JPH0454462Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電圧・電流間の位相角をこれに対応
した直流信号として検出する装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は位相角検出装置の従来例である。図に
おいて、１０は交流電源回路で、１１はそのソー
ス側、１２はロード側を示すものである。１００
は位相角検出装置である。装置１００において、
２０と３０はアイソレート用の変流器である。変
流器２０の一次コイル２１には直列抵抗２２を介
して交流電源回路１０の電圧Ｖが入力され、変流
器３０の一次コイル３１には電流Ａが入力され
る。４０は変流器２０の二次コイル２３より取り
出された電圧Ｖの波形を整形する波形整形回路、
５０は変流器３０の二次コイル３２より取り出さ
れた電流Ａの位相をπ／２移相させる位相回路、
60は移相回路５０の出力波形を整形する波形整形
回路である。７０は電圧Ｖに対して電流Ａの位相
が進んでいるか、又は遅れているかを検出する位
相弁別回路で、その一方の入力端には波形整形回
路４０を介して得られる交流電圧Ｖが加えられ、
他方の入力端には移相回路５０によつてπ／２位
相がずらされるともに波形整形された交流電流Ａ
が加えられている。位相弁別回路７０は電圧Ｖと
電流Ａとの位相を弁別し、第５図に示す如く電圧
Ｖと電流Ａの位相が同相のときは出力信号は零と
なるが、電流Ａの位相が電圧Ｖより進んでいると
きは（＋）極性の直流信号を、遅れているときは
（−）極性の直流信号を出力する。８０は増幅機
能をもつスケーリング回路である。位相弁別回路
７０の直流出力は低レベルなので、この直流出力
は増幅、スケーリング回路８０に加えられて適度
に増幅、スケーリングされる（例えば±1deg／
±10mV DC出力）。よつて、回路８０の出力端
８１より交流電源回路１０における電圧Ｖと電流
Ａの位相角に対応した直流信号が所定のレベルに
増幅され、かつスケーリングされて取り出され
る。このような構成の位相角検出装置は従来より
用いられているが、交流電源回路１０における電
流Ａ側の動作範囲は電圧Ｖ側の動作範囲に比較し
て極めて大きい（例えば、電圧側入力の動作範囲
は60〜300Vであるのに対して、電流側入力は0.5
〜10Aの範囲で変化する）。ところで、アイソレ
ータ用として変流器を用いた場合、位相角誤差が
生じる。特に、小形の変流器（例えば、13mm角鉄
心）を用いると位相角誤差は大となる。しかも、
その位相角誤差の値は入力のレベルによつて変化
する。そのため、電圧側変流器２０に比して入力
レベルの変化の大きい電流側変流器３０において
位相角誤差が顕著となる。第６図の鎖線は第４図
装置の位相角特性図で、横軸に電流〔Ａ〕を縦軸
に誤差〔deg〕をとつてある。なお、LeadはLag
と反対極性で全く同じ傾向となる。図に示される
如く、変流器３０により0.5Aの入力で±1.5degの
誤差が生じる。入力レベルが変化しても位相角の
変化が一定であれば、例えばコンデンサにより位
相補正が可能であるが、変化する場合には困難と
なる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案はこのような問題点を解決する為になさ
れたもので、その目的は入力レベルの大幅な変化
に対して入力アイソレータ用変流器の特性による
位相変化の補正手段をもつた位相角検出装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上記の目的を達成する為に、第１の抵
抗器に直列に接続され、かつ互に逆極性で並列に
接続された一対のダイオードとこの一対のダイオ
ードの端子間にそれぞれ並列に接続されたコンデ
ンサと第２の抵抗器よりなる位相補正回路を電流
入力用の変流器と位相弁別回路との間に接続する
ように構成したものである。以下、実施例につい
て説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案に係る位相角検出装置の一実施
例の接続図である。なお、第１図において第４図
と同一部分は第１図と同一符号を付してそれらに
ついての再説明は省略する。第１図において、９
０は位相補正回路で、移相回路５０と波形整形回
路６０との間に接続されている。位相補正回路９
０の具体的回路構成を第２図に示す。第２図にお
いて、９１は交流電圧源、９２は抵抗器、９３，
９４はダイオード、９５はコンデンサ、９６は抵
抗器である。互に逆極性で並列に接続された一対
のダイオード９３，９４はこのダイオード回路に
直列に接続された抵抗器９２を介して交流電圧源
９１に接続され、これにより電圧ｅ１の波形を整
形する波形整形回路が構成されている。一対のダ
イオード９３，９４の端子間にはコンデンサ９５
と抵抗器９６がそれぞれ並列に接続されている。
抵抗器９６の一端９７は第１図に示す波形整形回
路６０に接続されている。

このような構成の位相補正回路９０において
は、コンデンサ９５により位相補正されるが、そ
の位相補正は入力レベルによつて変化したものと
なる。即ち、交流電圧源９１によつて抵抗器９２
に流れる電流をｉ１とし、抵抗器９６を流れる電
流をｉ２とした場合、抵抗器９６の値Ｒを可変す
ることにより電流ｉ１とｉ２との位相角は第３図
の如く変化する。第３図においては横軸に電流ｉ
２を、縦軸に電流ｉ１とｉ２との位相角（deg）
をとつてある。第３図に示す如く、抵抗器９６の
値Ｒが零の場合電流ｉ２が増加してもｉ１とｉ２
との位相角は零であるが、抵抗器９６の値Ｒを小
より大に可変していくと図の如くｉ１とｉ２との
位相角が電流ｉ２に応じて変化する。ｉ２，Ｒの
電圧降下をＶ２とすると、Ｖ２はダイオード９
３，９４の順方向でクリツプされる。ｉ２が増加
するに従い、そのクリツプ電圧は次第に方形波と
なる。これはＶ２の基本成分が一定量になつたこ
とを意味し、ｉ１とｉ２との位相角はｉ２の増加
によつて変化することになる。第３図の曲線はク
リツプされることによる位相角変化の関係を示し
ている。電流ｉ１とｉ２は交流電圧源９１の出力
電圧ｅ１に対応するものであり、電圧ｅ１は第１
図において移相回路５０の出力、即ち交流電源回
路１０における電流Ａの大きさに対応したもので
ある。よつて、抵抗器９６の値Ｒとコンデンサ９
５の容量Ｃの値を適正に選び、ｉ１に対するｉ２
の位相角がアイソレータ用の変流器３０の入力電
流Ａのレベル変化による位相角誤差と合致するよ
うに補正常数を選ぶことにより、変流器３０で生
じる位相角誤差を改善することができる。第６図
の実線は位相補正回路９０を付加した第１図装置
の実験結果で、0.5Aの入力でその誤差を±1deg
の範囲内に納めることができた。なお、抵抗器９
６を可変抵抗器とすることにより、より正確に位
相角誤差を補正することができる。

〔考案の効果〕

以上説明した如く、本考案によれば入力レベル
により可変する位相補正回路を付加したことによ
り、アイソレーシヨン用として小形の変流器を用
いても位相角誤差が補正された位相角検出装置が
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る位相角検出装置の一実施
例を示す接続図、第２図は第１図装置に用いられ
る位相補正回路の接続図、第３図は第２図回路の
特性説明図、第４図は従来の位相角検出装置の接
続図、第５図は第１図および第４図装置に用いら
れる位相弁別回路の動作を説明するための波形
図、第６図は第１図および第４図回路の特性説明
図である。 ２０，３０……変流器、５０……移相回路、７
０……位相弁別回路、９０……位相補正回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アイソレーシヨン用の変流器を介して得られる
   交流電圧と、アイソレーシヨン用の変流器を介し
   て得られるとともにπ／２移相された交流電流と
   を位相弁別回路で位相弁別することにより、電圧
   と電流との位相角をこれに対応した直流信号とし
   て検出するようにした装置において、第１の抵抗
   器に直列に接続されるとともに互いに逆極性で並
   列に接続された一対のダイオード、およびこの一
   対のダイオードの端子間にそれぞれ並列に接続さ
   れたコンデンサと第２の抵抗器よりなる位相補正
   回路を前記電流入力用の変流器と位相弁別回路と
   の間に接続したことを特徴とする位相角検出装
   置。