JPS61119016A - 直流電流変成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は直流電流変成器に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の一般的な直流変流器１を示す基本回路図
であり、その２次側に負荷２が接続されている。

上記直流電流変成器１は第６図に示すように鉄心３が内
設され、該鉄心３には第１の線輪としての１次導体（１
次コイル）と第２の線輪としての２次巻線（２次コイル
）が配置されている。

上記鉄心３はループ形状を成し、該ループの一部が破断
憾れ、かつ所要の空隙が設けられている。

この空隙には電圧全印加すると磁界を生ずるホール素子
４が固定設置されている。５は上記ホール素子４の端子
４ａ、４ｂに接続され、該ホール素子４に電圧を印加す
る次めの直流電源である。６は直流電流変成器１０２次
電流を供給する可制御直流電源であり、後記制御回路８
により制御され、コイル７ａ、７ｂおよび負荷２と共に
直列回路を構成して前記鉄心３と磁気的関係金保つ。

制御回路８は前記ホール素子４の端子４ｃ、４ｄとルー
プ接続され、該ホール素子４からの誘起電圧の入力によ
り前記可制御直流電源６を制御する。９は上記鉄心３の
１次巻線に相当する１次導体である。

第７図は第６図の電気回路図を示し、図中、可、１１制
御直流電源６はサイリスタ整流器１０Ｓ変成器１１、交
流電源１２で構成されている。

次に動作について説明する。第６図において、鉄心３の
ループ内を貫通した１次−導体９に矢印の方向に１次電
流工、が流れると、鉄心３の中に点線の矢印の方向に磁
束Ｍ１が生じる。

−万、ホール素子４の一対の端子４ａと４ｂ間は、直流
電源５により電圧が印加された状態であるため、ホール
素子４と直角方向に対し磁界が生じ、この磁界によりホ
ール素子４の他の一対の端子４Ｃと４ｄ間には磁界の大
き嘔に比例しｔ電圧Ｖ　ＭＡＧが誘起嘔れる。

制御回路８は上記誘起電圧ＶＭＡＧの入力により１可制
御直流電源６の出力電圧を制御して２次電流工宜を流す
。この２次電流工、はコイル７ａと７ｂにより、磁束Ｍ
１の磁束１同に対し逆方向の磁束Ｍ２を鉄心内に誘起す
る。

上記磁束Ｍ１とＭ２間の磁気干渉により、ホール素子４
を介して入力信号ＶＭＡＧが発生し１制御装置ｓにおい
てこの入力信号ＶＭＡＧが零となるように直流電圧源６
の出力電圧を応動制御する。

上記磁気干渉において磁束Ｍ１とＭ２が互いに打消し合
い、ホール素子４ｔ−貫通する磁界が零となつｔ時点で
定常状態が保たれる。従って、前記コイル７ａ及び７ｂ
に流れる電流、即ち負荷２に流れる２次電流Ｉ、は、１
欠場体９を流れる１次電流工、と電流的に比例し友関係
を保ち、直流電流変成器として動作する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の直流電流変成器は以上のように構成されているの
で、第８図に示す鉄心の磁化特性における低電流領域で
の非線形性及び残留磁化特性の影響により、１欠場体９
に流れる′電流が零から定格電流までの全ての領域に対
し高精度のものを製作することは困難であプ、第９図の
ように特に１次側の小電流領域においては精度が低くな
る事が避けられないという問題点があった。まだ、１欠
場体９に双方向の電流が流れる場合には、第６図におい
て、可制御直流電源６としては双方向の極性を有するも
のが必要となり、高価になるという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、微少電流領域でも精度の高い直流電流変成器を
得るとともに双方向の１次電流も検出できる直流変流器
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決する九めの手段〕

この発明にかかる直流電流変成器は、同一鉄心内に第１
〜第３の線輪を配置し、前記第３！ｒ）線輪に流れるバ
イアス電流全検出するバイアス電流検出手段および該手
段の検出値に応じて前記第２の線輪に補正電流を流す電
流制御回路を設は文ものである。

〔作用〕

この発明においては、鉄心に巻回した第３の線輪に常時
バイアス電流を流して、上記鉄心の磁化特性にバイアス
金かけるようにしたので、上記磁化特性のほぼ直線性領
域で直流変流器を動作させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例全前記第６図と同一部分に同
一符号を付した第１図について説明する。

第１図において、１３は鉄心３に巻回された第３の線輪
としてのバイアス巻線、１４は直流電源、１５はバイア
ス巻線１３のバイアス電流検出手段としてのシャント抵
抗、１６は直流増巾器、１７は電流制御回路、１８は補
正電流検出用シャ、ント抵抗である。

第２図は上記第１口金電気回路的に表わしｔ詳細図を示
したものであり、特に電流制御回路１７は積分器１９と
加算点２０と差動増巾器２１．２２とゲイン回路２３と
で構成されている。

次に動作について説明する。第１図において、バイアス
巻線１３には、直流電源１４により常にバイアス電流Ｉ
ｎ？図示の矢印方向に流しておくようにする。バイアス
巻線１３のターン数をｎ。

とし、１次巻線９のターン数ｆｔｎ　＋および２次巻線
７ａ、７ｂのターン数をｎ！とすると、次式が成立する
。

ｎｌ’Ｌ＋ｎ３”ｌ８＝ｎｔ”Ｌ　　　　　　・・・ａ
）（１）式において、１次電流１１＝００時にもバイア
ス電流工、を打消すために、２次電流工、はｒｌ、−・
工、に等しい電流を流すことになる。このたｎ！ め、第３図に示すように鉄心の磁化特性にバイアスをか
けることができ、領域■のほぼ直線領域において、直流
変流器を動作させることができる。

なお、２次電流工、には常に上述のようにｎｌｎ雪 ・工、に相当する電流が余分に流れるｔめ、シャント抵
抗１５によりバイアス電流Ｉ、を検出し、このバイアス
電流工、の大きさに応じて電流制御回路１７と直流増巾
器１６を動作させ、」・■。

ｎ！ に相当する補正電流Ｉｃｔ−負荷２に２次電流工。

と逆方向に流すことにより、バイアス電流工、の影響を
負荷２＠では打消すことができる。

第２図は第１図を電気回路的に表わしたものであり、シ
ャント抵抗１５と１８の両端に表われる電流信号は差動
増巾器２１および２２により検出される。

上記差動増巾器２１からの検出信号Ｌａはゲイ点２０へ
入力される。（但し、Ｉｒｅｆ±ユ”　Ｉｌａの関係に
ある。） 加算点２０ではＩ　ｒｅｆと上記差動増巾器２２からの
検出信号ＩＣａとの差を求め、これを積分回路１９へ入
力する。この積分回路１９の出力は直流増巾器１６へ入
力される。この直流増巾器１６はＩ　ｒｅｆとＩＣａと
の差がＯになるように、負荷２に補正電流Ｉｃを流す作
用を行う。この結果、負荷２にはｒ、　　ｒｃが流れ、
バイアス電流工、は負荷２側では影響を与えず、１次電
流工、に相当する電流のみが流れることになる。

第４図は上記バイアス量を更に大きくとった場合を示し
ている。この場合には１次電流工、が双方向に流れても
、２次電流工、は片方向のみを流すだけで良い。従って
、第１図の可制御直流電源６として片方向極性のものを
用いても、双方向な１次電流１．を検出することが可能
となる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、直流変流器の鉄心に
バイアス巻線を設け、常にこのバイアス巻線に一定のバ
イアス電流を流しておくようにしたので、鉄心の磁化特
性の直線性のある良好な領域で直流変流器金動作嘔ぜる
ことができる。その結果、精度の高いものが得られると
共に、片極性の可制御直流電源を用いても双方向の１次
電流が検出できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す１部回路図を含む構
造図、第２図は第１図を電気回路的に表わした図、第３
図はバイアス電流を流した場合の動作領域を示す図、第
４図はバイアス電流を流して１次側電流が双方向に変化
する場合の動作領域を示す図、第５図は従来の直流電流
変成器の基本的回路図、第６図は従来の直流電流変成器
の１部回路図を含む構造図、第７図は従来の直流電流変
成器の回路図、第８図は直流電流変流器の鉄心の磁化特
性を示す図、第９図は直流電流変流器の１次電流に対す
る２次側の誤差特性図である。 ３・・・直流変流器の鉄心、　　６・・・可制御直流電
源、７ａ、７ｂ・・・２次の線輪（２次巻線）、　　９
・・・１次の線輪（１次側溝体）、　１３・・“第３の
線輪（バイアス巻線）、　　１４・°°亘泥流電源　　
１５・・・電流検出手段（シャント抵抗）、　　１７・
・・電流制御回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一鉄心内に配置した１次側電流を流す第１の線輪と２
   次側電流を流す第２の線輪およびバイアス電流を流す第
   ３の線輪と、前記第３の線輪に必要なバイアス電流を流
   す直流電源と、前記バイアス電流を検出するバイアス電
   流検出手段と、この電流検出手段の検出値に応じて前記
   第２の線輪の負荷側に負荷電流を補正する補正電流を流
   すための電流制御回路とを備えた直流電流変成器。