环形磁通门电流换能器制造技术

一种环形磁通门电流换能器，其包括环形磁通门感测单元（6），所述环形磁通门感测单元包括环形支座（40）、安装在所述支座（40）上的饱和磁芯（38）、围绕所述支座和饱和磁芯缠绕的激励线圈（44）以及围绕所述激励线圈、环形支座和饱和磁芯安装的磁壳（32）。所述支座为环形并且包括固定到所述支座的端子（50、48），第一对所述端子连接到所述激励线圈的端部，第二对所述端子连接到所述电流换能器的次级线圈的端部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有用于闭环应用的次级线圈的环形磁通门电流换能器。
技术介绍
磁通门换能器具有由激励线圈围绕的饱和磁芯，所述激励线圈施加交替地饱和磁芯的交替磁场。在存在外部磁场的情况下，偏压施加于饱和磁芯的饱和，使得实现激励信号的对称。该不对称与外部磁场的幅度相关并且因此用于读取外部磁场的幅度。在磁力计中，激励电流由电子电路处理，所述电子电路向围绕磁通门换能器缠绕的次级线圈(也被称为补偿线圈)或向联接到磁通门换能器的磁路生成反馈信号。补偿电流设法消除外部磁场的影响，由此次级(或补偿)电流因此代表磁场的幅度。在电流换能器中，磁场由在初级导体中流动的初级电流(待测量的电流)生成。初级导体典型地定位成穿过由磁场换能器形成或联接到磁场换能器的磁路。某些已知的磁通门换能器具有围绕初级导体所穿过的中心孔的环形。磁通门换能器具有高灵敏度并且因此很适合于测量小电流或小幅差动电流，然而，它们与基于霍尔效应磁场检测器的开环电流换能器或闭环电流换能器相比制造和实施成本较高。影响基于磁通门原理的电流换能器的成本的因素是激励线圈和次级线圈的提供、饱和磁芯的提供以及线圈与电子电路的互连。磁通门换能器的灵敏度也导致线圈和各部件的相对位置的更严格制造公差，这也导致增加的制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于环形磁通门磁场检测器的闭环电流换能器，其精确、可靠并且制造成本经济。提供一种大规模制造经济的闭环环形磁通门电流换能器将是有利的。提供一种紧凑的闭环环形磁通门电流换能器将是有利的。提供一种结实的闭环环形磁通门电流换能器将是有利的。通过提供根据权利要求1所述的闭环环形磁通门电流换能器实现本专利技术的目的。本文中公开了一种环形磁通门电流换能器，其包括环形磁通门感测单元，所述环形磁通门感测单元包括介电或绝缘支座，安装在所述支座上的饱和磁芯，围绕所述支座和饱和磁芯缠绕的激励线圈以及围绕所述激励线圈安装的磁壳。所述支座为环形并且包括固定到所述支座的端子，第一对所述端子连接到所述激励线圈的端部，并且第二对所述端子连接到所述电流换能器的次级线圈的端部。有利地，用于次级和激励线圈的连接端子整合到用于饱和磁芯的支座中简化感测单元组装和互连到信号处理电路的制造。该配置也提供更紧凑、可靠和稳定的布置。在本文中所使用的术语“环形”和“环”不限于圆形，而是包含围绕孔以允许一个或多个初级导体穿过其中的方形、矩形、多边形、椭圆形或任何规则或不规则的闭合或几乎闭合形状。信号处理电路可以包括连接到所述感测单元的端子的电路板。所述感测单元还可以包括介电罩壳，所述介电罩壳围绕所述激励线圈和饱和磁芯安装并且形成次级磁芯围绕其缠绕的支座。所述介电罩壳可以有利地包括多个间隔开的向内径向翼片，所述径向翼片用于侧向地支撑线圈并且将感测单元定位在换能器的外壳中。所述介电罩壳可以有利地包括突起，所述突起接合在所述换能器的电路板中的互补孔中以相对于所述感测单元和所述换能器的外壳定位所述电路板。用于所述饱和磁芯和激励线圈的环形介电或绝缘支座也可以包括提供定位表面的多个间隔开的径向翼片，所述定位表面配置成相对于围绕所述介电支座和激励导体安装的磁壳定位所述支座。换能器可以有利地包括例如由折叠成环形的具有高磁导率材料的条或带制成的环形内部磁屏蔽罩和环形外部磁屏蔽罩。内部磁屏蔽罩用于减小通过中心通道的偏心初级导体位置的影响，而外部磁屏蔽罩用于减小来自外部磁场的干涉。通过提供根据权利要求7所述的闭环环形磁通门电流换能器实现本专利技术的目的。在本专利技术的另一个方面中，所述换能器包括作为单独部件提供的初级导体单元，所述初级导体单元包括介电体和配置成传送待测量的电流的多个导体，所述多个导体一起保持在所述介电体内，所述介电体形成通过所述外壳的中心通道可单独安装并且可锁定到所述外壳的大体U形或V形部件。所述介电体可以是模制在所述初级导体上的塑料主体并且包括整体模制弹性夹臂，所述夹臂与所述换能器外壳中的互补夹子相互接合以将所述初级导体单元固定和锁定到所述换能器外壳。所述介电体还包括定位肩部或凸缘，所述定位肩部或凸缘抵靠所述换能器外壳以相对于所述外壳定位所述初级导体单元。在实施例中，所述初级导体单元可以包括形成至少第一和第二对导体的至少四个初级导体，第一对初级导体用于在第一方向上传送电流并且第二对初级导体用于在相反方向上传送电流，所述第一和第二对初级导体布置成使得一对初级导体中的导体定位在另一对初级导体的导体之间并且交错。在该配置中，所述换能器可以作为差动换能器操作以测量具有相反电流的两个导体或导体对之间的电流的差异。在实施例中，所述初级导体单元可以包括用于传送三相电流和三相系统的中性点或测试电流的至少四个初级导体，所述测试电流用于自动测试所述换能器在其中使用的系统能力。在该配置中，所述换能器可以用作差动(或求和)电流换能器，其测量在正常操作期间应当接近零的三相系统中的电流和。所述初级导体可以呈挤出导线的形式或由金属片压制或形成，其由所述介电体包覆模制或插入所述初级导体单元的所述介电体中。备选地，所述初级导体可以形成为镀覆在板(例如印刷电路板)上的电迹。附图说明从权利要求和关于附图进行的本专利技术的实施例的以下详细描述将显而易见本专利技术的另外优点和特征。图1a是根据本专利技术的实施例的环形磁通门电流换能器的具有部分横截面的透视图1b是图1a的实施例的透视分解图；图1c和Id是根据图1a的实施例的透视图，其中使外壳透明以便更好地显示外壳内部的部件；图2a是根据本专利技术的实施例的磁通门电流换能器的透视图，换能器带有预组装到换能器外壳的初级导体；图2b和2c是图2a的实施例的透视图，显示初级导体元件正组装到换能器外壳；图2d是图2a的实施例的横截面图；图3是环形磁通门感测单元的分解透视图；图4a是根据本专利技术的实施例的饱和磁芯和激励线圈单元的具有部分横截面的透视图；图4b是图4a的单元的分解图。具体实施例方式参考附图，首先从图1a至Id开始，根据本专利技术的实施例的电流换能器2包括外壳4、安装在外壳中的环形磁通门感测单元6、例如包括印刷电路板7的信号处理电路8，所述信号处理电路也安装在外壳中并且具有延伸通过外壳以用于连接到用于供电的外部电路的电端子18和测量信号的输出。换能器可以包括中心通道16，传送待测量的电流的一个导体或多个导体20、20a、20b延伸通过所述中心通道。待测量的电流将被称为初级电流并且导体被称为初级导体。换能器还包括分别在径向内部并且径向地围绕磁通门感测单元6定位的内部磁屏蔽罩12和外部磁屏蔽罩10。磁屏蔽罩10、12可以有利地由具有高磁导率的材料的折叠条或带制成，例如硅钢、透磁合金、超合金、非晶态或纳米晶体合金等。屏蔽罩也可以由挤出或铸造材料的圆柱形部分制成或者具有其它非圆柱形状并且由其它工艺形成，例如由片状材料压制和形成。外部屏蔽罩10用于减小外部磁场的影响，特别是在中心通道16的外部生成的磁场，例如来自电导体、电动马达和围绕或邻近电流换能器定位的其它磁场生成设备的干扰。内部屏蔽罩12用于形成磁路，该磁路再分布延伸通过中心通道16的初级导体的磁场以便减小延伸通过通道16的初级导体的偏心影响。环形磁通门感测单元6可以具有闭合圆形，如图中所示，或者可以具有围绕孔以允许一个或多个初级导体穿过其中的其它闭合或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.24 EP 10173923.31.一种环形磁通门电流换能器，所述换能器包括环形磁通门感测单元(6)，所述环形磁通门感测单元包括环形支座(40)、安装在所述环形支座(40)上的饱和磁芯(38)、围绕所述环形支座和饱和磁芯缠绕的激励线圈(44)以及围绕所述激励线圈、环形支座和饱和磁芯安装的磁壳(32)，其特征在于，所述环形支座包括固定到所述环形支座的端子(50、48)，第一对所述端子连接到所述激励线圈的端部，第二对所述端子连接到所述电流换能器的次级线圈(36)的端部。2.根据权利要求1所述的换能器，所述换能器还包括连接到所述感测单元的所述端子的电路板(8)。3.根据权利要求1或2所述的换能器，其特征在于，所述感测单元(6)还包括介电罩壳(34a、34b)，所述介电罩壳围绕所述激励线圈和饱和磁芯安装并且形成周围围绕着所述次级磁芯的支座件。4.根据前述权利要求中的任一项所述的换能器，所述介电罩壳包括多个间隔开的径向翼片(59)。5.根据前两项权利要求中的任一项所述的换能器，其中所述介电罩壳包括突起(60)，所述突起接合在所述换能器的电路板(8)中的互补孔中。6.根据前述权利要求中的任一项所述的换能器，其中所述感测单元的所述环形介电支座包括提供定位表面的多个间隔开的径向翼片(46)，所述定位表面被构造成相对于围绕所述环形介电支座和激励导体安装的磁壳定位所述环形介电支座。7.一种环形电流换能器，所述换能器包括外壳(4)、安装在所述外壳中的环形磁场感测单元(6)和中心通道(16)，其特征在 于，所述换能器包括作为单独部件提供的初级导体单元(19),所述初级导体单元包括介电体(22)和构造成传送待测量的电流的一个或多个导体(20)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·古德尔，B·马科兹，B·理查德，G·格里，
申请(专利权)人：莱姆知识产权股份有限公司，
类型：
国别省市：