[發(fā)明專(zhuān)利]電流換能器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380032801.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104412114B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·馬科茲;D·阿左尼;D·斯切拉夫莉;W·泰帕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 萊姆知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R15/18
• 分類(lèi)號(hào): G01R15/18;G01R15/20;G01R33/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 郭思宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電流感測(cè)應(yīng)用的電流換能器，所述換能器包括磁芯和磁場(chǎng)探測(cè)器。

背景技術(shù)

測(cè)量電流的一種方法是測(cè)量由待測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由此電流傳感器包括圍繞導(dǎo)體以聚集磁場(chǎng)的高導(dǎo)磁材料制成的磁路。位于所述磁路的空隙中的磁場(chǎng)探測(cè)器測(cè)量所述磁場(chǎng)的強(qiáng)度，該磁場(chǎng)與待測(cè)電流相關(guān)聯(lián)。在閉環(huán)電流換能器中，磁場(chǎng)深測(cè)器的輸出在反饋回路中被連接到驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償線圈(也被稱(chēng)作次級(jí)線圈)的補(bǔ)償回路，以取消來(lái)此初級(jí)導(dǎo)體的磁場(chǎng)。在所述補(bǔ)償線圈中的電流形成待測(cè)電流的圖像并可被用于產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)輸出。

磁芯和磁場(chǎng)探測(cè)器裝置的一種非常常見(jiàn)的形式是提供橫向延伸穿過(guò)磁芯支路的空隙，磁場(chǎng)探測(cè)器放置在其中。這種有缺口的磁芯提供了高靈敏度，因?yàn)榇判局械拇艌?chǎng)聚集在空隙中并被磁揚(yáng)探測(cè)器拾得。然而，這種設(shè)計(jì)的缺陷之一是外部磁場(chǎng)，例如由位于待測(cè)導(dǎo)體附近的導(dǎo)體中的交變電流產(chǎn)生的外部磁場(chǎng)，影響次級(jí)線圈中的電流，進(jìn)而影響代表初級(jí)導(dǎo)體的測(cè)量信號(hào)。

可以通過(guò)提供磁屏蔽裝置減小外部磁場(chǎng)的影響，然而，這種測(cè)量措施很昂貴，需要空間，而且在某些應(yīng)用中難以實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)的閉環(huán)電流換能器，但對(duì)外部磁場(chǎng)，特別是變化的或交變的外部磁場(chǎng)具有高抗擾度。

本發(fā)明的目的是提供制造費(fèi)用合算的電流換能器。

有利的是提供能夠測(cè)量大電流幅值范圍的電流換能器。

本發(fā)明的目的已經(jīng)通過(guò)提供根據(jù)權(quán)利要求1的電流換能器實(shí)現(xiàn)。

在此公開(kāi)的是一種電流換能器，包括環(huán)繞著被配置成容納初級(jí)導(dǎo)體的中央通道的高導(dǎo)磁材料制成的磁芯和磁場(chǎng)探測(cè)器。所述磁芯包括槽，所述磁場(chǎng)探測(cè)器包括被插入到所述槽的感測(cè)部。槽從徑向外側(cè)到徑向內(nèi)側(cè)或在所述磁芯的軸端面之間延伸穿透所述磁芯，所述磁芯被定向?yàn)槭沟弥辽俨糠执判驹谒鲋醒胪ǖ乐車(chē)纬刹婚g斷的閉環(huán)。

在第一實(shí)施例中，所述槽被定向?yàn)榛旧洗怪庇谒鲋醒胪ǖ蓝x的軸(A)。

在第二實(shí)施例中，所述槽被定向?yàn)榛旧掀叫杏谒鲋醒胪ǖ蓝x的軸(A)。

在第一實(shí)施例中，槽被布置在完全在所述芯內(nèi)的兩個(gè)相對(duì)的軸端面之間，以使槽在所有側(cè)面被所述磁芯材料包圍。在有利的變體中，槽位于所述端面之間的中央，然而，在其他的變體中，槽可被從所述相對(duì)的軸端面之間的中間位置軸向偏移地放置。

在第二實(shí)施例中，槽從一個(gè)軸端面到相對(duì)的軸端面延伸穿過(guò)所述芯，所述槽被完全放置在所述芯的徑向外側(cè)和所述芯的徑向內(nèi)側(cè)之間的芯之內(nèi)，以使得所述槽在所有側(cè)面被所述磁芯材料包圍。

在有利的實(shí)施例中，磁場(chǎng)探測(cè)器感測(cè)部被從所述徑向內(nèi)側(cè)插入所述槽。為了連接信號(hào)處理電路，磁場(chǎng)探測(cè)器的終端可以有利地被布置為鄰近所述軸向內(nèi)側(cè)或指向軸向內(nèi)側(cè)，以使得所述磁芯的外徑側(cè)面沒(méi)有妨礙。

在有利的實(shí)施例中，槽具有基本上恒定的寬度(W)。

在有利的實(shí)施例中，槽具有大于5的平均長(zhǎng)度L與平均寬度W的比率，縱度方向基本上平行于磁通密度矢量的方向。

在實(shí)施例中，磁芯具有圓形的閉環(huán)形狀。然而，可能是其他形狀，例如多邊形、正方形、矩形或圍繞初級(jí)導(dǎo)體延伸穿過(guò)的中央通道的其他閉合的不規(guī)則形狀。

在一個(gè)實(shí)施例中，磁芯由高導(dǎo)磁材料的纏繞薄帶形成。

所述槽可以有利地被機(jī)械切削操作形成，特別是，磁芯在其中由材料制成的纏繞帶形成。

在變體中，磁芯可由燒結(jié)鐵氧體或其他導(dǎo)磁材料形成。

在變體中，磁芯可由兩個(gè)部分形成，槽被形成在所述兩部分之間的界面處。

在實(shí)施例中，電流換能器作為閉環(huán)換能器操作，并進(jìn)一步包括纏繞磁芯的補(bǔ)償線圈。

在有利的實(shí)施例中，磁場(chǎng)探測(cè)器可以是磁通量閘門(mén)型。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其他目的和有利的特征將在參考附圖時(shí)從本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)或?qū)嵤├拿枋鲎兊蔑@而易見(jiàn)，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電流換能器的部件的透視性局部截面示意圖，顯示了磁芯、磁場(chǎng)探測(cè)器，以及補(bǔ)償繞組；

圖2是圖1所示的實(shí)施例中的磁芯和放置其中的磁場(chǎng)探測(cè)器的透視示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的磁芯的透視示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的磁芯的局部截面示意側(cè)視圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的磁芯的透視示意圖。

具體實(shí)施方式

關(guān)于附圖，特別是圖1和2，電流換能器1包括磁芯2，2’和磁場(chǎng)探測(cè)器4。磁場(chǎng)探測(cè)器4包括用于連接到信號(hào)處理電路的電氣終端6。