本發(fā)明涉及電流傳感器。
背景技術(shù):
電流傳感器具有使電流的大小和檢測信號以規(guī)定的對應(yīng)關(guān)系相關(guān)聯(lián)的設(shè)定數(shù)據(jù)。電流傳感器基于設(shè)定數(shù)據(jù)輸出與檢測到的電流的大小對應(yīng)的檢測信號。電流傳感器由于環(huán)境的變化等各種原因,會導(dǎo)致不能夠維持輸出與檢測到的電流的大小對應(yīng)的規(guī)定的檢測信號。于是,對電流傳感器進行校正,修正設(shè)定數(shù)據(jù)。
一般來說,該校正像專利文獻1中記載的那樣使電流傳感器檢測直流電流來進行。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2001-124802號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
電流傳感器不僅檢測直流電流,也檢測交流電流。此時,當(dāng)以基于使用直流電流的校正進行修正后的設(shè)定數(shù)據(jù)檢測交流電流時,存在著在從檢測信號解析的電流值與該交流電流的真值之間產(chǎn)生誤差的問題。
用于解決課題的技術(shù)方案
本發(fā)明的優(yōu)選方式的電流傳感器的特征在于,包括:檢測在導(dǎo)體中流動的交流電流的電流檢測部;存儲基于用電流檢測部對在導(dǎo)體中流動的規(guī)定的校正用交流電流進行檢測而得到的檢測值的修正數(shù)據(jù)的存儲部。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,在用電流傳感器檢測交流電流時,能夠減少在從檢測信號解析出的電流值與該交流電流的真值之間產(chǎn)生的誤差。
附圖說明
圖1是表示電流傳感器安裝于逆變器的狀態(tài)的圖。
圖2是表示電流傳感器安裝于逆變器的狀態(tài)的圖(圖1的向視圖)。
圖3是表示電流傳感器電路和其周邊結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是用于說明頻率趨膚效應(yīng)的圖。
圖5是表示頻率趨膚效應(yīng)引起的檢測磁通的圖。
圖6是表示第一實施方式的校正的圖。
圖7是校正的流程圖。
圖8是表示交流電流的校正區(qū)域的圖。
圖9是表示直流電流的校正區(qū)域的圖。
圖10是表示在多相交流電流通電時磁通干涉的狀態(tài)的圖。
圖11是表示多相交流電流通電時的電流傳感器的輸出電壓的圖。
圖12是表示第二實施方式的校正的圖。
圖13是表示電力轉(zhuǎn)換裝置(逆變器裝置)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是表示第三實施方式的校正的圖。
圖15是表示第四實施方式的校正的圖。
具體實施方式
第一實施方式
圖1和圖2表示本實施方式的電流傳感器8安裝于逆變器裝置的例子。圖2是從箭頭ya1看圖1時的向視圖。
母線7由銅等導(dǎo)體形成。母線7是逆變器主電路的一部分,流動從功率模塊等輸出的電流。當(dāng)電流在母線7中流動時,以母線7為中心軸產(chǎn)生磁通。
電流傳感器8檢測由于在母線7流動的電流而產(chǎn)生的磁通,將檢測信號輸出至逆變器電路基板9。
逆變器電路基板9是逆變器的控制基板,使用從電流傳感器8接收到的檢測信號進行反饋控制。
此處說明電流傳感器8的結(jié)構(gòu)。電流傳感器8包括電流傳感器電路1、電流傳感器基板2、通信端子3、周邊電子器件4、磁屏蔽件5和結(jié)構(gòu)模塑件6。
通信端子3是將電流傳感器電路1和逆變器電路基板9電連接的端子。通信端子3將電流傳感器電路1的信號向逆變器電路基板9傳遞。此外,通信端子3將來自逆變器電路基板9側(cè)的信號向電流傳感器電路1傳遞。在后面詳細敘述將來自逆變器電路基板9側(cè)的信號向電流傳感器電路1傳遞的內(nèi)容。另外,通信端子3也傳遞用于使電流傳感器電路1動作的電力。
電流傳感器電路1檢測由于在母線7中流動的電流而產(chǎn)生的磁通,經(jīng)由通信端子3將檢測信號輸出至逆變器電路基板9。在后面詳細敘述電流傳感器電路1。
周邊電子器件4是搭載于電流傳感器基板2的周邊rc芯片部件。
電流傳感器基板2是搭載電流傳感器電路1、通信端子3和周邊電子器件4的基板。電流傳感器基板2以電流傳感器電路1位于相對于母線7離開規(guī)定的距離的位置的方式,由結(jié)構(gòu)模塑件6固定于母線7。
磁屏蔽件5為了減小磁噪聲的影響而設(shè)置。如圖2所示,磁屏蔽件5包圍母線7和電流傳感器基板2,因此形成為四角u字形的形狀。
結(jié)構(gòu)模塑件6是在結(jié)構(gòu)上保持電流傳感器基板2和磁屏蔽件5和母線7的一部分的結(jié)構(gòu)模塑件。
圖3是表示電流傳感器電路1和其周邊結(jié)構(gòu)的圖。
電流傳感器電路1包括磁通檢測部11、信號調(diào)整部12、控制部13、通信部14和存儲器15。
控制部13控制電流傳感器電路1的其它各結(jié)構(gòu)的動作。
存儲器15是能夠改寫數(shù)據(jù)的存儲器,例如由eeprom等構(gòu)成。存儲器15存儲具有偏移數(shù)據(jù)(offsetdata)和輸出增益數(shù)據(jù)的設(shè)定數(shù)據(jù)。存儲于存儲器15的設(shè)定數(shù)據(jù)由控制部13適當(dāng)?shù)剌敵鲋列盘栒{(diào)整部12。此外,在后述的設(shè)定數(shù)據(jù)的校正時,利用控制部13修正存儲于存儲器15的設(shè)定數(shù)據(jù)。
磁通檢測部11檢測在母線7流動的電流。具體的說,磁通檢測部11具有霍爾元件,利用霍爾元件檢測由在母線7中流動的電流產(chǎn)生的磁通,由此檢測在母線7中流動的電流。將與檢測到的電流的大小對應(yīng)的電壓信號輸出至信號調(diào)整部12。
信號調(diào)整部12基于磁通檢測部11的電流的檢測結(jié)果和存儲于存儲器15的設(shè)定數(shù)據(jù)生成檢測信號。具體的說,信號調(diào)整部12基于存儲于存儲器15而從控制部13輸出的設(shè)定數(shù)據(jù),對從磁通檢測部11接收到的電壓信號進行偏移調(diào)整和增益調(diào)整,由此生成檢測信號。信號調(diào)整部12設(shè)計成在電力供給中斷時,保持的設(shè)定數(shù)據(jù)消失。因此,信號調(diào)整部12在每次電流傳感器電路1起動時,從控制部13接收設(shè)定數(shù)據(jù)。
通信部14將從信號調(diào)整部12得到的檢測信號經(jīng)由通信端子3向逆變器電路基板9(參照圖1)輸出。此外,通信部14在進行存儲于存儲器15的設(shè)定數(shù)據(jù)的校正時,從外部經(jīng)由通信端子3接收用于修正設(shè)定數(shù)據(jù)的修正數(shù)據(jù)。即,通信端子3用于通信部14輸出檢測信號且用于接收修正數(shù)據(jù)。
圖4表示在母線7中流動電流時在母線7內(nèi)產(chǎn)生的磁通密度b的分布。圖4(a)是流動直流電流的情況,圖4(b)是流動交流電流的情況。在流動直流電流時,母線7內(nèi)的電流密度分布一致,因此如圖4(a)所示,磁通密度b也分布一致。另一方面,在流動交流電流時,由于趨膚效應(yīng),電流集中于母線7的角部,因此如圖4(b)所示,磁通密度b也集中于母線7的角部。
圖5表示以圖4所示的條件流動電流的結(jié)果,表示對于從圖4所示的母線7的中心位置cen起的沿母線7的厚度方向的距離的磁通密度(參照圖4)。圖5中實線表示的曲線是圖4(a)所示的直流電流產(chǎn)生的。圖5中虛線表示的曲線是圖4(b)所示的交流電流(頻率:10000hz)產(chǎn)生的。如圖5所示可知,交流與直流之間,越接近中心位置cen則越會產(chǎn)生磁通密度差。具體地說,電流傳感器電路1與中心位置cen的距離例如為5mm時,與檢測到直流電流的情況相比,在交流電流的檢測值中產(chǎn)生與3mt程度的磁通密度相應(yīng)的差。因為會產(chǎn)生這樣的差,所以不優(yōu)選用直流電流校正而檢測交流電流。即,在檢測交流電流時,其校正也必須通過流動交流電流而進行。
圖6表示本實施方式的校正。校正裝置20具有至少除去作為校正對象的電流傳感器8(產(chǎn)品傳感器)的結(jié)構(gòu)。即,校正裝置20包括電流傳感器校正部25、交流電流產(chǎn)生部24、母線22和基準(zhǔn)電流傳感器29。電流傳感器校正部25包括電流傳感器輸出比較部26、電流傳感器通信部27和開關(guān)21。
基準(zhǔn)電流傳感器29是能夠?qū)υ谀妇€22流動的電流高精度地進行檢測的基準(zhǔn)電流傳感器。
母線22由銅等導(dǎo)體形成。母線22的兩端與交流電流產(chǎn)生部24連接?;鶞?zhǔn)電流傳感器29和電流傳感器8檢測在母線22中流動的交流電流(后述的校正用交流電流),將檢測信號輸出至電流傳感器輸出比較部26。
交流電流產(chǎn)生部24是單相交流電流產(chǎn)生源,主要由未圖示的電壓調(diào)整部和未圖示的變壓器部構(gòu)成。交流電流產(chǎn)生部24與電流傳感器輸出比較部26通信,從電流傳感器輸出比較部26接受指令,對母線22輸出交流電流。將該交流電流稱為校正用交流電流。
電流傳感器輸出比較部26在后述的輸出增益調(diào)整時對交流電流產(chǎn)生部24給予使其輸出校正用交流電流的指令。電流傳感器輸出比較部26對基準(zhǔn)電流傳感器29的輸出和電流傳感器8的輸出進行比較,將這些輸出電壓的差輸出至電流傳感器通信部27。
電流傳感器通信部27基于上述輸出電壓的差,生成用于修正在電流傳感器8的存儲器15中存儲的設(shè)定數(shù)據(jù)的修正數(shù)據(jù),輸出至電流傳感器8。電流傳感器8使用修正數(shù)據(jù)修正存儲器15所具有的設(shè)定數(shù)據(jù)。
開關(guān)21將電流傳感器8的連接目標(biāo)在電流傳感器輸出比較部26與電流傳感器通信部27之間切換。
圖7是本實施方式的校正的流程圖。該流程圖包括:具有步驟s02~s05的偏移電壓調(diào)整步驟;和具有步驟s06~s09的輸出增益調(diào)整步驟。另外,圖7的“產(chǎn)品傳感器”是指電流傳感器8,“基準(zhǔn)傳感器”是指基準(zhǔn)電流傳感器29。以下使用圖7,說明本實施方式的校正的順序。
當(dāng)校正流程開始時(步驟s01),進入步驟s02。
步驟s02中,在母線22中不流動電流。在該狀態(tài)下,電流傳感器輸出比較部26計測電流傳感器8和基準(zhǔn)電流傳感器29各自的偏移電壓。步驟s02后進入步驟s03。
步驟s03中,電流傳感器輸出比較部26從電流傳感器8的偏移電壓減去基準(zhǔn)電流傳感器29的偏移電壓,由此計算偏移電壓誤差。電流傳感器輸出比較部26將具有偏移電壓誤差的偏移修正數(shù)據(jù)向電流傳感器通信部27發(fā)送。步驟s03后進入步驟s04。
步驟s04中,電流傳感器通信部27將上述偏移修正數(shù)據(jù)輸出至電流傳感器8。在電流傳感器8中,控制部13使用上述偏移修正數(shù)據(jù)修正存儲器15所具有的設(shè)定數(shù)據(jù)的偏移數(shù)據(jù)。具體的說在設(shè)定數(shù)據(jù)的偏移數(shù)據(jù)加上偏移電壓誤差。步驟s04后進入步驟s05。
步驟s05中,電流傳感器輸出比較部26與步驟s02同樣,在沒有對母線22通電的狀態(tài)下,計測電流傳感器8和基準(zhǔn)電流傳感器29各自的偏移電壓。然后,電流傳感器輸出比較部26確認電流傳感器8的偏移電壓的電壓值是否進入作為目標(biāo)的輸出范圍。即,電流傳感器輸出比較部26判斷從電流傳感器8的偏移電壓減去基準(zhǔn)電流傳感器29的偏移電壓時的差是否為規(guī)定值以下。如果判斷為是,則進入步驟s06。如果判斷為否則進入步驟s02,以下進行同樣的流程。另外,在步驟s05中如果有規(guī)定的次數(shù)例如5次判斷為否,則認為電流傳感器8產(chǎn)品不良。
步驟s06中,交流電流產(chǎn)生部24接受電流傳感器輸出比較部26的指令,在母線22中流動校正用交流電流。校正用交流電流的頻率是電流傳感器8實際上使用時的頻率,即是測定對象的交流電流的頻率。此外,由于后述的理由(參照圖9),校正用交流電流的振幅設(shè)定為電流傳感器8實際上使用時在母線22中流動的最大電流的振幅。電流傳感器輸出比較部26計測電流傳感器8和基準(zhǔn)電流傳感器29各自輸出的輸出電壓波形。步驟s06后進入步驟s07。
步驟s07中,電流傳感器輸出比較部26根據(jù)電流傳感器8的電壓波形和基準(zhǔn)電流傳感器29的電壓波形計算輸出增益誤差。電流傳感器輸出比較部26將具有輸出增益誤差的輸出增益修正數(shù)據(jù)向電流傳感器通信部27發(fā)送。步驟s07后進入步驟s08。
步驟s08中,電流傳感器通信部27將上述輸出增益修正數(shù)據(jù)輸出至電流傳感器8。在電流傳感器8中,控制部13使用上述輸出增益修正數(shù)據(jù)修正存儲器15所具有的設(shè)定數(shù)據(jù)的輸出增益數(shù)據(jù)。具體地說,在設(shè)定數(shù)據(jù)的輸出增益數(shù)據(jù)加上輸出增益誤差。步驟s08后進入步驟s09。
步驟s09中,電流傳感器輸出比較部26與步驟s06同樣,在母線22中流動校正用交流電流的狀態(tài)下,計測電流傳感器8和基準(zhǔn)電流傳感器29各自的輸出電壓波形。電流傳感器輸出比較部26確認由電流傳感器8的輸出增益放大了的電壓是否進入作為目標(biāo)的輸出范圍。即,電流傳感器輸出比較部26判斷電流傳感器8的輸出電壓波形的振幅與基準(zhǔn)電流傳感器29的輸出電壓波形的振幅的差是否為規(guī)定值以下。如果判斷為是,則進入步驟s10而結(jié)束流程。如果判斷為否則進入步驟s06,以下進行同樣的流程。另外,步驟s09中有規(guī)定的次數(shù)例如5次判斷為否,則認為電流傳感器8產(chǎn)品不良。
以上,通過基于圖7所示的流程圖校正電流傳感器8,基于由磁通檢測部11對規(guī)定的校正用交流電流進行檢測而得的檢測值來修正后的設(shè)定數(shù)據(jù)存儲于存儲器15。使用該修正后的設(shè)定數(shù)據(jù),利用信號調(diào)整部12調(diào)整磁通檢測部11的交流電流的檢測結(jié)果,由此能夠使得在電流傳感器8檢測交流電流時,不會產(chǎn)生檢測誤差。
圖8表示以直流電流校正時的電流傳感器8的輸入電流和輸出電壓的關(guān)系的一例。在以直流電流校正時,在電流穩(wěn)定而計測完成之前,需要使該電流流動。由此,由于母線發(fā)熱導(dǎo)致的產(chǎn)品損傷的問題,有時不能夠校正至最大電流值(圖8中為700a)。結(jié)果存在雖然應(yīng)該像虛線l1那樣進行校正,但實際上像實線l2那樣進行校正的可能性。
此外,在為直流電流時,多在0a(第一調(diào)整點)和能夠進行上述校正的正側(cè)的電流值(第二調(diào)整點)這2點進行校正,通常不對負側(cè)進行校正。結(jié)果存在雖然應(yīng)該像虛線l3那樣進行校正,但實際上像實線l4那樣進行校正。
根據(jù)以上內(nèi)容,在以直流電流校正時,存在沒有被校正的電流區(qū)域,由于上述趨膚效應(yīng)(參照圖4、圖5)以外的原因,有在輸出電壓產(chǎn)生誤差的可能性。
圖9表示進行了本實施方式的校正時的電流傳感器8的輸入電流和輸出電壓的關(guān)系的一例。圖9中,以具有存在實際使用的可能性的最大振幅700a的交流電流進行校正。當(dāng)然,該交流電流的頻率設(shè)定為實際使用的頻率。結(jié)果是,在作為實際使用的電流區(qū)間的-700a~+700a中能夠進行校正。即,在實際使用的全部電流區(qū)域中,能夠使得電流傳感器8的輸出電壓沒有誤差。
本實施方式的電流傳感器具有以下的結(jié)構(gòu),能夠達到以下的作用效果。
(1)電流傳感器8包括:對由在作為導(dǎo)體的母線7、22中流動的交流電流產(chǎn)生的磁通進行檢測,從而檢測該交流電流的磁通檢測部11;存儲基于由磁通檢測部11對在母線22中流動的規(guī)定的校正用交流電流進行檢測而檢測出的檢測值的設(shè)定數(shù)據(jù)的存儲器15。
由此,能夠使得在電流傳感器8檢測交流電流時,不會產(chǎn)生檢測誤差。
(2)校正用交流電流的頻率基于作為測定對象的交流電流的頻率決定。
由此,能夠使得在電流傳感器8檢測作為測定對象的交流電流時不會產(chǎn)生誤差。
(3)還具有輸出基于磁通檢測部11的交流電流的檢測結(jié)果和存儲于存儲器15的設(shè)定數(shù)據(jù)的檢測信號的信號調(diào)整部12和通信部14。
由此,在電流傳感器8檢測交流電流而將檢測信號輸出至外部時,能夠輸出高精度的檢測信號。
(4)還具有用于輸出檢測信號、接收關(guān)于設(shè)定數(shù)據(jù)的修正數(shù)據(jù)的通信端子3。
由此,沒有必要過多地增加通信端子,有利于省空間化。
(5)還具有設(shè)置有磁通檢測部11和存儲器15的電流傳感器基板2,通信端子3設(shè)置于電流傳感器基板2。
由此,能夠?qū)⒋磐z測部11、存儲器15和通信端子3均設(shè)置于電流傳感器基板2上。
―第二實施方式―
圖10(a)表示電流檢測組件30。電流檢測組件30在母線7設(shè)置有電流傳感器8,因此電流傳感器8檢測在母線7中流動的電流。電流檢測組件30如圖10(b)所示,構(gòu)成電流檢測模塊31。電流檢測模塊31具有與使用的交流電流的相數(shù)相應(yīng)的數(shù)量的電流檢測組件30。圖10(b)中表示3相交流電流用的電流檢測模塊31。圖10(b)所示的電流檢測模塊31用于流動3相交流電流,具有3個電流檢測組件30。為了以后進行說明,將圖10(b)所示的3個電流檢測組件30分別標(biāo)注為30u、30v、30w。此外,將電流檢測組件30u、30v、30w所具有的母線分別標(biāo)注為母線7u、7v、7w。將電流檢測組件30u、30v、30w所具有的電流傳感器標(biāo)注為電流傳感器8u、8v、8w。
圖10(b)表示在電流檢測模塊31流動3相交流電流的狀態(tài)。在電流檢測組件30u、30v、30w的母線7u、7v、7w分別流動u相、v相、w相的交流電流。即,在各個電流檢測組件30流動的交流電流的相彼此不同。
這樣,在流動多個相的電流的電流檢測模塊31中,存在某個電流檢測組件30的電流傳感器檢測到由在該電流檢測組件30以外的電流檢測組件30中流動的電流產(chǎn)生的磁通的問題。具體地進行說明。圖10(b)所示的電流的朝向是,u相和w相朝向圖示下方,v相朝向圖示上方,在相鄰的電流檢測組件30的母線7中流動的電流的朝向彼此相反。由此,磁通彼此干涉,檢測出比本來應(yīng)檢測出的磁通的值小的值。
圖11所示的實線801a、801b、801c是圖10(b)所示的電流檢測模塊31輸出的電壓波形。電流檢測模塊31的電流檢測組件30u、30v、30w本來應(yīng)該分別輸出由虛線802a、802b、802c表示的電壓波形,但由于彼此干涉,輸出實線801a、801b、801c。因此,對于以單相交流電流對1個電流檢測組件30進行校正的結(jié)構(gòu),當(dāng)使用3個這樣的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成電流檢測模塊31,對3相交流電流進行檢測時,存在與實線和虛線的差對應(yīng)的誤差。于是,本實施方式中,使用3個該電流傳感器8以3相交流電流進行校正。
圖12是表示本實施方式的校正的圖。使用圖12說明本實施方式的校正。另外,對與第一實施方式同樣的結(jié)構(gòu)省略說明。
本實施方式中使用3相交流電流進行校正。該點是與第一實施方式的校正(圖6)的主要不同點。
校正裝置120具有至少除去作為校正的對象的電流傳感器8u、8v、8w(產(chǎn)品傳感器)的結(jié)構(gòu)。即校正裝置120包括電流傳感器校正部125、交流電流產(chǎn)生部124、母線122和基準(zhǔn)電流傳感器129u、129v、129w。另外,雖然沒有圖示,但電流傳感器校正部125包括配合3相交流電流檢測的電流傳感器輸出比較部、電流傳感器通信部和開關(guān)。
母線122具有母線122u、122v、122w。母線122u、122v、122w的一端在點122p彼此連接,另一端分別與交流電流產(chǎn)生部124連接。在母線122u、122v、122w分別設(shè)置有基準(zhǔn)電流傳感器129u、129v、129w和作為校正的對象的電流傳感器8u、8v、8w。
交流電流產(chǎn)生部124根據(jù)電流傳感器校正部125的指令輸出3相交流電流。因此,在點122p,各相的電流的和為零。即iu+iv+iw=0a成立。
本實施方式的校正的流程圖存在是3相還是單相的不同,但此外與第一實施方式的校正流程圖(圖7)同樣,因此省略說明。
這樣,以3相交流電流進行校正時,能夠修正由于其它相的交流電流的干涉而產(chǎn)生的誤差,在電流傳感器8的輸出中不具有誤差。另外,本實施方式中,與第一實施方式同樣,能夠使得不會產(chǎn)生由趨膚效應(yīng)引起的誤差(參照圖5)。此外,能夠在使用的全部電流范圍中進行校正(參照圖9)。
本實施方式的電流傳感器具有以下的結(jié)構(gòu),除了第一實施方式的作用效果外,能夠獲得以下的作用效果。
磁通檢測部11檢測由在3個母線中流動的3相交流電流產(chǎn)生的磁通,從而分別檢測在該3個母線中流動的3相交流電流。校正用交流電流與測定對象相匹配也為3相交流電流,各相的電流分別在3個母線中流動。
由此,能夠修正由與其它相的交流電流的干涉產(chǎn)生的誤差,在電流傳感器8的輸出中不具有該誤差。
―第三實施方式―
圖13表示具有電流傳感器8的電力轉(zhuǎn)換裝置50(逆變器裝置50)。電流傳感器8設(shè)置于圖10(b)所示的3相交流電流檢測用的電流檢測模塊31。該電流檢測模塊31設(shè)置于電力轉(zhuǎn)換裝置50,由此電流傳感器8設(shè)置于電力轉(zhuǎn)換裝置50。
電力轉(zhuǎn)換裝置50包括電流檢測模塊31、逆變器電路51、平滑用電容器52、逆變器電路基板59和端子p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7。
電流檢測模塊31的母線7u、7v、7w的圖示右側(cè)的一端分別與端子p5、p6、p7連接。在端子p5、p6、p7通常連接有3相電機等的負載。此外,電流檢測模塊31的母線7u、7v、7w的圖示左側(cè)的另一端分別與逆變器電路51的輸出端子51u、51v、51w連接。
逆變器電路51經(jīng)由平滑用電容器52和端子p1與未圖示的高電壓電力源連接,從高電壓電力源經(jīng)由端子p5、p6、p7被供給用于向外部輸出的電力。逆變器電路51具有高側(cè)的u相開關(guān)uh、v相開關(guān)vh、w相開關(guān)wh、低側(cè)的u相開關(guān)ul、v相開關(guān)vl、w相開關(guān)wl。這些開關(guān)被控制電路53控制。
逆變器電路基板59具有控制電路53和開關(guān)54??刂齐娐?3從未圖示的低電壓電力源經(jīng)由端子p3被供給低電壓電力。控制電路53從未圖示的控制裝置經(jīng)由端子p2接收控制通信信號而動作??刂齐娐?3不僅控制逆變器電路51所具有的開關(guān)uh、vh、wh、ul、vl、wl,而且控制開關(guān)54。開關(guān)54在后述的校正時被控制為斷開,此外的時期(通常時)被控制為導(dǎo)通??刂齐娐?3在通常時接收來自電流傳感器8u、8v、8w的檢測信號。另外,使開關(guān)54在校正時斷開,是為了使得通信端子3的信號不輸入控制電路53,能夠由校正裝置正常地進行電流傳感器8的設(shè)定數(shù)據(jù)的修正(改寫)。
圖14表示本實施方式的校正。本實施方式中,在電力轉(zhuǎn)換裝置50安裝校正裝置220,由此進行電流傳感器8u、8v、8w的校正。校正裝置220包括電流傳感器校正部225、交流電流產(chǎn)生部224、母線222u、222v、222w和基準(zhǔn)電流傳感器229u、229v、229w。另外,雖然沒有圖示,但電流傳感器校正部225包括配合3相交流電流檢測的電流傳感器輸出比較部、電流傳感器通信部和開關(guān)。
校正裝置220的母線222u、222v、222w分別與電力轉(zhuǎn)換裝置50的端子p5、p6、p7連接。從交流電流產(chǎn)生部224產(chǎn)生的3相的校正用交流電流經(jīng)由母線222u、222v、222w從端子p5、p6、p7分別輸入電力轉(zhuǎn)換裝置50。由此,在母線7u、7v、7w流動3相的校正用交流電流。此時從電力轉(zhuǎn)換裝置50的電流傳感器8u、8v、8w輸出的檢測信號輸入電流傳感器校正部225?;鶞?zhǔn)電流傳感器229u、229v、229w的輸出信號也輸入電流傳感器校正部225。電流傳感器校正部225對于u相、v相、w相的各相分別計算電流傳感器8u、8v、8w的檢測信號與基準(zhǔn)電流傳感器229u、229v、229w的輸出信號的差?;谒鼈兊牟?,生成用于修正各相的設(shè)定數(shù)據(jù)的修正數(shù)據(jù),分別輸出至電流傳感器8u、8v、8w。開關(guān)54在修正存儲于電流傳感器8的電流傳感器電路1的存儲器15的設(shè)定數(shù)據(jù)時即在校正時被控制為斷開。在使開關(guān)54斷開而與控制電路53切斷后,利用校正裝置220修正上述設(shè)定數(shù)據(jù)。
另外,本實施方式的校正時停止從高電壓電力源的電力供給。此外,在逆變器電路51中,高側(cè)的u相開關(guān)uh、v相開關(guān)vh、w相開關(guān)wh均斷開。另一方面,低側(cè)的u相開關(guān)ul、v相開關(guān)vl、w相開關(guān)wl均導(dǎo)通。通過成為這樣的開關(guān)狀態(tài),在逆變器電路51形成與圖12所示的點122p相應(yīng)的點,在3相的母線7u、7v、7w流動的電流在1點合流。本實施方式的校正的連接如以上所述。另外,本實施方式的校正的流程圖與第二實施方式同樣,因此省略說明。
本實施方式的電流傳感器具有以下的結(jié)構(gòu),能夠達到以下的作用效果。
電流傳感器8搭載于電力轉(zhuǎn)換裝置50,該電力轉(zhuǎn)換裝置50包括:具有多個開關(guān)元件uh、ul、vh、vl、wh、wl的逆變器電路51;與逆變器電路51電連接的逆變器直流端子p1;和與逆變器電路51電連接的逆變器交流端子p5、p6、p7。
多個母線7u、7v、7w與逆變器電路51和逆變器交流端子p5、p6、p7連接。
使逆變器電路51的各開關(guān)元件uh、ul、vh、vl、wh、wl為規(guī)定的開關(guān)狀態(tài),即高側(cè)的u相開關(guān)uh、v相開關(guān)vh、w相開關(guān)wh均斷開。另一方面,低側(cè)的u相開關(guān)ul、v相開關(guān)vl、w相開關(guān)wl均導(dǎo)通。
使逆變器交流端子p5、p6、p7與設(shè)置于電力轉(zhuǎn)換裝置50的外部的作為校正用電流源的交流電流產(chǎn)生部224連接,由此校正用交流電流在多個母線7u、7v、7w中流動。
由此,能夠不將電流傳感器8從電力轉(zhuǎn)換裝置50卸下地進行電流傳感器8的校正。此外,與第二實施方式不同,在實際上搭載著電流傳感器8的電力轉(zhuǎn)換裝置50中校正電流傳感器8,因此能夠以更接近實際使用環(huán)境的條件(例如磁通密度分布等的條件)進行校正。
―第四實施方式―
圖15是表示本實施方式的校正的圖。本實施方式中,電流傳感器8搭載于圖13所示的電力轉(zhuǎn)換裝置50,在該狀態(tài)下校正電流傳感器8。與第三實施方式的主要不同點是校正裝置320不具有交流電流產(chǎn)生部、校正裝置320也與電機m連接、以電力轉(zhuǎn)換裝置50輸出的交流電流進行校正。另外,對與第三實施方式同樣的結(jié)構(gòu)省略說明。
本實施方式中,電力轉(zhuǎn)換裝置50對作為負載的電機m輸出交流電力時校正電流傳感器8。本實施方式的校正裝置320設(shè)置于電力轉(zhuǎn)換裝置50與電機m之間。電機m的繞組61、62、63的一端與校正裝置320連接,但繞組61、62、63的另一端彼此結(jié)線。校正裝置320包括電流傳感器校正部325、母線322u、322v、322w和基準(zhǔn)電流傳感器329u、329v、329w。即,校正裝置320不具有交流電流產(chǎn)生部。本實施方式中,使用來自電力轉(zhuǎn)換裝置50的高電壓電力源的高電壓電力。控制電路53以逆變器電路51輸出3相交流電流的方式,控制開關(guān)uh、ul、vh、vl、wh、wl。從逆變器電路51輸出的交流電流在母線7u、7v、7w中流動,通過端子p5、p6、p7后,在校正裝置320的母線322u、322v、322w中流動,到達電機m的u相繞組61、v相繞組62、w相繞組63。此時從電力轉(zhuǎn)換裝置50的電流傳感器8u、8v、8w輸出的檢測信號輸入電流傳感器校正部325。基準(zhǔn)電流傳感器329u、329v、329w的輸出信號也輸入電流傳感器校正部325。電流傳感器校正部325對于u相、v相、w相的各相,分別計算電流傳感器8u、8v、8w的檢測信號與基準(zhǔn)電流傳感器329u、329v、329w的輸出信號的差?;谒鼈兊牟睿捎糜谛拚飨嗟脑O(shè)定數(shù)據(jù)的修正數(shù)據(jù),分別輸出至電流傳感器8u、8v、8w。開關(guān)54在修正存儲于電流傳感器8的電流傳感器電路1的存儲器15的設(shè)定數(shù)據(jù)時即在校正時被控制為斷開。在使開關(guān)54斷開而與控制電路53切斷后,利用校正裝置220修正上述設(shè)定數(shù)據(jù)。
本實施方式的校正的流程圖與第二、第三實施方式同樣,因此省略說明。
本實施方式的電流傳感器具有以下的結(jié)構(gòu),能夠達到以下的作用效果。
電流傳感器8搭載于電力轉(zhuǎn)換裝置50,該電力轉(zhuǎn)換裝置50包括:用于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的具有多個開關(guān)元件uh、ul、vh、vl、wh、wl的逆變器電路51;和用于輸出交流電力的逆變器輸出端子p5、p6、p7。
多個母線7u、7v、7w與逆變器電路51和逆變器輸出端子p5、p6、p7連接。
從逆變器電路51向與逆變器輸出端子p5、p6、p7連接的電機m輸出交流電力,由此校正用交流電流在多個母線7u、7v、7w中流動。
這樣,在本實施方式中,電力轉(zhuǎn)換裝置50以實際輸出的交流電流進行校正。電流傳感器8將該交流電流作為測定對象,因此相比于第三實施方式,更加能夠使得電流傳感器8輸出的檢測信號中不含有誤差。
下面的變形也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖1、2所示的結(jié)構(gòu)模塑件6固定于母線7,但本發(fā)明并不限定于此。例如,結(jié)構(gòu)模塑件6可以固定于逆變器電路基板9,也可以與逆變器電路基板9所具有的模塑部件一體設(shè)置。
圖1、2所示的電流傳感器基板與逆變器電路基板是分體的,但也可以與逆變器電路基板一體設(shè)置。
圖2所示的磁屏蔽件5設(shè)置為四角u字型,但本發(fā)明并不限定于此。例如,可以為圓角u字型,可以是分割為多個護罩形狀。
電流傳感器8的存儲器15可以是能夠存儲多個頻率中的設(shè)定數(shù)據(jù)。此時,在校正中使用的交流電流的頻率能夠不僅是1個,而使用多個。此外,可以使其中的一個頻率為零,即為直流電流。
圖3的磁通檢測部11可以具有霍爾元件以外的磁通檢測元件。例如,可以具有巨磁阻元件(gmr元件)。
在第二~第四實施方式中,說明了以3相交流電流作為測定對象時的結(jié)構(gòu),但本發(fā)明并不限定于此。在以n相(n為2以上的整數(shù))的多相交流電流作為測定對象時也能夠應(yīng)用本發(fā)明。另外,第一實施方式所示那樣以單相交流電流作為測定對象時也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
圖7的流程圖中,基于從校正裝置20的電流傳感器通信部27接收到的修正數(shù)據(jù),修正在存儲器15中存儲的設(shè)定數(shù)據(jù)(偏移數(shù)據(jù)、輸出增益數(shù)據(jù)),從而校正電流傳感器8。但是,也可以將設(shè)定數(shù)據(jù)和修正數(shù)據(jù)分別預(yù)先存儲于存儲器15,基于這些數(shù)據(jù),將校正后的設(shè)定數(shù)據(jù)從控制部13輸出至信號調(diào)整部12。
本發(fā)明并不限定于以上所示的內(nèi)容。本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)的其它方式也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
附圖標(biāo)記說明
1:電流傳感器電路
2:電流傳感器基板
3:通信端子
4:周邊電子器件
5:磁屏蔽件
6:結(jié)構(gòu)模塑件
7:母線
8:電流傳感器
9:逆變器電路基板
11:磁通檢測部
12:信號調(diào)整部
13:控制部
14:通信部
15:存儲器
20、120、220、320:校正裝置
21:開關(guān)
22:母線
24:交流電流產(chǎn)生部
25:電流傳感器校正部
26:電流傳感器輸出比較部
27:電流傳感器通信部
29:基準(zhǔn)電流傳感器
30:電流檢測組件
31:電流檢測模塊
50:電力轉(zhuǎn)換裝置(逆變器裝置)
51:逆變器電路
51u,51v,51w:輸出端子
52:平滑用電容器
53:控制電路
54:開關(guān)
59:逆變器電路基板
61:u相繞組
62:v相繞組
63:w相繞組
m:電機
p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7:端子。