电流感测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电流感测装置及方法，适用于多芯导线，所述电流感测装置包含载具、多个磁传感器及处理器，其中处理器电性连接于所述多个磁传感器。载具具有容置通道用于容置多芯导线。所述多个磁传感器设置于载具且环绕容置通道，均分容置通道的360度外周，且用于分别测量多芯导线通电时的交变磁场以产生多组磁场测量值，其中每一组磁场测量值对应于所述多个磁传感器的其中之一。处理器存储电流解耦合模型，且用于自所述多个磁传感器取得所述多组磁场测量值，并依据电流解耦合模型及所述多组磁场测量值计算得到多芯导线的各条芯线的电流值。

Current Sensing Device and Method

【技术实现步骤摘要】
电流感测装置及方法
本专利技术涉及一种电流感测装置，特别涉及适用于多芯导线的电流感测装置。
技术介绍
在现代工业产业中，各式各样的设备皆需仰赖电力来进行运作。当有电力不均衡或是谐波干扰的情况发生时，电功率损耗而导致线路温度增加等问题，严重的话甚至可能造成设备故障或停机。其中，电力不均衡的情况往往源自于传递电力的导线中的多条芯线所传递的电流不一致，因此现多利用电流互感器或是分流电阻来检测导线的电流。然而，这些电流感测装置均仅适用于测量单芯线，也就是说，若欲以这些电流感测装置测量包含多条芯线的导线，则需将导线拆解以露出内含的芯线，再分别对这些芯线进行测量，不仅会造成导线的破坏，亦无法在设备的运作过程中即时地进行测量。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术提供一种电流感测装置及方法以取得多芯导线中各条芯线的电流值。依据本专利技术一实施例的电流感测装置，适用于多芯导线，所述电流感测装置包含载具、多个磁传感器及处理器，其中处理器电性连接于所述多个磁传感器。载具具有容置通道用于容置多芯导线。所述多个磁传感器设置于载具且环绕容置通道，均分容置通道的360度外周，且用于分别测量多芯导线通电时的交变磁场以产生多组磁场测量值，其中每一组磁场测量值对应于所述多个磁传感器的其中之一。处理器存储电流解耦合模型，且用于自所述多个磁传感器取得所述多组磁场测量值，并依据电流解耦合模型及所述多组磁场测量值计算得到多芯导线的各条芯线的电流值。依据本专利技术一实施例的电流感测方法，适用于多芯导线，所述电流感测方法包含设置多个磁传感器环绕多芯导线且均分多芯导线的360度外周，以所述多个磁传感器测量多芯导线通电时的交变磁场以产生多组磁场测量值，以及依据电流解耦合模型及磁场测量值计算得到多芯导线的各条芯线的电流值。其中每一组磁场测量值对应于所述多个磁传感器的其中之一。藉由上述结构，本申请所揭示的电流感测装置及方法，通过磁传感器的环形设置以及电流解耦合模型的演算，可以解析出包含多条芯线的目标导线中各条芯线的电流大小及相位，无需将目标导线中的每一芯线分离开来，避免目标导线的破坏，得以在设备的运作过程中即时地进行测量，且亦无需考虑多芯导线及载具的相对位置或角度。以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的专利申请范围更进一步的解释。附图说明图1是依据本专利技术一实施例所绘示的电流感测装置的示意图。图2是依据本专利技术另一实施例所绘示的电流感测装置的示意图。图3A是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测装置的载具的示意图。图3B是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测装置的载具的示意图。图4是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测装置的示意图。图5是依据本专利技术一实施例所绘示的电流感测方法的流程图。图6是依据本专利技术一实施例所绘示的电流感测方法的示意图。图7是依据本专利技术一实施例所绘示的电流感测方法的磁场波形图。图8是依据本专利技术一实施例所绘示的电流感测方法的测量结果图。图9是依据本专利技术另一实施例所绘示的电流感测方法的流程图。图10是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测方法的示意图图11是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测方法的磁场波形图。图12是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测方法的磁场波形图图13是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测方法的测量结果图。图14是依据本专利技术又一实施例所绘示的电流感测装置的应用示意图。【符号说明】1、1’、2、3电流感测装置11、11’、21载具111、211容置通道12、22、121～123、221～223磁传感器13、23处理器5多芯导线51a～51c、61d、61e芯线C、C’中心113内环部件115外环部件14马达15控制器16导磁部件R1、R2半径Ia～Ie电流值r、r1、h距离α夹角B1～B7磁场测量值B磁场切线分量COScos函数O、O’轴心D1、D2连线方向θ1～θ5夹角31电源32磁场感测环形阵列33处理器331模拟数字切换控制单元333电流解耦合单元34监控器7目标装置S101～S109步骤具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，本领域技术人员可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本专利技术的观点，但非以任何观点限制本专利技术的范围。请参考图1，图1为依据本专利技术一实施例所绘示的电流感测装置的示意图。电流感测装置1适用于多芯导线5，包含载具11、多个磁传感器12以及电性连接于这些磁感器12的处理器13。于图1中，用以作示例性说明的例子，包含三条芯线51a、51b及51c的三芯导线作为多芯导线5，且设置有三个磁传感器12来。如图1所示，电流感测装置1的载具11具有容置通道111用于容置多芯导线5。详细来说，载具11是一环状结构，环状结构的中央形成所述的容置通道111，其中容置通道111可以设计对应于多芯导线5的形状例如为圆形或方形，图1以圆形作为示例然而本专利技术并不以此为限。于图1中，载具11以可转动的关系衔接多芯导线5，且具有凸出于内周壁的凸点以固定多芯导线5的轴心于容置通道111的中心。此外，本领域技术人员也可设计其它的载具结构以可转动地衔接多芯导线且可固定多芯导线的轴心于容置通道的中心。磁传感器12设置于载具11且环绕容置通道111，且此三个磁传感器12均分容置通道111的360度外周。也就是说，于此实施例中，电流感测装置1的三个磁传感器12彼此间隔120度角地环绕容置通道111设置，且各磁传感器12与容置通道111的中心C之间的距离相等。磁传感器12用于测量多芯导线5在通电时所产生的交变磁场以产生磁场测量值，因此三个磁传感器12会测量到三组磁场测量值。处理器13例如是可编程系统芯片，包含存储器以存储电流解耦合模型，且用于依据所存储的电流解耦合模型以及磁传感器12所测量到的磁场测量值计算得到多芯导线5的每条芯线51a～51c的电流值，其中电流解耦合模型的详细内容将于后描述。进一步地说，处理器13会在三个磁传感器12的其中之一所测量到的磁场测量值符合一预设条件时，依据电流解耦合模型及所有磁传感器所测量到的磁场测量值以计算出多芯导线5的每条芯线51a～51c的电流值，其中，预设条件可以指示磁场测量值达到对应的磁传感器在与多芯导线5相对转动时所测量到的最大磁场测量值。举例来说，使用者可以转动多芯导线5或载具11以使两者相对转动，藉由磁传感器12的显示接口得知其所测量到的磁场测量值，据以选择并判断这些磁传感器12的其中之一所对应的磁场测量值是否符合上述的预设条件，并在被选择的磁传感器12所对应的测量值符合预设条件时，停止转动多芯导线5或是载具11，且以处理器13执行每条芯线51a～51c的电流值的计算。请一并参考图2，其中图2是依据本专利技术另一实施例所绘示的电流感测装置的示意图。图2所示的电流感测装置1’同样于图1所示的电流感测装置1，包含载具11’、三个磁传感器12以及电性连接于这些磁感器12的处理器13，其中载具11’进一步地包含内环部件113以及外环部件115。内环部件113可相对转动地设置于外环部件115内，且用于固定作为多芯导线5的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流感测装置，适用于多芯导线，该电流感测装置包含有：载具，具有容置通道用于容置该多芯导线；多个磁传感器，设置于该载具且环绕该容置通道，这些磁传感器均分该容置通道的360度外周，且用于分别测量该多芯导线通电时的交变磁场以产生多组磁场测量值，其中每一这些磁场测量值对应于这些磁传感器的其中之一；以及处理器，电性连接于这些磁传感器，存储电流解耦合模型，且用于自这些磁传感器取得这些磁场测量值，并依据该电流解耦合模型及这些磁场测量值计算得到该多芯导线的各条芯线的电流值。

【技术特征摘要】
2017.12.26 TW 1061456911.一种电流感测装置，适用于多芯导线，该电流感测装置包含有：载具，具有容置通道用于容置该多芯导线；多个磁传感器，设置于该载具且环绕该容置通道，这些磁传感器均分该容置通道的360度外周，且用于分别测量该多芯导线通电时的交变磁场以产生多组磁场测量值，其中每一这些磁场测量值对应于这些磁传感器的其中之一；以及处理器，电性连接于这些磁传感器，存储电流解耦合模型，且用于自这些磁传感器取得这些磁场测量值，并依据该电流解耦合模型及这些磁场测量值计算得到该多芯导线的各条芯线的电流值。2.如权利要求1所述的电流感测装置，其中该多芯导线为三芯导线，这些磁传感器的数量为三个，且该处理器在这些磁传感器的其中之一的该磁场测量值符合预设条件时，执行依据该电流解耦合模型及这些磁场测量值计算得到该多芯导线的各条芯线的该电流值。3.如权利要求2所述的电流感测装置，其中该电流解耦合模型包含转换矩阵，该处理器将该转换矩阵的逆矩阵与这些磁场测量值组成的矩阵相乘以计算出该三芯导线的各条芯线的该电流值。4.如权利要求2所述的电流感测装置，其中该载具包含内环部件与外环部件，该内环部件可相对转动地设置于该外环部件内并用于固定该三芯导线，这些磁传感器设置于该外环部件。5.如权利要求4所述的电流感测装置，还包含马达及控制器，该马达连接于该载具，该控制器电性连接于该马达、这些磁传感器以及该处理器，且用于控制该马达转动以带动该载具的该内环部件与该外环部件产生相对转动，使得该三芯导线与这些磁传感器相对转动，同时取得这些磁传感器的该其中之一对应的该磁场测量值，并在判断取得的该磁场测量值符合该预设条件时控制该马达停止转动且指示该处理器执行依据该电流解耦合模型及这些磁场测量值计算得到该多芯导线的各条芯线的该电流值。6.如权利要求5所述的电流感测装置，其中该预设条件指示这些磁传感器的该其中之一在该三芯导线通电且与这些磁传感器相对转动时所测量到的最大磁场测量值。7.如权利要求1所述的电流感测装置，其中该多芯导...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐敏注，汤士源，黄玉婷，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71