電流センサーとして、制御装置などの小型化・高精度化に貢献するパーマロイコアーです。

電流センサーコア−製品

● 電流センサーコアー

電流センサーは、中野パーマロイのセンサーコア−によりその高性能化(高精度・小型・軽量 )を実現しています。電流センサーにはホール素子型の磁気比例式(オープンタイプ)電流センサー・磁気平衡式(クローズドタイプ)電流センサー、ホール素子を利用しない磁気コイル式電流センサー、そして磁気コアーを使用しないコアレスコイル式電流センサーなどいくつかの種類があり、夫々以下のような特長を示しています。

【ご注意】
当社はパーマロイコアーを販売している会社で、
そのコアーを組み込んだ電流センサーは扱っておりません。

各種電流センサー

●電流センサーの特長

磁気比例型電流センサー |広測定範囲|低消費電力|挿入ロスなし|小型|軽量 |
磁気平衡型電流センサー |広周波数範囲|高精度|応答性に優|直線性に優|
|低温度ドリフト|挿入ロスなし|
磁気コイル型
電流センサー
|広周波数範囲|高精度|直線性に優|
コアレスコイル型
電流センサー
|広周波数範囲|広検出範囲|応答性に優|低温度ドリフト|
|ヒステリシス誤差ナシ|小型|軽量|
磁気平衡式電流センサー詳細

●磁気平衡式電流センサーの作動原理

1次側電流にて発生した磁束をホール素子が検出し、コアーに巻いたコイルによりゼロ磁束にします。この電流を1次側と同等の2次側波形として出力します。

磁気比例式センサー

●磁気比例式電流センサーの作動原理

入力電流(1次側)によってパーマロイコアーのギャップ(隙間)に発生した磁界(磁束)をホール素子が検出し、この磁界を電気信号(電圧)に変換し増幅回路で電圧を増幅することで、1次側と同等の電流を出力電流(2次側)として流します。2次側の数値を読み取ることで1次側電流の数値を知ることが出来、また小型軽量で消費電力が少なく測定範囲が広く実用的なため、様々な機器に採用されています。

 

● 電流センサーの様々な用途

電流センサー搭載産業機械
電流センサー用途例
電流センサー搭載リニアモータカー
●産業機械分野
NC加工機・産業ロボット・溶接機・プロセス制御装置等のAC・DCサーボ装置・各種モータ変速装置
●鉄道分野
駆動モータの電流・電圧検出、車両内エアコン・照明設備の制御用電流・電圧検出・鉄道信号
リニアモータカーでは加減速制御用の電流・電圧センサーにもパーマロイが活躍するでしょう
エレベーターセンサーパーマロイ積層コアーの電流センサー 電流センサー搭載車両
●建築設備分野
エレベータ誤動作防止用センサーとして、パーマロイ積層コアーが使用されています。
●輸送機器分野
ハイブリッド自動車・電気自動車・燃料電池自動車・在来自動車などのバッテリー充放電監視/モーター駆動制御装置
航空機・船舶関係
電流センサー搭載太陽光発電機電流センサー搭載冷蔵庫電流センサー搭載エアコン
●家庭電化製品
ソーラー(太陽光)発電機
インバータ冷蔵庫・エアコン
スマートメーター

 ● インバーター電流センサーについて

高性能化が実現した電流センサーはインバーター*1などに搭載され、様々な産業用機器・家電製品そしてハイブリッド自動車などに使用されています。電流センサーの主な働きにはトルク制御*2・周波数変換*3・過電流検出*4などがあげられ、夫々の機能を活かした各種製品があります。なかでもトルク制御・周波数変換機能は省エネ・省資源に貢献しますので、今後ますますその需要が高まるでしょう。

  *1 直流から交流への変換装置をインバーターといい、交流から直流への変換装置をコンバーターといいます。
  *2 モーターや発電機の電流変化を感知し、トルク(回転力)制御します。
  *3 インバーターにより出力される交流電流の、周波数変化を感知します。
  *4 電気機器内電線の許容限度を越えた過電流を検出し、保護します。
過電流が流れると機器が破損されたり、電線に発熱が生じ危険です。
インバーター用センサー3 ●磁気比例式(オープンループ型)センサーです
・用途:インバーター装置/サーボモーター制御装置/無停電電源装置/電源装置/NC工作機/溶接機
インバーター用センサー1 ●車載用の磁気平衡式(クローズドループ型)センサーです
周波数応答性・直線性・温度特性に優れ、インバータスイッチング素子の過電流破壊保護に適しています。
・用途:ハイブリッド自動車/電気自動車/燃料電池自動車/電動フォークリフト・ゴルフカート/老人用電動カーなどのモーター駆動制御、モーター直流変換制御、バッテリー電流検出など
インバーター用センサー2 ●各種産業向けの磁気平衡式(クローズドループ型)センサーです
周波数応答性・直線性・温度特性・過電流耐量に優れています。
・用途:汎用インバーター/サーボモーター制御装置/NC工作機/ロボット/エレベーター/溶接機/無停電電源装置/電源装置/家電/エンジン・太陽光・風力発電システム/燃料電池システム/医療機器など

 ● 電流センサーコアーの種類

電流センサーコアーは上記の他、捲き線をせず小型で消費電力が小さいオープンタイプのカットコアー。捲き線を施し入りと出の電流のズレが少なく高性能なクローズドループタイプのカットコアーなどがあります。

線タイプ/電流センサー
プレス抜き/電流センサー
接着積層/電流センサー
トロイダル/電流センサー
線タイプのカットコアー スタッキング積層コアー 接着積層コアー トロイダルカットコアー

 


●電流センサーコアーの特殊な搭載例

【1:地震発生予測に新たな可能性を拓く《地中電磁波パルス発生位置特定システム】

近年、地震発生前の地殻変動に伴って電磁波が励起されることに注視し、その電磁波パルスを調べることで地震発生との関連を解明しようとする研究が、大学間の共同研究として進められています。《地中電磁波パルス発生位置特定システム》詳細

弊社のパーマロイセンサーコアーが、この研究用《地中電磁波パルス発生位置特定システム》に搭載されました。地中深くに挿入されるこのシステム(左下写真)には、X・Y・Z軸の3方向交流磁界検出用サーチコイルが内蔵され、その中に弊社製品は組み込まれています。

3方向への設置により、3次元の交流磁界のベクトル(方向と強さ)を得ることが可能となり、垂直電界と3次元磁界成分から、検出電磁波の到来方位を予測することができるのです。

1995年1月の阪神・淡路大震災、2004年10月の中越地震、2007年3月の能登半島地震、そして2007年7月の新潟県中越沖地震と大地震の記憶も生々しい昨今、このような「地震発生予測に向けての研究」をはじめ、様々な試みが現在も精力的に行われています。

地震発生予測研究のセンサー
地震発生予測研究の概念
地震発生予測へ新たな可能性を拓く研究の概要

 

【2:水星磁気圏探査機に当社センサーコア−搭載】

水星磁気圏探査機想像図
水星磁気圏探査機想像図 (Credit: 京大・生存圏研究所

古くから知られていながらほとんど訪問されていなかった水星の解明を目的として、日本の宇航宙空研究開発機構(JAXA)とヨーロッパ宇宙機関(ESA)が2つの衛星をドッキングさせて送る「ベピコロンボ計画」が数年後に打ち上げられる予定です。水星周辺に広がる磁気圏と呼ばれる領域で微弱な電磁波を観測するため、日本が提供する水星磁気圏探査機(MMO:Mercury Magnetospheric Orbiter)には、金沢大学などが開発する小型軽量で高感度なサーチコイル型の磁界センサーが搭載されます。このサーチコイルには高透磁率積層パーマロイコアーが内蔵され、同時に計測された電磁波の電界2成分と組み合わせると電磁波の到来方向や伝わり方が分かり、初の水星磁気圏の構造解明に役立つと期待されています。このセンサーコアーに当社のパーマロイが採用されました。現在打ち上げ前の地上試験により性能を検証していますが、設計値通りの高感度が確認されています。(2009年5月記載)

サーチコイル電流センサーとセンサーコアー
電流センサーコアー
電流センサー校正実験
サーチコイルセンサーと
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パーマロイセンサーコアー
磁気シールド室での
センサー校正実験

 


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