JPH0440372A - 電流検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、零相電流検出器５各種漏れ電流検出器などに
用いられ、鉄心の磁気現象を利用して、主回路とは電気
的に非接触で直流および交流の電流を検出する方法に関
する。

〔従来の技術〕

電流を主回路とは電気的に非接触で検出する装置は、直
流用としては、直流変流器と、その他に、鉄心にギヤツ
ブを設けてギャップ部にホール素子を挿入する装置があ
り、交流用としては交流変流器が知られている。

第３４図は、直流変流器の作動を説明するためにその要
部構成を示した模式図である。第３４図のように、直２
ｉｔ変流器は、検出する直流電流■１が流れる導体３を
閉磁路の二つの鉄心１ａ、　ｌｂのそれぞれ中心孔に通
し、鉄心１ａ、　ｌｂに巻回した励硝用コイル２ａと２
ｂを逆向きにして交流電流計４を通し、交流電源５に接
続している。鉄心１ａ、　ｌｂの磁気特性はヒステリシ
ス曲線が角形性を持ち、保持力が小さい材料を用いてい
る。導体３の被検出電流！１がＯのとき、交流電流】は
鉄心１ａ、　ｌｂの励磁電流分のみが流れる。導体３に
直流電流Ｉ、が流れると、鉄心１ａ、　ｌｂの磁束密度
範囲が変わり交流電流ｉが増し、これを交流電流計４で
読み取ることにより直流電流■１を求めることができる
。なお６は主回路の電源、７は同じく負荷を表わす。

第３５図は鉄心とホール素子を用いる装置の要部構成を
示す模式図である。第３５図では鉄心８のギャップにホ
ール素子９を挿入し、ホール素子９に直流電源１０を用
いて直流電流を印加しておき、導体３に被検出電流■１
が流れると鉄心８が磁化され、この磁束によってホール
素子９に電圧が生ずるので、この電圧を直流電圧計１１
で測定することにより直流１ｍ　Ｉ　１　を求めること
ができる。第３５図には主回路の電源と負荷は省略しで
ある。

第３６図は交流変流器の要部構成を示す模式図である。

この交流変流器は鉄心１２に検出コイル１３を巻回して
あり、検出コイル１３の両端に小抵抗１４を接続し、導
体３は閉ｆ！ｉ路鉄心１２の中心孔を通る。

導体３に流れる交流電流は、鉄心１２の磁束で生ずる検
出コイル１３の誘起電圧による小抵抗１４両端の電圧降
下分から求めることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年予防保全が極めて重要視されるようになり、零相電
流検出器は従来の交流用のほかに直流用に対する要望が
強くなっている。しかしながら、前述の装置を用いた電
流検出方法には次のような問題がある。

直流変流器は被検出電流が０のときも、鉄心のａｍ電流
が流れるため、誤差を生ずるという間脛があり、第３５
図の鉄心のギャップにホール素子を挿入する方法は、周
囲温度の影響が大きく誤差を生しやすいこと、素子部が
構造的に弱く壊れやすいこと、鉄心にギャップがあるた
め、地磁気、近傍に存在する鉄材、電気装置、電線の′
＠流などからの外部磁界によって誤差を生ずることなど
が問題である。また、第３６図の交流変流器は原理的に
直流を検出することができない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、外部磁界の影響を受けることなく、交流、直流何
れの電流に対しても検出可能な方法ｆｉ：提（共するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するために、本発明の方法は、第１の
方法では鉄心の磁気特性が角形ヒステリシスを持つ鉄心
、第２の方法では鉄心の磁気特性が恒ｉ３［率を持つ鉄
心をいずれも２個の閉磁路鉄心として用い、鉄心の励磁
コイルに高抵抗を直列に接続し、被検出電流により鉄心
部のりアクタンスが変化しても励磁電流は変化しない条
件のもとに、鉄心の磁束がほぼ飽和する点まで交流励磁
しておき、被検出電流による磁界は２個の鉄心のうちの
中心に導体を通した一方の鉄心のみに加え、導体を通さ
ない他方の鉄心には加わらないようにし、被検出電流に
よる磁界で導体を通した方の鉄心の磁束密度範囲を変化
させて、その磁束変化で生ずる誘起電圧変化分と、他方
の導体を通さない方の鉄心の誘起電圧との差から主回路
とは電気的に非接触で被検出電流を求めるものである。

〔作用） ■本発明における第１の方法は、鉄心に角形ヒステリシ
ス特性を有し、保磁力の小さい材料からなる鉄心を２個
用い、これらを同一波形の一定電流による交流磁界で励
磁する。一方の鉄心は直流交流の被検出電流による磁界
で鉄心の磁界範囲が移動して、保磁力近傍の点で磁束密
度範囲が急激に変化し、この変化により誘起電圧も変化
する。

他方の鉄心は被検出電流による磁界が加わらないように
しであるので、両鉄心の磁束の差から被検出を流に比例
した出力が得られ、被検出電流を求めることが可能とな
る。

■本発明における第２の方法は、基本的に第１の方法と
同様にして電流を検出することができるが、第２の方法
では鉄心に恒透磁率材料を用いているので、第１の方法
と異なる点は、磁束密度範囲が直線的に変化することで
あり、この変化により生ずる誘起電圧変化分から被検出
電流を求めるものである。

〔実施例〕

以下本発明の方法を実施例に基づき説明する。

はじめに、本発明における第１の方法について説明する
。第１図はこの方法が適用される装置の要部構成の一例
を示した模式図である。第１図において、二つの鉄心１
５ａ、１５ｂは磁気ヒステリシス曲線の保磁力が小さい
材料からなり、例えば環状に形成しである。これら環状
鉄心の一方の鉄心１５８の中心孔を通って、導体１８が
被検出装置の主回路の電源と負荷に接続されているが、
これら電源と負荷は図示を省略しである。鉄心１５ａ、
　１５ｂにはその肉厚部に、交流励磁コイル１６ａ、　
１６ｂを、鉄心部のりアクタンスに比べて大きい抵抗１
９を介して、交流励磁電源２０に接続しである。鉄心１
５ａ、１５ｂには交流励磁コイル１６ａ、１６ｂとは別
に、検出コイル１７ａ、１７ｂを巻回し、増幅器２１ａ
、２１ｂ、両波整流器２２ａ。

２２ｂ、平滑器２３ａ、２３ｂ、減算器２４に接続して
いる。

次に第２図は、鉄心１５ａ、１５ｂの磁気ヒステリシス
曲線、第３図〜第６図は鉄心１５ａ、１５ｂの磁束密度
、誘起電圧の波形図、第７図は被検出電流と出力との関
係を示した線図である。

以下本発明の第１の方法における作動について、第１図
〜第７図を参照して説明する。

鉄心１５ａ、　１５ｂは第１図の交流励磁電源２０と抵
抗１９により励磁する。鉄心の交流印加電圧と磁束密度
、励磁電流、誘起電圧との関係は（１）、　（２）式で
表わすことができる。

ｉ ｔ 但し、ＥＡ　：交流印加電圧 ｉ；交流励１電流 Ｒ１：直列に接続した抵抗１９の値 Ｒｔ　：交流励磁コイル１６ａ、　１６ｂの抵抗の値Ｎ
、：交流励磁コイルの巻数 Ａｃ：Ｍ１１断面積 Ｂ：磁束密度 ｔ：時間 Ｒ３：検出コイル１７ａ、１７ｂの誘起電圧Ｎ、：検出
コイル１７ａ、１７ｂの巻数ここで（３）式のように設
定すると、ＥＡが一定であれば、別のコイルの電流によ
る磁界が加わっても励磁電流ｉは変化しない０本発明は
この条件に設定する。

なお、交流励磁電流とは磁界の関係は（４）式、被検出
電流と磁界の関係は（５）式で表わされる。

Ｈ，＝　（Ｎ＆ｘｉ）　／Ｌ　　　　　・・−・−・・
−・・−・（４）Ｈ，＝　（Ｎ、　ｘ　Ｉ）　／Ｌ　　
　　　−−・−ｍ−−−−−−−−−・−（５）但し、
Ｈム　：交流励磁電流による磁界Ｌ：鉄心の磁路長さ Ｈｏ：被検出電流による磁界 Ｎ１　；導体１８の巻数（通常は１回）鉄心１５ａ、１
５ｂは、被検出電流（導体１８の電流Ｉ）が０の場合、
交流で第２図のＨｌ（Ｂ　ｌ）とＨｍ（Ｂｚ）の範囲で
励磁され、磁束密度Ｂは時間に対して第３図のように変
化する。検出コイル１７ａ、１７ｂの誘起電圧は磁束の
微分であるから、第４図のようなパルス状電圧となり、
両電圧は同じである。

次に導体１８に直流電流１が流れると鉄心１５ａには直
流磁界十１１□が加わり、鉄心１５ａの磁界はＨＩとＲ
５の和になって、第２図のＨｓ、　Ｈ−の範囲で点線の
ようになり、磁束の変化範囲はＢ、〜Ｂ４と小さくなる
。磁束密度Ｂは第５図、検出コイル１７８の誘起電圧波
形は第６図のように小さくなる。

被検出電流がさらに増すと磁束お変化範囲が急速に滅じ
、検出コイル１７ａの誘起電圧も２減する。

検出コイル１７ａ、　１７ｂの誘起電圧を増幅器２１ｇ
、２１ｂで増幅し、これを両波整流器２２ａ、　２２ｂ
、平滑器２３ａ２３ｂ、減算器２４を通すと、誘起電圧
の差に比例したの点て急増する。この出力電圧が変化す
る点を利用して遇ｔ′ｔｌＬ、漏電電流などを検出する
ことができる。

１、の値は第２図のＨｒ　、　Ｈｔ　と鉄心材料の保磁
力Ｈ３の値によって決まり、交流電圧ＥＡ＋交流励磁コ
イル１６ａ、１６ｂの巻数、抵抗１９により任意に設定
することができるが、最小値は鉄心１５ａ、　１５ｂの
保磁力Ｈｃによるので、零相電流のような小電流を検出
するには、鉄心１５ａ、　１５ｂに保磁力Ｈｃの小さい
材料を用いる必要がある。

ここでは誘起電圧を整流、平滑する方法について説明し
たが、誘起電圧を積分器に入れ、磁束波形にする方法で
もよいことは勿論である。

交流励磁電源２０に商用周波数電源を用いると直流を検
出することができ、高周波電源を用いると交直両用の電
流検出が可能となる。高周波励磁の周波数は被検出電流
の１０倍以上が望ましく、例えば、被検出電流の周波数
が５０Ｈｚであれば５００８Ｚ以上、Ｉ　ＫＨｚであれ
ば１０）［Ｈｚ以上とする。鉄心１５ａ。

１５ｂの励磁状態は磁束、磁界の速度が大きくなるのみ
で基本的には第１図の装置を用いた方法と同じである。

検出コイル１７ａ、　１７ｂの誘起電圧はパルスの幅が
せまくなるので、積分器を用いて磁束波形に戻して方形
波にし、ピークホールド器を通し、以後の信号処理は前
述の方法と同じである。高周波励磁電源の波形は正弦波
でなくても、方形波など他の波形でもよい。

検出部の構成を部品にして、より小型化するために、検
出コイル１７ａ、１７ｂを鉄心１５ａ、　１５ｂに巻く
のではなく、交流励磁コイル１６ａ、　１６ｂの両端か
ら取り出すことも可能である。その装置の要部の構成を
第８図に示す、第８図の場合、交流励磁コイル１６ａ、
１６ｂの両端の電圧は、（１）式の第２項と第３項の和
になるが、第２項の値を第３項に比べて非常に小さく設
定すれば第２項は無視することができ、第１図の検出コ
イル１７ａ、１７ｂの誘起電圧と同等と見做すことがで
きる。即ち交流励磁コイルｔ６ａ＋１６ｂの両端の電圧
から直流電流を検出することができる。

第８図の装置でも前述と同様、交流励磁電源２０に高周
波電源、出力側に積分器、ピークホールド器を用いるこ
とにより、交流電流も検出することが可能である。

以上本発明の第１の電流検出方法と作動について、基本
的な事柄を説明した０次にこの方法を用いた具体的な事
例を再び第１図と第８図を参照して述べる。鉄心は保磁
力が小さい材料で、組成が８２Ｃｏ−２Ｎ＋−４，５Ｆ
ｅ−８，５５ｉ−３８のアモルファス合金薄帯を円筒状
の巻鉄心に形成し、所定の熱処理を行なった後、プラス
チックケースに入れた。このアモルファス合金は直流は
勿論、高周波の磁気特性が優れている上に、磁歪が小さ
いので磁気特性に対する影響も小さく、取り扱いが容易
であり鉄心１５ａ、　１５ｂとして用いるには好適であ
る。鉄心１５ａ。

１５ｂの寸法は外径３７■、内径３５■５高さ（薄帯の
幅）２ｍｓである０例えば第１図の装置構成で交流励磁
電源２０は商用電源１００　Ｖ　、　５０Ｈ２を用いた
場合について述べる。電子回路部は部品な汎用ＩＣによ
り作製した。交流励磁コイル１６ａ、　１６ｂは直径０
．１１のホルマール銅線を用いた。この方法で直流電流
を検出した結果を第９図１第１０図に示す。

第９図は５０ｍＡ、第１０図は１００　Ａに設定した場
合である０両特性とも設定点で正確に出力電圧が現われ
、直流の零相電流検出器、過電流検出器に適用できるこ
とがわかる。

次に交流励磁電源２０に高周波電源を用いた場合につい
て述べる。高周波を源は汎用ＩＣで作製し、正弦波ＩＫ
Ｈｚ、１１ｉ圧１０Ｖである。電子回路部も節易な汎用
ＩＣにより作製した。交流励磁コイル１６ａ１６ｂは直
径０．１ｍｓのホルマール銅線を用いた。この方法で交
１５０Ｈｚの電流を検出した結果を第１１図第１２図に
示す、第１１図は５０ｍＡ、第１２図はＩＡに設定した
場合である。この場合も設定点で出力電圧が生じ、零相
を流検出器に通用することができる。

ここまでは、本発明の第１の方法の原理的な事項、およ
びその具体的な使用例などについて述べてきたが、以後
第２の方法について説明する。

第１３図は第２の方法に適用される装置の要部の構成を
示す模式図であり、第１図と共通部分を同一符号で表わ
しである。第１３図において、鉄心１５ｃ。

１５ｄは恒速磁率で磁気ヒステリシス曲線の保磁力が小
さい材料からなり、閉磁路の例えば環状に形成したもの
である。交流励磁側の回路構成は、第１図の第１の方法
と全く同じであるからその説明を省略する。検出側は鉄
心１５ｃ、　１５ｄに交流励磁コイル１６ａ、１６ｂと
は別に検出コイル１７ａ、１７ｂを巻回し、両波整流器
２２ａ、２２ｂ、平滑器２３ａ、２３ｂ、減算器２４を
接続する。

第１４図は鉄心１５ｃ、　１５ｄの磁気ヒステリシス曲
線、第１５図〜第１８図は磁束密度、誘起電圧の波形、
第１９図は被検出電流と出力との関係を示した線図であ
る。

以下、本発明の第２の方法における作動について、第１
３図〜第１９を参照して説明する鉄心１５ｃ、　１５ｄ
は第１３図の交流励磁電源２０と抵抗１９により励磁す
る。交流励磁電源２０は低周波と高周波では被検出電流
の周波数範囲が異なるが、まず低周波の商用ｔｆｉ（正
弦波５０．６０８２）の場合について述べる。鉄心１５
ｃ、１５ｄの交流印加電圧、磁束密度、励磁電流。

磁界および誘起電圧などは、既に第１の方法で述べた（
１）〜（５）式と同じであるから、ここではこれらの式
の記載は省略する。

鉄心１５ｃ、１５ｄは、被検出電流（導体１８の電流）
がＯのときは、交流で第１４図のＨ、ＣＢ　＋）とＨ、
（Ｂ　、）の範囲で励磁され、磁束密度Ｂは時間に対し
て第１５図ように変化する。検出コイル１７ａ、１７ｂ
の誘起電圧は磁束の微分であるから第１６図ような電圧
波形となる０次に導体１８に直流電流■が流れると、鉄
心１５ｃには直流磁界子Ｈ１が加わって、磁界はＨｉ　
とＨｌの和になり、第１４図のＨｓ（Ｂ＋）、Ｈ。

（Ｂ、）の範囲に移動して磁束の変化範囲が小さくなる
。第１４図中のＨｌｌはＩとＢの関係が直線にならない
範囲である。ｖＬ磁束密度第１７図になって、検出コイ
ル１７ａの誘起電圧波形は第１８図のように小さくなる
。被検出電流がさらに増すと磁束の変化範囲は被検出電
流による磁界に対して直線的に低減し、検出コイル１７
ａの誘起電圧も小さくなり、検出コイル１７ａ、　１７
ｂの誘起電圧を両波整流器２２ａ２２ｂ、平滑器２３ａ
、２３ｂ、減算器２４を通すと誘起電圧に比例した直流
電圧になる。被検出電流と減算器２４の出力電圧との関
係は第１９図のようになり、被検出電流１が０とＩｌの
範囲では曲線状になるが、１１と１！の範囲では直線状
になる。被検出電流と出力の関係が低電流側で曲線状と
なるのは、第１４図のＨｌとＨ３の間では磁気ヒステリ
シス曲線が曲線状を呈するからである。ここでは被検出
電流が正の場合について述べたが、負の場合も同様であ
る。

ここでは誘起電圧を整流して平滑する方法について説明
したが、勿論、誘起電圧をピークホールド器に入れて直
流に変換する方法、誘起電圧を積分器を通して磁束波形
に変換してピークホールド器に入れる方法などを用いて
もよい。

第２の方法も前述の第１の方法と同様、検出部の構成を
ＰＪ５にして、より小型な装置とすることができ、その
装置の要部構成模式図を第２０図に示す、この場合も基
本的には第１の方法における第８図に示したものと同じ
でるから、説明は省略する。

さらに、第２の方法は第１の方法と同様に、交流励磁電
ｆｉ２０に商用周波数電源を用いると直流、高周波電源
を用いると交流を検出することが可能である。

第２１図は本発明の第２の方法において、これまでと異
なる励磁条件として電流を検出する方法を説明するため
に、その装置の要部構成を示したものである。第２１図
において、交流励磁コイル１６ａ１６ｂ、制御抵抗１９
と直列に半波整流器２５を接続し、その他の装置構成は
第１３図と同しである。第２２図は第２１図の装置によ
り励磁したときの鉄心１５ｃ、１５ｄの磁気ヒステリシ
ス曲線である。鉄心１５ｃ、　１５ｄの励磁は前述の（
３）式の条件で行なう。鉄心１５ｃ、　１５ｄは、被検
出電流が０のとき、交流で第２２図のｆｌ（Ｂ、、）と
）１゜（Ｂ　Ｉりの範囲で励磁され、磁束密度Ｂは第２
３図、検出コイル１７ａ、１７ｂの誘起電圧は（２）式
により第２４図の波形になる。導体１８に正の直流電流
＋１が流れると、鉄心１５ｃには直流磁界子Ｈ１が加わ
り、励磁範囲はＨＩ３（Ｂ１１）とＨ（Ｂ、４）となっ
て磁束密度変化範囲が小さくなり、第２５図、第２６図
に示す如く磁束密度、誘起電圧が小さくなる。導体１日
に負の直流電流−■が流れると、励磁範囲はＨ３ｓ（Ｂ
＋＋）とＨｉａ（Ｂ＋−）となって磁束密度変化範囲が
大きくなり、第２７図、第２８図のように磁束密度、誘
起電圧が大きくなる。

第２２図の各条件において、第２１図の検出コイル１７
ａ１７ｂの誘起電圧を両波整流器２２ａ、２２ｂ、平滑
器２３ａ２３ｂ、　ｉ％ｉ算器２４を通すと誘起電圧に
比例した直流電圧が得られる。導体１８の被検出電流と
減算器２４の出力との関係線図を第２９図に示す。

また、第２１図の装置は検出コイル１７ａ、１７ｂを省
略し、かつ交流励磁電源２０を低周波（商用）にも高周
波にもすることが可能であることは、これまで述べた第
１．第２の方法を含む全ての方法と同じである。

以上本発明の第２の方法の装置と作動について基本的な
事項を説明した。ここで第２の方法を用いた具体的な実
例を再び第１３図３第２０図、第２１図を参照して述べ
る。鉄心１５ｃ、１５ｄは市販ＯＣＯ系アモルファス合
金薄帯の巻鉄心であり、バキュウムシュメルツ社製の商
品記号６０２５Ｆと６０３０１１を用い、鉄心１５ａの
寸法は外形２５日、内径２０ａｍ、高さ（′ｉｉｉ帯の
幅）　１０ｍｍである。

まず、第１３図の装置構成で直流電流を検出した結果に
ついて述べる。鉄心１５ｃ、　１５ｄは上述の６０３０
Ｆを用い、交流励磁コイル１６ａ、１６ｂの巻数が１５
０回、検出コイル１７ａ、１７ｂの巻数が４０回である
０両波整流器２２ａ　、　２２ｂはオペアンプと整流器
を用い、理想整流回路として低電圧でも正確に整流でき
るようにした。平滑器２３ａ　、　２３ｂはコンデンサ
と抵抗を用いた回路であり、減算器２４もオペアンプに
よる回路である。交流励磁電源２０は商用電源のｔｏｏ
ｖ、　ｓ。

Ｈｚである。第３０図は被検出電流と出力電圧との関係
を示す線図であり、第３０図中の特性線（イ）、＠。

（ハ）はそれぞれ交流励磁電流による最大磁界を２５Ｏ
Ａ／ｍ５００Ａ／霧、１０００Ａ／−とした場合を表わ
している。第３０図から被検出電流と出力電圧が直線関
係にある領域で、信号として十分な大きさを持っており
、検出電流範囲を任意に設定することが可能である。

第３１図は第２１図の装置構成で鉄心１５ｃ、　１５ｄ
に上述の６０２５Ｆを用い、交流励磁コイル１６ａ、　
１６ｂの巻数が１００回、交流励磁電源２０は１００Ｖ
、５０Ｈｚとしたときの被検出電流と出力電圧との関係
を示す線図である。第３１図中の特性、ｉｌｌ、（ロ）
、　ＰＮは交流励磁電流による最大磁界をそれぞれ２Ａ
／■、ＩＯＡ／ｓ＋、２０Ａ／ｍとした場合を表わす、
この方法は数十−＾から数Ａの小さい直流電流を検出す
るのに適している。

第３２図に第２１図の装置構成で直流電流を検出した場
合の被検出電流と出力電圧と関係線図を示した。前述の
ように鉄心および装置の構成は、交流励磁電流波形を半
波整流Ｆｉｉ２５を用いて半波にした以外は第１３図の
場合と同しである。交流励磁による最大磁界は６００Ａ
／ｍである。第３２図において、±１５Ａ〜−１５＾の
範囲で直線性が非常によいことがわかる。ただ、この電
流検出範囲は鉄心１５ｃ、１５ｄの寸法、材料特性で決
まり、任意に設定することはできない。

第３３図は第２１図の装置構成における検出コイル１７
ａ、　１７ｂを省き、交流励磁コイル１６ａ、１６ｂの
両端から信号を取り出して、直流電流を検出したときの
被検出電流と出力電圧との関係を表わす線図である。交
流励磁の磁界は２．５４／＊である。この方法では被検
出電流の正負を検出することができ、零相電流のような
微小電流を検出するのに適している。

〔発明の効果］ 従来、導体を流れる直流電流を検出するとき、周囲温度
や外部磁界の影響などを受けやすいものであったが、本
発明の方法によれば実施例で述べた如く、鉄心に角形ヒ
ステリシス特性を持つ材料または恒速磁率を持つ材料を
２個用いて、これら鉄心に巻回した励磁コイルに抵抗を
直列に接続し、鉄心の磁束がほぼ飽和する点まで交流励
磁しておき、一方の鉄心の中心孔を通る導体を流れる被
検出電流による鉄心の磁束密度変化を象、激に、または
直線的に緩やかに起こさせて、その磁束密度変化で生ず
る誘起電圧変化分を励磁コイルとは別に巻いた検出コイ
ルから取り出し、出力のＯの点は他方の鉄心の検出コイ
ルで補償して、Ｔｉ流の検出を行なうようにしたため、
直流電流の検出は大電流まで外部磁界の影響が小さく、
周囲温度の影響も掻めて少なく、したがって高い精度で
電流を検出することができる０以上のことから、本発明
の方法によれば過電流検出器など各種の直流装置の製作
が可能となり、また零相電流のような微小電流はこれま
で交流しか検出することができなかったのに対して、直
流の零相電流の検出も可能である。即ち本発明によれば
交直両用の高精度の小型電流検出装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の方法に用いる装置の要部構成を
示す模式図、第２図は第１図の装置に用いる鉄心の磁気
ヒステリシス曲線図、第３図、第５図は第１図の装置に
おける時間−磁束密度線図、第４図、第６図は同しく時
間−誘起電圧波形線図、第７図は第１図の装置における
被検出電流−減算器出力電圧線図、第８図は本発明の第
１の方法に適用され第１図とは異なる装置構成を示す模
式図、第９図は商用電源を用いたときの本発明の第１の
方法により得られる５０−＾の被検出電流−出力電圧線
図、第１０図は同しく　　１００Ａの被検出電流−出力
電圧線図、第１１図は高周波を源を用いたときの本発明
の第１の方法により得られる５０Ｈｚ、　５０ｍＡの被
検出電流−出力電圧線図、第１２図は同しくＩＡの被検
出電流−出力電圧線図、第１３図は本発明の第２の方法
に用いる装置の要部構成を示す模式図、第１４図は第１
３図の装置に用いる鉄心の磁気ヒステリシス曲線図、第
１５図、第１７図は第１３図の装置における時間−磁束
密度線図、第１６図、第１８図は同しく時間−誘起電圧
波形線図、第１９図は第１３図の装置における被検出電
流−減算器出力電圧線図、第２０図は本発明の第２の方
法に適用され第１３図とは異なる装置構成を示す模式図
、第２１図は本発明の第２の方法に用いられ第１３図の
装置の励磁回路側に半波整流器を接続したときの構成を
示す模式図、第２２図は第２１図の装置で励磁した鉄心
の磁気ヒステリシス曲線図、第２３図は第２１図の装置
における図の装置に正の直流電流が流れたときの時間−
磁束密度線図、第２６図は同じく時間−誘起電圧波形線
図、第２７図は第２１図の装置に負の直流電流が流れた
ときの時間−磁束密度線図、第２８図は同じく時間−誘
起電圧波形線図、第２９図は第２１図の装置における被
検出電流−減算器出力電圧線図、第３０図は第１３図の
装置における最大磁界を２５ＯＡ／ｍ。 ５００Ａ／ｍ、　１００ＯＡ／Ｉｌｌとしたときの被検
出電流−出力電圧線図、第３１図は第２０図の装置にお
ける最大磁界を２Ａ／ａ、　ＩＯＡ／ｓ、　２０Ａ／＋
＋としたときの被検出電流−出力電圧線図、第３２図は
第２１図の装置における被検出電流−出力電圧線図、第
３３図は第２１図の装置における交流励磁コイル両端か
ら出力を取りだしたときの被検出電流−出力電圧線図、
第３４図は直流変流器の要部構成を示す模式図、第３５
図は鉄心とホール素子を用いた電流検出装置の要部構成
を示す模式図、第３６図は交流変流器の要部構成を示す
模式図である。 ｌａ＋　ｌｂ、　８＋　１２＋　１５ａ、　１５ｂ、　
１５ｃ、　１５ｄ　：鉄心、２ａ、２ｂ　　：励磁コイ
ル、３．ｔ８：導体、４；交流電流針、５：交流電源、
６：主回路の電源、７：主回路の負荷、９；ホール素子
、ｌＯ：直流電源、ｌｌ：直流電圧針、１３．１７ａ、
　１７ｂ　：検出コイル、１６ａ、１６ｂ　　；交流励
磁コイル、１９：抵抗、２〇二交流励磁電源、２１ａ、
２１ｂ　　：増幅器、２２ａ、２２ｂ　　：両波整流器
、２３ａ。 第１図 日１ 第２ｅｌ 第 図 第 図 第 図 第 図 ＭＬ檜酢電λ 第 図 流昇 第１４１ 第 図 第 図 第１０図 第１１１ 第１２ 図 第１５図 第１７図 第１６図 第１８図 第１９図 ＃＆穫ｉ、ｌｊ２を 第２９図 第２４図 第２８図 第２１図 ふ肱界 禮種北１１汽直流（Ａ＞ 第３０図 禮檜工側だ、１５訂Ａ） 第３１図 第３４図 第３５図 第３６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁気特性が角形ヒステリシスを持ち保磁力の小さい
   材料で閉磁路を形成した鉄心を２個用い、これら鉄心に
   巻回した励磁コイルに高抵抗を直列に接続し、前記励磁
   コイルに一定電流を流して前記鉄心にそれぞれ交流磁界
   を加えておき、前記２個の鉄心のうち一方の鉄心の中心
   を通る導体に流れる電流の磁界によって変化するこの鉄
   心の磁束と、他方の導体を通してない鉄心の磁束との差
   から前記導体に流れる電流を検出することを特徴とする
   電流検出方法。 ２）磁気特性が恒透磁率を有する材料で閉磁路を形成し
   た鉄心を２個用い、これら鉄心に巻回した励磁コイルに
   高抵抗を直列に接続し、前記励磁コイルに一定電流を流
   して前記鉄心にそれぞれ交流磁界を加えておき、前記２
   個の鉄心のうち一方の鉄心の中心を通る導体に流れる電
   流の磁界によって変化するこの鉄心の磁束と、他方の導
   体を通してない鉄心の磁束との差から前記導体に流れる
   電流を検出することを特徴とする電流検出方法。