JPH064680U - カレントセンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リンギングの発生を確実に防止する。 【構成】 コア１の一部に設けられたギャップ２内に磁
気検出素子３を挿設し、且つそのコア１に 1次巻線４及
び 2次巻線５を巻いて、その 1次巻線４に流れる1次電
流を 2次巻線５で検出する変流器６を備え、この変流器
６のコア１に 3次巻線７を巻いて、その 3次巻線７の出
力端に抵抗器８を接続するか、又はその 3次巻線７の出
力端をショート状態で使用する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、サーボ式カレントセンサー（磁束補償型カレントセンサー）に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のカレントセンサーは、図４に原理を示し、図５に変流器の一例 を示し、図６に波形の一例を示すように、コア１１の一部に設けられたギャップ １２内に磁気検出素子１３を挿設し、且つそのコア１１に 1次巻線１４及び 2次 巻線１５を巻いて、その 1次巻線１４に流れる 1次電流を 2次巻線１５で検出す る変流器１６を形成し、この変流器１６の磁気検出素子１３と 2次巻線１５の一 方の出力端との間に増幅器１７が接続されている。そして、図４でコア１１の 1 次巻線（Ｎｐ）１４の入力端に印加された 1次電流（Ｉｐ）により、コア１１に 磁束の変化が生じ、その磁束の変化を磁気検出素子１３で電圧の変化として取り 出し、増幅器１７で増幅されて 2次電流（Ｉｓ）となって、 1次巻線（Ｎｐ）１ ４によって発生した磁束の変化分を打ち消す方向に巻かれた 2次巻線（Ｎｓ）１ ５に流れるので、その値は磁束がゼロに保つよう等アンペアターンの法則により 、Ｉｓ＝Ｎｐ／Ｎｓ×Ｉｐ（Ｎｐ及びＮｓは夫々 1次巻線及び 2次巻線の巻数） となって 2次巻線（Ｎｓ）１５の他方の出力端に、 1次電流（Ｉｐ）に比例した 2次電流（Ｉｓ）が流れる。 2次電流（Ｉｓ）は 1次電流（Ｉｐ）の変化に正比 例して変化し、しかも、 2次電流（Ｉｓ）は温度の変化や、その他の影響を理論 上受けない大きな特徴を持っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、立ち上がり時間の短い、いわゆるｄｉ／ｄｔの大きいパルス電 流を検出する場合は、図５に示す変流器１６のように、 1次巻線（Ｎｐ）１４と 2次巻線（Ｎｓ）１５とのインダクタンス結合度が大きい（密結合）ので、図７ に示すように、 2次電流（Ｉｓ）にリンギングが発生し、サーボ式カレントセン サーの欠点とされてきた。従来は一般に図８に示すように 1次巻線（Ｎｐ）１４ と 2次巻線（Ｎｓ）１５とを構造上離して巻き、インダクタンス結合度を小さく して（粗結合）ｄｉ／ｄｔの大きなパルス電流に対してリンギングの影響を少な くする工夫がなされていたので、 2次電流（Ｉｓ）は 1次電流（Ｉｐ）を広い周 波数帯に渡って忠実に検出できない欠点があった。

【０００４】 また、図７に示す 2次電流（Ｉｓ）のリンギングは、一部にギャップ１２を有 するコア１１に巻かれた 1次巻線（Ｎｐ）１４及び 2次巻線（Ｎｓ）１５にｄｉ ／ｄｔの大きい急峻なパルス電流を流すと電磁エネルギーによって発生し、この リンギングを積極的に利用している技術もあるが、カレントセンサーの場合は 1 次電流（Ｉｐ）と 2次電流（Ｉｓ）が全く相似形であることが必要であるため、 リンギングは極力小さくなくてはならない。

【０００５】 そこで、本考案は、上述のような課題を解決するために案出されたもので、リ ンギングの発生を確実に防止できるようなカレントセンサーを提供するものであ る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上述のような目的を達成するために、コアの一部に設けられたギャ ップ内に磁気検出素子を挿設し、且つそのコアに 1次巻線及び 2次巻線を巻いて 、その 1次巻線に流れる 1次電流を 2次巻線で検出する変流器を備え、この変流 器のコアに 3次巻線を巻いて、その 3次巻線の出力端に抵抗器を接続するか、又 はその 3次巻線の出力端をショート状態で使用するかしたものである。

【０００７】

【作用】

そして、上述のような技術的手段により、 1次巻線（Ｎｐ）及び 2次巻線（Ｎ ｓ）にｄｉ／ｄｔの大きなパルス電流が流れた場合、リンギングが発生する電磁 エネルギーを、３次巻線（Ｎｓｓ）を通して抵抗器（Ｒ）で消費させるようにす る。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案のカレントセンサーの一実施例を図面に基づいて説明する。

【０００９】 図１に本考案のカレントセンサーの原理を示すように、コア１の一部に設けら れたギャップ２内に磁気検出素子３を挿設し、且つそのコア１に 1次巻線（Ｎｐ ）４及び 2次巻線（Ｎｓ）５を巻いて、その 1次巻線（Ｎｐ）４に流れる 1次電 流（Ｉｐ）を 2次巻線（Ｎｓ）５で検出する変流器６を備え、この変流器６のコ ア１に 3次巻線（Ｎｓｓ）７を巻いて、その 3次巻線（Ｎｓｓ）７の出力端に抵 抗器（Ｒ）８を接続したものである。

【００１０】 そして、 1次巻線（Ｎｐ）４及び 2次巻線（Ｎｓ）５にｄｉ／ｄｔの大きなパ ルス電流が流れた場合、リンギングが発生する電磁エネルギーを、３次巻線（Ｎ ｓｓ）７を通して抵抗器（Ｒ）８で消費させるようにする。

【００１１】 また、図１における電流モードは、図２（イ）、（ハ）に示すように、 1次電 流（Ｉｐ）の電流モードと 2次電流（Ｉｓ）の電流モードとが全く相似形であり 、且つ図２（ロ）に示すように、 3次巻線電流（Ｉｓｓ）の電流モードはリンギ ングの発生が極力小さくなっている。

【００１２】 また、前記 3次巻線（Ｎｓｓ）７の出力端に抵抗器（Ｒ）８を接続するように 説明及び図示されているが、これに何等限定されることなく、抵抗器（Ｒ）８は リンギングの大きさにより 0〜数10Ω程度のものであって、リンギングの発生す る時間が短いため、消費する電力は極めて小さく、３次巻線（Ｎｓｓ）７の出力 端をショート状態で使用することもできる。

【００１３】 次に、本考案のカレントセンサーの使用状態を説明すると、図３に示すように １次巻線（Ｎｐ）４と２次巻線（Ｎｓ）５は密結合の状態で使用できるので高性 能カレントセンサーが実現できる。

【００１４】 尚、コア（鉄心）１の形状はリングコア、ＥＩコア、その他どのような形状で も適応でき、また、材質もケイ素鋼板等の金属コア、フェライトコア、アモルフ ァルコア等のいかなるものでも適応できる。

【００１５】

【考案の効果】

本考案のカレントセンサーは、上述のように、コア１の一部に設けられたギャ ップ２内に磁気検出素子３を挿設し、且つそのコア１に 1次巻線４及び 2次巻線 ５を巻いて、その 1次巻線４に流れる 1次電流（Ｉｐ）を 2次巻線５で検出する 変流器６を備え、この変流器６のコア１に 3次巻線７を巻いて、その 3次巻線７ の出力端に抵抗器８を接続するか、又はその 3次巻線７の出力端をショート状態 で使用するかしたものであるから、１次巻線（Ｎｐ）４及び２次巻線（Ｎｓ）５ にｄｉ／ｄｔの大きなパルス電流が流れた場合、リンギングが発生する電磁エネ ルギーを、３次巻線（Ｎｓｓ）７を通して抵抗器（Ｒ）８で消費させることがで きるため、リンギングの発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のカレントセンサーの原理を示す回路図
である。

【図２】図１の電流モード図であり、（イ）は 1次電流
の電流モード、（ロ）は 3次巻線電流の電流モード、
（ハ）は 2次電流の電流モードである。

【図３】本考案のカレントセンサーの使用状態を示す説
明図である。

【図４】従来のカレントセンサーの原理を示す回路図で
ある。

【図５】図４の変流器の斜視図である。

【図６】図４及び図５の波形図であり、（イ）は 1次電
流の波形、（ロ）は 2次電流の波形である。

【図７】図４及び図５の電流モード図であり、（イ）は
1次電流の電流モード、（ロ）は 2次電流の電流モード
である。

【図８】従来のカレントセンサーの使用状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ コア ２ ギャップ ３ 磁気検出素子 ４ 1次巻線（Ｎｐ） ５ 2次巻線（Ｎｓ） ６ 変流器 ７ 3次巻線（Ｎｓｓ） ８ 抵抗器（Ｒ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアの一部に設けられたギャップ内に磁
   気検出素子を挿設し、且つそのコアに 1次巻線及び 2次
   巻線を巻いて、その 1次巻線に流れる 1次電流を 2次巻
   線で検出する変流器を備え、この変流器のコアに 3次巻
   線を巻いて、その 3次巻線の出力端に抵抗器を接続する
   か、又はその 3次巻線の出力端をショート状態で使用す
   るかしたことを特徴とするカレントセンサー。