[发明专利]功率测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量功率的装置，尤其涉及利用了磁性膜的磁阻效应的功率测量装置。

背景技术

由于交流电中电压和电流存在相位差，所以产生由此造成的无功功率。不仅从感应电动机的消耗功率即有功功率的测量和节能研究的观点来看，而且从能量的彻底有效利用的观点来看，基于无功功率、视在功率以及功率因数等的测量的、功率的可视化变得愈发重要。

感应电动机中的消耗功率根据输入电压、输入电流、频率、还根据负载的大小，会大幅变动。以往分别独立地测量了电流、电压、电流-电压的相位差(θ)之后，通过运算电压×电流×功率因数(cosθ)算出感应电动机中的消耗功率。

为了测量消耗功率，作为测量电流的方法，大多使用基于CT(Current Transformer:电流互感器)或分流电阻的方式。然而，CT(Current Transformer)在设置空间存在限制，并且为高价。所以，想要在各种不同的位置测量消耗功率的情况的使用并不容易。此外，分流电阻方式在设置空间存在限制，并且浪费不必要的能量，随之会留下发热问题。

另一方面，以往，作为更小型的功率测定器，提出了利用霍尔元件的装置。在专利文献1中，使用两个霍尔效应元件测量有功功率、无功功率及相位或功率因数。另外，在专利文献2中，在通过霍尔效应元件进行测量时，考虑由产生的控制电流导致的自磁场误差项的影响，从而正确地测量负载的功率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-187048号公报

专利文献2：日本特开昭61-17071号公报

发明内容

当基于节能的观点及/或功率被利用于对汽车等移动体的驱动时，需要在各种位置的功率测量。为了满足这样的需求，需要具有小型的传感器和简便的测量部的功率测量装置。作为用于测量消耗功率的测量电流方法，基于CT或分流电阻的方式如上述那样由于尺寸的关系，不能满足这样的要求。

在专利文献1及2中公开的装置由于使用了霍尔元件，与基于CT或分流电阻的方法比较，能够变得小型。但是，为了测量1个位置的消耗功率而使用多个元件是不能小型化的根本原因。另外，将专利文献2的电路用于狭小位置的测定也未必是容易的。

此外，霍尔元件必须设置为对平面状的元件施加来自垂直方向的磁场。这会产生如下课题：在要拾取来自导线的磁场时，元件形成的平面不能贴在导线上。这是由于：若元件形成的平面贴在导线上，来自导线的磁场仅对元件面内施加，难以得到霍尔效应。

用于解决课题的手段

本发明是鉴于上述的课题而研发出的，是利用了磁性膜具有的磁阻效应的功率测量装置。更具体的是，本发明的功率测量装置是测定经由连接线连接于电源的负载中所消耗的功率的功率测量装置，其特征在于，具有：一对连结端，其用于相对于上述电源与上述负载并联地连结；

传感器元件，其具有：包含磁性膜的磁性膜部、和设置在上述磁性膜部的两端的一对传感器端子，上述传感器端子的一端与上述连结端的一个连接，上述传感器元件具有偏置机构，该偏置机构对上述磁性膜部赋予动作点，上述传感器元件以上述磁性膜部的长边方向与上述连接线的电流流动方向大致平行的方式隔着绝缘层与上述连接线相邻配置；

n个带通滤波器，该n个带通滤波器并联地连接于上述传感器元件的传感器端子的另一端；

相位调整器，其与上述带通滤波器的每一个串联地连接；

选择开关，其选择地连接上述相位调整器；

测量电阻，其一端与选择开关连接，另一端与上述连结端的另一端连接；以及

电压检测部，其将上述传感器端子的每一个作为测量端子来测量上述测量端子间的电压。

发明效果

本申请的功率测量装置发挥非接触(原理)、容易设置(超小型、薄型)、节能(测量时的能量消耗小)这样的磁性薄膜功率传感器的优点，在感应电动机的具体部位，通过一个传感器不仅能够测量有功功率，还能够测量无功功率和功率因数。由此，能够进行功率消耗状况的可视化，并且，通过应用于感应电动机，能够根据运转状况和负载状况来进行节能驱动控制。

附图说明

图1是表示本发明的功率测量装置的构成的图。

图2是表示本发明的功率测量装置的测定原理的图。

图3是表示本发明的功率测量装置的测定原理的图。

图4是表示本发明的功率测量装置中使用的传感器元件的其他实施方式的图。

具体实施方式