[发明专利]改进的电流互感器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于飞行器的发电机模块，且更具体地涉及用于所述发电机模块中的故障检测电流互感器。

背景技术

发电机模块、尤其是飞行器的发电机模块遭受影响其操作的内部和外部短路（故障）。为了检测在发电机模块内部或外部的短路，内部电流互感器被用于确定发电机模块的内部电流。外部电流互感器同时被用于确定离开该发电机模块的电流。当外部电流互感器和内部电流互感器的电流测量值相差超过预定阈值时，控制器确定在发电机模块的内部或外部存在故障，并且该控制器采取合适动作。内部电流互感器物理上定位在发电机相绕组的中性侧上，以在受保护区域中包括发电机绕组。

电流互感器具有饱和点，在该饱和点，电流互感器的次级输出不再线性地增加，尽管流经该电流互感器的初级电流连续增加。当发生内部电流互感器的饱和时，在短路期间内部电流互感器测量值和外部电流互感器测量值之间的差能超过该阈值，从而导致控制器在存在故障时不能检测到该故障、或者当不存在故障时错误地感测有故障。

发明内容

公开了一种电流互感器，所述电流互感器具有：限定轴线的环形磁芯；围绕所述磁芯缠绕的多个绕组；环形壳体，所述环形壳体包围所述磁芯和所述绕组；以及连接到所述绕组的输出引线线。所述环形磁芯具有矩形截面面积，所述矩形截面面积限定可操作以提供合适的电流互感器额定电流的轴向高度范围和径向宽度范围。

还公开了一种用于飞行器的发电机模块，所述发电机模块包括：发电机；内部电流互感器，所述内部电流互感器可操作以检测所述发电机模块的内部电流并且可操作以将检测到的内部电流输出给控制器。所述电流互感器具有限定轴线的环形磁芯、围绕所述磁芯缠绕的多个绕组、包围所述磁芯和所述绕组的环形壳体、以及连接到所述绕组的输出引线对。所述环形磁芯具有矩形截面面积，所述矩形截面面积限定可操作以提供合适的电流互感器额定电流的轴向高度范围和径向宽度范围。

还公开了一种组装发电机模块的方法，所述方法包括以下步骤：确定通过发电机模块的最大短路电流；将内部电流互感器安装在所述发电机模块中，其中，所述电流互感器具有芯截面面积，所述芯截面面积足以允许所述内部电流互感器的额定初级电流超过通过所述发电机模块的最大短路电流；以及将所述内部电流互感器连接到控制器，其中，所述控制器还连接到相应的外部电流互感器，使得所述控制器能够将所述发电机模块的内部电流与所述发电机模块的输出电流比较并且确定何时所述系统中存在故障。

本发明的这些以及其他特征通过下述说明书和附图可被最佳地理解，下述是附图简要说明。

附图说明

图1示意性地示出了发电机模块。

图2示出了电流互感器的等轴测图。

图3示出了图1的电流互感器的截面图。

图4示出了图1的电流互感器的俯视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了发电机模块10，所述发电机模块在输出12处输出电流。在发电机模块10内的是内部电流互感器20，所述内部电流互感器测量发电机模块10的内部电流。内部电流互感器20在物理上定位在发电机相绕组的中性侧上，以在受保护区域中包括发电机绕组。

外部电流互感器30被连接到发电机模块10，并且测量发电机模块10的输出电流。内部电流互感器20和外部电流互感器30都被连接到控制器40。控制器40从内部电流互感器20和外部电流互感器30中的每一个读取检测电流，并且当检测电流以大于预定阈值的量变化时识别是内部故障或外部故障。内部电流互感器20和外部电流互感器30均具有相同的初级电流对次级电流的比。通过将每个电流互感器20、30的绕组中的次级匝数合适地分段（sectioning），设计者可确保电流互感器20、30具有相同的输入初级电流对输出次级电流的比，并且由此确保执行正确比较。

诸如内部电流互感器20的电流互感器具有饱和阈值。该电流互感器的饱和阈值取决于电流互感器芯中的芯材料的量以及其他因素。当经过电流互感器的初级电流超过饱和阈值时，电流互感器的次级输出（电流测量值）达到峰值并且停止以线性方式增加。该效应使得饱和的电流互感器不能够给出大于电流饱和阈值的正确电流读数，并且必然影响控制器40的故障检测。本领域技术人员根据本发明会理解到，在考虑到内部电流互感器和外部电流互感器的芯之间的属性差异或者绕组中的匝数的情况下，增加芯材料的量将增大电流互感器的电流饱和阈值，而不会影响输入电流与输出电流的比。