KR102112976B1 - 자기 코어 플럭스 센서 - Google Patents

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Abstract

자기 코어 플럭스 센서 어셈블리는 플럭스 센서 코어부, 및 플럭스 센서 코어부를 통과하는 전도체 와인딩을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝을 포함할 수 있다. 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장 및 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성한다. 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지하기 위해, 센서 홀들의 복수의 쌍들이 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝된다. 센서 전도체 와인딩이 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과한다. 자속 흐름이 각각의 센서 전도체 와인딩에서 전기 신호를 생성한다. 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 그 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다.

Description

자기 코어 플럭스 센서{MAGNETIC CORE FLUX SENSOR}
[0001] 본 개시물은 전자기 디바이스들, 예컨대 전기 변압기들 및 인덕터들에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 자기 코어 플럭스 센서, 및 변압기, 인덕터 또는 유사한 디바이스의 코어 내에서의 자속을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
[0002] 전자기 디바이스들, 예컨대 인덕터들, 변압기들 및 유사한 디바이스들은 자기 코어들을 포함하고, 이 자기 코어들에서는, 자기 코어와 연관된 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류에 응답하여, 자속 흐름이 생성될 수 있다. 유한 요소 분석과 같은 기술들 또는 비슷한 기술들을 사용하여 자기 코어에서의 자속 흐름이 추정될 수 있지만; 이러한 방법들은 코어에서의 플럭스를 측정하는 직접적인 방법이 아니다. 따라서, 자기 코어들이 과잉설계될 수 있거나, 또는 몇몇 애플리케이션들에 대해 필요한 것보다 더 크게 만들어질 수 있다. 이는 이러한 디바이스들의 과도한 중량 및 볼륨을 초래할 수 있다. 이러한 전자기 디바이스들이 특정 애플리케이션들에서, 이를테면, 예컨대, 운송수단들, 예컨대 항공기, 항공우주 운송수단들, 또는 중량 및 크기가 중요할 수 있는 다른 운송수단들 상에서 사용될 때, 과도한 중량 및 볼륨은 중요한 고려사항일 수 있다.
[0003] 또한, 이러한 전자기 디바이스들을 설계할 때, 자기 코어에서의 포화의 흐름 또는 패턴의 이해가 유익한 정보일 수 있다. 특정 코어 설계가 하나의 몸체로서 포화시키는지의 여부, 또는 포화가 시간 기반인지가 유용할 수 있다. 예컨대, 어느 한 시점에, 코어 재료에서는, 이 재료가 경계의 일 측에서는 포화될 수 있고 경계의 다른 일 측에서는 포화되지 않을 수 있는 그러한 경계가 존재한다. 포화 패턴의 지식이 자기 컴포넌트들의 설계 및 구현에 직접적으로 영향을 끼칠 수 있고, 그리고 코어에서의 자속을 직접 측정함으로써 이러한 이해가 최선으로 획득될 수 있다. 따라서, 전자기 디바이스, 예컨대 인덕터, 변압기 또는 유사한 디바이스의 코어 컴포넌트 내에서의 플럭스를 직접 측정할 수 있는 것이 요구된다.
[0004] 실시예에 따라, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리는 플럭스 센서 코어부, 및 플럭스 센서 코어부를 통과하는 전도체 와인딩을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝을 포함할 수 있다. 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장, 및 플럭스 센서 코어부에서 적어도 하나의 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성한다. 센서 코어부에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해, 센서 홀들의 복수의 쌍들이 적어도 하나의 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝된다. 또한, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리는 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩을 포함할 수 있다. 자속 흐름이 각각의 센서 전도체 와인딩에서 전기 신호를 생성하고, 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 그 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다.
[0005] 다른 실시예에 따라, 전자기 디바이스는 플럭스 센서 코어부, 및 플럭스 센서 코어부를 통과하는 전도체 와인딩을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝을 포함할 수 있다. 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장, 및 플럭스 센서 코어부에서 적어도 하나의 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성한다. 센서 코어부에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해, 센서 홀들의 복수의 쌍들이 적어도 하나의 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝된다. 또한, 전자기 디바이스는 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩을 포함할 수 있다. 자속 흐름이 각각의 센서 전도체 와인딩에서 전기 신호를 생성하고, 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 그 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다. 플럭스 센서 코어의 양쪽 맞은편에는 스페이서부가 배치될 수 있다. 스페이서부는, 전도체 와인딩이 스페이서부를 통과하도록 하기 위한 오프닝을 포함할 수 있다. 전자기 디바이스는 각각의 스페이서부 상에 배치된 자기 코어부를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 신장형 오프닝은 자기 코어부를 통해 연장되고, 전도체 와인딩은 각각의 자기 코어부를 통해 연장된다. 또한, 스페이서부는, 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩이 각각의 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름을 검출하기 위한 디바이스에 연결되도록 하기 위한 갭을 포함할 수 있다.
[0006] 다른 실시예에 따라, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리는 플럭스 센서 코어부, 및 플럭스 센서 코어부를 통과하는 전도체 와인딩을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝을 포함할 수 있다. 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장, 및 플럭스 센서 코어부에서 적어도 하나의 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성한다. 또한, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리는 복수의 센서 홀들을 포함할 수 있다. 센서 코어부에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해, 각각의 센서 홀이 적어도 하나의 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝될 수 있다. 센서 전도체 와이어가 각각의 센서 홀을 통해 연장된다. 자속 흐름이 각각의 센서 전도체 와이어에서 전기 신호를 생성하고, 특정 센서 전도체 와이어에서의 전기 신호는 그 특정 센서 전도체 와이어의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다.
[0007] 추가적인 실시예에 따라, 전자기 디바이스에서의 자속을 측정하기 위한 방법은, 플럭스 센서 코어부, 및 플럭스 센서 코어부를 통과하는 전도체 와인딩을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝을 포함하는 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장, 및 플럭스 센서 코어부에서 적어도 하나의 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성한다. 또한, 방법은, 센서 코어부에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해 적어도 하나의 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝되는 센서 홀들의 복수의 쌍들을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 자속 흐름이 각각의 센서 전도체 와인딩에서 전기 신호를 생성한다. 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 그 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다.
[0008] 실시예들의 하기의 상세한 설명은 본 개시물의 특정 실시예들을 예시하는 첨부된 도면들을 참조한다. 상이한 구조들 및 동작들을 갖는 다른 실시예들은 본 개시물의 범위로부터 벗어나지 않는다.
[0009] 도 1은 본 개시물의 실시예에 따른 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리의 예의 측단면도이다.
[0010] 도 2a는 본 개시물의 실시예에 따른 자속 센서 플레이트 또는 라미네이트의 예의 평면도이다.
[0011] 도 2b는 본 개시물의 실시예에 따른, 센서 홀들의 세부사항을 나타내는, 도 2a의 예시적인 자속 센서 플레이트 또는 라미네이트의 부분도이다.
[0012] 도 3은 본 개시물의 실시예에 따른, 스페이서 플레이트 또는 라미네이트의 예의 평면도이다.
[0013] 도 4a는 본 개시물의 실시예에 따른, 예시적인 코어 플럭스부 센서 어셈블리를 나타내도록 상부 자기 코어의 일부가 절단된 변압기 어셈블리의 예의 사시도이다.
[0014] 도 4b는 도 4a의 예시적인 변압기 어셈블리의 라인들 4A-4A를 따라서 절취된 측단면도이다.
[0015] 도 5는 본 개시물의 실시예에 따른 자기 코어 플레이트 또는 라미네이트의 예의 평면도이다.
[0016] 도 6a는 본 개시물의 실시예에 따른, 자속 센서를 포함하는 와인딩들의 수에 따라 좌우되는 인덕터 또는 변압기 어셈블리의 예의 단면도이다.
[0017] 도 6b는 본 개시물의 다른 실시예에 따른, 자속 센서 플레이트 또는 라미네이트의 예의 평면도이다.
[0018] 도 7a 및 도 7b(총칭하여, 도 7)는 본 개시물의 실시예에 따른, 전자기 디바이스의 코어에서의 자속 세기를 검출 및 측정하기 위한 방법의 예의 흐름도이다.
[0019] 실시예들의 하기의 상세한 설명은 본 개시물의 특정 실시예들을 예시하는 첨부된 도면들을 참조한다. 상이한 구조들 및 동작들을 갖는 다른 실시예들은 본 개시물의 범위로부터 벗어나지 않는다. 상이한 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 엘리먼트 또는 컴포넌트를 지칭할 수 있다.
[0020] 본 개시물의 실시예에 따라, 선형 인덕터는 자기 코어를 통과하는 단 한 개의 전기 전도체 와이어 와인딩 또는 와인딩들을 갖는 전자기 디바이스이다. 다른 실시예에 따라, 선형 변압기는, 선형 일차 전기 전도체 와이어 와인딩 또는 와인딩들 및 하나 또는 그 초과의 선형 이차 전기 전도체들 와이어 와인딩 또는 와인딩들이 자기 코어를 통과하는 자기 디바이스이다. 코어는 원피스일 수 있고, 코어를 중심으로 하는 일차 및 이차 전기 전도체들의 어떠한 턴(turn)들도 요구되지 않는다. 코어가 원피스일 수 있는 동안, 원피스 코어는 복수의 적층된 플레이트들 또는 라미네이트들로 형성될 수 있다. 전류가 일차 전기 전도체를 통해 전도될 수 있다. 일차 전기 전도체에서의 전류로부터의 자속이 코어에 의해 흡수된다. 일차 전기 전도체에서의 전류가 감소할 때, 코어는 이차 와이어들로 기전력을 송신(탈착)한다. 선형 변압기의 특징은 코어를 통과하는 일차 및 이차 전도체들의 선형 패스(pass)이다. 하나의 코어가 자립형 디바이스로서 사용될 수 있거나, 또는 더 긴 선형 노출이 요구되는 경우 일련의 둘 또는 그 초과의 코어들이 사용될 수 있다. 이러한 변압기의 다른 특징은, 일차 전도체에서의 전류에 의해 생성되는 전체 자기장 또는 자기장의 적어도 실질적인 일부분이 코어에 의해 흡수되고 그리고 이차 전도체(들)로 탈착된다는 점이다. 전류에 의해 생성되는 실질적으로 전체 자기장이 코어에 의해 흡수되도록 그리고 자속이 실질적으로 완전히 코어에 포함되도록, 변압기의 코어가 사이징(sizing)될 수 있거나 또는 그러한 치수들을 포함할 수 있다. 이는 매우 낮은 구리 손실들, 높은 효율의 에너지 전달, 낮은 열 방출 및 매우 낮은 방사되는 방출들을 갖는, 매우 효율적인 변압기를 형성한다. 부가하여, 선형 변압기는 기존의 구성들보다 볼륨 및 중량이 최소 50% 더 낮다. 선형 전자기 디바이스들, 예컨대 선형 변압기들, 인덕터들 및 유사한 디바이스들은 07/19/2012자로 출원되고 "Linear Electromagnetic Device"로 명명된 U.S. 특허 출원 일련 번호 13/553,267에서 더욱 상세히 설명되며, 이 특허 출원은 본 출원과 동일한 양수인에게 양도되고 그리고 본원에 그 전체가 인용에 의해 통합된다. 본원에 설명되는 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리는 선형 전자기 디바이스, 예컨대 U.S. 특허 출원 일련 번호 13/553,267에서 설명된 선형 전자기 디바이스들 중 하나의 선형 전자기 디바이스에, 이러한 디바이스들의 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리 또는 이러한 디바이스들의 자기 코어 내에서의 자속 흐름을 직접 검출 및 측정하기 위해, 통합될 수 있다.
[0021] 도 1은 본 개시물의 실시예에 따른 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)의 예의 단면도이다. 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)는 플럭스 센서 코어부(102)를 포함할 수 있다. 플럭스 센서 코어부(102)는, 하나가 다른 하나 위에 적층되는 복수의 플럭스 센서 코어 플레이트들(104) 또는 라미네이트들을 포함할 수 있다. 또한, 도 2a를 참조하면, 도 2a는 본 개시물의 실시예에 따른 자속 센서 플레이트(104) 또는 라미네이트의 예의 평면도이다. 도 2b는 본 개시물의 실시예에 따른 각각의 센서 플레이트(104)의 센서 홀들(114-122)의 세부사항을 도시하는, 도 2a의 예시적인 자속 센서 플레이트(104) 또는 라미네이트의 부분도이다. 플레이트들(104)은 자속을 흡수할 수 있는 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 플레이트들(104)은 실리콘 스틸 합금, 니켈-철 합금, 또는 본원에서 설명되는 것과 유사한 자속을 흡수할 수 있는 다른 금속성 재료로 만들어질 수 있다. 실시예에서, 코어(102)는 약 20중량%의 철 및 약 80중량%의 니켈을 포함하는 니켈-철 합금일 수 있다. 플레이트들(104)은 실질적으로 정사각형 또는 직사각형일 수 있거나, 또는 전자기 디바이스의 애플리케이션 및 전자기 디바이스가 위치될 수 있는 환경에 따라 어떤 다른 기하학적 형상일 수 있다.
[0022] 또한, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)는, 플럭스 센서 코어부(102)를 통과하는 전도체 와인딩(108) 또는 와인딩들을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝(106) 또는 와인딩 오프닝을 포함할 수 있다. 도 1의 예시적인 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100) 및 도 2a의 플럭스 센서 플레이트(104)는 변압기 타입 전자기 디바이스 또는 인덕터 타입 전자기 디바이스에서의 사용을 위해 구성될 수 있다. 도 4를 참조하여 변압기 전자기 디바이스의 예가 설명될 것이다. 도 4의 예에서, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100) 및 플럭스 센서 플레이트(104)는 각각, 제2 신장형 오프닝(110)을 포함한다. 신장형 오프닝들(106 및 110)의 각각은 플럭스 센서 코어부(102)를 통과하는, 일차 전도체 와인딩(108) 또는 와인딩들 및 적어도 이차 전도체 와인딩(112) 또는 와인딩들을 수용할 수 있다. 다른 실시예에서는, 변압기가 둘보다 많은 와인딩들을 가질 수 있다. 이러한 실시예 또는 실시예들에서, 모든 와인딩들은 신장형 오프닝들(106 및 110) 둘 다를 통과할 수 있다. 변압기 와인딩들이 동일하지 않은 턴(turn)들을 갖는 경우, 각각의 와인딩은 각각의 신장형 오프닝(106 및 110)을 통과하는 고유한 수의 패스(pass)들을 가질 것이다.
[0023] 또한, 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)는 인덕터 타입 전자기 디바이스에서 사용될 수 있다. 인덕터 구성에서는, 단 한 개의 전기 전도체 와인딩이 신장형 오프닝들(106 및 110) 둘 다를 통과할 것이다. 본원에서 설명되는 모든 자기 코어 구성들이 인덕터 또는 변압기일 수 있음이 주목되어야 한다. 와인딩들의 수 및 용도는, 디바이스가 인덕터인지 또는 변압기인지를 결정한다.
[0024] 또한, 도 6a 및 도 6b에서 예시되는 것과 같은 단일 신장형 오프닝을 갖는, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)와 유사한 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리가 구성될 수 있다. 단일 신장형 오프닝 또는 적어도 하나의 신장형 오프닝을 갖는 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리는, 단일 전도체 와인딩만을 갖는 인덕터 타입 전자기 디바이스에 대해, 또는 U.S. 특허 출원 일련 번호 13/553,267에서 설명된 것과 유사한, 일차 와인딩들 및 적어도 하나의 이차 와인딩 둘 다가 동일한 신장형 오프닝에서 서로 인접할 수 있는 변압기 타입 구성에서 사용될 수 있다.
[0025] 전도체 와인딩(108) 또는 와인딩들을 통해 흐르는 전류가 전도체 또는 전도체들(108) 주위에 자기장을 생성하며, 자속이 코어부(102)에 의해 흡수되고 플럭스 센서 코어부(102)의 코어에서 적어도 하나의 신장형 오프닝(106)을 중심으로 흐른다. 도 1에서 예시된 바와 같은 변압기 구성에서는, 자속이 코어부(102)에서 흡수되고, 플럭스 센서 코어부(102)의 코어에서 제2 신장형 오프닝(110) 주위로 흐른다.
[0026] 또한, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)는 플럭스 센서 홀들(114-122)의 복수의 쌍들을 포함한다. 플럭스 센서 홀들(114-122)의 쌍들은, 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 센서 전도체들(128) 또는 루프 안테나 센서들을 지지하도록 플럭스 센서 코어부(102)에 배치된다. 루프 안테나 센서들은 코어의 자속 밀도를 검출하기 위해 플럭스 센서 코어부(102)에 분포되고, 루프 안테나 센서들은, 신장형 와인딩 오프닝(106)으로부터 미리정의된 거리들에, 그리고 코어에서의 자속의 흐름에 가장 적게 영향을 끼치는 분포 패턴으로 분포된다. 따라서, 센서 코어부(102)에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 플럭스 센서 홀들(114-122)의 쌍들이 적어도 하나의 신장형 오프닝(106)에 대해 포지셔닝된다. 또한, 적어도 하나의 신장형 오프닝(106)의 에지(124)로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해 센서 홀들(114-122)의 복수의 쌍들이 포지셔닝된다. 도 1 및 도 2a에서 예시된 예시적인 변압기 구성에서는, 복수의 센서 홀들(114-122)이 신장형 오프닝들(106 및 110)의 세로방향 측들 또는 더 긴 치수 측들 둘 다를 따라서 배치된다. 그러나, 다른 실시예에서는, 센서 홀들(114-122)의 복수의 쌍들이 신장형 오프닝(106)의 하나의 세로방향 측(126)을 따라서만 배치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서는, 도 6a 및 도 6b에서 예시되는 자속 센서 어셈블리에서와 같이 단 한 개의 신장형 오프닝만이 존재할 수 있다.
[0027] 도 2a 및 도 2b에서 예시된 예시적인 플럭스 센서 플레이트(104)에서는, 단지 다섯 쌍들의 센서 홀들(114-122)만이 도시되지만; 플럭스 센서가 사용될 전자기 디바이스의 크기, 및 플럭스 측정치들이 원해질 수 있는 코어에서의 로케이션들의 수에 따라, 자속 센서 코어부는 센서 홀들의 임의의 수의 쌍들을 포함할 수 있다. 그러나, 플럭스 센서 코어부에서의 자속 흐름의 중단을 최소화 또는 방지하기 위하여 센서 홀들의 크기, 수 및 배치에 관한 제한들이 존재할 수 있다.
[0028] 또한 도 2b를 참조하면, 도 2b는 본 개시물의 실시예에 따른 센서 홀들(114-122)의 세부사항을 도시하는, 도 2a의 예시적인 자속 센서 플레이트(102) 또는 라미네이트의 부분도이다. 센서 홀들(114-122)의 복수의 쌍들은 각각, 신장형 오프닝(106)의 세로방향 측(126)을 따라서 연속적으로 이격되고, 센서 홀들(114-122)의 각각의 연속적인 쌍은 신장형 오프닝(106)의 세로방향 측(126)의 에지(124)로부터 증가하는 거리에 포지셔닝된다. 센서 홀들(114-122)의 복수의 연속적인 쌍들은 적어도 하나의 신장형 오프닝(106)의 세로방향 측(126)을 따라서 서로로부터 미리결정된 거리 "L"에 균일하게 이격될 수 있다. 센서 홀들(114-122)의 각각의 쌍의 제1 센서 홀(114a-122a)이 센서 홀들(114-122)의 각각의 쌍의 제2 센서 홀(114b-122b)보다 신장형 오프닝(106)의 세로방향 측(126) 또는 에지(124)에 더 가깝다. 센서 홀들(114-122)의 각각의 쌍의 제1 센서 홀 및 제2 센서 홀은, 제1 센서 홀이 제2 센서 홀에 평행하고 홀들 둘 다가 신장형 오프닝(106)의 세로방향 측(126)에 평행한 상태로, 동일한 거리만큼 떨어져 있을 수 있다. 센서 홀들(114)의 제1 쌍의 제1 센서 홀(114a)의 중심선은 신장형 오프닝(106)의 에지(124)로부터 선택된 거리 "D"에 있을 수 있다. 센서 홀들(116-122)의 각각의 연속적인 쌍의 제1 센서 홀(116a-122a)의 중심선의 거리는, 신장형 오프닝(106)의 에지(124)로부터, 선택된 거리 "D"의 약 절반만큼 또는 "D/2"만큼 거리가 증가할 수 있다. 따라서, 센서 홀들(116)의 제2 쌍의 제1 센서 홀(116a)의 중심선이 센서 홀들(114)의 제1 쌍의 제1 센서 홀(114a)의 중심선으로부터 거리 "D/2"에 있을 수 있고, 각각의 연속적인 제1 센서 홀(118a-122a)은 센서 홀들의 인접한 쌍의 제1 센서 홀로부터 약 거리 D/2에 있을 것이며 신장형 오프닝(106)의 에지(124)로부터 거리 D/2만큼 더 멀 것이다.
[0029] 센서 홀들(114-122)의 각각은 센서 전도체 와인딩(128) 또는 와인딩들(도 1)을 수용하기 위한, 도 2b에서 예시된 것과 유사한 신장형 오프닝일 수 있다. 예컨대, 각각의 센서 홀은 약 D/2의 폭 및 약 1.5D의 길이를 가질 수 있다.
[0030] 센서 전도체 와인딩(128), 와인딩들 또는 루프 안테나 센서들은 센서 홀들(114-122)의 각각의 쌍을 통과하거나 또는 이에 감길 수 있다. 자속 흐름은 각각의 센서 전도체(128)에서 전기 신호를 생성한다. 특정 센서 전도체 와인딩(128)에서의 전기 신호는 그 특정 센서 전도체 와인딩 및 센서 홀들(114-122)의 쌍의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다. 센서 홀들(114-122), 및 센서 와인딩들(128) 또는 루프 안테나 센서들은 각각의 신장형 오프닝(106 및 110)으로부터 미리정의된 거리들에서의 자속 밀도를 검출하기 위해 코어(104)에 분포된다. 또한, 센서 홀들(114-122) 및 센서 와인딩들(128)은 도 2a의 화살표들(127 및 129)에 의해 예시된 바와 같이 자속의 흐름에 가장 적게 영향을 끼치는 분포 패턴으로 배치된다. 코어들(104a 및 104b)에서의 자속 흐름은, 신장형 오프닝들(106 및 110)을 통과하는 와인딩들(108)(도 1)에서의 전류 흐름의 방향 및 오른손법칙 때문에, 개개의 신장형 오프닝들(106 및 110)을 중심으로 화살표들(127 및 129)에 의해 예시되는 바와 같이 반대 방향들로 이루어질 것이다. 오른손법칙에 기초하여, 도 2a의 예에서 신장형 오프닝(106)을 통과하는 와인딩들에서 지면(page) 내로 흐르는 전류가 화살표(129)의 방향으로 자속 흐름을 유발할 것이고, 그리고 신장형 오프닝(110)을 통과하는 동일한 와인딩들에서 지면의 바깥으로 흐르는 전류가 화살표(127)의 방향으로 자속 흐름을 유발할 것이다.
[0031] 다른 실시예에 따라, 센서 홀들(114-122)의 복수의 쌍들이 아니라, 복수의 단일 센서 홀들이 존재할 수 있다. 센서 코어부(104)에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 적어도 하나의 신장형 오프닝(106 및 110)의 에지(124)로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해, 각각의 센서 홀이 적어도 하나의 신장형 오프닝(106 및 110)에 대해 포지셔닝될 수 있다. 센서 전도체 와인딩(128)은 각각의 단일 센서 홀의 단일 와이어 또는 안테나 엘리먼트일 수 있다. 단일 센서 홀들은 실질적으로 원형일 수 있거나 또는 둥글 수 있거나, 또는 단일 와이어 또는 안테나 엘리먼트의 크기 및 형상을 수용하도록 형상화될 수 있다.
[0032] 앞서 논의된 바와 같이, 플럭스 센서 코어부(102)는 하나가 다른 하나 위에 적층되는 식(도 1)의 복수의 플럭스 센서 코어 플레이트들(104)(도 2a)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 신장형 오프닝(106) 및 센서 홀들(114-122)의 복수의 쌍들이 각각의 플럭스 센서 코어 플레이트(104)에 형성된다. 도 2a에서 도시된 바와 같이, 각각의 플럭스 센서 코어 플레이트(104)는 제1 플레이트부(104a) 및 제2 플레이트부(104b)를 포함할 수 있다. 제1 신장형 오프닝(106)이 제1 플레이트부(104a)에 형성될 수 있고, 제2 신장형 오프닝(110)이 제2 플레이트부(104b)에 형성될 수 있다. 도 2a의 실시예에서 도시된 바와 같이, 센서 홀들(114-122)의 복수의 쌍들이 신장형 오프닝들(106 및 110)의 양측에 형성될 수 있다.
[0033] 제1 플레이트부(104a)는 제1 플레이트부(104a)의 일 단부로부터 연장되는 연장 부재(130)를 포함할 수 있고, 제2 플레이트부(104b)는 제1 플레이트부(104a)의 연장 부재(130)와 맞은편에 있는, 제2 플레이트부(104b)의 단부로부터 연장되는 다른 연장 부재(132)를 포함할 수 있다. 연장 부재들(130 및 132)의 각각에서는, 플럭스 센서 코어 플레이트들(104)을 함께 스택으로 홀딩(hold)시키기 위한 홀딩 디바이스, 예컨대 패스너의 수용을 위한 홀(134)이 형성될 수 있고, 여기서 센서 코어 플레이트들(104)의 각각의 센서 코어 플레이트의 복수의 센서 홀들(114-122) 및 신장형 오프닝들(106 및 110)은 서로 일직선으로 스택을 이룬다. 또한, 플럭스 센서 코어 플레이트들(104)에서는, 부가적인 홀딩 디바이스들 또는 패스너들의 수용을 위한 다른 홀들(135)이 형성될 수 있다.
[0034] 또한, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)는 각각의 바깥쪽 플럭스 센서 코어 플레이트(104) 상에 배치되는 스페이서부(136 및 138)를 포함할 수 있다. 각각의 스페이서부(136 및 138)는 하나가 다른 하나 위에 적층되는 식의 복수의 스페이서 플레이트들(140)을 포함할 수 있다. 스페이서 플레이트들은 비-자기 재료, 또는 전기 절연체 또는 유전체인 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 개시물의 실시예에 따른 스페이서 플레이트(140) 또는 라미네이트의 예의 평면도이다. 도 3에서 예시된 바와 같이, 스페이서 플레이트(140)는 실질적으로 "E"자형으로 형상화될 수 있다. 스페이서 플레이트(140)는 메인 세그먼트(302), 메인 부재(302)의 중심부로부터 연장되는 중심 세그먼트(304), 및 메인 세그먼트(302)의 반대편 단부들로부터 연장되는 두 개의 외곽 세그먼트들(306 및 308)을 포함할 수 있다. 스페이서부들(136 및 138)을 형성하도록 적층된 복수의 스페이서 플레이트들(140)은 도 3에서 예시된 실시예에서와 같이 두 개의 외곽 세그먼트들(306 및 308)과 중심 세그먼트(304) 사이에 형성되는 오프닝들(310 및 312)을 제공한다. 일차 전도체 와인딩들(108) 및 이차 전도체 와인딩들(112)은 도 3의 파선들에 의해 예시된 바와 같은 오프닝들(310 및 312)을 통해 연장되거나 또는 이를 통과한다. 다른 실시예, 예컨대 도 6a에서 예시되는 예시적인 인덕터 구성에 따라, 스페이서 플레이트(140)는 단일 오프닝만을 가질 수 있고, 도 6a에서 예시되는 바와 같이, 이 단일 오프닝을 통해, 전도체 와인딩이 통과하거나 또는 연장된다.
[0035] 또한, 각각의 스페이서 플레이트(140)는, 센서 홀들(114-122)의 각각의 쌍(도 2a)을 통과하는 센서 전도체 와인딩들(128)이 각각의 센서 전도체 와인딩(128) 및 센서 홀들(114-122)의 연관된 쌍의 위치에서의 자속 흐름을 검출하기 위한 디바이스(도 4에서 도시됨)에 연결되도록 하기 위한 갭 또는 갭들(314 및 316)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 스페이서 플레이트(140)는 홀들(318)을 포함할 수 있고, 이 홀들(318)은, 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)의 컴포넌트들을 함께 홀딩시키기 위한 홀딩 디바이스들 또는 패스너들을 수용하기 위해, 플럭스 센서 코어 플레이트들(104)의 홀들(134 및 135)과 일직선이 될 것이다.
[0036] 도 4a는 본 개시물의 실시예에 따른, 예시적인 코어 플럭스부 센서 어셈블리를 나타내도록 상부 자기 코어부(402)의 일부가 절단된 변압기 어셈블리(400)의 예의 사시도이다. 다른 구성들이 또한 사용될 수 있지만, 도 4a에서 도시되는 예시적인 코어 플럭스부 센서 어셈블리는 도 1의 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)와 동일하다. 도 4b는 도 4a의 예시적인 변압기 어셈블리(400)의 라인들 4A-4A를 따라서 절취된 측단면도이다. 변압기 어셈블리(400)는 각각의 스페이서부(136 및 138) 상에 각각 배치되는 자기 코어부(402 및 404)를 포함한다. 신장형 오프닝들(106 및 110)은 각각의 자기 코어부(402 및 404)를 통해 연장되고, 일차 및 이차 전도체 와인딩들(108 및 112)은 각각의 자기 코어부(402 및 404)를 통해 연장되거나 또는 이를 통과한다. 일차 전도체 와인딩들(108)은 전력의 소스(406)에 연결될 수 있고, 이차 전도체 와인딩들(112)은 가변 부하일 수 있는 부하(408)에 연결될 수 있다. 전기 소스(406)는, 일차 전도체 와인딩들(108)을 중심으로 하는 자기장, 및 자기 플럭스 센서 어셈블리(100) 및 코어부들(402 및 404)을 통해 연장되는 신장형 오프닝들(106 및 110)을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성하기 위한, 전압 발전기 또는 전도체 와인딩들(108)을 통해 전류를 전도하기 위한 다른 디바이스일 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 어셈블리(400)는 둘보다 많은 와인딩들(108 및 112)을 포함할 수 있고, 단 한 개의 와인딩만이 신장형 오프닝들(106 및 110) 둘 다를 통과하는 경우 인덕터로서 또한 구성될 수 있다.
[0037] 앞서 논의된 것과 유사하게, 적어도 스페이서부(136)는, 센서 전도체 와인딩들(128)이 자속 흐름 테스트 어셈블리(410)에 연결되도록 하기 위한 갭(409) ―이 갭(409)은 스페이서 플레이트들(140)의 갭들(314 및 316)에 의해 형성됨― 을 포함할 수 있다. 자속 흐름 테스트 어셈블리(410)는 센서 홀들(114-122)에 대한 각각의 센서 전도체 와인딩(128)의 위치에서의 자속 흐름을 검출 및/또는 측정하기 위한 디바이스를 포함할 수 있다. 자속 흐름 테스트 어셈블리(410) 또는 디바이스는 각각의 특정 센서 전도체 와인딩(128)에서의 전기 신호를 디스플레이하기 위한 오실로스코프를 포함할 수 있거나 또는 이러한 오실로스코프일 수 있고, 이 전기 신호는 센서 홀들(114-122)에서 특정 센서 전도체 와인딩(128)의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다.
[0038] 도 4의 예시적 실시예에서 예시된 바와 같이, 각각의 자기 코어부(402 및 404)는 하나가 다른 하나 위에 적층되는 식의 복수의 자기 코어 플레이트들(412) 또는 라미네이트들을 포함할 수 있다. 플레이트들(412)은 본원에서 설명되는 바와 같이 자속을 흡수할 수 있는 센서 플레이트들(104)과 동일한 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 도 5는 본 개시물의 실시예에 따른 자기 코어 플레이트(412) 또는 라미네이트의 예의 평면도이다. 도 5에서 예시되는 예시적인 자기 코어 플레이트(412)는 변압기 타입 구성 또는 어셈블리, 예컨대 도 4에서 예시된 예시적인 변압기 어셈블리(400)에서 사용될 수 있다. 자기 코어 플레이트(412)는 제1 신장형 오프닝(502) 및 제2 신장형 오프닝(504)을 포함한다. 전도체 와인딩 또는 와인딩들(108 및 122)이, 자기 코어부들(402 및 404)을 형성하는 적층된 자기 코어 플레이트들(412)을 통과하도록 허용하기 위해 제2 신장형 오프닝(504)은 제1 신장형 오프닝(502)에 평행할 수 있다.
[0039] 또한, 각각의 자기 코어 플레이트(412)는 복수의 홀들(506)을 포함할 수 있고, 이 복수의 홀들(506)은 변압기(400)를 어셈블링하는 플럭스 센서 코어 플레이트들(104)의 오프닝들(134 및 135) 및 스페이서 플레이트들(140)의 오프닝들(310)과 일직선이 된다.
[0040] 도 6a는 본 개시물의 실시예에 따른, 자속 센서 어셈블리(602)를 포함하는 전자기 디바이스(600)의 예의 단면도이다. 예시적인 전자기 디바이스는 단일 전도체 와인딩만이 존재하는 경우 인덕터 어셈블리일 수 있거나, 또는 일차 및 이차 전도체 와인딩들이 제공되는 경우 변압기 어셈블리일 수 있다. 도 6a에서는, 변압기 구성의 예를 예시하기 위해, 이차 전도체(612) 및 부하(616)가 팬텀 라인 또는 점선으로 도시된다. 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(602)는 도 1을 참조하여 설명된 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리(100)와 유사할 수 있지만; 전자기 디바이스(600)는 전도체 와인딩들을 위한 단일 오프닝을 포함할 수 있다. 따라서, 전자기 디바이스(600)는 플럭스 센서 코어부(604)를 포함할 수 있다. 앞서 설명된 것과 유사하게, 플럭스 센서 코어부(604)는 도 6a에 도시된 바와 같이 하나가 다른 하나 위에 적층되는 식의 복수의 플럭스 센서 플레이트들(606) 또는 라미네이트들을 포함할 수 있다. 또한, 도 6b를 참조하면, 도 6b는 본 개시물의 실시예에 따른 자기 코어 플렉스 센서 어셈블리(602)와 함께 사용하기 위한 플럭스 센서 플레이트(606) 또는 라미네이트의 예의 평면도이다. 전자기 디바이스(600)는, 전도체 와인딩(610) 또는 와인딩들을 수용하기 위해 플럭스 센서 코어부(604)를 통과하고 전자기 디바이스(600)의 다른 컴포넌트들을 통과하는 적어도 하나의 신장형 오프닝(608)을 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 전자기 디바이스(600)는 단지 단일 전도체 와인딩(610) 또는 와인딩들만을 갖는 인덕터 어셈블리일 수 있거나, 또는 변압기 구성에서 적어도 하나의 이차 와인딩(612)을 포함할 수 있으며, 변압기 구성에서는 와인딩(610)이 일차 와인딩일 수 있다. 일차 및 이차 와인딩들(610 및 612) 둘 다가 동일한 신장형 오프닝(608)을 통과할 수 있지만, U.S. 특허 출원 일련 번호 13/553,267에서 설명된 것과 유사하게, 서로 공간적으로 분리 또는 절연될 수 있다. 와인딩들(610)은 전기 소스(614)에 연결될 수 있다. 전기 소스는 전압 발전기 또는 전력의 다른 소스일 수 있다. 전자기 디바이스(600)가 변압기이고 이차 와인딩들(612)을 포함하는 경우, 이차 와인딩들(612)은 부하(616)에 연결될 수 있다. 전도체 와인딩(610) 또는 와인딩들을 통해 흐르는 전류가 전도체 와인딩(610)을 중심으로 하는 자기장을 생성하고, 이 자기장이 플럭스 센서 코어부(604) 및 전자기 디바이스(600)의 다른 코어부들에서 적어도 하나의 신장형 오프닝(608)을 중심으로 하는 자속 흐름(도 6b에서 화살표(617)에 의해 예시됨)을 생성한다.
[0041] 또한, 플럭스 센서 코어부(602)의 각각의 플럭스 센서 플레이트(606)는 적어도 하나의 신장형 오프닝(608)에 대해 포지셔닝되는 센서 홀들(618-626)의 복수의 쌍들을 포함할 수 있다. 센서 코어부(602)에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 적어도 하나의 신장형 오프닝(608)의 에지(628)로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해, 센서 홀들(618-626)의 복수의 쌍들이 포지셔닝된다. 센서 홀들(618-626)의 복수의 쌍들은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 센서 홀들(114-122)과 유사하게 포지셔닝될 수 있다. 도 6b에서 도시된 바와 같이, 센서 홀들(618-626)의 복수의 쌍들은 신장형 오프닝(608)의 세로방향 측들 둘 다에 배치될 수 있거나, 또는 다른 실시예에서, 센서 홀들(618-626)의 복수의 쌍들은 신장형 오프닝(608)의 하나의 세로방향 측에만 배치될 수 있다. 따라서, 센서 홀들은, 신장형 오프닝(608)으로부터 미리정의된 거리들에서의 자속 밀도를 검출하기 위해 센서 코어부(602)에 분포되는 센서 전도체 와인딩들(630) 또는 루프 안테나 센서들을 지지하도록 포지셔닝된다. 센서 홀들(618-626) 및 루프 안테나 센서들의 분포 패턴은 라미네이트 또는 코어(602)에서의 자속의 흐름에 가장 적게 영향을 끼치도록 이루어진다.
[0042] 센서 전도체 와인딩(630) 또는 루프 안테나 센서들은 센서 홀들(618-626)의 각각의 쌍을 통해 연장되거나 또는 이를 통과할 수 있다. 플럭스 센서 코어(604)에서의 자속 흐름은 각각의 센서 전도체 와인딩(630)에서 전기 신호를 생성한다. 특정 센서 전도체 와인딩(630)에서의 전기 신호는 그 특정 센서 전도체 와인딩(630) 또는 연관된 센서 홀들(618-626)의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다.
[0043] 스페이서부(632)가 플럭스 센서 코어(604)의 양쪽 맞은편에 배치될 수 있다. 스페이서 플레이트(634)가 실질적으로 C-자형으로 형상화될 수 있고 도 3의 오프닝(310 또는 312)과 유사한 단일 오프닝(636)만을 포함할 수 있다는 점을 제외하고서, 각각의 스페이서부(632)는 도 3을 참조하여 설명된 스페이서 플레이트(140)와 유사한 복수의 스페이서 플레이트들(634) 또는 라미네이트들을 포함할 수 있다. 전도체 와인딩(610)은 도 6a에서 예시된 것과 유사한 스페이서부(632)의 오프닝(636)을 통과한다. 또한, 각각의 스페이서 플레이트(634)는 스페이서 플레이트(140)(도 3)의 갭(314 또는 316)과 유사한 갭을 포함할 수 있고, 이 갭은, 센서 홀들(618-626)의 각각의 쌍을 통과하는 센서 와인딩들(630)이 자속 흐름 검출기(638)에 연결되도록 하기 위한 갭(636) 또는 오프닝을 제공한다. 자속 흐름 검출기(638)는 센서 홀들(618-626)을 통과하는 센서 전도체 와인딩들(630)의 위치들의 각각에서의 자속 세기를 측정할 수 있다. 앞서 설명된 것과 유사하게, 자속 흐름 및 검출기(638)는 각각의 센서 전도체 와인딩(630) 상의 전기 신호의 파형을 디스플레이하기 위한 오실로스코프일 수 있고, 이 전기 신호는 센서 홀들(618-626)을 통과하는 각각의 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속에 대응한다.
[0044] 또한, 전자기 디바이스(600)는 각각의 스페이서부(632) 상에 배치되는 자기 코어부(640)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 신장형 오프닝(628)이 자기 코어부(640)를 통해 연장되고, 전도체 와인딩(610)이 각각의 자기 코어부(640)를 통해 연장된다. 자기 코어부(640)는 앞서 설명된 것과 유사한 자기 코어 플레이트들(642)의 스택으로 만들어질 수 있다. 전도체 와인딩들(610)의 수용을 위한 단일 신장형 오프닝, 예컨대 오프닝(502)을 제외하고서, 각각의 자기 코어 플레이트(642) 또는 라미네이트는 도 5의 자기 코어 플레이트(412)와 유사할 수 있다.
[0045] 도 7a 및 도 7b(총칭하여, 도 7)는 본 개시물의 실시예에 따라, 전자기 디바이스의 코어에서의 자속 세기를 검출 및 측정하기 위한 방법(700)의 예의 흐름도이다. 방법(700)은 도 1, 도 4 및 도 6을 참조하여 설명된 플럭스 센서 어셈블리(100) 및 전자기 디바이스들(400 및 600)에 의해 사용될 수 있다.
[0046] 블록(702)에서, 자속 센서부를 포함하는 자속 센서 어셈블리가 제공될 수 있다. 자속 센서부는 와이어 전도체 와인딩 또는 와인딩들을 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝, 및 센서 와인딩들을 위한 센서 홀들의 복수의 쌍들을 포함할 수 있다. 센서 홀들은 전도체 와인딩 또는 와인딩들을 위한 신장형 오프닝보다 훨씬 더 작은 신장형 홀들일 수 있다. 전자기 디바이스의 코어에서의 자속의 흐름의 중단을 실질적으로 최소화하거나 또는 막기 위해, 센서 홀들의 각각의 쌍은 신장형 오프닝의 세로방향 길이를 따라서 미리결정된 간격으로 그리고 신장형 오프닝의 에지로부터 선택된 상이한 거리에 포지셔닝될 수 있다. 각각의 쌍의 센서 홀들은 서로 평행할 수 있고, 센서 홀들의 각각의 쌍은 신장형 오프닝에 평행할 수 있다. 앞서 설명된 것과 유사한 플럭스 센서부를 형성하기 위해, 플럭스 센서부는 하나가 다른 하나 위에 적층되는 식의 복수의 플럭스 센서 플레이트들 또는 라미네이트들을 포함할 수 있다.
[0047] 블록(704)에서, 단일 센서 전도체 또는 와인딩, 또는 복수의 센서 전도체들 또는 와인딩들이 센서 오프닝들의 각각의 쌍을 통해 연장되거나 또는 이에 감길 수 있다. 센서 전도체들 또는 와인딩들은 자속 검출기 또는 플럭스 측정 디바이스에 연결 가능하다. 앞서 설명된 것과 유사하게, 자속 검출기 또는 플럭스 측정 디바이스는 센서 홀들을 통과하는 각각의 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응하는 파형들을 디스플레이하기 위한 오실로스코프일 수 있다.
[0048] 블록(706)에서, 스페이서부가 자속 센서부의 양쪽 맞은편에 제공될 수 있다. 스페이서부는 플럭스 센서 플레이트들 또는 라미네이트들의 스택의 양쪽 맞은편에 있는 복수의 스페이서 플레이트들 또는 라미네이트들의 스택일 수 있다. 앞서 설명된 것과 유사하게, 플레이트들은 서로 평행하게 적층될 수 있다.
[0049] 블록(708)에서, 인덕터 또는 변압기 코어부들이 스페이서부들의 각각에 제공될 수 있다. 앞서 설명된 것과 유사하게, 코어부들은 와인딩 또는 와인딩들을 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝을 포함할 수 있다. 인덕터 구성은 단일 와인딩 또는 와인딩들을 포함할 것이고, 변압기 구성 또는 어셈블리는 일차 와인딩 및 적어도 하나의 이차 와인딩을 포함할 것이다. 적어도 하나의 신장형 오프닝은 센서 플레이트들의 적어도 하나의 오프닝과 정렬될 것이다.
[0050] 블록(710)에서, 단일 전도체 와인딩 또는 복수의 일차 전도체 와인딩들이 적어도 하나의 신장형 오프닝을 통해 연장되거나 또는 이에 감길 수 있다. 전도체들은 U.S. 특허 출원 일련 번호 13/553,267에서 설명된 것과 유사한, 실질적으로 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 일차 전도체들은 신장형 오프닝 또는 슬롯 내에서 단일 행(single row)으로 서로 인접하게 배치될 수 있다.
[0051] 블록(712)에서, 전자기 디바이스가 변압기인 경우, 단일 이차 전도체 와인딩 또는 복수의 이차 전도체 와인딩들이 신장형 오프닝을 통해 연장되거나 또는 이에 감길 수 있거나, 또는 제2 신장형 오프닝을 통해 연장되거나 또는 이에 감길 수 있다. 또한, 이차 전도체 와인딩들은 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 이차 전도체들은 신장형 오프닝 또는 슬롯 내에서 단일 행으로 서로 인접하게 배치될 수 있다. 이차 전도체들은 동일한 신장형 오프닝에서 일차 전도체들에 인접하게 배치될 수 있거나, 또는 다른 실시예에서, 이차 전도체 와인딩들은 U.S. 특허 출원 일련 번호 13/553,267에서 설명된 것과 유사한 별개의 신장형 오프닝에 있을 수 있다.
[0052] 블록(714)에서, 전자기 디바이스가 변압기인 경우, 일차 전도체 와인딩 또는 와인딩들은 전기 소스에 연결될 수 있고, 이차 전도체 와인딩 또는 와인딩들은 부하에 연결될 수 있다.
[0053] 블록(716)에서, 전도체 또는 전도체들 주위에 자기장을 생성하기 위해 전류가 일차 전도체 와인딩 또는 와인딩들을 통해 전도될 수 있다. 전자기 디바이스의 코어는, 실질적으로 전체 자기장이 코어에 의해 흡수되게 하도록 설계될 수 있다. 자속이 코어에서 자기장에 의해 생성된다.
[0054] 블록(718)에서, 본원에서 설명된 것과 유사한 자속 센서 어셈블리를 사용하여, 코어에서의 자속 흐름이 검출 및/또는 측정될 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 자속 흐름은 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩 또는 와인딩들에서 전기 신호를 생성한다. 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 센서 홀들을 통과하는 그 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응한다.
[0055] 본원에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하는 목적만을 위한 것이고, 본 개시물을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본원에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들은, 맥락이 그렇지 않다고 명확하게 표시하지 않는 한, 복수의 형태들도 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때 용어들 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이 진술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 하나 또는 그 초과의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제시키지 않음이 추가로 이해될 것이다.
[0056] 특정 실시예들이 본원에서 예시되고 설명되었지만, 당업자들은, 도시된 특정 실시예들이 동일한 목적을 달성하기 위해 계산되는 임의의 어레인지먼트로 치환될 수 있음과 본원의 실시예들이 다른 환경들에서는 다른 애플리케이션들을 가짐을 인식한다. 본 출원은 본 개시물의 임의의 적응들 또는 변형들을 커버하도록 의도된다. 하기의 청구항들은 결코 본 개시물의 범위를 본원에서 설명된 특정 실시예들로 제한하도록 의도되지 않는다.

Claims (19)

  1. 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리로서,
    전체에 동일한 자기 재료를 포함하는 플럭스 센서 코어부;
    상기 플럭스 센서 코어부를 통과하는 전도체 와인딩을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝 ― 상기 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 상기 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장, 및 상기 플럭스 센서 코어부에서 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성함 ―;
    상기 센서 코어부에서의 상기 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 상기 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해, 상기 플럭스 센서 코어부의 동일한 자기 재료 내의 상기 자속 흐름의 경로에서 상기 플럭스 센서 코어부의 동일한 자기 재료를 통과하고 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝되는 센서 홀들의 복수의 쌍들; 및
    상기 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 분리된 센서 전도체 와인딩 ― 상기 자속 흐름이 각각의 센서 전도체 와인딩에서 전기 신호를 생성하고, 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 상기 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응함 ―
    을 포함하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 홀들의 복수의 쌍들은 각각, 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 세로방향 측을 따라서 연속적으로 이격되고, 센서 홀들의 각각의 연속적인 쌍은 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 상기 세로방향 측의 에지로부터 증가하는 거리에 있는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    센서 홀들의 복수의 연속적인 쌍들은 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 상기 세로방향 측을 따라서 서로로부터 미리결정된 거리로 이격되는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    센서 홀들의 각각의 쌍의 제1 센서 홀이 센서 홀들의 각각의 쌍의 제2 센서 홀보다 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 상기 세로방향 측에 더 가까운,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  5. 제 2 항에 있어서,
    센서 홀들의 제1 쌍의 제1 센서 홀이 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 선택된 거리에 있고, 센서 홀들의 각각의 연속적인 쌍의 제1 센서 홀의 거리는, 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 상기 선택된 거리의 절반만큼 그 거리가 증가하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    센서 홀들의 각각의 쌍의 상기 제1 센서 홀 및 제2 센서 홀은 상기 선택된 거리만큼 분리되고, 상기 제2 센서 홀은 센서 홀들의 각각의 쌍의 상기 제1 센서 홀보다 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 세로방향 에지로부터 상기 선택된 거리만큼 더 멀리 있는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 홀들의 복수의 쌍들은 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 양측에 있는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 홀들의 각각은 신장형 오프닝인,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 플럭스 센서 코어부는 하나가 다른 하나 위에 적층되는 식의 복수의 플럭스 센서 코어 플레이트들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝 및 상기 센서 홀들의 복수의 쌍들은 각각의 플럭스 센서 코어 플레이트에 형성되는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 바깥쪽 플럭스 센서 코어 플레이트 상에 배치되는 스페이서부
    를 더 포함하고,
    상기 스페이서부는 오프닝을 포함하며, 상기 전도체 와인딩이 스페이서부 오프닝을 통과하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    각각의 스페이서부는 하나가 다른 하나 위에 적층되는 식의 복수의 스페이서 플레이트들을 포함하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 스페이서부는, 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩이 각각의 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름을 검출하기 위한 디바이스에 연결되도록 하기 위한 갭을 포함하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전자기 디바이스
    를 더 포함하고, 상기 전자기 디바이스는,
    플럭스 센서 코어의 양쪽 맞은편에 배치되는 스페이서부 ― 상기 스페이서부는 오프닝을 포함하고, 상기 전도체 와인딩이 스페이서부 오프닝을 통과함―; 및
    각각의 스페이서부 상에 배치되는 자기 코어부 ― 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝이 상기 자기 코어부를 통해 연장되고, 상기 전도체 와인딩이 각각의 자기 코어부를 통해 연장되며, 상기 스페이서부는, 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩이 각각의 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름을 검출하기 위한 디바이스에 연결되도록 하기 위한 갭을 포함함 ―
    를 포함하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 플럭스 센서 코어부 및 상기 자기 코어부를 통하는, 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝에 평행한 제2 신장형 오프닝 ― 상기 전도체 와인딩이 상기 제2 신장형 오프닝을 통과하고, 상기 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 상기 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장, 및 상기 플럭스 센서 코어부 및 상기 자기 코어부에서 상기 제2 신장형 오프닝을 중심으로 하는 다른 자속 흐름을 생성함 ―; 및
    상기 제2 신장형 오프닝, 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝 및 상기 스페이서부 오프닝을 통과하는 이차 전도체 와인딩
    을 더 포함하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 센서 코어부에서의 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 상기 제2 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해, 상기 제2 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝되는 센서 홀들의 다른 복수의 쌍들; 및
    상기 제2 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝되는 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 다른 센서 전도체 와인딩 ― 상기 제2 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름이 각각의 다른 센서 전도체 와인딩에서 전기 신호를 생성하고, 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 상기 제2 신장형 오프닝에 대한 상기 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응함 ―
    을 더 포함하는,
    자기 코어 플럭스 센서 어셈블리.
  16. 전자기 디바이스에서의 자속을 측정하기 위한 방법으로서,
    플럭스 센서 코어부, 및 상기 플럭스 센서 코어부를 통과하는 전도체 와인딩을 수용하기 위한 적어도 하나의 신장형 오프닝을 포함하는 자기 코어 플럭스 센서 어셈블리를 제공하는 단계 ― 상기 전도체 와인딩을 통해 흐르는 전류가 상기 전도체 와인딩을 중심으로 하는 자기장, 및 상기 플럭스 센서 코어부에서 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝을 중심으로 하는 자속 흐름을 생성하고, 상기 플럭스 센서 코어부는 전체에 동일한 자기 재료를 포함함 ―;
    상기 센서 코어부에서의 상기 자속 흐름의 중대한 중단을 막기 위해 그리고 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 에지로부터 상이한 거리들에서의 상기 자속 흐름을 감지할 때의 사용을 위해 상기 플럭스 센서 코어부의 동일한 자기 재료 내의 상기 자속 흐름의 경로에서 상기 플럭스 센서 코어부의 동일한 자기 재료를 통과하고 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝에 대해 포지셔닝되는 센서 홀들의 복수의 쌍들을 제공하는 단계; 및
    센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 분리된 센서 전도체 와인딩을 제공하는 단계 ― 상기 자속 흐름이 각각의 센서 전도체 와인딩에서 전기 신호를 생성하고, 특정 센서 전도체 와인딩에서의 전기 신호는 상기 특정 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름에 대응함 ―
    를 포함하는,
    전자기 디바이스에서의 자속을 측정하기 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 센서 홀들의 복수의 쌍들을 제공하는 단계는,
    상기 센서 홀들의 복수의 쌍들의 각각을 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 세로방향 측을 따라서 연속적으로 이격시키는 단계; 및
    센서 홀들의 각각의 연속적인 쌍을 상기 적어도 하나의 신장형 오프닝의 상기 세로방향 측의 에지로부터 증가되는 거리로 이격시키는 단계
    를 포함하는,
    전자기 디바이스에서의 자속을 측정하기 위한 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    플럭스 센서 코어의 양쪽 맞은편에 스페이서부를 제공하는 단계
    를 더 포함하고,
    각각의 스페이서부는 상기 플럭스 센서 코어와, 자기 코어 플럭스 센서가 삽입되는 전자기 디바이스의 각각의 코어부 사이에 간격을 제공하고, 스페이서부들 중 적어도 하나의 스페이서부의 간격이 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 상기 센서 전도체 와인딩을 포함하며, 상기 스페이서부는, 센서 홀들의 각각의 쌍을 통과하는 센서 전도체 와인딩이 각각의 센서 전도체 와인딩의 위치에서의 자속 흐름을 검출하기 위한 디바이스에 연결되도록 하기 위한 갭을 포함하는,
    전자기 디바이스에서의 자속을 측정하기 위한 방법.
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