JPH0119102Y2 - - Google Patents

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JPH0119102Y2
JPH0119102Y2 JP1984033911U JP3391184U JPH0119102Y2 JP H0119102 Y2 JPH0119102 Y2 JP H0119102Y2 JP 1984033911 U JP1984033911 U JP 1984033911U JP 3391184 U JP3391184 U JP 3391184U JP H0119102 Y2 JPH0119102 Y2 JP H0119102Y2
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【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、電子式無効電力量計の改良に関す
る。
〔考案の技術的背景〕
第1図は従来における電子式無効電力量計の構
成図である。補助変圧器PT1は給電線の負荷電
圧に比例した電圧に変換して移相部2へ送り、こ
こで補助変圧器1からの出力電圧の位相を90度遅
らせて第1の乗算回路3へ入力させている。一
方、補助変流器CT4は給電線に流れる消費電流
をその電流値に比例した電圧に変換して第1の乗
算回路3へ入力させている。この第1の乗算回路
3は、移相部2および補助変流器4からの電圧信
号を乗算し、この乗算した電力に比例した電圧信
号を第2の乗算回路5へ送出している。また、前
記補助変圧器1の出力電圧の周波数は周波数検出
回路6によつて検出され、さらに周波数−電圧変
換回路7によりその周波数に比例した電圧信号に
変換されて第2の乗算回路5に送られている。こ
こで、第2の乗算回路5は、変換回路7からの電
圧信号と第1の乗算回路3からの電圧信号を乗算
することで、特に移相部2の出力に含まれる周波
数変動分を除去し、その電圧信号を積分回路8へ
出力する。つまり、前記移相部2として抵抗R、
コンデンサCより構成されるフイルタなどを用い
たとすると、移相部2からは下式に示すような出
力電圧eSが得られる。ここで補助変圧器1の出
力電圧eVが eV=√2Vsinωt …(1) であり、かつω=2πで表わすと、 eS=√2V/RC∫sinωtdt=−√2V/ωCRcosωt =√2V/ωCRsin(ωt−π/2) …(2) となる。したがつて、出力電圧eSの最大振幅は
(√2V/ωCR)となり、(1/ω)の影響すなわち周波 数の影響を受けることになる。
そうして、第2の乗算回路5からの電圧信号を
受けた積分回路8はその電圧信号を積分し、パル
ス周波数信号に変換して分周回路9に送り、この
分周回路9ではパルス周波数信号を所定の分周比
で分周して重みづけを行なつた後表示部10へ送
くる。かくして、表示部10により無効電力量の
表示が行なわれる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上記の如く構成された装置で
は、周波数変動分を除去するために第1および第
2の乗算回路3,5を設けなければならない。こ
のため電力量計の構成が複雑となり、さらに第1
の乗算回路3による乗算後、再び第2の乗算回路
5によつて乗算を行なつているために第2の乗算
回路5の出力電圧値が第1の乗算回路3に入力す
る電圧値より低くなつてしまう。これにより、装
置のダイナミツクレンジが狭くなつてしまう欠点
がある。
〔考案の目的〕
本考案は上記実情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、周波数変動分の除去を
簡単な構成で実現し得、かつダイナミツクレンジ
を広くできる電子式無効電力量計を提供するとこ
ろにある。
〔考案の概要〕
本考案は、補助変圧器または補助変流器の出力
電圧の周波数を負荷周波数−電圧変換器で検出し
てその出力電圧を移相部の可変抵抗回路に送る。
これにより可変抵抗回路はその内部抵抗が前記出
力電圧に応じて変化して補助変圧器または補助変
流器からの出力電圧を演算増幅器へ送る。しかる
に、移相部は補助変圧器又は補助変流器の出力電
圧を周波数変動に応じて振幅補正して所定の位相
だけずらして出力し、この後この出力は乗算回路
を通つて電力量演算部に送られて無効電力量が求
められる。
〔考案の実施例〕
以下、本考案に係る電子式無効電力量計の一実
施例について第2図および第3図を参照して説明
する。第2図は本考案に係る電子式無効電力量計
の構成図である。第2図において20は給電線の
負荷電圧を所定レベルの電圧に変換する補助変圧
器PTであり、21は給電線に流れる消費電流を
その電流値に比例した電圧に変換する補助変流器
CTである。この補助変圧器20の出力電圧の周
波数は負荷周波数−電圧変換部22により検出さ
れ、その周波数に比例した電圧信号に変換され
る。この負荷周波数−電圧変換部22は、補助変
圧器20の出力電圧の周波数を検出し、その周波
数検出信号を出力する周波数検出回路23と、こ
の検出回路23からの周波数検出信号により、検
出した周波数に比例した電圧信号vfを移相部30
へ出力する周波数−電圧変換回路24とから構成
されている。
移相部30は、周波数−電圧変換回路24から
の電圧信号に基づいて補助変圧器20の出力電圧
の位相を90度遅延して乗算回路40へ出力するも
ので、具体的には第3図に示すような回路構成と
なつている。第3図において可変抵抗回路として
のMOS型電界効果トランジスタ(以下MOSFET
と呼す)31のドレイン端子Dには、補助変圧器
20の出力電圧が加わり、ゲート端子Gとソース
端子Sとの間には、周波数−電圧変換回路24の
電圧信号vfが入力されるように構成されている。
そしてMOSFET31のソース端子Sは演算増幅
器32の反転入力端子に接続されている。そし
て、このMOSFET31は、リニヤ領域(三極管
領域)で動作するようにバイアスがかけられてい
る。また、演算増幅器32の出力端と反転入力端
子との間には、所定容量のコンデンサCが接続さ
れている。ここで、コンデンサC,MOSFET3
1のオン時の内部抵抗rおよび演算増幅器32を
もつて積分回路が構成されている。つまり、移相
部30は、ゲート端子Gへの電圧信号vfの電圧値
が変化すると、内部抵抗rが変化し、この場合の
内部抵抗rとコンデンサCとの値によつて遅延す
る位相角を制御する構成となつている。
前記乗算回路40は、移相部30で遅延された
補助変圧器20の出力電圧と補助変流器21の出
力電圧とを乗算し、この乗算値に基づく電力(す
なわち90度遅延された負荷電圧と消費電流との
積)に比例した電圧信号を電力演算部50へ出力
するものである。
この電力演算部50は、乗算回路40からの電
圧信号に基づいて無効電力量を得てその値を表示
するものであつて、乗算回路40からの電圧信号
を積分しパルス周波数信号に変換する積分回路5
1と、この積分回路51からのパルス周波数信号
を所定の分周比で分周して所定の重みづけを行な
う分周回路52、この分周回路52からの信号に
基づいて無効電力量の表示を行なう表示部53か
ら構成されている。
次に上記の如く構成された電力量計の動作につ
いて説明する。ここで、給電線における負荷電圧
eの実効値をV、消費電流iの実効値をI、角速
度をω、周波数を、負荷電圧eと消費電流iと
の位相差をとすると、負荷電圧e、消費電流i
は、 e=√2Vsinωt …(3) i=√2Isin(ωt−) …(4) で表わすことができる。但しω=2πである。
補助変圧器20はこの負荷電圧eを所定レベル
の電圧に変換し、また補助変流器21は消費電流
iをその電流値に比例した電圧に変換して出力し
ている。補助変圧器20で変換された電圧は周波
数検出回路23により周波数として検出された
後、周波数−電圧変換回路24へ送出される。周
波数−電圧変換回路24では周波数検出信号を受
けて、その周波数に比例した電圧信号vfに変換
し、移相部30のMOSFET31のゲート・ソー
ス端子G.S間に加える。これによりMOSFET3
1は、オン状態となり加えられた電圧信号の電圧
値に応じて補助変圧器20の出力電圧電流が演算
増幅器32へ送られる。
ここで、MOSFET31の内部抵抗rは電圧信
号vfの電圧値により変化するので、この内部抵抗
rとコンデンサCとで決まる移相角は、補助変圧
器20の出力電圧を常に90度遅延するものとな
り、かつその出力電圧には、周波数変動分を含ま
ないものとなる。
これにより、移相部30の出力電圧e′は e′=√2Vsin(ωt−π/2) …(5) となる。
以上のようにして得られた移相部30の出力電
圧e′と補助変流器21の出力電圧は乗算回路40
に送られ、ここで、両電圧の乗算が行なわれる。
すなわちe′×iは、 e′・i=VIsin−VIcos(2ωt −π/2−) …(6) となり、乗算回路40からは、このe′・iに比例
する電圧信号が取り出され、後続の積分回路51
へ送られる。
積分回路51は、入力された電圧信号すなわち
第(6)式を積分し無効電力Qを求める。つまり第(6)
式は積分処理されることにより Q=VIsin …(7) となる。さらに、積分回路51はこの無効電力Q
をパルス周波数信号に変換して分周回路52に出
力する。分周回路52では、パルス周波数信号を
所定の分周比で分周して重みづけを行ない、その
信号を表示部53へ送つて無効電力量Qとして表
示するものである。
従つて、この電力量計においては、MOSFET
31、演算増幅器32およびコンデンサCから構
成される移相部30に負荷周波数−電圧変換部2
2からの電圧信号vfを加えて、補助変圧器20の
出力電圧を90度遅延して乗算回路40に送るよう
にしたので、従来のように乗算回路を2つ設ける
必要がなく、簡単な構成とすることができる。こ
れにより、乗算回路40の電圧信号のレベルが入
力される電圧よりも低くなることがなく、装置の
ダイナミツクレンジを従来のものより広くするこ
とができる。そして、リニア領域で動作させる
MOSFET31のゲート・ソース端子G.S間に電
圧信号vfを加えているので、周波数変動に応じて
補助変圧器21の出力電圧レベルを自動的に補正
することになり、移相部30の出力電圧には周波
数変動分が含まれることなく、補助変圧器20の
出力電圧の位相を90度遅延することができる。し
たがつて、従来より簡単な構成で周波数変動分を
除去し、正確な無効電力量を測定することができ
る。
なお、本考案は上記一実施例に限定されるもの
ではない。たとえば、移相部30のMOSFET3
1の代わりに、第4図に示す如く周波数−電圧変
換回路24からの電圧信号vfに応じてその抵抗値
が変化するいわゆる自動増幅率制御回路AGC6
0を設けてもよい。
また、上記一実施例では、補助変圧器20の出
力電圧を90度遅延させているが、補助変流器21
の出力電圧の位相をずらしてもよい。この場合、
負荷周波数−電圧変換回路24は補助変流器21
の出力電圧の周波数を検出し、移相部30はこの
変換回路24からの電圧信号vfに基づいて補助変
流器21の出力電圧の位相を90度進ますものとな
る。そして、乗算回路40は、90゜進めた補助変
流器21の出力電圧と補助変圧器20の出力電圧
とを乗算するものとなる。このように構成しても
上記一実施例と同様の効果を得ることはいうまで
もない。
〔考案の効果〕
以上詳記したように本考案によれば、移相部に
おける周波数変動による振幅への影響を簡単な構
成で除去でき、かつ高ダイナミツクを実現できる
電子式無効電力量計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来における電子式無効電力量計の構
成図、第2図は本考案に係る電子式無効電力量計
の一実施例を示す構成図、第3図は本電力量計に
おける移相部の具体的な構成図、第4図は本電力
量計における移相部の変形例を示す構成図であ
る。 20……補助変圧器、21……補助変流器、2
2……負荷周波数−電圧変換部、23……周波数
検出回路、24……周波数−電圧変換回路、30
……移相部、40……乗算回路、50……電力量
演算部、51……積分回路、52……分周回路、
53……表示部。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 負荷電圧に比例した所定の電圧に変換する補助
    変圧器または消費電流の電流値に比例した電圧に
    変換する補助変流器の出力電圧の周波数を検出
    し、この周波数に比例した電圧信号を出力する負
    荷周波数−電圧変換部と、この負荷周波数−電圧
    変換部からの電圧信号に応じて内部抵抗が変化し
    て前記補助変圧器または前記補助変流器の出力電
    圧を通す可変抵抗回路を演算増幅器の反転入力端
    子に接続するとともにこの演算増幅器の出力端と
    前記反転入力端子との間にコンデンサを接続して
    構成し前記補助変圧器または前記補助変流器の出
    力電圧値を補正するとともに所定の位相だけずら
    す移相部と、この移相部の出力電圧と前記補助変
    流器または前記補助変圧器の出力電圧とを乗算し
    て、その乗算電圧に比例する電圧信号を出力する
    乗算回路と、この乗算回路からの電圧信号を積分
    し、次にこの積分値を分周して無効電力量を求め
    る電力量演算部とを具備したことを特徴とする電
    子式無効電力量計。
JP3391184U 1984-03-09 1984-03-09 電子式無効電力量計 Granted JPS60146865U (ja)

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