JPH071283B2 - 電流測定装置 - Google Patents

電流測定装置

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JPH071283B2
JPH071283B2 JP63063759A JP6375988A JPH071283B2 JP H071283 B2 JPH071283 B2 JP H071283B2 JP 63063759 A JP63063759 A JP 63063759A JP 6375988 A JP6375988 A JP 6375988A JP H071283 B2 JPH071283 B2 JP H071283B2
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    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、無接触で作動する電流センサと、この電流セ
ンサの出力に接続されて、測定電流に比例する出力信号
を発生する評価装置とを備えた、特に直流電動機の電動
機電流を測定する電流測定装置に関する。
［従来の技術］ 直流または交流の浮動測定が可能な電流測定装置は、例
えば、測定電流の磁界を感知し、その値を例えばホール
効果センサによって電気信号に変換する無接触変流器で
ある。その場合、一般に、測定電流に対応する極めて小
さい電圧が発生し、これが電子的に増幅される。この形
式の測定装置は、例えばフランクフルトのCunz社のシリ
ーズIB-5000Mの変流器である。公知のように、このよう
な変流器は、ある程度のドリフト作用を示す零オフセッ
ト電流を有する。そのような零点ドリフトは、例えば温
度の変化、電源電圧の変化または変動によって生じる。
これは比較的小さな有用信号であるため、僅少であって
も測定結果を著しく不正確にする。例えば、温度と偏差
との間の関連が判っている場合、温度に起因する零点ド
リフトを適当な回路または構成要素によって補償するこ
とは確かに可能である。しかしながら、材料のばらつき
を、それぞれのサンプルについて新しく調整する必要が
あるため、これは一般に多額の費用を必要とする。した
がって、従来は、すべての悪影響を考慮した零点ドリフ
トの補償は不可能であった。
［発明が解決しようとする課題］ したがって、本発明の目的は、種々の悪影響によって生
じる零点ドリフトを補償することが可能な電流測定装置
を提供することである。
［課題を解決するための手段］ この目的は、被測定電流の正方向および負方向の尖頭値
の差を測定する手段と、該手段に接続され、前記評価装
置と前記電流センサの少なくとも一方の零点ドリフトを
決める差を、被測定電流の対称成分から求め、前記零ド
リフトを修正する回路装置手段設けられることによって
達成される。
［作用］ この装置の長所は、零点ドリフトの全自動調整であり、
これによって事前調整または調整が不必要になる。さら
に、たヾ１つの外乱量に起因するだけでなく任意の外乱
量に起因する零点ドリフトを調整することができる。し
たがって、例えば電源電圧の変動によって生じる外乱量
の急速な変化、および例えば変化による極めて緩慢に推
移する外乱量の変化を調整することができる。
本発明の一実施態様は、正および負の方向の測定電流の
尖頭値を測定して比較するようにされており、その場
合、これらの尖頭値の差が零点ドリフトの量を表わして
いる。この差から、この出力に接続された調整器によっ
て補正値が形成され、この補正値が測定信号に加えら
れ、したがって閉じた調整回路が形成される。このた
め、零点ドリフトが、零に近い許容値に減少される。
本発明の別の実施態様では、尖頭値を記憶し、零点ドリ
フトを調整するため、尖頭値の平均値の形成を行うこと
が提案されている。
この電流測定装置は、例えば４象限出力段に使用され
る。そのような調整要素の場合の制御電子装置は、通常
特に電力用半導体が回路網に接続されている場合、電力
用半導体の置かれた電位にはない。この場合、負荷電流
値を、絶縁された測定装置（本発明の電流測定装置）に
よって検出することが有意義である。
［実施例］ 次に、本発明の実施例を幾つかの図によって詳細に説明
する。
第１図に、トランジスタによって接続されるオーム・誘
導負荷を有する４象限直流チョッパ変換器が示されてい
る。この図に示されていない制御回路は、電流が、抵抗
６を有する電動機巻線５を通して周期的に逆に流れるよ
うに、トランジスタ１ないし４を閉路する。電動機コイ
ル５を矢印の方向に流れる電流iL(t)は、トランジスタ
１および４が導通することによって生じる。これと反対
方向の電流は、トランジスタ２および３の導通によって
生じる。この電流を測定するため、電流測定装置11が設
けられ、これは、公知の方法によって無接触で例えばホ
ールセンサによって入力電流ｉ（ｔ）を測定する。
所定の電動機トルクを発生するため、巻線電流が周期的
に流され、すなわちスイッチングトランジスタ１ないし
４が所定の周波数で駆動される。
第2a図は電動機電流iL(t)の時間推移を示しており、第2
b図には入力電流ｉ（ｔ）の時間推移が示されている。
スイッチングトランジスタ１および４が駆動状態にある
場合、電動機電流iLは、時点t0から出発しインダクタン
スによって制御され緩やか傾斜にされて遮断時点t1まで
上昇する。この電流は遮断後にフリーホイールダイオー
ド８および10を通して流れ、スイッチングトランジスタ
1,4が再び駆動（時点t2）されるか、または零点に達す
るまで減衰する。第2b図に示すように、入力電流ｉ
（ｔ）は時点t1においてその正の尖頭値を示し、遮断点
において、その方向が変化し、回路に帰還される。入力
電流の正から負またはその逆方向の移行は突発的に行わ
れ、これは、電流測定装置11のオフセット電圧が正しく
調整されている場合、時点t1において、電流信号iS(t)
の正および負のクランクの大きさが等しいことを意味し
ている。この等量からの偏差が測定装置11の零点変位量
として使用される。入力電流の測定値iS(t)は、電動機
制御の制御量として使用されるか、または表示される。
入力電流信号iS(t)の２つの尖頭値の差は、適当な回路
によって測定され、その出力に接続された調整回路によ
って、その差が所定の最大値より小さくなるように、電
流測定装置11のオフセット電圧および零点ドリフトを調
整することができる。
第３図は零点ドリフトの補償回路を示している。入力電
流ｉ（ｔ）が電流測定装置11のセンサ12によって検出さ
れ、保護抵抗13,14を介して増幅器15に測定信号として
供給される。増幅器15の出力信号iS(t)は、第2b図に示
すように入力電流ｉ（ｔ）に比例する。しかしながら、
この出力信号は、センサ12のオフセット電圧によって所
定の量だけ零点から変位する場合がある。この出力信号
iS(t)は２つの増幅器16,17に供給され、これらの増幅器
16,17の出力端子は、異なる導通方向のダイオード18,19
を備えている。ダイオード18、19の出力端子にコンデン
サ20,21が接続され、これらのコンデンサ20,21の自由端
部が共に接地されている。電流iSの正のフランクはコン
デンサ20を充電し、電流iSの負のフランクはコンデンサ
21を充電する。２つのコンデンサ20,21の充電電圧の差
が、比較器22に供給される。この比較器22は、差電圧の
符号に応じて出力信号０または１を発生し、この信号が
カウンタ23に供給される。カウンタ23には、クロック入
力端子24を介して任意の周波数のパルスが供給される。
このパルスが、差動増幅器22の出力信号に応じて順計数
または逆計数される。したがって、差動増幅器22の出力
信号の高レベルは出力カウンタ計数値を増加させるが、
低レベルは出力カウンタ計数値を減少させる。カウンタ
の計数値がカウンタ23の出力端子A,B,C,Dに生じ、抵抗2
5ないし28を介して増幅器29の反転入力端子に供給され
る。抵抗25ないし28は、高い値の出力端子から出発して
抵抗値が出力端子ごとに半分に減少するような大きさに
されている。したがって、カウンタ23の計数値が、増幅
器29との結合において補正値に変換され、この補正値が
増幅器29の出力端子に導出され、抵抗30を介してセンサ
12の測定信号に加えられる。この補正値は、零点対称が
得られるように、増幅器15の出力信号をシフトさせる。
このようにすることによって、入力電流ｉ（ｔ）の測定
値iS(t)が、零点ドリフトまたはオフセット電圧によっ
て誤差を生じることがなくなり、電動機電流を極めて正
確に調整することが可能になる。
クロック入力端子24に供給されるパルスを、スイッチン
グトランジスタ１ないし４の駆動信号から好適に取り出
すことができる。したがって、電動機の駆動を間欠的に
周期的に行う場合、カウンタ23の出力端子における最後
の計数値が持続され、最後の補正値が一定値に維持され
ることが保証される。
電動機の起動前にオフセット電圧を調整するため、差動
増幅器22の出力信号が低レベルから高レベルまたはその
逆方向に跳躍するまで補正値を変化させるクロックパル
スを、カウンタ23のクロック入力端子24に供給すること
が有効である。この時点に信号iS(t)が零点対称にな
り、したがって調整が終了する。しかしながら、この措
置は、電動機の運転を開始してすぐ、電動機電流の絶対
的に正しい測定を必要とする場合にだけ必要である。
説明に述べられ図に示された新しい特徴は、特許請求の
範囲に明確に示されていなくても、本発明に重要であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電流測定装置が適用される一般の
直流電動機の４象限直流チョッパ変換器の構成を示す回
路図、第２図は第１図に示す回路における電動機負荷電
流および入力電流の推移を示す波形図、第３図は本発明
の一実施例を示す回路図である。 １ないし４……スイッチングトランジスタ、５……電動
機巻線、６……抵抗、７ないし10……フリーホイールダ
イオード、11……電流測定装置、12……センサ、16,17
……増幅器、18,19……ダイオード、20,21……コンデン
サ、22……比較器（差動増幅器）、23……カウンタ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】非接触電流センサと、該電流センサの出力
    に接続され、被測定電流に比例した出力信号を発生する
    評価装置を含む電流測定装置において、 被測定電流の正方向の尖頭値と負方向の尖頭値の絶対値
    の差を測定する手段と、該手段に接続され、前記評価装
    置と前記電流センサの少なくとも一方の零点ドリフトを
    決める差を、被測定電流の対称成分から求め、前記零ド
    リフトを補正する回路装置手段を有することを特徴とす
    る電流測定装置。
  2. 【請求項２】前記回路装置手段が、前記零点ドリフトの
    量を表わす、被測定電流の正の方向の尖頭値と負の方向
    の尖頭値の絶対値の差を見出す比較回路を含む、請求項
    １に記載の電流測定装置。
  3. 【請求項３】両尖頭値を記憶する手段と、両尖頭値の平
    均値を生成する手段を含む、請求項２に記載の電流測定
    装置。
  4. 【請求項４】前記両尖頭値の前記差に対応する信号を受
    信し、前記零点ドリフトのための補正値を生成する制御
    器を含む、請求項２に記載の電流測定装置。
  5. 【請求項５】前記制御器が、前記差の符号を生成する比
    較器と、該比較器に接続され、計数方向が前記符号によ
    って定められ、計数値が補正値として使用されるカウン
    タを有する、請求項４に記載の電流測定装置。
  6. 【請求項６】電流に対称成分がない場合に前記カウンタ
    をその原状態に維持する手段を有する、請求項５に記載
    の電流測定装置。
  7. 【請求項７】直流電圧をスイッチングトランジスタを介
    して高周波数および可変クロック比率でオーム・誘導負
    荷に印加することによって該負荷を流れる電流の値を変
    化させる手段を有するオーム・誘導負荷用の４象限出力
    段と組合わされた、請求項１に記載の電流測定装置。
  8. 【請求項８】被測定電流が直流電動機の電動機電流であ
    る請求項１記載の電流測定装置。
JP63063759A 1987-03-19 1988-03-18 電流測定装置 Expired - Lifetime JPH071283B2 (ja)

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