JPH032870Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えば電子式電力量計に容易に適用し
うる力率監視装置に関する。 近年、省エネルギ
ー時代に入り、進相コンデンサーなどを用いて力
率の改善がなされているが、なお力率改善の余地
があり、また力率改善を必要としないまでも、現
負荷における力率は正確に把握しておく必要があ
る。このため、従来、負荷の力率は力率計を用い
て監視している。

しかし、従来の力率計は構成が複雑であるばか
りか、電子式電力量計との一体化が図れない不都
合がある。

本考案は上記実情にかんがみてなされたもので
あつて、構成が簡単で電子式電力量計にも容易に
適用でき、簡単に負荷力率を監視できる力率監視
装置を提供することにある。

即ち、本考案は、負荷電圧および消費電流を波
形整形して得られたパルス信号を用いて位相差に
比例したパルス幅のパルス信号をつくり、ある一
定の力率限界を外部より設定することで力率限界
値に対応するパルス信号を積分し、前記位相差に
比例したパルス幅のパルス信号を積分した値が前
記力率限界に対応するパルス信号の積分値を超え
た時、位相の遅れまたは進みにおいて異常である
旨の信号を出力する力率監視装置である。

以下、本考案の一実施例について第１図および
第２図を参照して説明する。なお、第１図は装置
全体のブロツク構成であり、第２図は第１図の主
要部分を具体化した一例である。これらの図にお
いて１１は給電線の負荷電圧に比例した電圧信号
evに変換する第１の信号変換器であつてこれに
は変成器を用いる。１２は消費電流に比例した電
圧信号eiに変換する第２の信号変換器であつてこ
れには変流器を用いる。１３，１４はそれぞれ演
算増幅器の反転入力端子を接地してコンパレータ
１３ａ，１４ａとして機能させた波形整形回路で
あつて信号変換器１１，１２の出力信号ev，eiを
波形整形してパルス信号に変換するものである。
１５は例えばＤタイプのフリツプ・フロツプ１５
ａで構成され、両パルス信号からの位相差の進み
又は遅れを判別する位相判別回路、１６は上記２
つのパルス信号の立上りで反転して位相差に比例
したパルス幅のパルス信号に変換する位相差−パ
ルス幅変換回路である。この回路１６は例えば波
形整形回路１４の出力信号を反転するインバータ
１６ａと、このインバータ１６ａおよび波形整形
回路１３のそれぞれの出力を入力とするアンドゲ
ート１６ｂとで構成されている。１７は進み位相
の時に位相差に比例したパルス幅のパルス信号を
リニアに変化させる回路であつて、これはインバ
ータ１７ａ，１７ｂと、アンドゲート１７ｃ，１
７ｄと、オアゲート１７ｅとで構成されている。
１８は波形整形回路１３で波形整形して得られた
パルス信号Ｃをある期間積分する積分回路、１９
は位相差に比例したパルス幅のパルス信号をある
期間積分する積分回路である。２０は積分回路１
８，１９の入力側に挿入されるスイツチ２０ａ，
２０ｂをある期間閉成して積分を行なわせる力率
の限界値を設定する設定器である。２１は両積分
回路１８，１９の積分出力を比較する比較回路、
２２は比較回路２１の比較結果に基づいて力率が
ある限界値を越えたとき表示する表示部である。

次に、以上のように構成せる力率監視装置の作
用を説明する。位相の遅れ又は進みの判別のう
ち、先ず位相の遅れについて述べる。負荷電圧に
比例した第３図ａに示す電圧信号ａおよび消費電
流に比例した第３図ｂに示す電圧信号ｂは波形整
形回路１３，１４でそれぞれ波形整形されてパル
ス信号ｃ，ｄ（第３図ｃ，ｄに変換される。そこ
で、波形整形回路１３で変換されたパルス信号ｃ
をＤタイプのフリツプ・フロツプ１５ａのＤ入力
端子に入力すると同時に、波形整形回路１４のパ
ルス信号ｄをフリツプ・フロツプ１５ａのCK入
力端子に入力すれば、同フリツプ・フロツプ１５
ａのＱ出力端子から常に″H″レベルの信号を出力
できる。

次に、位相の進みの場合、信号変換器１１，１
２から第４図ａ，ｂに示す信号ａ，ｂが得られ、
これらの信号ａ，ｂは波形整形回路１３，１４に
より第４図ｃ，ｄのようなパルス信号ｃ，ｄとな
る。従つて、この信号ｃ，ｄのうち、信号ｃをフ
リツプ・フロツプ１５ａのＤ入力端子に、信号ｄ
をCK入力端子に供給すれば、フリツプ・フロツ
プ１５ａのＱ出力端子から常に″L″レベルの信号
が出力される。従つて、位相判別回路１５の″
H″又は″L″レベル信号を表示部２２に導いて表示
すれば、位相の遅れ又は進みを知ることができ
る。

次に、力率の限界値を越えた場合の例について
述べる。先ず、位相の遅れの場合、第３図ｃの信
号ｃと、第３図ｄの信号ｄをインバータ１６ａで
反転して得た信号とをアンドゲート１６ｂでアン
ドすると、第３図ｅのような信号ｅを取り出せ
る。

一方、位相遅れの時、前述したようにフリツ
プ・フロツプ１５ａのＱが″H″であので、出力
端子から常に″L″レベルの信号がでている。従つ
て、この場合、アンドゲート１７ｄが優先的に動
作して第３図ｅの信号を通して第３図ｆの信号ｆ
を得る。そして、この信号ｆはオアゲート１７ｅ
を経た後、予め位相の限界値を定める積分期間設
定器２０によつて閉成するスイツチ２０ｂを介し
て積分回路１９に入り、ここで位相差に比例した
パルス信号を積分してその積分出力を比較回路２
１の一方入力部に供給する。一方、電圧信号ａに
対応するパルス信号ｃも積分回路１８で積分され
比較回路２１の他方入力部に供給される。この比
較回路２１は位相差に比例するパルス幅のパルス
信号の積分出力が積分回路１８の積分出力より大
きいとき、力率が限界値を越えていると判断し表
示部２２に位相遅れにおいて異常である旨を表示
する。

位相進みの場合も前述同様の動作を行なう。こ
の場合、フリツプ・フロツプ１５ａの出力端子
から常に″H″レベルの信号がでているので、アン
ドゲート１７ｃが優先動作され第４図ｅの信号ｅ
をインバータ１７ａおよび同アンドゲート１７ｃ
を介して第４図ｇの信号ｇとして出力する。そし
て、この位相差に比例するパルス幅の信号ｇをオ
アゲート１７ｅを介して出力し、スイツチ２０ｂ
の閉路を通つて積分回路１９で積分する。この
時、積分期間設定器２０は予め力率の限界値を定
めてスイツチ２０ｂを閉成するようになつている
ので、比較回路２１の積分回路１９の積分出力が
信号ｃの積分出力より大きいときつまり力率の限
界値より進み力率のとき″1″がでて表示部２２に
異常である旨表示される。

次に、以上の動作につき具体例をもつて説明す
る。例えば力率が0.5以下（位相差60゜以上）の時
に表示部２２に表示する例について述べる。この
場合、電圧信号evを波形整形したパルス信号ｃ
と位相差に比例したパルス幅を持つパルス信号ｅ
とは第５図ａ，ｂのような関係になる。今、パル
スの振幅が等しいとすると、パルス信号ｃのパル
ス幅は180゜に、位相差に比例するパルス信号ｅの
パルス幅は60゜に比例している。そうすると、こ
れらのパルス信号ｃ，ｅの積分値は180″／60゜＝３／
１と なる。つまり、力率の限界値を積分期間設定器２
０で設定する時、積分期間を１：３に設定してお
けば、パルス信号ｃをｋ期間積分し、パルス信号
ｅを3k期間積分することになる。そして、これ
らの積分結果を比較回路２１で比較する。もし、
パルス信号ｅの積分出力の方がパルス信号ｃの積
分出力より大きければ、同回路２１から信号がで
て表示部２２に表示され、これによつて力率が
0.5以下（位相差60゜以上）であることが分る。

なお、本考案は上記実施例に限定されるもので
はない。例えば波形整形回路１３，１４のコンパ
レータ１３ａ，１４ａは零基準電位とする必要が
なく、位相判別回路１５、位相差−パルス幅変換
回路１６，１７等は同一機能を有するものであれ
ば他の論理回路素子で構成してよいことは言うま
でもない。また、表示部２２に代え可聴信号を出
力するものでもよい。その他、本考案は要旨を逸
脱しない範囲で種々変形実施できる。

以上詳述したように本考案によれば、負荷電圧
および消費電流に比例する信号の波形整形した両
パルス信号から位相遅れまたは位相進みの位相判
別回路と位相差に比例したパルス幅のパルス信号
とを得、前記負荷電圧に起因する前記波形整形さ
れたパルス信号と前記位相差に比例したパルス幅
のパルス信号を、予め負荷力率の限界値として定
めた異なる積分期間をもつてそれぞれ積分すると
ともにこれらの積分出力を比較し、位相差に比例
するパルス信号の積分出力が大きいときに前記位
相判別信号に基づいて位相遅れまたは位相進みに
おいて負荷力率が限界値以上である旨の異常信号
を出力するので、力率の監視が容易であり、構成
的にも簡単に実現できる。また、電子式電力量計
と一体化が図れ、力率監視付電力量計として利用
でき、負荷力率の限界設定値如何により高精度に
力率を監視できる力率監視装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る力率監視装置の一実施例
を示すブロツク構成図、第２図は第１図の要部の
一具体例を示す図、第３図ａ〜ｆは位相遅れの動
作を説明する図、第４図ａ〜ｇは位相進みの動作
を説明する図、第５図ａ，ｂは力率の限界設定値
を定める場合の説明図である。 １１，１２……信号変換器、１３，１４……波
形整形回路、１５……力率判別回路、１６……位
相差−パルス幅変換回路、１７……パルス幅リニ
ア回路、１８，１９……積分回路、２０……積分
期間設定器、２１……比較回路、２２……表示
部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 負荷電圧および消費電流に比例した信号をそれ
   ぞれパルス信号に変換する第１および第２の波形
   整形回路と、これら両回路の出力パルス信号を用
   いて位相の遅れおよび進みを判別する位相判別回
   路と、前記第１および第２の波形整形回路から出
   力された両パルス信号より位相差に比例したパル
   ス幅のパルス信号に変換する位相差−パルス幅変
   換回路と、予め負荷力率の限界値として、Ｋ（Ｋ
   は整数）：180／ＮＫ（Ｎは力率限界値に対する位相 角）の比をもつた第１および第２の積分期間信号
   を出力する力率限界値設定手段と、この力率限界
   値設定手段によつて出力された第１の積分期間信
   号により前記第１の波形整形回路のパルス信号を
   積分する第１の積分回路と、前記位相差−パルス
   幅変換回路の出力パルス信号を前記設定手段によ
   る第２の積分期間信号により積分する第２の積分
   回路と、前記第１の積分回路の積分出力と前記第
   ２の積分回路の積分出力とを比較し、前記第２の
   積分回路の積分出力が大きいときに前記位相判別
   回路の位相判別信号より位相の遅れまたは進みに
   おいて負荷力率が限界値以上であつて異常である
   旨の信号を出力する異常出力手段とを備えたこと
   を特徴とする力率監視装置。