JPH0114546B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は負荷に印加される電源の種類を判別
する電源判別回路に関する。

〔発明の技術的背景〕

単相および三相３線式の電力負荷の使用状況
（たとえば電力、皮相電力、力率等）を把握する
ために用いられる共用形分析装置においては、第
１図、第２図に示すような配線方法により、負荷
に印加される電源の電圧情報を入力するのが一般
的である。

第１図は電源が三相３線式、単相３線式の場合
の配線方法を示すもので、電源１と負荷２とを結
ぶ電源線からそれぞれ入力端子P₁，P₂，P₃を通
して電圧入力部３に２組の交流電圧情報が与えら
れる。電力入力部３は２つの変圧回路３１，３２
で構成されており、入力端子P₁とP₂とが一方の
変圧回路３１の入力に接続され、端子P₂とP₃と
が他方の変圧回路３２の入力に接続されている。
ここで電源１と負荷２との間を結ぶ３本の電源線
のうち、一相（Ｒ相）の線が端子P₁へ、二相
（Ｓ相）の線が端子P₂へ、三相（Ｔ相）の線が端
子P₃へそれぞれ接続され、２つの変圧回路３１，
３２により変圧された電圧v₁₂、v₃₂がそれぞれ図
示しない分析装置の演算部に入力されて電源１の
種類が判別される。

また第２図は電源１′が単相２線式の場合の配
線方法を示すもので、電源１′と負荷２′との間を
結ぶ２本の電源線のうち一相の線が端子P₁，P₃
へ二相の線が端子P₂へそれぞれ入力される。こ
の場合には変圧回路３１からの出力電圧v₁₂と変
圧回路３２からの出力電圧v₃₂とは同相信号とな
る。

〔背景技術の問題点〕

このような配線方法により得た２組の交流電圧
情報（v₁₂、v₃₂）と負荷に流れる電流情報とによ
り、負荷の使用状況を把握する分析データを演算
処理する場合、たとえば皮相電力の演算は三相３
線式の場合には第１図に示すように線間電圧を入
力しているため、単相の場合の皮相電力演算とは
異なり電圧情報と電流情報とによる乗算結果に定
数を乗算する処理を必要とする。そこで単相およ
び三相３線式の電源共用形分析装置においては、
電源の種類により演算処理を切り換える必要があ
る。

このため従来は操作者が電源の種類を分析装置
に設けられた設定器により設定する方法が取られ
ていたが、設定項目が複雑な場合には設定ミスを
おこしたり取り扱いに熟練を要する等運用上多く
の問題があつた。そのためこのような操作者の手
をわづらわすことなく、電源の種類を自動判別す
る技術が要望されていた。このような電源の自動
判別法として、第１図、第２図に示す配線方法に
より得られた電圧情報v₁₂とv₃₂とを用い、これを
パルスに変換してそのパルスの立ち上がり順序に
より自動的に電源の種類を判別する方法がある。

第３図は第１図および第２図に示す回路により
得られた電圧v₁₂、v₃₂の位相関係を示すベクトル
図である。第３図ａは電源が三相３線式の場合の
ベクトル図を示したもので、電圧v〓₁₂とv〓₃₂とは60゜
の位相差を持つている。第３図ｂは電源が単相３
線式の場合のベクトル図で、電圧v〓₁₂とv〓₃₂とは
180゜の位相差を持つている。さらに第３図ｃは電
源が単相２線式の場合のベクトル図を示したもの
で、電圧v〓₁₂とv〓₃₂とは同相である。この２組の電
圧情報の位相関係を利用し、電圧v〓₁₂を変換した
パルスと電圧v〓₃₂とを変換したパルスの立ち上が
り順序（または立ち下がり順序）を判別するので
あるが、第３図ｂと第３図ｃとが示すように、単
相３線式と単相２線式とでは２つの電圧信号の位
相角が180゜だけ異なるため、電源の種類を判別す
るためには、電圧v〓₁₂の変換パルスと電圧v〓₃₂の変
換パルスとをそれぞれ異なる時間だけパルスの立
ち上がり時間（または立ち下がり時間）を遅らせ
る（また進ませる）回路が必要となり、判別回路
が複雑になつてしまうという欠点があつた。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、簡単な回路構成で自動的に
電源の種類を判別することのできる電源判別回路
を提供するにある。

〔発明の概要〕

この発明では上記目的を達成するために、単相
または３相の電源線からとり出した２つの交流電
圧情報を用いて前記電源線に印加された電源の種
類を判別する電源判別回路において、前記２つの
交流電圧情報をそれぞれ第１および第２の２値パ
ルス信号に変換する手段と、前記第１および第２
の２値パルス信号の排他的論理和を求める手段
と、この排他的論理和信号から所定のパルス巾以
下のパルスを除去する手段とを設け、前記パルス
除去手段の出力に基づいて電源の種類を判別する
事を特徴としている。

〔発明の実施例〕

第４図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。第１図、第２図に示した電力入力部３から出
力された２つの交流電圧情報v₁₂、v₃₂はそれぞれ
演算増巾器４１，４２に入力され、２値パルス信
号に変換される。変換されたそれぞれのパルス信
号は排他的論理和ゲート５に入力される。排他的
論理和ゲート５の出力は積分回路６を介してフリ
ツプフロツプ７に接続される。またフリツプフロ
ツプ７のクリア端子（CL）にはリセツト回路８
が接続される。

次に第４図の回路動作を第５図に示すタイミン
グチヤートを用いて説明する。なお第５図ａは三
相３線式電源の場合、ｂは単相３線式の場合、ｃ
は単相２線式の場合のタイミングチヤートであ
る。

交流電圧v₁₂、v₃₂の波形１０１，１０２は、第
３図に示すように電源の種類によつて位相差が異
なるため、第５図に示すようになる。この波形１
０１，１０２をゼロクロスコンパレータ等の演算
増巾器４１，４２を用いて２値パルス信号に変換
したのが波形１０３，１０４である。排他的論理
和ゲート５は２つの入力信号の状態がローとハイ
またはハイとローの組み合せの時に出力がハイレ
ベルとなり、ローとローまたはハイとハイの組み
合せの時は出力がローレベルとなる。したがつて
波形１０３，１０４の入力に対し、出力波形１０
５は三相３線式の電源の場合には第５図ａに示す
ようにクロツク波形が得られる。

なお単相３線式および単相２線式の電源の場合
には、理想的にはそれぞれハイレベル、ローレベ
ルに固定されるのであるが、実際には数度の位相
差を持つ場合があるため第５図ｂ，ｃに示すよう
に、それぞれの出力波形１０５にはひげ状のクロ
ツクが発生する。このひげ状のクロツクを除去す
るための手段として積分回路６を用いる。

ここで積分回路６によるパルス除去巾ｔはt₁＞
ｔ＞t₂、t₃の関係にある。なお、t₁は三相３線式
電源の場合の波形１０５のクロツク巾を、t₂、t₃
はそれぞれ単相３線式、単相２線式電源の場合の
出力波形１０５のひげ状クロツク巾である。した
がつて三相３線式電源の場合のみクロツクパルス
が通過し、単相３線式や単相２線式電源の場合に
はひげ状のクロツクは除去される。その結果積分
回路６の出力波形１０６とフリツプフロツプ７の
出力波形１０７は第５図に示したようになる。な
おリセツト回路８はフリツプフロツプ７の出力
（Ｑ）を初期状態にセツトするための信号を出力
するものである。

第５図ｂ，ｃの波形１０６，１０７から明かな
ように、従来困難であつた単相３線式と単相２線
式の場合の電源の種類を出力波形１０６，１０７
がハイ、ローであるかロー、ローであるかによつ
て容易に判別することができる。

第６図はこの発明の他の実施例を示すもので、
積分回路６の出力を単安定マルチバイブレータ９
に入力し安定出力１０９を得るようにしたもので
ある。単安定マルチバイブレータ９は第７図ｄに
示すように入力パルスの立ち上がり（または立ち
下がり）によつてスタート（▲印）し、一定のパ
ルス巾t_wを持つ出力パルスを得ることができる回
路であるが、第７図ｅに示すように出力パルス巾
t_wよりも短い入力パルス（パルス巾t₄）が入力さ
れると出力中にリスタート（▲＾印）がかかり出
力は常に一定のレベル（ハイレベル）に保持され
る動作をする。つまり単安定マルチバイブレータ
９の出力巾t_wを波形１０６のクロツク巾よりも長
くすることにより前述した第４図と同一の結果が
得られる。

第８図はこの発明の他の実施例を示す回路図
で、排他的論理和ゲート５の出力を積分器１０を
介して電圧レベル判定用演算増巾器１１ａ，１１
ｂに入力し安定出力１１１ａ，１１１ｂを得るよ
うにしたものである。

そして第９図ｆに示すように排他的論理和ゲー
ト５を通過した波形１０５は、三相３線式、単相
３線式、単相２線式に応じてそれぞれａ，ｂ，ｃ
のような波形１０５となるが、積分器１０により
積分されその出力波形１１０は第９図ｇに示すよ
うな電圧レベルに変換される。すなわち三相３線
式、単相３線式、単相２線式の各電源における電
圧レベルをそれぞれVa、Vb、Vcとすると電圧
レベルの関係は、０≦Vc＜Va＜Vb≦積分器１
０の最大出力電圧となる。ここでVc＜V₁＜Va＜
V₂＜Vbとなるように比較電圧V₁、V₂を演算増巾
器１１ａ，１１ｂの一方の入力端子に接続し、積
分器１０の出力を比較するようにすれば、第９図
ｈに示すように各電源の種類に応じて図に示すよ
うな２値レベルの組合せが得られる。したがつて
この２値レベルを比較することによつて容易に各
電源の種類を判別することができる。

なお三相４線式電源の場合には単相２線式電源
と同じ演算処理を用いればよい。また単相、三相
で線式を問わず共用できる分析装置についてもこ
の発明を適用することができるのはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて詳細に説明したように、
この発明では単相または三相の電源線から取り出
した２つの交流電圧情報を２値パルス信号に変換
し、その排他的論理和信号から所定のパルス巾以
下のパルスを除去して得た信号に基づいて電源の
種類を判別するようにしたので、比較的簡単な回
路構成により電源の種類を判別することができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は電源線から交流電圧情報を得
るための電圧入力配線図、第３図ａ，ｂ，ｃは電
源の種類による電圧ベクトル図、第４図はこの発
明の一実施例を示す回路図、第５図ａ，ｂ，ｃは
第４図の動作を示すタイミングチヤート、第６図
はこの発明の他の実施例を示す回路図、第７図
ｄ，ｅは第６図の動作を説明するためのタイミン
グチヤート、第８図はこの発明のさらに他の実施
例を示す回路図、第９図ｆ，ｇ，ｈは第８図の動
作を説明するためのタイミングチヤートである。 １……電源、２……負荷、３……電圧入力部、
４１，４２……演算増巾器、５……排他的論理和
ゲート、６……積分回路、７……フリツプフロツ
プ、９……単安定マルチバイブレータ、１０……
積分器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 単相または三相の電源線からとり出した２つ
   の交流電圧情報を用いて前記電源線に印加された
   電源の種類を判別する電源判別回路において、前
   記２つの交流電圧情報をそれぞれ第１および第２
   の２値パルス信号に変換する手段と、前記第１お
   よび第２の２値パルス信号の排他的論理和を求め
   る手段と、この排他的論理和信号から所定のパル
   ス巾以下のパルスを除去する手段とを設け、前記
   パルス除去手段の出力に基づいて電源の種類を判
   別する事を特徴とする電源判別回路。