FR2682188A1 - Electric current sensor, particularly for large high-frequency alternating current circuits - Google Patents
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Abstract
Description
CAPTEUR ELECTRIQUE D'INTENSITE DE COURANTXNOTAMMENT POUR
DES CIRCUITS A COURANTS ALTERNATIFS IMPORTANTS ET A
FREQUENCE ELEVEE.ELECTRICAL CURRENT SENSOR, ESPECIALLY FOR
SIGNIFICANT AC CIRCUITS AND
HIGH FREQUENCY.
La présente invention concerne un capteur électrique d'intensité de courant alternatif, notamment pour des circuits à courants alternatifs important s et à fréquence élevée et en particulier un capteur apte à mesurer l'intensité d'un courant d'un circuit de chauffage de pièces par induction. Dans ce type d'appareillage, il est essentiel de pouvoir mesurer précisément l'intensité du courant traversant le circuit inducteur afin de déterminer exactement la puissance électrique induite dans la pièce à chauffer et par conséquent, 1 'énergie calorifique qu'elle reçoit. The present invention relates to an electric alternating current intensity sensor, in particular for circuits with high alternating currents s and at high frequency and in particular a sensor capable of measuring the intensity of a current of a heating circuit for rooms. by induction. In this type of equipment, it is essential to be able to precisely measure the intensity of the current flowing through the inductor circuit in order to determine exactly the electric power induced in the room to be heated and therefore the heat energy it receives.
La mesure de l'intensité du courant dans de tels circuits est généralement effectuée au moyen d'un transformateur dont le circuit primaire est parcouru par le courant principal (2000 à 10 OOOA) et dont le circuit secondaire permet de capter le courant dans un rapport abaissé, acceptable pour la mesure. Cependant, en raison de la fréquence élevée du courant, variable de 3 à 500 kHz et s'élevant généralement à 10 kHz, un tel procédé ne peut éviter que se produisent des fuites magnétiques importantes au niveau du transformateur, ce qui conduit à fausser les mesures et peut entraîner une surchauffe de celui-ci, apte à le détériorer assez rapidement. The measurement of the intensity of the current in such circuits is generally carried out by means of a transformer whose primary circuit is traversed by the main current (2000 to 10 OOOA) and whose secondary circuit makes it possible to collect the current in a ratio lowered, acceptable for measurement. However, because of the high frequency of the current, which varies from 3 to 500 kHz and generally amounts to 10 kHz, such a method cannot prevent the occurrence of significant magnetic leakage at the transformer, which leads to distorting the measures and may cause it to overheat, capable of deteriorating it fairly quickly.
L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un capteur d'intensité de courant, notamment pour ce type de circuits à courants inducteurs de haute intensité, qui permet une mesure fiable et durable du courant sur ces circuits. The invention aims to remedy this drawback by proposing a current intensity sensor, in particular for this type of circuits with high intensity inductive currents, which allows a reliable and lasting measurement of the current on these circuits.
Le capteur d'intensité de courant selon l'invention est en effet essentiellement caractérisé en ce qu'il fait intervenir un transformateur coaxial de rapport adapté à l'application, autour du circuit secondaire duquel est monté un bloc formant shunt magnétique de l'induction, le circuit primaire étant constitué par le fil conducteur du circuit menant au récepteur, traversant le circuit secondaire de façon sensiblement coaxiale et la mesure de 11 intensité du courant dudit fil conducteur étant effectuée de façon classique sur le circuit secondaire du transformateur à un niveau abaissé convenable, dans le rapport de transformation du transformateur. The current intensity sensor according to the invention is in fact essentially characterized in that it involves a coaxial transformer of ratio adapted to the application, around the secondary circuit of which is mounted a block forming magnetic shunt of the induction , the primary circuit being constituted by the conductive wire of the circuit leading to the receiver, passing through the secondary circuit in a substantially coaxial manner and the measurement of the intensity of the current of said conductive wire being carried out conventionally on the secondary circuit of the transformer at a lowered level suitable, in the transformer transformation report.
Le bloc formant shunt magnétique peut être monobloc ou constitué de plusieurs éléments (embase, couvercle externe, paroi isolante et corps etc). Le corps de ce bloc est bon conducteur électrique, étant par exemple en cuivre, sans contact électrique avec le circuit secondaire du transformateur. The magnetic shunt block can be in one piece or made up of several elements (base, external cover, insulating wall and body, etc.). The body of this block is a good electrical conductor, being for example made of copper, without electrical contact with the secondary circuit of the transformer.
Ce bloc est avantageusement de forme annulaire, circulaire ou polygonale à section variable (circulaire, carrée, rectangulaire...) étant coaxial à la bobine torique du circuit secondaire du transformateur qui peut également être de forme annulaire polygonale ou circulaire à section variable. I1 est monté autour de cette bobine à faible distance de ses parois. This block is advantageously of annular, circular or polygonal shape with variable section (circular, square, rectangular, etc.) being coaxial with the toroidal coil of the secondary circuit of the transformer which can also be of annular polygonal or circular shape with variable section. I1 is mounted around this coil at a short distance from its walls.
I1 peut par ailleurs être ouvert sur l'une de ses faces latérales de manière à permettre un engagement aisé en son sein de la bobine de secondaire du transformateur. I1 can also be opened on one of its lateral faces so as to allow easy engagement within it of the transformer secondary coil.
L'évidement correspondant du bloc formant logement pour la bobine est de forme annulaire, circulaire ou polygonale de section quelconque, adaptée à la bobine du transformateur.The corresponding recess in the housing block for the coil is of annular, circular or polygonal shape of any cross section, adapted to the transformer coil.
I1 résulte de cette disposition que le bloc formant shunt magnétique concentre et uniformise le champs magnétique, ceci même avec un léger décentrage du fil conducteur constituant le circuit primaire, toujours difficile à centrer parfaitement dans l'axe du transformateur. I1 compense ainsi cet éventuel décentrage du primaire évitant les effets des fuites magnétiques importantes à ces niveaux de fréquence du courant et il permet par conséquent de conférer au niveau du circuit secondaire une bonne image du primaire et donc du courant parcourant le récepteur, sans les effets de fuite parasite qui faussent la mesure et provoquent l'échauffement du transformateur par mauvaise répartition du champ magné tique. It follows from this arrangement that the block forming the magnetic shunt concentrates and standardizes the magnetic field, this even with a slight off-centering of the conductive wire constituting the primary circuit, always difficult to center perfectly in the axis of the transformer. I1 thus compensates for this possible decentralization of the primary avoiding the effects of large magnetic leaks at these frequency levels of the current and it therefore makes it possible to give the secondary circuit a good image of the primary and therefore of the current flowing through the receiver, without the effects. of parasitic leakage which distorts the measurement and causes the transformer to heat up due to poor distribution of the magnetic field.
L'invention est illustrée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence au dessin annexé sur lequel
La figure unique est une vue schématique en coupe, d'un circuit électrique dans lequel est monté un capteur d'intensité de courant selon l'invention.The invention is illustrated below using an embodiment and with reference to the accompanying drawing in which
The single figure is a schematic sectional view of an electrical circuit in which is mounted a current intensity sensor according to the invention.
Le circuit électrique représenté comprend un générateur de courant alternatif 1, de haute intensité et de fréquence élevée, un transformateur coaxial 3 disposé sur l'une des branches du fil conducteur 5 menant au récepteur 7, et le récepteur proprement dit dont il s'agit de mesurer la puissance électrique consommée (active et réactive), par exemple par mesure de la tension à ses bornes d'entrée-sortie A et B et de l'intensité du courant
I le traversant.The electric circuit shown comprises an alternating current generator 1, of high intensity and of high frequency, a coaxial transformer 3 arranged on one of the branches of the conductive wire 5 leading to the receiver 7, and the receiver proper. measure the electrical power consumed (active and reactive), for example by measuring the voltage at its input-output terminals A and B and the current intensity
I crossing it.
Le récepteur 7 est constitué par un circuit inducteur chargé de chauffer une pièce métallique 9 et de lui administrer une quantité d'énergie calorifique précise. Ce circuit inducteur est schématisé par une boucle 11 traversée par le courant I. Ce courant I a par exemple une intensité d'environ 5000 A et une fréquence de 10 000 Hz, adaptées au chauffage par induction de la pièce. Le capteur de courant selon l'invention qui permet de mesurer l'intensité du courant I est constitué par l'ensemble du transformateur coaxial précité 3 et d'un ampèremètre classique 13 relié aux bornes de la bobine 15 du circuit secondaire du transformateur. Le circuit primaire est constitué par une branche 17 du fil conducteur, traversant le secondaire de façon sensiblement coaxiale à la bobine du secondaire. La bobine du secondaire est logée sans contact électrique dans un bloc cylindrique coaxial formant shunt magnétique 19. Ce bloc est un bloc conducteur métallique, en cuivre par exemple. I1 comporte une ouverture interne torique coaxiale 21 dans laquelle est reçue la dite bobine à faible jeu près. Une matière isolante électrique est éventuellement interposée dans lvespace de ce jeu. Le bloc s'étend sur une faible distance à l'extérieur du volume de la bobine. Ce bloc shunt magnétique est chargé d'uniformiser l'induction magnétique créée par le primaire (la branche 17) sur le secondaire de manière à compenser tout décentrage du primaire, préjudiciable au transformateur. Pour un rapport de transformation du transformateur de 5 000 par exemple (bobine de secondaire à 5 000 spires) et un courant de 5 000 A sur le fil conducteur, le courant récupéré aux bornes de la bobine aura une intensité de 1A, lue sur 1' ampèremètre 13. Naturellement d'autres rapports de transformation peuvent être envisagés. The receiver 7 consists of an inductor circuit responsible for heating a metal part 9 and administering it a precise quantity of heat energy. This inductor circuit is shown diagrammatically by a loop 11 crossed by the current I. This current I has for example an intensity of approximately 5000 A and a frequency of 10 000 Hz, adapted to the induction heating of the part. The current sensor according to the invention which makes it possible to measure the intensity of the current I consists of the assembly of the aforementioned coaxial transformer 3 and of a conventional ammeter 13 connected to the terminals of the coil 15 of the secondary circuit of the transformer. The primary circuit is constituted by a branch 17 of the conducting wire, passing through the secondary in a manner substantially coaxial with the coil of the secondary. The secondary coil is housed without electrical contact in a coaxial cylindrical block forming a magnetic shunt 19. This block is a metallic conductive block, made of copper for example. I1 has a coaxial internal toric opening 21 in which said coil is received with little play. An electrical insulating material is possibly interposed in the space of this set. The block extends over a short distance outside the volume of the coil. This magnetic shunt block is responsible for standardizing the magnetic induction created by the primary (branch 17) on the secondary so as to compensate for any decentering of the primary, detrimental to the transformer. For a transformer transformation ratio of 5,000 for example (secondary coil with 5,000 turns) and a current of 5,000 A on the conductive wire, the current recovered at the terminals of the coil will have an intensity of 1A, read out of 1 ammeter 13. Naturally other transformation ratios can be envisaged.
Du fait du bloc formant shunt magnétique, les effets des fuites magnétiques du transformateur sont minimisés et on obtient une image juste du primaire. Due to the magnetic shunt block, the effects of magnetic leakage from the transformer are minimized and a fair image of the primary is obtained.
On notera par ailleurs que le capteur selon l'invention peut également être utilisé pour d'autres applications- que le chauffage par induction de pièces et naturellement pour des circuits à courants alternatifs comportant d'autres niveaux d'intensité et fréquence que ceux mentionnés. It will also be noted that the sensor according to the invention can also be used for other applications than induction heating of parts and naturally for circuits with alternating currents having other intensity and frequency levels than those mentioned.
Claims (8)
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|---|---|---|---|
| FR9112250A FR2682188B1 (en) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | ELECTRIC CURRENT SENSOR, IN PARTICULAR FOR HIGH-FREQUENCY HIGH-FREQUENCY AC CIRCUITS. |
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|---|---|---|---|---|
| CN113496580A (en) * | 2020-04-07 | 2021-10-12 | 深圳爱根斯通科技有限公司 | Method and device for setting door and window sensor, electronic equipment and storage medium |
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-
1991
- 1991-10-04 FR FR9112250A patent/FR2682188B1/en not_active Expired - Fee Related
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| CN113496580A (en) * | 2020-04-07 | 2021-10-12 | 深圳爱根斯通科技有限公司 | Method and device for setting door and window sensor, electronic equipment and storage medium |
| CN113496580B (en) * | 2020-04-07 | 2022-12-06 | 深圳爱根斯通科技有限公司 | Method and device for setting door and window sensor, electronic equipment and storage medium |
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| FR2682188B1 (en) | 1995-08-11 |
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