JPS62124703A - 電流センサ - Google Patents
電流センサInfo
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- JPS62124703A JPS62124703A JP60265584A JP26558485A JPS62124703A JP S62124703 A JPS62124703 A JP S62124703A JP 60265584 A JP60265584 A JP 60265584A JP 26558485 A JP26558485 A JP 26558485A JP S62124703 A JPS62124703 A JP S62124703A
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- current sensor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
- H01F38/28—Current transformers
- H01F38/30—Constructions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
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。
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〕
本発明は交番電流またはパルス電流を検出するための電
流センサに係り、特に磁性体として製作されたコバルト
系アモルファスリボン等を用いて構成した閉磁路を有す
る電流センサに関するものである。
流センサに係り、特に磁性体として製作されたコバルト
系アモルファスリボン等を用いて構成した閉磁路を有す
る電流センサに関するものである。
交番電流またはパルス電流を検出するための検出素子と
しては、従来、変成器等が一般に用いられている。しか
しながら変成器においては、その機能上主回路を構成す
る一次巻線と信号検出回路を構成する二次巻線との磁気
結合を密にする必要があるため、寸法１重量が大きくな
ることを避けられず、またその製造工程も複雑である。
しては、従来、変成器等が一般に用いられている。しか
しながら変成器においては、その機能上主回路を構成す
る一次巻線と信号検出回路を構成する二次巻線との磁気
結合を密にする必要があるため、寸法１重量が大きくな
ることを避けられず、またその製造工程も複雑である。
本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、コバルト系アモルファスリボン等で作
成された角形ヒステリシス特性を有する環状コアにおけ
る、急激な磁化反転の効果を利用することによって、小
形、軽量であってかつ主回路と絶縁して、主回路電流の
波高値に比例したパルス電圧出力を得ることができる電
流セン〔問題点を解決するための手段〕 このような問題点を解決するため、本発明の電流センサ
は第１図に示すような原理的構成を具えている。
るものであって、コバルト系アモルファスリボン等で作
成された角形ヒステリシス特性を有する環状コアにおけ
る、急激な磁化反転の効果を利用することによって、小
形、軽量であってかつ主回路と絶縁して、主回路電流の
波高値に比例したパルス電圧出力を得ることができる電
流セン〔問題点を解決するための手段〕 このような問題点を解決するため、本発明の電流センサ
は第１図に示すような原理的構成を具えている。
１０１は一次導体であって、被検出電流を流すものであ
る。
る。
１０２は環状コアであって、コバルトを主成分とするア
モルファス合金よりなるリボンまたはワイヤを巻回し、
これを窒素（Ｎｘ）雰囲気中で熱処理して作製したもの
である。
モルファス合金よりなるリボンまたはワイヤを巻回し、
これを窒素（Ｎｘ）雰囲気中で熱処理して作製したもの
である。
一次導体１０１は環状コア１０２を１回以上貫通し、角
型ヒステリシス特性を有する環状磁気回路を構成してい
る。
型ヒステリシス特性を有する環状磁気回路を構成してい
る。
一次導体１０１に交番電流またはパルス電流からなる被
検出電流を流したとき、環状磁気回路の角型ヒステリシ
ス特性に基づいて、−送導体１０１の両端Ａｌ、Ｂｔま
たは環状磁気回路を貫通する二次導体１０３の両端Ａ２
．Ｂ２に、被検出電流の波高値に応じた波高値を有する
パルス信号が得られる。
検出電流を流したとき、環状磁気回路の角型ヒステリシ
ス特性に基づいて、−送導体１０１の両端Ａｌ、Ｂｔま
たは環状磁気回路を貫通する二次導体１０３の両端Ａ２
．Ｂ２に、被検出電流の波高値に応じた波高値を有する
パルス信号が得られる。
第２図は本発明の電流センサの一実施例の構成全示した
ものであって、１は強磁性アモルファスリボンからなる
アモルファストロイダルコア、２は被検出電流を通じる
一次導体である。３は非磁性金属からなる円筒形二次導
体であって、その両端に端子Ａ、端子Ｂを有している。
ものであって、１は強磁性アモルファスリボンからなる
アモルファストロイダルコア、２は被検出電流を通じる
一次導体である。３は非磁性金属からなる円筒形二次導
体であって、その両端に端子Ａ、端子Ｂを有している。
４はトロイダルコア１と二次導体３とを電気的に絶縁す
るための絶縁物である。第１図において一次導体２は、
円筒形二次導体３の中を電気的に絶縁した状態で、１回
以上貫通するように構成されている。
るための絶縁物である。第１図において一次導体２は、
円筒形二次導体３の中を電気的に絶縁した状態で、１回
以上貫通するように構成されている。
トロイダルコア１はその材質が、原子チで示す組成が一
般式Ｃ＋）ａ Ｆｅｂ Ｓｉｃ Ｂｄ Ｍｏｅ Ｎｉｆ
で示されるものからなシ、例えばＣｏ５５ Ｆ’ｅａ
５ｉｔｚ Ｂｌｚ ＭｏｗＮｉｌｔたはＣｏ６ｓ Ｆｅ
＜ ５ｉｔｓ ＭＯ１４Ｎｉｔ なる組成を有するコ
バルト系アモルファスリボンを巻回し、窒素（Ｎ２）雰
囲気下で温度４００℃で３０分間の熱処理を行ったもの
を用いる。このようにして得られたトロイダルコア１は
、角型ヒステリシス特性でかつ保持力の極めて小さいヒ
ステリシス特性を有している。なお熱処理を行う際に、
例えば１０工ルステツド程度の直流磁界を加えると、さ
らに特性を向上させることができる。
般式Ｃ＋）ａ Ｆｅｂ Ｓｉｃ Ｂｄ Ｍｏｅ Ｎｉｆ
で示されるものからなシ、例えばＣｏ５５ Ｆ’ｅａ
５ｉｔｚ Ｂｌｚ ＭｏｗＮｉｌｔたはＣｏ６ｓ Ｆｅ
＜ ５ｉｔｓ ＭＯ１４Ｎｉｔ なる組成を有するコ
バルト系アモルファスリボンを巻回し、窒素（Ｎ２）雰
囲気下で温度４００℃で３０分間の熱処理を行ったもの
を用いる。このようにして得られたトロイダルコア１は
、角型ヒステリシス特性でかつ保持力の極めて小さいヒ
ステリシス特性を有している。なお熱処理を行う際に、
例えば１０工ルステツド程度の直流磁界を加えると、さ
らに特性を向上させることができる。
このような電流センサにおいて、いま−送導体２に交番
電流またはパルス電流が流れると、周知の右ねじの法則
に従って磁界を発生し、これによってトロイダルコア１
は磁化される。この際−送導体２における電流に基づく
磁化力が、トロイダルコア１の保磁力に相当する値に達
したとき、急激な磁束変化が起り、二次導体３の端子Ａ
、Ｂ間に電圧パルスを発生する。
電流またはパルス電流が流れると、周知の右ねじの法則
に従って磁界を発生し、これによってトロイダルコア１
は磁化される。この際−送導体２における電流に基づく
磁化力が、トロイダルコア１の保磁力に相当する値に達
したとき、急激な磁束変化が起り、二次導体３の端子Ａ
、Ｂ間に電圧パルスを発生する。
第３図は角形ヒステリシス特性と磁束の変化の関係を示
し、第３図（ａ）は横軸に一次導体２の電流１１縦軸に
トロイダルコア１の磁束φを示したものである。いま、
−送導体２の電流値がトロイダルコア１の保磁力に相当
する値であるｉに達したとき、磁束はＱ点からＲ点に急
激に変化する。二次導体３は磁束と鎖交しているので、
磁束の時間による微分値ｄφ／ｄｔに比例するパルス電
圧が第３図（ｂ）のように発生する。第３図（ａ）にお
けるＱ→Ｒの勾配が９００に近いとき、即ち角形特性が
良好なときパルス電圧は大きい。また保磁力が小さいと
きは、ｉｃが小となシ感度が大となる。
し、第３図（ａ）は横軸に一次導体２の電流１１縦軸に
トロイダルコア１の磁束φを示したものである。いま、
−送導体２の電流値がトロイダルコア１の保磁力に相当
する値であるｉに達したとき、磁束はＱ点からＲ点に急
激に変化する。二次導体３は磁束と鎖交しているので、
磁束の時間による微分値ｄφ／ｄｔに比例するパルス電
圧が第３図（ｂ）のように発生する。第３図（ａ）にお
けるＱ→Ｒの勾配が９００に近いとき、即ち角形特性が
良好なときパルス電圧は大きい。また保磁力が小さいと
きは、ｉｃが小となシ感度が大となる。
第２図に示された電流センサにおいて、二次導体３の端
子Ａ、Ｂ間に発生する電圧パルスの波高値は、一次電流
の波形を同一とすればその波高値に比例する。そこでこ
の電圧パルスの波高値を測定することにより一次電流値
を知ることができ、従って第１図に示された電流センサ
は、一次導体２に流れる交番電流またはパルス電流の値
を測定するためのセンナとして機能する。
子Ａ、Ｂ間に発生する電圧パルスの波高値は、一次電流
の波形を同一とすればその波高値に比例する。そこでこ
の電圧パルスの波高値を測定することにより一次電流値
を知ることができ、従って第１図に示された電流センサ
は、一次導体２に流れる交番電流またはパルス電流の値
を測定するためのセンナとして機能する。
また一次導体２に流れる電流が交番電流またはパルス電
流である場合には、その電流立上シ点において端子Ａ、
Ｂ間にパルス電圧を発生するので、交番電流またはパル
ス電流の位相を測定する位相測定要素として利用するこ
ともできる。
流である場合には、その電流立上シ点において端子Ａ、
Ｂ間にパルス電圧を発生するので、交番電流またはパル
ス電流の位相を測定する位相測定要素として利用するこ
ともできる。
第４図は本発明の電流センサの第２の実施例の構成を示
したものであって、第２図におけると同じ部分は同じ番
号で示されておυ、５−１．５−１１．”””・５−１
はそれぞれ二次導体である。第４図の実施例の場合も、
一次導体２における電流の変化に基づいて、アモルファ
ストロイダルコア１に生じる急激な磁化反転の効果によ
って、二次導体５−１，５−ｇ。
したものであって、第２図におけると同じ部分は同じ番
号で示されておυ、５−１．５−１１．”””・５−１
はそれぞれ二次導体である。第４図の実施例の場合も、
一次導体２における電流の変化に基づいて、アモルファ
ストロイダルコア１に生じる急激な磁化反転の効果によ
って、二次導体５−１，５−ｇ。
”・・” ＋ ５−ｎのそれぞれの端子対（Ａｔ、Ｂｔ
） ＋ （Ａｓ。
） ＋ （Ａｓ。
Ｂ２）、・・・・・・、（Ａｎ、Ｂｎ）に同位相でそれ
ぞれパルス電圧を発生するので、パルス分離器として利
用することができる。
ぞれパルス電圧を発生するので、パルス分離器として利
用することができる。
第５図は本発明の電流センサの第３の実施例の構成を示
したものであって、第２図におけると同じ部分は同じ番
号で示されている。第５図の実施例においては、一次導
体２における電流の変化に基づいて、アモルファストロ
イダルコア１に生じる急激な磁化反転の効果によって生
じるパルス電圧は、一次導体２０両端に設けられた端子
Ａ、Ｂから直接取り出される。第５図の実施例は、信号
検出回路を一次導体から絶縁する必要がない場合に好適
なものであって、回路構成を著しく簡単にすることがで
きる。ただしこの場合は、一次電流による一次導体にお
ける抵抗降下電圧が急激な磁化反転の効果に基づくパル
ス電圧に重畳して生じるので、抵抗降下分の影響を小さ
くする必要がある場合には、一次導体を太くしてその抵
抗値を小さくする必要がある。
したものであって、第２図におけると同じ部分は同じ番
号で示されている。第５図の実施例においては、一次導
体２における電流の変化に基づいて、アモルファストロ
イダルコア１に生じる急激な磁化反転の効果によって生
じるパルス電圧は、一次導体２０両端に設けられた端子
Ａ、Ｂから直接取り出される。第５図の実施例は、信号
検出回路を一次導体から絶縁する必要がない場合に好適
なものであって、回路構成を著しく簡単にすることがで
きる。ただしこの場合は、一次電流による一次導体にお
ける抵抗降下電圧が急激な磁化反転の効果に基づくパル
ス電圧に重畳して生じるので、抵抗降下分の影響を小さ
くする必要がある場合には、一次導体を太くしてその抵
抗値を小さくする必要がある。
第６図は本発明の電流センサの第４の実施例の構成を示
したものであって、第２図におけると同じ部分は同じ番
号で示されておシ、５は二次導体、６−１’、６−ｇは
バイアス磁化導体である。またバイアス磁化導体５−ｘ
、６−ｇに接続されたＥｔ、Ｅｘは直流電源、Ｓｌ、Ｓ
ｔはスイッチ、Ｒｔ、Ｒｇは可変抵抗である。
したものであって、第２図におけると同じ部分は同じ番
号で示されておシ、５は二次導体、６−１’、６−ｇは
バイアス磁化導体である。またバイアス磁化導体５−ｘ
、６−ｇに接続されたＥｔ、Ｅｘは直流電源、Ｓｌ、Ｓ
ｔはスイッチ、Ｒｔ、Ｒｇは可変抵抗である。
第６図に示された実施例においては、バイアス磁化導体
６−１，６−ｔに接続されたスイッチ８１．ＳＲを任意
に開閉し、それぞれの直流電源Ｅ１．Ｅｘから可変抵抗
Ｒ１，Ｒ１を経て所望の向きに任意の値に設定された電
流を流すことによって、アモルファストロイダルコア１
に対して所望の直流バイアス磁化力を与えることができ
る。このような状態では一次導体２に交番電流またはパ
ルス電流を流したとキ、トロイダルコア１を構成するア
モルファスリボンに生じる急激な磁化反転の効果によっ
て二次導体５に生じるパルス電圧の位相は、直流バイア
ス磁化力の大きさによって変化する。従って第６図に示
された実施例によれば、一次導体２に交番電流またはパ
ルス電流を流したとき発生するパルス電圧の位相を制御
することが可能である。
６−１，６−ｔに接続されたスイッチ８１．ＳＲを任意
に開閉し、それぞれの直流電源Ｅ１．Ｅｘから可変抵抗
Ｒ１，Ｒ１を経て所望の向きに任意の値に設定された電
流を流すことによって、アモルファストロイダルコア１
に対して所望の直流バイアス磁化力を与えることができ
る。このような状態では一次導体２に交番電流またはパ
ルス電流を流したとキ、トロイダルコア１を構成するア
モルファスリボンに生じる急激な磁化反転の効果によっ
て二次導体５に生じるパルス電圧の位相は、直流バイア
ス磁化力の大きさによって変化する。従って第６図に示
された実施例によれば、一次導体２に交番電流またはパ
ルス電流を流したとき発生するパルス電圧の位相を制御
することが可能である。
本発明の電流センサにおけるトロイダルコア１を形成す
るアモルファスリボンは、前述のＣｏ ６９Ｆｅａ ５
ｉｔｔ Ｂｔｔ Ｍｏｗ ＮｉｔおよびＣｏｏｓ Ｆｅ
４５ｉｔｓ ＭＯ１４Ｎｉｓなる組成を有するものに限
るものでなく、一般式Ｃ）ａ Ｆｅ ｂ Ｓｔ ｃ Ｂ
ｄ Ｍｏｅ Ｎｉ ｆ （但しａ−ｆは各成分元素の原
子百分率を示し、ａ＝５０〜（３）、ｂ＝１〜ＩＯｎ
ｃ ＝＝ ５〜２ｏ、ｄ ＝ Ｏ〜２０． ｅ ＝
Ｏ〜２０． ｆ ＝： Ｏ〜５であってａ ｙ ｆ
の和を１００とする。）で示されるコバル）ｔ−主成分
とするアモルファス合金からなるリボンであってもよい
。
るアモルファスリボンは、前述のＣｏ ６９Ｆｅａ ５
ｉｔｔ Ｂｔｔ Ｍｏｗ ＮｉｔおよびＣｏｏｓ Ｆｅ
４５ｉｔｓ ＭＯ１４Ｎｉｓなる組成を有するものに限
るものでなく、一般式Ｃ）ａ Ｆｅ ｂ Ｓｔ ｃ Ｂ
ｄ Ｍｏｅ Ｎｉ ｆ （但しａ−ｆは各成分元素の原
子百分率を示し、ａ＝５０〜（３）、ｂ＝１〜ＩＯｎ
ｃ ＝＝ ５〜２ｏ、ｄ ＝ Ｏ〜２０． ｅ ＝
Ｏ〜２０． ｆ ＝： Ｏ〜５であってａ ｙ ｆ
の和を１００とする。）で示されるコバル）ｔ−主成分
とするアモルファス合金からなるリボンであってもよい
。
また熱処理の条件も上述の４００℃３０分間に限るもの
でなく、温度３５０°〜４５０℃１時間５〜６０分間の
範囲で効果を得ることができる。さらに熱処理時直流磁
界を加えることによって、より優れた特性が得られるが
、直流磁界を印加しないでも角型ヒステリシス特性を得
ることが可能である。
でなく、温度３５０°〜４５０℃１時間５〜６０分間の
範囲で効果を得ることができる。さらに熱処理時直流磁
界を加えることによって、より優れた特性が得られるが
、直流磁界を印加しないでも角型ヒステリシス特性を得
ることが可能である。
また以上の説明はアモルファスリボンを用いて電流セン
サを形成した場合について行ったが、細いワイヤ状のア
モルファス材料を用いた場合にも適用することができ、
同様にして交番電流またはパルス電流を検出するための
電流センナを構成することが可能である。
サを形成した場合について行ったが、細いワイヤ状のア
モルファス材料を用いた場合にも適用することができ、
同様にして交番電流またはパルス電流を検出するための
電流センナを構成することが可能である。
第７図は本発明の電流センサの一応用例を示し、本発明
の電流センサを用いて漏電検知センサを形成した場合の
構成を例示している。同図において、８は負荷であって
電路９−１．９−ｘを経て電源１１に接続されている。
の電流センサを用いて漏電検知センサを形成した場合の
構成を例示している。同図において、８は負荷であって
電路９−１．９−ｘを経て電源１１に接続されている。
電路９−ｒ、９−ｇにはアモルファストロイダルコア１
、一次導体２−１．２−２、二次導体５からなる本発明
の電流センサが挿入されていて、電路９−１．９−２は
それぞれ一次導体２−１．２−１およびブレーカ１０−
１．１０− ｉを経て電源１１に導かれる。電流センサ
の二次導体５の両端子Ａ、Ｂ間の検出信号は検知回路１
２に加えられるようになっている。
、一次導体２−１．２−２、二次導体５からなる本発明
の電流センサが挿入されていて、電路９−１．９−２は
それぞれ一次導体２−１．２−１およびブレーカ１０−
１．１０− ｉを経て電源１１に導かれる。電流センサ
の二次導体５の両端子Ａ、Ｂ間の検出信号は検知回路１
２に加えられるようになっている。
いま負荷８または電路９−１．９−２において漏電点Ａ
との間において漏電を生じると、漏電電流Ｉｇが電源１
１の接地点または電源側の漂遊容量Ｃｏを通じて流れる
。電流センサにおける起磁力は負荷電流に基づくものは
打消し合うので、漏洩電流Ｉｇに比例するものだけとな
シ、これによって端子Ａ、Ｂ間に電圧パルスを発生する
。この電圧パルスは検知回路１２において、ボルテージ
フォロアからなる入力回路１３を経て増幅回路１４に加
えられて所要の増幅を受け、レベル設定回路１５に加え
られてそのレベルを一定値に設定されたパルス出力を生
じる。
との間において漏電を生じると、漏電電流Ｉｇが電源１
１の接地点または電源側の漂遊容量Ｃｏを通じて流れる
。電流センサにおける起磁力は負荷電流に基づくものは
打消し合うので、漏洩電流Ｉｇに比例するものだけとな
シ、これによって端子Ａ、Ｂ間に電圧パルスを発生する
。この電圧パルスは検知回路１２において、ボルテージ
フォロアからなる入力回路１３を経て増幅回路１４に加
えられて所要の増幅を受け、レベル設定回路１５に加え
られてそのレベルを一定値に設定されたパルス出力を生
じる。
パルスカウント回路１６は時間設定回路１７によって設
定された時間、レベル設定回路１５の出力パルスをカウ
ントする。出力回路１８はパルスカウント回路１６のカ
ウント値が一定数を超えたとき、アラーム信号を発生す
るとともに遮断信号を出力する。
定された時間、レベル設定回路１５の出力パルスをカウ
ントする。出力回路１８はパルスカウント回路１６のカ
ウント値が一定数を超えたとき、アラーム信号を発生す
るとともに遮断信号を出力する。
アラーム信号によって所定の警報が行われ、遮断信号に
よってブレーカ１０−１．１０− ｘが動作し、電路９
−１．９−１が電源１１から切離されて、保護の目的が
達せられる。なおアラームを発生するカウント数と遮断
信号を出力するカウント数とを異ならせて、段階的な保
護動作が行われるようにしてもよい。
よってブレーカ１０−１．１０− ｘが動作し、電路９
−１．９−１が電源１１から切離されて、保護の目的が
達せられる。なおアラームを発生するカウント数と遮断
信号を出力するカウント数とを異ならせて、段階的な保
護動作が行われるようにしてもよい。
電源部１９は検知回路ルにおける各部に対して、所要の
電源を供給する。
電源を供給する。
第７図に示された漏電検知センサによれば、二次導体の
端子Ａ、Ｂ間に漏電電流Ｉｇに比例したパルス電圧を発
生するので、パルス化回路が不要となり回路が簡単にな
ってＩＣ化する場合有利である。また漏電電流Ｉｇの波
高値に達する時間を待たずに高速検出ができる利点があ
る。さらに本発明の電流センサを用いた結果、通常の零
相変流器を用いたものと比べて、小形、軽量、安価に製
作することが可能である。
端子Ａ、Ｂ間に漏電電流Ｉｇに比例したパルス電圧を発
生するので、パルス化回路が不要となり回路が簡単にな
ってＩＣ化する場合有利である。また漏電電流Ｉｇの波
高値に達する時間を待たずに高速検出ができる利点があ
る。さらに本発明の電流センサを用いた結果、通常の零
相変流器を用いたものと比べて、小形、軽量、安価に製
作することが可能である。
第８図は本発明の電流センサの第２の応用例を示し、本
発明の電流センサを用いて方向接地継電器を形成した場
合の構成を例示している。同図において、８は負荷であ
って電路９−１．９−２．９−８を経て電源１１に接続
されている。電路９−１．９−ｚ、９−ｓにはアモルフ
ァストロイダルコア１、一次導体２−１゜２−ｔ、２−
ｓ 、二次導体５からなる本発明の電流センサが挿入さ
れていて、電路９−１．９−１２．９−８はそれぞれ一
次導体２−５２−ｇ、２−ｉおよび遮断器１Ｏｔ−経て
電源１１に導かれる。電流センナの二次導体５の両端子
Ａ、Ｂ間の検出信号は検知回路ルに加えられる。
発明の電流センサを用いて方向接地継電器を形成した場
合の構成を例示している。同図において、８は負荷であ
って電路９−１．９−２．９−８を経て電源１１に接続
されている。電路９−１．９−ｚ、９−ｓにはアモルフ
ァストロイダルコア１、一次導体２−１゜２−ｔ、２−
ｓ 、二次導体５からなる本発明の電流センサが挿入さ
れていて、電路９−１．９−１２．９−８はそれぞれ一
次導体２−５２−ｇ、２−ｉおよび遮断器１Ｏｔ−経て
電源１１に導かれる。電流センナの二次導体５の両端子
Ａ、Ｂ間の検出信号は検知回路ルに加えられる。
また２１は接地変圧器であって、その二次側に零相電圧
を発生する。この零相電圧出力はアモルファストロイダ
ルコアｎ、一次導体詔、二次導体２４からなるもう１つ
の本発明の電流センサの一次導体田に抵抗２５を経て接
続されておシ、二次導体２４０両端子Ｃ，Ｄ間の検出信
号は検知回路１２に加えられる。
を発生する。この零相電圧出力はアモルファストロイダ
ルコアｎ、一次導体詔、二次導体２４からなるもう１つ
の本発明の電流センサの一次導体田に抵抗２５を経て接
続されておシ、二次導体２４０両端子Ｃ，Ｄ間の検出信
号は検知回路１２に加えられる。
いま負荷８ｔたは電路９−１，９−ｘ、９−ａにおいて
地絡点Ｂとの間に地絡を生じると、地絡電流Ｉｇが電源
１１の接地点または電源側の漂遊容ｆｆｉ：Ｃｏ′ｔ−
通じて流れる。電流センサにおける起磁力は負荷電流に
基づくものは打消し合うので、地絡電流塘に比例するも
のだけとなり、これによって端子Ａ、Ｂ間に電圧パルス
を発生する。この電圧パルスは検知回路１２において、
地終電流分パルス入力回路１３−１を経て増幅回路１４
−１に加えられて所要の増幅を受ける。
地絡点Ｂとの間に地絡を生じると、地絡電流Ｉｇが電源
１１の接地点または電源側の漂遊容ｆｆｉ：Ｃｏ′ｔ−
通じて流れる。電流センサにおける起磁力は負荷電流に
基づくものは打消し合うので、地絡電流塘に比例するも
のだけとなり、これによって端子Ａ、Ｂ間に電圧パルス
を発生する。この電圧パルスは検知回路１２において、
地終電流分パルス入力回路１３−１を経て増幅回路１４
−１に加えられて所要の増幅を受ける。
一方、地絡の発生によって電源１１に零相電圧を発生す
る。この零相電圧は接地変圧器２１ｔ−経て検出され、
これによって抵抗２５を介して一次導体２３に交番電流
が流れ、零相電圧に比例する起磁力を生じ、これによっ
て二次導体２４の両端子Ｃ，Ｄ間に、零相電圧立上り点
近傍において電圧パルスを発生する。この電圧パルスは
検知回路νにおいて、零相電圧分パルス入力回路１３−
！を経て増幅回路１４−２に加えられて所要の増幅を受
ける。
る。この零相電圧は接地変圧器２１ｔ−経て検出され、
これによって抵抗２５を介して一次導体２３に交番電流
が流れ、零相電圧に比例する起磁力を生じ、これによっ
て二次導体２４の両端子Ｃ，Ｄ間に、零相電圧立上り点
近傍において電圧パルスを発生する。この電圧パルスは
検知回路νにおいて、零相電圧分パルス入力回路１３−
！を経て増幅回路１４−２に加えられて所要の増幅を受
ける。
位相比較回路加は両増幅回路１４−１．１４− ！の出
力の位相を比較して、所定の位相関係にあるとき出力パ
ルスを発生する。パルスカウント回路１６は時間設定回
路１７によって設定された時間、位相比較回路加の出力
パルスをカウントする。出力回路１８はパルスカウント
回路１６のカウント値が一定数を超えたとき、アラーム
信号を発生して所定の警報を行うとともに遮断信号を出
力して遮断器１０ヲ動作させる。これによって電源１１
からみた地絡点Ｂの方向を判定して地絡の発生を検出し
て、警報の発生および電源の遮断の動作を行わせること
ができる。電源部１９は検知回路１２にむける各部に対
して、所要の電源を供給する。
力の位相を比較して、所定の位相関係にあるとき出力パ
ルスを発生する。パルスカウント回路１６は時間設定回
路１７によって設定された時間、位相比較回路加の出力
パルスをカウントする。出力回路１８はパルスカウント
回路１６のカウント値が一定数を超えたとき、アラーム
信号を発生して所定の警報を行うとともに遮断信号を出
力して遮断器１０ヲ動作させる。これによって電源１１
からみた地絡点Ｂの方向を判定して地絡の発生を検出し
て、警報の発生および電源の遮断の動作を行わせること
ができる。電源部１９は検知回路１２にむける各部に対
して、所要の電源を供給する。
第８図に示された方向接地継電器によれば、二次導体５
の端子１．８間に地絡電流ｒｇに比例した電圧パルスを
発生し、二次導体２４の端子Ｃ，Ｄ間に零相電圧に比例
した電圧パルスを発生するので、パルス化回路が不要に
なるとともに方向判定の位相比較が容易であって、回路
が簡単になりＩＣ化する場合有利である。また零相電圧
の波高値に達する時間を待たずに高速検出ができる利点
がある。
の端子１．８間に地絡電流ｒｇに比例した電圧パルスを
発生し、二次導体２４の端子Ｃ，Ｄ間に零相電圧に比例
した電圧パルスを発生するので、パルス化回路が不要に
なるとともに方向判定の位相比較が容易であって、回路
が簡単になりＩＣ化する場合有利である。また零相電圧
の波高値に達する時間を待たずに高速検出ができる利点
がある。
さらに本発明の電流センサを用いた結果、通常の零相変
流器を用いたものと比べて、小形、軽量。
流器を用いたものと比べて、小形、軽量。
安価に製作することが可能である。
第９図は本発明の電流センサの第３の応用例を示し、本
発明の電流センサを用いてエンジン回転数計を形成した
場合の一構成例を示している。同図において、３１はイ
グニッションコイルであって、コンタクトポイント３２
の接断ごとにバッテリーＥからその一次コイル３１−１
を経て、接地に対してパルス状に一次電流Ｉｐが流れ、
これによって二次コイル３１−２に発生した高圧パル
スが、図示されないディストリビュータを経て図示され
ないエンジン点火プラグに供給される。コンタクトポイ
ント３２と接地間には本発明の電流センサが挿入されて
いて、イグニッションコイルの一次電流はその一次導体
２を流れ、これによってアモルファストロイダルコア１
に起磁力を生じて、二次導体５の端子Ａ、Ｂ間に電圧パ
ルスを発生し、この電圧パルスは検出回路割に加えられ
る。なお第８図においてコンデンサ関は、コンタクトポ
イント３２における電流の接断に伴う火花放電の発生を
防止し、コンタクトポイント３２を保護するために設け
られている。
発明の電流センサを用いてエンジン回転数計を形成した
場合の一構成例を示している。同図において、３１はイ
グニッションコイルであって、コンタクトポイント３２
の接断ごとにバッテリーＥからその一次コイル３１−１
を経て、接地に対してパルス状に一次電流Ｉｐが流れ、
これによって二次コイル３１−２に発生した高圧パル
スが、図示されないディストリビュータを経て図示され
ないエンジン点火プラグに供給される。コンタクトポイ
ント３２と接地間には本発明の電流センサが挿入されて
いて、イグニッションコイルの一次電流はその一次導体
２を流れ、これによってアモルファストロイダルコア１
に起磁力を生じて、二次導体５の端子Ａ、Ｂ間に電圧パ
ルスを発生し、この電圧パルスは検出回路割に加えられ
る。なお第８図においてコンデンサ関は、コンタクトポ
イント３２における電流の接断に伴う火花放電の発生を
防止し、コンタクトポイント３２を保護するために設け
られている。
検出回路父において、端子１．８間の電圧パルスは入力
回路部を経て波形整形回路あに加えられて、所定の波形
整形を受けて出力パルスを発生する。この出力パルスは
パルスカウント回路３７に加えられて、時間設定回路間
によって予め設定されている時間カウントされる。乗算
回路３９はパルスカウント回路３７のカウント値に一定
値を乗算することによって、単位時間当シのエンジン回
転数ｔ−示す信号を発生する。出力回路４０は乗算回路
３９の出力信号によって、図示されない表示器において
エンジン回転数を示す表示を行う出力を発生するととも
に、エンジン回転数が予め設定されている一定値を超え
たときアラーム信号を発生して所定の警報を行う。電源
部４１は検出回路あに訃ける各部に所要の電源を供給す
る。
回路部を経て波形整形回路あに加えられて、所定の波形
整形を受けて出力パルスを発生する。この出力パルスは
パルスカウント回路３７に加えられて、時間設定回路間
によって予め設定されている時間カウントされる。乗算
回路３９はパルスカウント回路３７のカウント値に一定
値を乗算することによって、単位時間当シのエンジン回
転数ｔ−示す信号を発生する。出力回路４０は乗算回路
３９の出力信号によって、図示されない表示器において
エンジン回転数を示す表示を行う出力を発生するととも
に、エンジン回転数が予め設定されている一定値を超え
たときアラーム信号を発生して所定の警報を行う。電源
部４１は検出回路あに訃ける各部に所要の電源を供給す
る。
第１０図は本発明の応用例であるエンジン回転数計の他
の構成例を示したものであって、第９図の場合と比較し
て、電流センサがイグニッションコイル３１の二次コイ
ル３１−！の出力側に挿入されている点において異なっ
ているが、その他の構成は同様であり、その動作もまた
第９図の場合と異なる所はない。
の構成例を示したものであって、第９図の場合と比較し
て、電流センサがイグニッションコイル３１の二次コイ
ル３１−！の出力側に挿入されている点において異なっ
ているが、その他の構成は同様であり、その動作もまた
第９図の場合と異なる所はない。
第９図および第１０図に示されたエンジン回転数計゛は
、本発明の電流センサを適用することによって、検出回
路あをエンジン点火回路から絶縁して設けることができ
、また本質的にパルス出力を発生するのでディジタル表
示を行うのに適してｂＢ、実質的に誤差がない点におい
て優れている。
、本発明の電流センサを適用することによって、検出回
路あをエンジン点火回路から絶縁して設けることができ
、また本質的にパルス出力を発生するのでディジタル表
示を行うのに適してｂＢ、実質的に誤差がない点におい
て優れている。
以上説明したように本発明の電流センサによれば、一次
導体に交番電流またはパルス電流からなる被検出電流を
流したとき、一次導体の両端または環状磁気回路を貫通
する二次導体の両端に被検出電流の波高値に応じた波高
値を有するパルス信号が得られる。本発明の電流センナ
では本質的にパルス信号が得られるので、マイクロプロ
セッサ等を使用した装置に適用する場合有利である。さ
らに本発明の電流センサは被検出電流合流す一次導体か
ら絶縁して使用することもでき、また小形。
導体に交番電流またはパルス電流からなる被検出電流を
流したとき、一次導体の両端または環状磁気回路を貫通
する二次導体の両端に被検出電流の波高値に応じた波高
値を有するパルス信号が得られる。本発明の電流センナ
では本質的にパルス信号が得られるので、マイクロプロ
セッサ等を使用した装置に適用する場合有利である。さ
らに本発明の電流センサは被検出電流合流す一次導体か
ら絶縁して使用することもでき、また小形。
軽量、安価に製作することが可能である。
第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図は本発明
の電流センサの一実施例を示す図、 第３図は角形ヒステリシス特性と磁束変化の関係を示す
図、 第４図ないし第６図はそれぞれ本発明の電流センサの他
の実施例を示す図、 第７図ないし第１Ｏ図はそれぞれ本発明の電流センサの
一応用例を示す図であって、第７図は漏電検知センサ、
第８図は方向接地継電器、第９図おく」 よび第１０図はエンジン回転数計として応用をそれぞれ
示したものである １ニアモルファストロイダルコア ２ ＋ ２−１＋ ２− ｚ 、２−ｓ ニー次導体３
＊ ５ ＋ ５−１，５−ｇ、 ＋＋＋ １５−ｎ
：二次導体４：絶縁物 ６−１．６−ｇニバイアス磁化導体 ８：負荷 ９−１，９−ｇ、９−ｓ ：電路 １０：遮断器 １０−１．１０−！ ：ブレーカ １１：電源 １２：検知回路 １３：入力回路 １３−１：地絡電流分パルス入力回路 １３−ｘ：零相電圧分パルス入力回路 １４ ＊ １４− ｒ 、 １４−２：増幅回路１５ニ
レベル設定回路 １６：パルスカウント回路 １７：時間設定回路 １８：出力回路 １９：電源部 ２Ｏ二位相比較回路 ２１：接地変圧器 ２２ニアモルファストロイダルコア ２３ニー次導体 ２４：二次導体 ２５：抵抗 ３１：イグニッションコイル ３１−ｌニー次側 ３１−２：二次側 ３２：コンタクトポイント ３３：コンデンサ ３４：検出回路 ３５：入力回路 ３６：波形整形回路 ３７：パルスカウント回路 ３８：時間設定回路 ３９：乗算回路 ４０：出力回路 ４１：を源部 特許出願人 三井石油化学工業株式会社代理人弁理士
玉 蟲 久 五 部（外２名）第１０ 角型ヒステリシス貸性と磁束友化の関係を示す３第 ３
図 アモルファストロイタつしコア 本発明の第２の実施例を示す図 第 ４ 図 本発明の第３の実施例を示す図 第 ５ 図 本発明の第４の実施ｇｌｌを示す３ 第 ６ 図 ｍ−（ト）
の電流センサの一実施例を示す図、 第３図は角形ヒステリシス特性と磁束変化の関係を示す
図、 第４図ないし第６図はそれぞれ本発明の電流センサの他
の実施例を示す図、 第７図ないし第１Ｏ図はそれぞれ本発明の電流センサの
一応用例を示す図であって、第７図は漏電検知センサ、
第８図は方向接地継電器、第９図おく」 よび第１０図はエンジン回転数計として応用をそれぞれ
示したものである １ニアモルファストロイダルコア ２ ＋ ２−１＋ ２− ｚ 、２−ｓ ニー次導体３
＊ ５ ＋ ５−１，５−ｇ、 ＋＋＋ １５−ｎ
：二次導体４：絶縁物 ６−１．６−ｇニバイアス磁化導体 ８：負荷 ９−１，９−ｇ、９−ｓ ：電路 １０：遮断器 １０−１．１０−！ ：ブレーカ １１：電源 １２：検知回路 １３：入力回路 １３−１：地絡電流分パルス入力回路 １３−ｘ：零相電圧分パルス入力回路 １４ ＊ １４− ｒ 、 １４−２：増幅回路１５ニ
レベル設定回路 １６：パルスカウント回路 １７：時間設定回路 １８：出力回路 １９：電源部 ２Ｏ二位相比較回路 ２１：接地変圧器 ２２ニアモルファストロイダルコア ２３ニー次導体 ２４：二次導体 ２５：抵抗 ３１：イグニッションコイル ３１−ｌニー次側 ３１−２：二次側 ３２：コンタクトポイント ３３：コンデンサ ３４：検出回路 ３５：入力回路 ３６：波形整形回路 ３７：パルスカウント回路 ３８：時間設定回路 ３９：乗算回路 ４０：出力回路 ４１：を源部 特許出願人 三井石油化学工業株式会社代理人弁理士
玉 蟲 久 五 部（外２名）第１０ 角型ヒステリシス貸性と磁束友化の関係を示す３第 ３
図 アモルファストロイタつしコア 本発明の第２の実施例を示す図 第 ４ 図 本発明の第３の実施例を示す図 第 ５ 図 本発明の第４の実施ｇｌｌを示す３ 第 ６ 図 ｍ−（ト）
Claims (4)
- （１）交番電流またはパルス電流からなる被検出電流を
流す一次導体（１０１）と、コバルトを主成分とするア
モルファス合金よりなるリボンまたはワイヤを巻回し、
これを窒素（Ｎ＿２）雰囲気中で熱処理して作製した環
状コア（１０２）から構成され、前記一次導体が前記環
状コアを１回以上貫通してなる、角型ヒステリシス特性
を有する環状磁気回路であつて、前記一次導体（１０１
）の両端または前記環状磁気回路を貫通する二次導体（
１０３）の両端に被検出電流波高値に応じた波高値を有
するパルス信号を得ることを特徴とする電流センサ。 - （２）前記コバルトを主成分とするアモルファス合金が
、式 Ｃｏ＿ａＦｅ＿ｂＳｉ＿ｃＢ＿ｄＭｏ＿ｅＮｉ＿ｆ（但
し、ａ〜ｆは各成分元素の原子百分率 を示し、 ａ＝５０〜９０、ｂ＝１〜１０、ｃ＝５〜２０、ｄ＝０
〜２０、ｅ＝０〜２０、ｆ＝０〜５であつて、ａ〜ｆの
和を１００とする。） で示されるアモルファス合金であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の電流センサ。 - （３）前記熱処理が温度３５０°〜４５０℃で５〜６０
分間行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の電流センサ。 - （４）前記熱処理が直流磁界中で行われることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項または第３項記
載の電流センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60265584A JPS62124703A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60265584A JPS62124703A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 電流センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124703A true JPS62124703A (ja) | 1987-06-06 |
Family
ID=17419148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60265584A Pending JPS62124703A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 電流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62124703A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2119704A1 (es) * | 1996-10-28 | 1998-10-01 | Univ Madrid Complutense | Sensor de corriente critica basado en el efecto matteucci |
| WO2000017897A1 (de) * | 1998-09-17 | 2000-03-30 | Vacuumschmelze Gmbh | Stromwandler mit gleichstromtoleranz |
| WO2000030131A1 (de) * | 1998-11-13 | 2000-05-25 | Vacuumschmelze Gmbh | Magnetkern, der zum einsatz in einem stromwandler geeignet ist, verfahren zur herstellung eines magnetkerns und stromwandler mit einem magnetkern |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011466A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-02-05 | ||
| JPS53147964A (en) * | 1977-05-30 | 1978-12-23 | Tdk Electronics Co Ltd | Magnetic flux control device |
| JPS54131527A (en) * | 1978-04-05 | 1979-10-12 | Toshiba Corp | High-permeability amorphous alloy production |
| JPS56130449A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Takeshi Masumoto | Amorphous cobalt alloy with very low magnetostriction and high permeability |
| JPS5772069A (en) * | 1980-08-29 | 1982-05-06 | Aisin Seiki Co Ltd | Dc current detector |
| JPS58139408A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-18 | Hitachi Metals Ltd | 巻鉄心の製造方法 |
| JPS58164201A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-09-29 | Hitachi Metals Ltd | 巻鉄心 |
| JPS58165058A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-09-30 | Nec Corp | 絶縁式電流検出器 |
| JPS59183378A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | Tdk Corp | 電流検出装置 |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP60265584A patent/JPS62124703A/ja active Pending
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| JP4755340B2 (ja) * | 1998-09-17 | 2011-08-24 | ヴァキュームシュメルツェ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 直流電流公差を有する変流器 |
| WO2000030131A1 (de) * | 1998-11-13 | 2000-05-25 | Vacuumschmelze Gmbh | Magnetkern, der zum einsatz in einem stromwandler geeignet ist, verfahren zur herstellung eines magnetkerns und stromwandler mit einem magnetkern |
| US6580347B1 (en) | 1998-11-13 | 2003-06-17 | Vacuumschmelze Gmbh | Magnetic core that is suitable for use in a current transformer, method for the production of a magnetic core and current transformer with a magnetic core |
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