JPH0271161A - 電子式電力量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、無効電力量を計測表示する電子式電力量計の
改良に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の無効電力量計は第１図に示すように構成
されている。即ち、補助変圧器１と補助変流器２とでそ
れぞれ給電線の負荷電圧に比例する第１の電圧信号と給
電線の消費電流に比例する第２の電圧信号を得た後、第
１の電圧信号は移相回路３へ、第２の電圧信号は時分割
乗算回路４にそれぞれ供給される。この移相回路３では
第１の電圧信号をπ／２だけ位相をずらして後続の・母
ルス幅変調回路５に供給し、ここでＶ２の位相ずれを有
する第１の電圧信号を用いて基準電圧を変調して・平ル
ス幅デーーティ・サイクル信号を作成した後、前記時分
割乗算回路４へ導入する。この時分割乗算回路４は、パ
ルス幅デー−ティ・サイクル信号を用いて前記第２の電
圧信号を時分割的に取込んで時分割乗算し無効電力を求
めている。

そして、この時分割乗算回路４によって得られた電力を
積分回路６で積分して電力に比例する／９ルス数のパル
スに変換し、更に分周回路７で分周し、この分局ノ４ル
スを表示部８で計数表示させて無効電力量を得ている。

ところで、通常、無効電力Ｑは、 Ｑ＝ＶＩｓｉｎθ＝ＶＩ　ｃｏｍ（θ−Ｔ）によって求
められるため、第１の電圧信号および第２の電圧信号の
何れか一方例えば第１の電圧信号を移相回路３によシπ
／２だけ位相をずらし、このπ／２の位相ずれの伴なっ
た第１の電圧信号と位相ずれ無しの第２の電圧信号とを
乗算すれば、上式のような無効電力を求めることができ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかし、第１図に示す電子式電力量計は無効電力量を計
量表示できるものの、その電力量が第１および第２の電
圧信号相互間において遅相又は進相の何れに属するもの
であるか否かを判断できない。即ち、第１の電圧信号が
第２の電圧イバ号よシも遅相状態にある無効電力量か或
いは第１の電圧信号が第２の電圧信号よシも進相状態に
ある無効電力量であるのか判断できない。

本発明は以上のような点に着目してなされたもので、遅
相無効電力量と進相無効゛電力量を高精度に計測して表
示し得る電子式電力量計を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するだめの手段と作用） 本発明は、パルス幅変調回路と時分割乗算回路との間に
第１のスイッチを設け、ま友分周回路の出力側に第２の
スイッチを介して複数の表示部を設け、第１およびＮ２
の信号相互間における遅相又は進相状態に応じて第１お
よび第２のスイッチを切替制御し、遅相時と進相時の無
効電力量を表示する電子式電力量計である。

（実施例） 先ず、従来例で述べた不具合は次のような技術手段によ
って解決することが可能である。即ち、補助変流器と時
分割乗算回路との間に第１のスイ、チおよび反転回路を
設け、また分周回路の出力端に第２のスイッチを介して
複数の表示部を設け、第１および第２の信号間の位相状
態に応じて両スイッチを切替制御して遅相時と進相時の
無効電力量を複数の表示部に別々に表示することが考え
られる。

しかし、この考えに基づく技術手段は、第１のスイッチ
にアナログスイッチを用いること、反転回路としては通
常オペアンプを用いることを考えれば、前記アナログス
イッチのオン抵抗による変化信号や反転回路のオフセッ
ト電圧を含んだ信号が時分割乗算回路に導入され、ここ
でｍ２の信号を時分割乗算するので正確な無効電力量を
求めることができない。

そこで、本発明は、以上の考えを前提にしつつも、高精
度に遅相および進相の両無効電力量を得るための技術手
段を実現することにあシ、以下、単相の電子式電力量計
に適用した場合の一実施例について第２図を参照して説
明する。同図において１１は給電線の負荷電圧に比例し
た第１の電圧信号に変換する補助変圧器、１２は給電線
の消費電流に比例した第２の電圧信号に変換する補助変
流器であって、これら変圧器１１および変流器１２の何
れか一方例えば図示する如く補助変圧器１１の出力端に
π／２だけ位相をずらす移相回路１３が接続されている
。、１４は移相回路１３から出力され九位相ずれの伴な
った信号を用いてノ母ルス幅変調を行ないパルス幅デュ
ーティ・サイクル信号を作成するノ々ルス幅変調回路で
あって、ここで／ｆルス化されたノｆルス幅デーーティ
・サイクル信号は第１のスイッチ１５の選択端子に供給
される。この第１のスイッチ１５は２つの被選択端子ａ
、ｂを有し、ｂ側波選択端子は反転回路１６を介して時
分割乗算回路１７と接続され、ａ側被選択端子は直接前
記時分割乗算回路１７と接続されている。この時分割乗
算回路１７は、・母ルス幅変調回路１４からの反転また
非反転せられたｚｆルス幅デー−ティ・サイクル信号を
用いて前記補助変流器１２からの第２の電圧信号を時分
割的に取込むことによシ乗算動作を行なって電力を求め
る。

１８は補助変圧器１１および補助変流器１２でそれぞれ
変換せられた第１および第２の電圧信号のレベル状態か
ら遅相か進相かを判断する位相判断回路でろって、例え
ばフリ、！・７０．グ等が用いられる。この位相判断回
路１８は、遅相と判断したとき第１のスイッチ１５をａ
側波選択端子に、進相と判断したときｂ側抜選択端子に
接続するものである。１９は積分回路、２０は分周回路
であり、この分周回路２０の出力端に第２のスイッチ２
ノを介して遅相無効電力量を表示する表示部２２と進相
無効電力量を表示する表示部２３が接続されている。こ
の第２のスイッチ２１も位相判断回路１８の出力によっ
て切替制御されるものである。

次に、上記電子式電力量計の動作について説明する。補
助変圧器１ノおよび補助変流器１２によシそれぞれ変換
せられた第１および第２の電圧信号・ｖｔ＠ｉが第３図
に示す８１．８２のような位相関係にあるとき、位相判
断回路Ｊ８はその両信号ｅｖ、・ｌを取込んでＳ３°、
８４のようにパルス信号に変換した後、このパルス信号
ＳＪ、Ｓ４をＤ形７リツプ・７０ツグのＤ端子およびＣ
ＫＲＡ子にそれぞれ入カレ、ここで遅相でちると判断し
て例えばハイレベル信号″ＨＩ＋を出力し、第１および
第２のスイッチ１５，２１に与える。この結果、第１お
よび第２のスイッチ１５，２１はそれぞれａ側波選択端
子に切替制御される。従って、遅相時においては、補助
変圧器１ノの出力は移相回路１３によシπ／２だけ立相
がずれてパルス幅変調回路１４に導入さ才Ｌ１　ここで
得られたパルス幅デーティ・サイクル信号は第１のスイ
ッチ１５のａ［１ｊｌｌ被選択端子を経て時分割乗算回
路１７へ直接与えられる。この時分割乗算回路１７はπ
／２だけ位相ずれの伴なった非反転のパルス幅デューテ
ィ・サイクル信号を用いて補助変流器１２からの給電線
の消費電流に比例した第２の電圧信号を時分割的に取込
んで乗算動作を行ない、無効電力を求めるものである。

そして、時分割乗算回路１７から出力された電力は積分
回路１９によシミ力に比例したパルス数の）４ルス信号
に変換され、さらに後続の分周回路２０によって分周さ
れた後、第２のスイッチ２１のａ側波選択端子を経て遅
相無効電力量表示部２２に表示される。

次に、第１および第２の１圧信号ａｙ　、　ｅｌが第４
図８１．Ｓ２のような位相関係にあるとき、位相判断回
路１８は該信号ｅｖ、・ｉをそれぞれ第４図８３、Ｓ４
のようにパルス化しその両パルス信号のレベル関係よシ
進相であると判断してローレベル信号″′Ｌ″を出力し
、第１および第２のスイッチ１５．２１を図示するｂ側
抜選択端子へ切替制御する。

この進相時においては、パルス幅変調回路１４から出力
されたパルス幅デューティ・サイクル信号は反転回路１
６を介して時分割乗算回路１７へ導入される。この時分
割乗算によって電力を求める動作は前述と同様であシ、
最終的に分周回路２．０で分周された電力に比例したパ
ルスは第２のスイッチ２１のｂ側抜選択端子を経て進相
無効電力量表示部２３に表示されるものである。

従って、以上のような実施例の構成によれば、第１およ
びＭ２の電圧信号の位相関係を判断し、その判断結果に
基づいてスイッチ１５．２１を切替制御して遅相用およ
び進相用の表示ｇ２２゜２３に別々に表示するので、１
個の電子式電力量針で自動的に遅相無効電力量と進相無
効電力量を計測表示することができる。また、パルス幅
変駒回路１４の出力側にスイッチ１５および反転回路１
６を設けたことによシ、アナログ信号の処理によって生
ずる信号変換特性の悪化という問題がなくなり、正確に
無効電力量を計測できる。つまシ、第２の電圧信号であ
るアナログ信号を反転させる手段をとった場合にはスイ
ッチのオン抵抗や反転回路のオフセット電圧が電力に直
接影響を与えるが、・母ルス幅デーーティサークル信号
を非反転または反転させて時分割乗算回路１７へ導入す
るようＫすれば、スイッチ１５のオン抵抗や反転回路１
６のオフセット電圧は反転動作によって消去され何ら電
力の測定に影響を与えない。よって、遅相および進相の
無効電力量を高精度に計測できる。

なお、反転回路１６としては、通常、第５図（−）に示
すようなインバータ１６ａを用いて反転動作を行なうが
、例えば同図（ｂ）のような排他的論理和回路１６ｂを
用いて行なってもよい。また、上記実施例は、単相電子
式電力量計への適用例について述べたが、多相電子式電
力量計にも同様に適用できる。即ち、第６図はかかる多
相電子式電力量計であって、これは各相の時分割乗算回
路１７゜１７０出力を積分回路１９に加え、位相判別結
果に基づいて第２のスイッチ２ノを切替制御し、遅相時
の多相無効電力蓋と進相時の多相無効電力量とを表示部
２２．２３に表示するものである。

［発明の効果コ 以上詳記したように本発明によれば、給電線の負荷′電
圧および消費電流に比例した第１および第２の電圧信号
の位相状態を判断し、その判断結果に基づき・、パルス
幅変調回路の出力を第１のスイッチによシ非反転および
反転して時分割乗算回路に導入し、かつ複数の表示部を
第２のスイッチによって選択して前記時分割乗算回路で
得た電力を区別して表示するようにしたので、遅相無効
電力量と進相無効電力量を計測表示でき、かつスイッチ
のオン抵抗や反転回路のオフセット電圧の影響を受けず
に正確に無効電力量を得ることができる電子式電力量計
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子式゛電力量計のブロック図、第２図
は単相に適用した本発明に係る電子式電力量計の一実施
例を示すプロ、り図、第３図および第４図は位相判別回
路の位相判断動作を説明する波形図、第５図は反転回路
の具体例を示す図、第６図は多相に適用した場合のプロ
、り図である。 １）・・・補助変圧器、１２・・・補助変流器、１３・
・・移相回路、１４・・・パルス幅変調回路、１５・・
・スイッチ、１６・・・反転回路、１７・・・時分割乗
算回路、１８・・・位相判別回路、１９・・・積分回路
、２２・・・遅相無効電力量表示部、２３・・・進相無
効電力量針。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）給電線の負荷電圧および消費電流にそれぞれ比例
   する第１および第２の電圧信号の何れか一方を所定角度
   ずらし、かつ第１の電圧信号を受けてパルス幅変調回路
   でパルス幅変調を行なってパルス幅デューティ・サイク
   ル信号を得、この信号を用いて前記第２の電圧信号を時
   分割乗算回路で時分割乗算して無効電力を求める電子式
   電力量計において、前記第１の電圧信号と第２の電圧信
   号のレベルから遅相か進相かを判断する位相判断回路と
   、この位相判断回路の判断結果に応じて前記パルス幅デ
   ューティ・サイクル信号を直接または反転させて前記時
   分割乗算回路に導入する信号変換手段と、前記時分割乗
   算回路から出力された電力を前記位相判断回路の出力に
   応じて区別して表示する表示手段とを備えてなることを
   特徴とする電子式電力量計。
2. （２）表示手段は、位相判断回路の出力に応じて切替制
   御される切替回路と、この切替回路の切替制御によって
   導入される電力量を表示する遅相無効電力量表示部およ
   び進相無効電力量表示部とを有するものである特許請求
   の範囲第１項記載の電子式電力量計。