[發明專利]三相電流傳感器

有效

• 申請號: 200680028702.4
• 申請日: 2006-07-28
• 公開（公告）號: CN101238378A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 熱拉爾·萊皮納;阿諾·拉貝;維·T·沃
• 申請（專利權）人: 機電聯合股份有限公司
• 主分類號: G01R15/20
• 分類號: G01R15/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 董莘

技術領域

本發明涉及用于測量三相傳導系統中的電流的傳感器。

本發明尤其被用于測量大振幅的三相電流。

背景技術

有許多三相電流傳感器用在工業領域中的應用，尤其用于控制或監視三相電機。典型地，在三相系統中，電流傳感器包括一個軟的磁路，其通常為帶間隙的層壓磁性材料，在間隙中放置磁場傳感器，電流傳感器圍繞三個導體的每一個放置。一種非常普遍的磁場傳感器是集成到ASIC中的霍爾(Hall)效應傳感器，ASIC具有連接到印刷電路的端子，用于處理信號。假定電流之和為0，則通過將傳感器圍繞三相的其中兩相放置，可以由此測量電流而且可以推斷出電功率。然而，如果還想要檢測可能的漏泄電流，特別是出于安全理由，則需要測量三相中的電流，而且將圍繞每一相放置傳感器。

強電流的測量對現有傳感器提出了問題而且要求特殊的、笨重且昂貴的測量。強電流產生強磁場，強磁場可能使得傳感器的磁路飽和，導致非線性響應并因而導致測量誤差。當三相的各導體相互靠近時，這種飽和問題更加嚴重，因為相鄰導體的磁場加入到由相關的傳感器圍繞其放置的導體產生的磁場。

為了避免磁路的飽和，可以增大磁路部分。在許多應用中(例如在汽車領域)，卻在設法減小測量設備的龐大和重量。電流傳感器的一個未來的應用恰恰是在用于電動汽車的控制電功率系統的領域，在那里電流可能非常的強，因為推進車輛所需的相對低的電壓和大的功率。增大磁路部分將會增大傳感器的成本。

另一個已在考慮的解決方案是將磁場傳感器的至少其中一個放到在承載三相的導體的其中一個中形成的凹口內，以便降低磁路的數量并且限制這些電流的飽和問題。然而，在其中一個導體中制造一個凹口并在這個凹口內安裝一個磁場傳感器是一個昂貴的解決方案。此外，仍然不能解決由鄰近的強電流導體產生的磁場的影響的問題，該問題限制了降低測量裝置的笨重性的可能。

發明內容

本發明的目的是提供一種緊湊卻不是非常昂貴的三相電流傳感器，特別是用于測量強電流。就“強電流”來說，指的是考慮了分隔三相的距離和傳感器的笨重的高強度電流。

提供一種可以容易地在諸如三相電機的電源系統的三相傳導系統中安裝和連接的三相電流傳感器是有利的。

提供一種對外部場，例如由位于傳感器附近的電導體產生的場，不是十分敏感的三相電流傳感器是有利的。

提供一種在大電流幅度范圍之上提供良好的電流測量精確度的三相電流傳感器是有利的。

本發明的目的是通過根據權利要求1的電流傳感器和根據權利要求9用于測量電流的方法實現的。

在本申請中，三相電流傳感器被描述為用于測量三相傳導系統內流動的電流，包括第一磁測量裝置和第二磁測量裝置，每個磁測量裝置包括一個磁路，磁路包括至少兩個間隙和在磁路的每個間隙中放置的磁場檢測器。所述磁測量裝置位于中間導體部分的任何一端，或者位于用于插入形成傳導系統的三相的其中一相的中間導體的空腔的任何一端。

優選地，磁測量裝置的每個磁路的至少兩個間隙基本上位于同一平面內。

優選地，與傳感器交叉的三個導體部分的軸或者用于插入三個導體的三個空腔的軸基本上平行，并且位于間隙的所述平面內。

優選地，位于間隙內的磁檢測器為制成ASIC的霍爾效應傳感器。

在優選實施例中，存在兩個磁路而且每個磁路中有兩個間隙，間隙與穿過傳感器的初級導體部分或者與用于插入穿過傳感器的初級導體的空腔的軸在同一個平面內布置，兩個磁路均位于其中一相上的導體的任何一端或者位于用于插入其中一相的導體的空腔的任何一端。中間初級導體因此沒有磁測量裝置。

優選地，磁測量裝置安裝在公共支承板上。該支承板可形成一個壁，該壁形成磁路安裝于其中的傳感器的外殼的一部分。該支承板還可以包括帶有用于處理信號的電子組件的電路。

在本申請中，還描述了一種借助于電流傳感器用于測量三相傳導系統中流動的電流的方法，該電流傳感器包括第一磁測量裝置和第二磁測量裝置，該方法包括：

-由第一磁裝置根據由三相中的第一相的電流產生的磁場的測量，測量在該第一相內流動的所述電流，

-由第二磁裝置根據由三相中的第三相的電流產生的磁場的測量，測量在該第三相內流動的所述電流，以及

-根據第一和第二磁裝置上的第二相的電流產生的磁場的影響，測量三相中的第二相的該電流。

附圖說明

根據權利要求書、根據以下各實施例的詳細說明以及附圖，本發明的其它有利方面和目的將變得顯而易見，其中：