尚、ケース69は、全ての電流センサ61を覆うものであっても良いし、各電流センサ61をそれぞれ個別に覆うように別体で構成されていても良い。
As shown in FIG. 8, a plurality of
複数のバスバー71は、互いに平行に、且つ等間隔に並べて取り付けられており、各電流センサ61は、各バスバー71を跨ぐように設置される。全体制御装置73は、複数の電流センサ61から離れた位置に設置されており、全ての電流センサ61を、バスライン77を介して制御する。また、各電流センサ61は、他の電流センサ61との間でバスライン77を介して通信を行うことが可能となっている。各電流センサ61は、それぞれが取り付けられているバスバー71を流れる被測定電流A70を検出可能に構成されている。
The plurality of
電流計測システム200のケース69内には、図9に示すように、配線基板67が取り付けられており、配線基板67には各バスバー71を取り囲むように複数の磁気センサ素子65が配設されている。尚、配線基板67は、複数の電流センサ61が形成される連結された基板であっても良いし、電流センサ61毎に個別に分割されて構成されていても良い。配線基板67の上部には個別制御装置63が配設されており、各磁気センサ素子65に接続されている。また、各個別制御装置63はそれぞれ、配線基板67の最上部に取り付けられたコネクタ68及びバスライン77を介して全体制御装置73に接続されている。
As shown in FIG. 9, a
各電流センサ61は、磁気比例式の電流センサであり、配線基板67上に配設されている複数の磁気センサ素子65によって被測定電流A70による誘導磁界を検出する。その検出結果は、各電流センサ61内で個別制御手段63に送られ、個別制御手段63は、被測定電流A70による誘導磁界に対応して出力される電圧を基に被測定電流A70の電流値を算出する。
Each
しかし、図8で示したように分電盤内には複数のバスバー71が並列に配置されており、各電流センサ61の隣接部において、他のバスバー71が配設されている。従って、各電流センサ61は、隣接するバスバー71に流れる電流の影響、即ち、これらの隣接するバスバー7の周囲に発生する磁界の影響を受けてしまう。そのため、これらの隣接するバスバー71の周囲に発生する磁界の影響を補正する必要が生じる。
However, as shown in FIG. 8, a plurality of
電流計測システム200の各電流センサ61においては、電流センサ100の説明において述べたように、隣接するバスバー71からの影響を補正するため、補正対象のバスバー71と隣接するバスバー71との位置が固定されているという第1の条件と、検出対象のバスバー71に対する隣接するバスバー71からの影響度合いが予め把握されているという第2の条件と、隣接するバスバー71に流れている電流値を入手可能であるという第3の条件とを入手することが必要であった。
In each
上記3つの条件の内、第1の条件については、分電盤の仕様によって予め決められているので、入手することができる。また、第2の条件については、上記第1の条件が分かっているため、計算によって事前に算出しておくことができる。例えば、隣接するバスバー71にそれぞれ単位電流例えば1A(アンペア)が流れた場合、補正対象のバスバー71に流れる電流がいくら変化するかを事前に算出しておくことはできる。
Among the above three conditions, the first condition can be obtained because it is determined in advance according to the specifications of the distribution board. The second condition can be calculated in advance because the first condition is known. For example, when a unit current, for example, 1 A (ampere) flows in each
従って、上記3つの条件の内、第3の条件を満たせば隣接バスバーの周囲に発生する磁界の影響を補正することができる。 Therefore, if the third condition among the above three conditions is satisfied, the influence of the magnetic field generated around the adjacent bus bar can be corrected.
本発明の第2実施形態の電流計測システム200では、第3の条件、即ち隣接するバスバー71に流れている電流値の入手を、各電流センサ61の有するID情報を互いに送受信することによって可能にした。
In the
各電流センサ61はそれぞれ、第1検出手段10、第2検出手段20と、隣接する電流センサの第1検出手段、第2検出手段との間で、NFC(Near Field Communication)によって、隣接する他の電流センサ61との間で互いのID情報を送受信し合い、自ら検出した検出結果と共に、隣接する電流センサ61の有するID情報を全体制御装置73に送信する。そして、全体制御装置73は、各ID情報によって各電流センサ61を確定すると共に、各電流センサ61の電流検出値を、それぞれ隣接する電流センサ61の電流検出値を基に補正する。
Each
尚、隣接する他の電流センサ61との間で互いのID情報を送受信し合う方法としては、前述した電流センサ100と同様に、スプリングコンタクトと導電パターンとを有した2つの検知手段を用いる方法でも良いし、バスライン77を介して互いに送受信し合う方法であっても良い。
In addition, as a method of mutually transmitting / receiving ID information to / from other adjacent
このように、電流計測システム200では、各電流センサ61の有するID情報を基に各電流センサ61を判定するため、検出対象の電流センサ61に隣接する電流センサ61を確定することが容易にできると共に、検出対象の電流センサ61の電流検出値を、隣接する電流センサ61の電流検出値を基に補正するため、検出対象の電流センサ61の電流検出値を容易に、又正確に補正することができる。
Thus, in the
以上説明したように、本発明の電流計測システムは、各電流センサの有するID情報を基に各電流センサを判定するため、検出対象の電流センサに隣接する電流センサを確定することが容易にできると共に、検出対象の電流センサの電流検出値を、隣接する電流センサの電流検出値を基に補正するため、検出対象の電流センサの電流検出値を容易に、又正確に補正することができる。 As described above, since the current measurement system of the present invention determines each current sensor based on the ID information of each current sensor, it can easily determine the current sensor adjacent to the current sensor to be detected. At the same time, since the current detection value of the current sensor to be detected is corrected based on the current detection value of the adjacent current sensor, the current detection value of the current sensor to be detected can be corrected easily and accurately.
以上のように、本発明の実施形態に係る電流センサ100、電流センサ110、及び電流計測システム200について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。
As described above, the
3 制御手段
5 磁気センサ素子
7 配線基板
7a 一方の側
7b 他方の側
9 ケース
10 第1検出手段
11 第1スプリングコンタクト
11a 接点
12 第1導電パターン
12a 抵抗体
20 第2検出手段
21 第2スプリングコンタクト
21a 接点
22 第2導電パターン
22a 抵抗体
31 第1隣接電流センサ
31a 第1隣接電流センサスプリングコンタクト
31b 第1隣接電流センサ導電パターン
31c 第1隣接電流センサ制御手段
32 第2隣接電流センサ
32a 第2隣接電流センサスプリングコンタクト
32b 第2隣接電流センサ導電パターン
32c 第2隣接電流センサ制御手段
35 バスバー
36 第1隣接バスバー
37 第2隣接バスバー
61 電流センサ
63 個別制御装置
65 磁気センサ素子
67 配線基板
68 コネクタ
69 ケース
71 バスバー
73 全体制御装置
77 バスライン
100 電流センサ
110 電流センサ
200 電流計測システム
A10 被測定電流
A31 電流
A32 電流
A70 被測定電流
3 Control means 5 Magnetic sensor element
7
10 first detection means 11
65
Claims (3)
各前記電流センサはそれぞれ、隣接する他の電流センサとの間で互いの前記ID情報を送受信し合い、前記検出結果と共に、前記隣接する電流センサの有する前記ID情報を前記全体制御装置に送信し、
前記全体制御装置は、各前記電流センサの電流検出値を、前記隣接する電流センサの電流検出値を基に補正する、ことを特徴とする電流計測システム。 A current sensor installed in each of a plurality of bus bars through which current flows, a plurality of current sensors, and a plurality of the current control devices; A bus line to be connected,
Each of the current sensors exchanges the ID information with another adjacent current sensor, and transmits the ID information of the adjacent current sensor to the overall control device together with the detection result. ,
The overall control device corrects a current detection value of each of the current sensors based on a current detection value of the adjacent current sensor.
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