JPH0416780A - 三相電子的負荷装置 - Google Patents

三相電子的負荷装置

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JPH0416780A
JPH0416780A JP2121932A JP12193290A JPH0416780A JP H0416780 A JPH0416780 A JP H0416780A JP 2121932 A JP2121932 A JP 2121932A JP 12193290 A JP12193290 A JP 12193290A JP H0416780 A JPH0416780 A JP H0416780A
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Yousuke Nakanishi
要祐 中西
Shinya Kawada
川田 信哉
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は三相電子的負荷装置に関し、詳しくは、三相交
流電源に接続されて抵抗負荷、誘導性負荷、容量性負荷
または定電力・定電流負荷等を単一の装置で高精度に実
現可能とした三相電子的負荷装置に関する。
(従来の技術) 従来の単相電子的負荷装置としては、例えば第3図に示
す構成のものが知られている。すなわち同図において、
1は単相電子的負荷装置、2は交流電源、3はA/Dコ
ンバータ、4は演算処理を行うCPU、5はD/Aコン
バータ、6は電流源としての電圧/電流変換器を示して
いる。
このような構成の単相電子的負荷装置1において、A/
Dコンバータ3は入力電圧をサンプリングしてディジタ
ル値に変換し、このディジタル値及び負荷特性設定値に
基づいてCPU4により各種演算を行い、その演算結果
をD/Aコンバータ5及び電圧/電流変換器6にて所定
の電流設定値に変換して出力することにより、抵抗負荷
、容量性負荷、誘導性負荷または定電力・定電流負荷等
を模擬するようになっている。
すなわち、抵抗負荷の場合は、第4図に示すようにA/
Dコンバータ3により入力電圧Vaが一定時間間隔(T
 s)毎にサンプリングされ、これに基づきCPU4は
下記(1)式の演算を行って第4図に示す負荷電流(設
定値)Iahを算出する。
■低= Va、 / R・・(1) ここで、vakは今回入力電圧、Rは抵抗値である。
また、容量性負荷の場合は、キャパシタンスをC5入力
電圧変化量をΔV、時間変化量を八Tとと表すことがで
きるので、入力電圧として次式の正弦波を考えると、 V = A X 5in(T) = A X 5in(
ω、 t)     −(3)(ω。二基準角周波数) となるため、負荷電流Iahは、下記(5)式によって
求めることができる。
更に、誘導性負荷の場合は、インダクタンスをL、電流
変化量をΔIとすると、 と表せるため、高力電流として次式で表される正弦波を
考えると、 I = A X 5in(T) = A X 5in(
ω、 t)     −(7)従って、負荷電流Iak
は下記(10)式で求めることができる。
また、定電力負荷の場合は、有効電力設定値P、無効電
力設定値Q及び実効電圧■により、抵抗値R=V”/P
、リアクタンス値X=V”/Qを求め、定電流負荷の場
合は、有効電流設定値IP、無効電流設定値Iq及び実
効電圧Vにより抵抗値R=V/Ip、リアクタンス値X
 = V / I qを求め、これらを前記(1)式、
(5)式及び(10)式に代入することにより、負荷電
流Ia、を算出することができる。なお、リアクタンス
値Xは、正の場合は誘導性の負荷を示し、負の場合は容
量性の負荷を示す。
なお、この単相電子的負荷装置1を三つ組合せて三相交
流電源に接続すると共に、各負荷装置1の中性点を非接
地にて使用することにより、零相電流回路を開放した三
相電子的負荷装置を実現することができる。
:発明が解決しようとする課題) しかるに、上述した三相電子的負荷装置においては、三
相交流電源に対して零相回路が開放されているにも関わ
らず、電源電圧変動等の過渡動作において、主として各
相ごとのCPUによる演算遅れ等に起因して零相電流が
流れるおそれがあった。この零相電流は、電子的負荷装
置に対して大きな負担をかけ、また、電源側の電力系統
に対し、接続機器の誤動作等の悪影響を与えるという問
題を生じていた。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、単相電子的負荷装型を三つ組
合せて各負荷装置の中性点を非接地にて使用することに
より零相電流回路を開放した三相電子的負荷装置におい
て、零相電流を抑制してこれに起因する種々の不都合を
解消するようにした三相電子的負荷装置を提供すること
にある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、第1の発明にかかる三相電子
的負荷装置は、交流電源からの入力電圧のサンプリング
値をディジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前
記ディジタル信号及び負荷特性設定値に基づいて負荷電
流設定値を演算するディジタル演算手段と、前記負荷電
流設定値をアナログ信号に変換するD/Aコンバータと
、前記交流電源に接続され、かつ前記アナログ信号に基
づいて負荷電流を出力する電流源とからなる単相電子的
負荷装置を三相分設けると共に、各相の前記負荷電流設
定値に基づいて零相電流値を演算する例えば上位のディ
ジタル演算手段を設け、前記単相電子的負荷装置内のデ
ィジタル演算手段により、前記負荷電流設定値から前記
零相電流値をそれぞれ減算して前記D/Aコンバータに
対する各相の新たな負荷電流設定値としたものである。
また、第2の発明にかかる三相電子的負荷装置は、上記
単相電子的負荷装置を三相分設けると共に、デルタ結線
された一次側か三相交流電源に接続された三相変圧器を
設け、この三相変圧器のスター結線された二次側の中性
点を中性線抵抗を介して各相の前記電流源にそれぞれ接
続し、単相電子的負荷装置内のディジタル演算手段によ
り、前記中性線抵抗により検出される零相電流値をもと
の各和食荷電流設定値からそれぞれ減算して前記D/A
コンバータに対する各相の新たな負荷電流設定値とした
ものである。
(作用) 第1の発明によれば、例えば単相電子的負荷装置内のデ
ィジタル演算手段とは別個に設けられた上位のディジタ
ル演算手段により、各和食荷電流設定値に基づいて零相
電流が算出され、また、第2の発明によれば、三相交流
電源に接続された三相変圧器及びその二次側の中性線抵
抗を介して零相電流が検出される。そして、これらの零
相電流値を単相電子的負荷装置内のディジタル演算手段
により本来の各和食荷電流設定値から減算した値が新た
な負荷電流設定値として各相の電圧/電流変換器に送ら
れ、所定の負荷電流が出力される。
これにより、零相電流が流れない三相電子的負荷装置を
実現することができる。
(実施例) 以下、図に沿って各発明の詳細な説明する。
まず、第1図は第1の発明の一実施例を示すブロック図
である。同図において、 IA、 IB、 ICは三相
の各相(a、b、c相)ごとに設けられた単相電子的負
荷装置であり、これらの負荷装[IA、 IB、 IC
は実質的に第3図と同様に、三相交流電源21からの入
力電圧Va、Vb、Vcのサンプリング値をディジタル
信号にそれぞれ変換するA/Dコンバータ3a、 3b
、 3cと、前記ディジタル信号及び所定の負荷特性設
定値に基づいて負荷電流設定値をそれぞれ演算する下位
のディジタル演算手段としてのCP U4a、 4b、
 4cと、前記負荷電流設定値をアナログ信号にそれぞ
れ変換するD/Aコンバータ5a。
5b、 5eと、前記三相交流電源21に接続され、か
つ前記アナログ信号に基づいて負荷電流をそれぞれ出力
する電流源としての電圧/電流変換器6a、 6b。
6cとを備えている。
更にこの実施例では、零相電流演算用に上位のディジタ
ル演算手段としてのCPU31が設けられており、この
CPU31と前記各相のCP U4a、 4b。
4cとは相互に接続されている。
次に、この動作を説明すると、三相交流電源21からの
入力電圧Va、Vb、VcはA/Dコンバータ3a、 
3b、 3cを介してCP U4a、 4b、 4cに
それぞれ入力され、これらのCP U4a、 4b、 
4cによって抵抗負荷、容量性負荷、誘導性負荷等に対
応する所定の負荷電流設定値Ia、Ib、Icが演算さ
れる。これらの負荷電流設定値Ia、Ib、IcはCP
U31に取り込まれ、周知の下記(11)式に従って零
相電流値工。が演算される。
I、=(Ia+ Ib+ Ic)/ 3    ・= 
(11)この零相電流値工。は各相のCP U4a、 
4b、 4cにフィードバックされ、CP U 4a、
 4b、 4cはそれぞれIa−I、、 より−I。、
Ic−I。を演算してこれらを新たな負荷電流設定値と
し、対応するD/Aコンバータ5a、 5b、 5cに
出力する。これにより、電圧/電流変換器6a、 6b
、 6cは零相電流を除いた負荷電流を出力することに
なり、零相電流が流れない三相電子的負荷装置を実現す
ることができる。
次に、第2図は第2の発明の一実施例を示している。こ
の発明は、三相交流電源に零相電流検出用の三相変圧器
を接続すると共に、この三相変圧器の二次側スター結線
の中性点を各相の電子的負荷装置にそれぞれ接続し、中
性線を流れる零相電流値を各相の負荷電流設定値から減
算して各相の新たな負荷電流設定値を算出するものであ
る。
まず、第2図において、第1図と同一の構成要素には同
一の番号を付して詳述を省略し、以下、異なる部分を中
心に説明する。第2図において、22は一次側がデルタ
結線され、二次側がスター結線された零相電流検出用の
三相変圧器であり、上記−次側各端子は三相交流電源2
1の各相端子にそれぞれ接続され、また、二次側の各相
端子は単相電子的負荷装置IA’、 IB’、 IC’
に設けられた電圧/電流変換器6a、 6b、 6cの
一端にそれぞれ接続されている。更に、二次側の中性点
は中性線及び中性線抵抗41を介して前記電圧/電流変
換器6a、 6b。
6cの他端にそれぞれ接続されている。
ここで、中性線抵抗41は中性線を流れる零相電流をア
ナログ信号として検出するためのものであり、このアナ
ログ信号はA/Dコンバータ42によリデイジタル信号
に変換されて各負荷装置IA′。
IB’、IC’内のCP U4a、 4b、 4cにそ
れぞれ入力されている。
次に、この動作を説明すると、まず、三相変圧器22か
らの入力電圧Va、Vb、VcはA/Dコンバータ3a
、 3b、 3cを介してCP U4a、 4b、 4
cにそれぞれ入力され、これらのCP U4a、 4b
、 4cによって抵抗負荷、容量性負荷、誘導性負荷等
に対応する所定の負荷電流設定値1a、Ib、Icが演
算される。そして、これらの設定値Ia、 Ib、 I
cは内部メモリ(図示せず)に−旦記憶される。
一方、中性線を流れる零相電流は三相変圧器22及び中
性線抵抗41により検出され、この零相電流値■。はA
/Dコンバータ42を介して各負荷装置LA’、 IB
’、 IC’内のCP U4a、 4b、 4cにそれ
ぞれ入力される。CP U4a、 4b、4cは前述の
負荷電流設定値Ia、Ib、Ic及び零相電流値I0に
基づきそれぞれIa−I。、Ib−I。、Ic−I。を
演算してこれらを新たな負荷電流設定値とし、対応する
D/Aコンバータ5a、 5b、 5cに出力する。こ
れにより、第1図の実施例と同様に電圧/電流変換器6
a、 6b、 6cは零相電流を除いた負荷電流を出力
することになり、零相電流が流れない三相電子的負荷装
置を実現することができるものである。
なお、上述した第1図または第2図の実施例において、
単相電子的負荷装置11A、IB、ICまたはIA′。
IB’ 、 IC’内のCP U4a、 4b、 4c
は単一のCPUにて置き換えることが可能である。特に
第1図の実施例では、入力電圧Va、Vb、Vcを取り
込んで最終的な負荷電流設定値Ia−I。、Ib−lo
、Ic−1,を求めるまでの演算を高速に行なえるもの
であれば、下位のCP U4a、 4b、 4cのみな
らず上位のCPU31をも含めて単一のCPUを用いる
ことができ、構成の簡略化を図ることが可能になる。
(発明の効果) 以上説明したように第1の発明によれば、例えば上位の
ディジタル演算手段により、各相本来の負荷電流設定値
に基づいて零相電流が算呂され、また、第2の発明によ
れば、三相交流電源に接続された三相変圧器及びその二
次側の中性線抵抗を介して零相電流が検出される。そし
て、これらの零相電流値を各相本来の負荷電流設定値か
ら減算した値が新たな負荷電流設定値として各相の電圧
/電流変換器に送られ、負荷電流が出力されるものであ
る。
これにより、各相の負荷装置からは零相電流のない負荷
電流が出力されることになり、負荷装置に対する負担を
解消し、かつ交流電源側の電力系統やその接続機器等に
対する悪影響のない三相電子的負荷装置を実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の発明の一実施例を示すブロック図、第2
図は第2の発明の一実施例を示すブロック図、第3図は
従来の電子的負荷装置を示すブロック図、第4図はその
動作を説明するための波形図である。 IA、IB、IC,IA’ 、IB’ 、IC’・・・
単相電子的負荷装置3a、3b、3c、42− A /
 D :Iンパータ4a、4b、4c、31−CP U 5a 、 5b 、 5c −D / Aコンバータ6
a 、 6b 、 6c・・・電圧/電流変換器21・
・・三相交流電源  22・・・三相変圧器41・・・
中性線抵抗 特許呂願大 富士電機株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流電源からの入力電圧のサンプリング値をディ
    ジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前記ディジ
    タル信号及び負荷特性設定値に基づいて負荷電流設定値
    を演算するディジタル演算手段と、前記負荷電流設定値
    をアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、前記交
    流電源に接続され、かつ前記アナログ信号に基づいて負
    荷電流を出力する電流源とからなる単相電子的負荷装置
    を三相分設けると共に、各相の前記負荷電流設定値に基
    づいて零相電流値を演算するディジタル演算手段を設け
    、前記負荷電流設定値から前記零相電流値をそれぞれ減
    算して前記D/Aコンバータに対する各相の新たな負荷
    電流設定値としたことを特徴とする三相電子的負荷装置
  2. (2)交流電源からの入力電圧のサンプリング値をディ
    ジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前記ディジ
    タル信号及び負荷特性設定値に基づいて負荷電流設定値
    を演算するディジタル演算手段と、前記負荷電流設定値
    をアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、前記交
    流電源に接続され、かつ前記アナログ信号に基づいて負
    荷電流を出力する電流源とからなる単相電子的負荷装置
    を三相分設けると共に、デルタ結線された一次側が三相
    交流電源に接続された三相変圧器を設け、この三相変圧
    器のスター結線された二次側の中性点を中性線抵抗を介
    して各相の前記電流源にそれぞれ接続し、前記中性線抵
    抗により検出される零相電流値を前記負荷電流設定値か
    らそれぞれ減算して前記D/Aコンバータに対する各相
    の新たな負荷電流設定値としたことを特徴とする三相電
    子的負荷装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006308509A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Fuji Electric Systems Co Ltd 三相三線式負荷模擬装置
JP4787381B1 (ja) * 2011-03-15 2011-10-05 株式会社小山 ガーダ橋懸吊治具を用いたガーダ橋の懸吊方法
JP2019144171A (ja) * 2018-02-22 2019-08-29 株式会社エヌエフ回路設計ブロック 電子負荷ユニット

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JP2019144171A (ja) * 2018-02-22 2019-08-29 株式会社エヌエフ回路設計ブロック 電子負荷ユニット

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