JPH0619377B2 - 電流検出器 - Google Patents
電流検出器Info
- Publication number
- JPH0619377B2 JPH0619377B2 JP60207909A JP20790985A JPH0619377B2 JP H0619377 B2 JPH0619377 B2 JP H0619377B2 JP 60207909 A JP60207909 A JP 60207909A JP 20790985 A JP20790985 A JP 20790985A JP H0619377 B2 JPH0619377 B2 JP H0619377B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic core
- current
- magnetic
- current detector
- amorphous alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、導体を流れる電流を非接触で検出する電流検
出器に係り、特にインバータ電流を検出するための電流
検出器に関する。
出器に係り、特にインバータ電流を検出するための電流
検出器に関する。
ケーブル等の導体を流れる電流を非接触で検出する電流
検出器として、導体を流れる電流によってその周囲に電
流の大きさに対応した磁界が発生することを利用し、該
導体の近傍に磁気コアを置き、この磁気コアを通る磁束
をホール素子のような磁気センサで検出して、電流検出
を行なうものが知られている。
検出器として、導体を流れる電流によってその周囲に電
流の大きさに対応した磁界が発生することを利用し、該
導体の近傍に磁気コアを置き、この磁気コアを通る磁束
をホール素子のような磁気センサで検出して、電流検出
を行なうものが知られている。
このような電流検出器において、従来では磁気コアにケ
イ素鋼板が使用されている。しかしながら、ケイ素鋼板
を用いた磁気コアは損失が大きいため、特にインバータ
電流のような高周波電流を検出する場合、磁気コアが発
熱するという問題がある。
イ素鋼板が使用されている。しかしながら、ケイ素鋼板
を用いた磁気コアは損失が大きいため、特にインバータ
電流のような高周波電流を検出する場合、磁気コアが発
熱するという問題がある。
さらに、ケイ素鋼板は圧延加工により形成される関係で
板厚をあまり薄くすることができないので、磁気コアの
周波数特性が悪く、高周波電流に対する検出感度が低下
するという問題があった。
板厚をあまり薄くすることができないので、磁気コアの
周波数特性が悪く、高周波電流に対する検出感度が低下
するという問題があった。
また、フェライトを用いた磁気コアは飽和磁束密度が低
いので、微小電流から大電流まで検出を可能とするため
には、コアの断面積を大きくする必要があり、検出器が
大型化する。
いので、微小電流から大電流まで検出を可能とするため
には、コアの断面積を大きくする必要があり、検出器が
大型化する。
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされた
もので、磁気コアの発熱が小さく、また直流から高周波
に至るまで容易に電流を検出でき、さらにコアの大型化
を伴うことなく微小電流から大電流まで検出可能な電流
検出器を提供することを目的とする。
もので、磁気コアの発熱が小さく、また直流から高周波
に至るまで容易に電流を検出でき、さらにコアの大型化
を伴うことなく微小電流から大電流まで検出可能な電流
検出器を提供することを目的とする。
本発明は上記の目的を達成するため、インバータ電流が
流れる導体の近傍に設置され、空隙部を有する磁気コア
と、前記空隙部に設置され、前記磁気コアを通る磁束を
検出して前記インバータ電流に応じた電圧を発生する磁
気センサとを備えた電流検出器において、前記磁気コア
がＦｅの組成比が７０［at．％］以上であるＦｅ系アモ
ルファス合金により形成したことを特徴とする。
流れる導体の近傍に設置され、空隙部を有する磁気コア
と、前記空隙部に設置され、前記磁気コアを通る磁束を
検出して前記インバータ電流に応じた電圧を発生する磁
気センサとを備えた電流検出器において、前記磁気コア
がＦｅの組成比が７０［at．％］以上であるＦｅ系アモ
ルファス合金により形成したことを特徴とする。
本発明によれば、磁気コアが低損失であるアモルファス
合金により形成されているため、高周波電流を検出する
場合でも磁気コアの発熱が低く抑えられる。
合金により形成されているため、高周波電流を検出する
場合でも磁気コアの発熱が低く抑えられる。
また、アモルファス合金は圧延によるケイ素鋼板に比べ
て薄いフィルム状に形成されるため、本質的に周波数特
性が良く、従ってアモルファス合金を積層して形成した
磁気コアを用いると直流から２０ｋＨｚ以上の高周波ま
での広い周波数範囲にわたり電流検出を行なうことがで
きる。
て薄いフィルム状に形成されるため、本質的に周波数特
性が良く、従ってアモルファス合金を積層して形成した
磁気コアを用いると直流から２０ｋＨｚ以上の高周波ま
での広い周波数範囲にわたり電流検出を行なうことがで
きる。
さらに、アモルファス合金の中でも特に本発明における
磁気コアで使用するＦｅ系アモルファス合金は、飽和磁
束密度が10,000ガウス以上（15,000〜20,000ガウス程
度）と、他のアモルファス合金、例えばＣｏ系アモルフ
ァス合金の飽和磁束密度（7000ガウス前後）比較して大
きい。従って、比較的断面積の小さい小型の磁気コアを
用いて、微小な電流から数十Ａ以上という大電流まで容
易に検出することが可能となる。
磁気コアで使用するＦｅ系アモルファス合金は、飽和磁
束密度が10,000ガウス以上（15,000〜20,000ガウス程
度）と、他のアモルファス合金、例えばＣｏ系アモルフ
ァス合金の飽和磁束密度（7000ガウス前後）比較して大
きい。従って、比較的断面積の小さい小型の磁気コアを
用いて、微小な電流から数十Ａ以上という大電流まで容
易に検出することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例に係る電流検出器の構成を示
すもので、円周方向の一部に空隙を有したリング状の磁
気コア１と、この磁気コア１の空隙部に設置されたホー
ル素子のような磁気センサ２とにより構成され、磁気セ
ンサ２の出力信号が検出回路３を通して電流検出出力と
して取出されるようになっている。検出回路３は例えば
磁気センサ２がホール素子の場合を例にとると、ホール
素子に検出用電圧を印加する電圧源と、磁気コア１から
ホール素子に加わる磁界によるホール電圧を増幅する増
幅器等からなっている。
すもので、円周方向の一部に空隙を有したリング状の磁
気コア１と、この磁気コア１の空隙部に設置されたホー
ル素子のような磁気センサ２とにより構成され、磁気セ
ンサ２の出力信号が検出回路３を通して電流検出出力と
して取出されるようになっている。検出回路３は例えば
磁気センサ２がホール素子の場合を例にとると、ホール
素子に検出用電圧を印加する電圧源と、磁気コア１から
ホール素子に加わる磁界によるホール電圧を増幅する増
幅器等からなっている。
今、被検出電流が流れるケーブル等の導体４を磁気コア
１の中央部に貫通させると、その電流によって導体４の
周囲に発生する磁界が磁気コア１を通して磁気センサ２
に加わり、磁界の大きさに応じた電圧（ホール電圧）が
発生する。この電圧を検出回路を通して取出すことによ
り、導体４を流れる電流を求めることができる。
１の中央部に貫通させると、その電流によって導体４の
周囲に発生する磁界が磁気コア１を通して磁気センサ２
に加わり、磁界の大きさに応じた電圧（ホール電圧）が
発生する。この電圧を検出回路を通して取出すことによ
り、導体４を流れる電流を求めることができる。
このような電流検出器の基本原理は公知であるが、本発
明は磁気コア１としてＦｅ系アモルファス合金により形
成したことを特徴とする。このＦｅ系アモルファス合金
はＦｅを主成分とし、これにＣｏ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｖ，Ｃｒ等の遷移金属元素と、Ｂ，Ｓｉ，Ｐ，Ａ
ｌ，Ｃ等のアモルファス形成元素を添加したものであ
る。ここで、Ｃｏ，Ｎｉは飽和磁束密度の低下を防ぐの
に効果が大きく、Ｎｂ，Ｍｏは熱安定性を高める効果が
大きい。更にＢ，Ｓｉはアモルファス形成能を高めると
ともに熱安定性を向上させる効果が大きい。なお、磁気
コア１を構成するＦｅ系アモルファス合金のＦｅの組成
比は７０［at．％］以上が望ましい。Ｆｅの組成比を７
０［at．％］以上にすると、飽和磁束密度は10,000ガウ
ス以上と、Ｃｏ系アモルファス合金による磁気コアのそ
れに比べて格段に大きくなる。
明は磁気コア１としてＦｅ系アモルファス合金により形
成したことを特徴とする。このＦｅ系アモルファス合金
はＦｅを主成分とし、これにＣｏ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｖ，Ｃｒ等の遷移金属元素と、Ｂ，Ｓｉ，Ｐ，Ａ
ｌ，Ｃ等のアモルファス形成元素を添加したものであ
る。ここで、Ｃｏ，Ｎｉは飽和磁束密度の低下を防ぐの
に効果が大きく、Ｎｂ，Ｍｏは熱安定性を高める効果が
大きい。更にＢ，Ｓｉはアモルファス形成能を高めると
ともに熱安定性を向上させる効果が大きい。なお、磁気
コア１を構成するＦｅ系アモルファス合金のＦｅの組成
比は７０［at．％］以上が望ましい。Ｆｅの組成比を７
０［at．％］以上にすると、飽和磁束密度は10,000ガウ
ス以上と、Ｃｏ系アモルファス合金による磁気コアのそ
れに比べて格段に大きくなる。
このようなＦｅ系アモルファス合金からなる磁気コア１
を用いた電流検出器の発熱状態を調べるため、第２図に
示すように３相モータ駆動用のインバータ（スイッチン
グ周波数２０ｋＨｚ）の入力側ケーブルに、Ｆｅを主成
分とし、これにＢおよびＳｉを添加した種々の組成比の
Ｆｅ系アモルファス合金を用いた本発明に基づく電流検
出器と、ケイ素鋼板からなる磁気コアを用いた従来の
電流検出器，を装着し、それぞれの温度上昇（対ケ
ーブル温度差）を測定した結果を次表に示す。また、こ
の表には磁気コアの飽和磁束密度を併せて示してある。
を用いた電流検出器の発熱状態を調べるため、第２図に
示すように３相モータ駆動用のインバータ（スイッチン
グ周波数２０ｋＨｚ）の入力側ケーブルに、Ｆｅを主成
分とし、これにＢおよびＳｉを添加した種々の組成比の
Ｆｅ系アモルファス合金を用いた本発明に基づく電流検
出器と、ケイ素鋼板からなる磁気コアを用いた従来の
電流検出器，を装着し、それぞれの温度上昇（対ケ
ーブル温度差）を測定した結果を次表に示す。また、こ
の表には磁気コアの飽和磁束密度を併せて示してある。
この結果からも、本発明に基づくＦｅ系アモルファス合
金からなる磁気コアを用いた電流検出器の温度上昇が極
めて低く抑えられることが明らかである。
金からなる磁気コアを用いた電流検出器の温度上昇が極
めて低く抑えられることが明らかである。
また、本発明による電流検出器はケイ素鋼板を磁気コア
に用いたものと比較して磁気コアの周波数特性（特に透
磁率の周波数特性）が良好であるため、極めて広い周波
数範囲にわたって正確な電流検出を行なうことができ
る。
に用いたものと比較して磁気コアの周波数特性（特に透
磁率の周波数特性）が良好であるため、極めて広い周波
数範囲にわたって正確な電流検出を行なうことができ
る。
さらに、本発明で使用するＦｅ系アモルファス合金から
なる磁気コアは飽和磁束密度が10,000ガウス以上と特に
高いため、断面積の小さい小型な形状でありながら、大
電流下でも飽和することがなく、従って電流検出器の検
出範囲が増大する。
なる磁気コアは飽和磁束密度が10,000ガウス以上と特に
高いため、断面積の小さい小型な形状でありながら、大
電流下でも飽和することがなく、従って電流検出器の検
出範囲が増大する。
なお、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
実施が可能であり、例えば磁気コアを構成するＦｅ系ア
モルファス合金はＦｅを主成分とするものであればよ
く、前述した組成に限定されない。
実施が可能であり、例えば磁気コアを構成するＦｅ系ア
モルファス合金はＦｅを主成分とするものであればよ
く、前述した組成に限定されない。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係る電流検出器の構成を示
す図、第２図は本発明に基づく電流検出器と従来の電流
検出器の温度上昇特性を比較測定するための測定回路の
図である。 １……Ｆｅ系アモルファス合金からなる磁気コア、２…
…磁気センサ、３……検出回路、４……導体。
す図、第２図は本発明に基づく電流検出器と従来の電流
検出器の温度上昇特性を比較測定するための測定回路の
図である。 １……Ｆｅ系アモルファス合金からなる磁気コア、２…
…磁気センサ、３……検出回路、４……導体。
Claims (1)
- 【請求項１】インバータ電流が流れる導体の近傍に設置
され、空隙部を有する磁気コアと、前記空隙部に設置さ
れ、前記磁気コアを通る磁束を検出して前記インバータ
電流に応じた電圧を発生する磁気センサとを備えた電流
検出器において、前記磁気コアがＦｅの組成比が７０
［at．％］以上であるＦｅ系アモルファス合金により形
成されていることを特徴とする電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207909A JPH0619377B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207909A JPH0619377B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 電流検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6267463A JPS6267463A (ja) | 1987-03-27 |
| JPH0619377B2 true JPH0619377B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=16547573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207909A Expired - Lifetime JPH0619377B2 (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619377B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2703919B2 (ja) * | 1988-03-08 | 1998-01-26 | 株式会社東芝 | 電流検出器 |
| US6545456B1 (en) * | 1998-08-12 | 2003-04-08 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Hall effect current sensor package for sensing electrical current in an electrical conductor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937709U (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-09 | オムロン株式会社 | 磁性材料部品 |
| JPH0619380B2 (ja) * | 1984-09-27 | 1994-03-16 | 三井石油化学工業株式会社 | 電流センサ |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP60207909A patent/JPH0619377B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6267463A (ja) | 1987-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |