罗果夫斯基线圈电流传感器及其制造方法_2

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r>【具体实施方式】
[0044]在接下来的描述中,表达“基本上等于”限定大于或者小于5%的相等关系。
[0045]在图1中,电气设备10包括电力供给12,形成三相电网的三个电导体14以及三个有罗果夫斯基线圈的电流传感器16,每个传感器16围绕相应的电导体14定位。
[0046]电力供给12包括控制单元17,并且例如能够传送具有例如小于1000伏特的值的低电压。
[0047]每个电流传感器16形成围绕相应的电导体14的回路,每个电流传感器16包括柔性主体18和闭合机构20。如图2所示,每个主体18包括主线圈22、绕组支撑件24、护套26以及用于附接到闭合机构20的第一端部28和第二端部30。
[0048]电流传感器16包括次级线圈32,其包括相对于彼此沿纵向轴线X移位的多匝。
[0049]每个闭合机构20包括壳体34,中心体36和印刷电路38被定位在所述壳体内部。闭合机构20能够连接第一附接端部28和第二附接端部30。
[0050]主线圈22包括分别地接近第一附接端部28和第二附接端部30定位的第三端部42和第四端部44。主线圈22围绕绕组支撑件24卷绕。
[0051]闭合机构20相对于第四端部44分别地在闭合位置与打开位置之间是可移动的,其中,主线圈22和闭合机构20分别形成绕电导体14的闭环、和开环。由此,在闭合机构20的闭合位置中,第一端部28和第二端部30,以及第三端部42和第四端部44沿着闭合机构20的纵向轴线X定位,并且沿此轴线彼此隔开。
[0052]护套26优选地是可热伸缩的护套,其围绕主线圈22从第三端部42总体地延伸直到第四端部44。
[0053]第一附接端部28包括能够定位在壳体34内的支撑环46,以便相对于壳体34并且更一般地相对于闭合机构20保持第一端部28就位。在图2中,看起来第一附接端部28被附接到中心体36。
[0054]第一附接端部28和第二附接端部30,以及第三端部42和第四端部44在图2中沿着闭合机构20和中心体36的纵向轴线X定位。
[0055]第二端部30包括围绕第四端部44的附接端件50。附接端件50能够被插入到中心体36。第二端部30相对于中心体36以及相对于闭合机构20是可移动的。
[0056]次级线圈32围绕中心体36定位。次级线圈32与主线圈22串联地电连接。次级线圈32具有每层每毫米0.1-25匝的单位长度匝数,优选地每层每毫米0.5-3匝。事实上,如图2所示,次级线圈32能够包括一个匝层,或者替代地,其能够包括围绕中心体36彼此叠置的几个匝层。
[0057]更具体地,主线圈22和次级线圈32是处于第一和第二管的形式,并且主线圈22与次级线圈32之间的下述比率α获得:
[0058]a = S1XN1XL2/(L1XS2XN2) = 1,(公式 I),
[0059]其中,SI表示第一管沿着垂直于第一管的平面的截面积,
[0060]NI表示主线圈22的匝数,
[0061]LI表示主线圈22的长度,
[0062]S2表示第二管沿着垂直于纵向轴线X的平面的截面积,
[0063]N2表示次级线圈32的匝数,和
[0064]L2表示次级线圈32的沿纵向轴线X测得的长度。
[0065]比率α介于0.9至1.1之间。
[0066]次级线圈32沿着纵向轴线X测得的长度介于2毫米(mm)至60mm之间,优选地介于5mm至15mm之间。
[0067]次级线圈32的匝直径大于或等于主线圈22的匝直径。在图2和图3中,次级线圈32的匝直径介于主线圈22的匝直径的200%至300%之间。
[0068]替代地,在主线圈22的端部42、44处的每单位长度的匝数大于在主线圈22的剩余部分上的每单位长度的匝数。
[0069]壳体34具有大于中心体36的最大直径的120%的最小宽度Lmin,其中所述最小宽度是垂直于纵向轴线X测得的,所述最大直径是径向于纵向轴线X测得的。
[0070]另外,如在图4和图5中所示,壳体34包括可移动构件52,其中,当闭合机构20处于闭合位置时,可移动构件52能够在用于锁定处于闭合位置的闭合机构20的在图4中可见的位置,与用于解锁闭合机构20的闭合位置的在图5中可见的位置之间移动。壳体34还包括从后者突出并设置有第一通孔53A的凸部53。
[0071]中心体36包括第一边缘54和第二边缘56,次级线圈32在其间延伸。第一边缘54和第二边缘56径向于纵向轴线X测得的直径大于次级线圈32的同样径向于纵向轴线X测得的最大直径。
[0072]中心体36包括用于接收端件50和第二端部30的孔58,在该孔中,端件50在闭合机构20的闭合位置中能够是固定不动的。中心体36还包括用于连接到电路38的两个端子60、62。
[0073]印刷电路38连接到端子60、62。
[0074]另外,壳体34集成未示出的处理模块,该处理模块连接到连接端子60、62,并且取决于流过主线圈22和次级线圈32的电流,能够确定流过传感器16围绕其定位的电导体14的电流强度。
[0075]在闭合机构20的闭合位置中,在主线圈的第三端部42与次级线圈32的一个端部之间沿着纵向轴线X测得的距离小于1.5mm,优选地小于1mm,更加优选地基本上等于0.6mm。类似地,在闭合机构20的闭合位置中,在主线圈的第四端部44与次级线圈32的另一端部之间沿着纵向轴线X测得的距离小于1.5mm,优选地小于1mm,更加优选地基本上等于 0.6mmο
[0076]作为示例,在第三端部42与次级线圈32之间沿着纵向轴线X测得的距离等于
0.6mm,而在主线圈的第四端部44与次级线圈32之间沿着纵向轴线X测得的距离是零。
[0077]支撑环46能够被定位在壳体34内,更具体地,被定位在壳体34的壁与中心体36之间,沿着纵向轴线X。环46能够保持第一附接端部28在壳体24内,即保持第三端部42相对于次级线圈32的位置。
[0078]当力施加在主体18上以沿纵向轴线X移动第一端部28和第三端部42时,环46允许限制对第一端部28和第三端部42相对于中心体36的位置的更改。
[0079]配合孔58的形状,附接端件50具有总体上截头圆锥形的形状。通过源于附接端件50的弹性作用,端件50相对于闭合机构20是固定不动的。此外,端件50包括在闭合机构的闭合构型中能够被卡在孔58中的台肩59,所述台肩59绕纵向轴线X是轴对称的,并且在包括纵向轴线X的竖直平面上具有在三角形的截面。
[0080]可移动构件52包括第二通孔64,当它在用于锁定处于闭合位置的闭合机构的位置上时,第二通孔64对准第一通孔53A。可移动构件52能够在闭合机构20的闭合位置和在其锁定位置,如在图4中可见的,来阻挡孔58的一部分,以便保持闭合机构20处于闭合位置,即第二端部30、第四端部44和端件50在孔58内。以相同的方式,当它处于非锁定位置,如在图5中可见,并且闭合机构处于闭合位置时,可移动构件52释放孔58,并且闭合机构20能够随着力的施加在打开位置中移动,以便从孔58移除第二端部30,并且因此移除附接立而件50。
[0081]有利地,在闭合机构20的闭合位置中以及在用于锁定可移动构件52的位置中,诸如金属丝(wire)的未示出的铅封(lead sealing)机构能够通过通孔53A和64插入,以便将可移动构件52阻挡在其用于锁定处于闭合位置的闭合机构20的位置上,其中所述铅封机构的两个端部通过铅丝(lead wire)连接。
[0082]图6示出用于制造电流传感器16的方法。
[0083]在第一步骤100中,中心体36被制造。接着,在附接步骤102中,绕组支撑件24被附接到闭合机构20。更具体地,绕组支撑件24的一个对应于第一端部28的端部被附接到闭合机构20。
[0084]接着,在用于卷绕主线圈22和次级线圈32的步骤104中,第一金属丝被在第一方向上从一个连接端子60连续地卷绕,以便相继形成主线圈22和次级线圈32。在绕制步骤104中,主线圈22的最后形成的端部,即主线圈22的第四端部44,被连接到另一连接端子62。更具体地,一旦第四端部44形成,第一金属丝被在与第一方向相反的第二方向上连续地卷绕,以便增加主线圈22和次级线圈32的匝数,然后第一金属丝被连接到另一连接端子
62ο
[0085]替代地,导电元件贯穿主体18定位,并且更具体地,贯穿绕组支撑件24定位,并且在卷绕步骤104中,第一金属丝被在第一方向上从一个连接端子60连续地卷绕,以便相继地形成主线圈22和次级线圈32。接着,主线圈22的第四端部44被连接到导电元件,导电元件然后
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