JPH05312854A - 電力検出器 - Google Patents
電力検出器Info
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- JPH05312854A JPH05312854A JP14220192A JP14220192A JPH05312854A JP H05312854 A JPH05312854 A JP H05312854A JP 14220192 A JP14220192 A JP 14220192A JP 14220192 A JP14220192 A JP 14220192A JP H05312854 A JPH05312854 A JP H05312854A
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- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 13
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 13
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単相の電圧、電流を検出して３相の電力を検
出するに際し、接続の誤り、負角電動機の力行／回生の
別に拘らず正しい電力検出ができる電力検出器を提供す
る。 【構成】 測定電流、電圧の位相差Ｎを計算し(#1)、こ
れが負である場合はＮ−30°＝θ(#6)、正である場合は
Ｎ＋ 150°＝θ(#3)とし、そのθを力率角として電力を
計算する(#5)。
出するに際し、接続の誤り、負角電動機の力行／回生の
別に拘らず正しい電力検出ができる電力検出器を提供す
る。 【構成】 測定電流、電圧の位相差Ｎを計算し(#1)、こ
れが負である場合はＮ−30°＝θ(#6)、正である場合は
Ｎ＋ 150°＝θ(#3)とし、そのθを力率角として電力を
計算する(#5)。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三相の交流の電力検出器
に関し、特に力行／回生状態が発生する三相交流電動機
の電力検出に有用な電力検出器を提案するものである。
に関し、特に力行／回生状態が発生する三相交流電動機
の電力検出に有用な電力検出器を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】三相交流の電力検出を簡便に行うには単
相の電力計を用いて特定相の電力を計測し、それをルー
ト３倍すればよい。例えば図１に示すようにＲ相の相電
流ＩRをCT１で検出し、これを演算部３へ与え、また
Ｒ，Ｓ相の線間電圧ＶRSをPT２を用いて演算部３へ与え
る。演算部３ではこれらの検出電圧，電流から力率角θ
を求め三相の交流電力Ｗを Ｗ＝ＶRS・ＩR cosθ …(1) として求める。なおＲ相相電圧ＶR に対する相電流ＩR
の位相差がθであり、
相の電力計を用いて特定相の電力を計測し、それをルー
ト３倍すればよい。例えば図１に示すようにＲ相の相電
流ＩRをCT１で検出し、これを演算部３へ与え、また
Ｒ，Ｓ相の線間電圧ＶRSをPT２を用いて演算部３へ与え
る。演算部３ではこれらの検出電圧，電流から力率角θ
を求め三相の交流電力Ｗを Ｗ＝ＶRS・ＩR cosθ …(1) として求める。なおＲ相相電圧ＶR に対する相電流ＩR
の位相差がθであり、
【０００３】
【数１】
【０００４】であるから
【０００５】
【数２】
【０００６】とも表される。演算部３はこのような演算
を行って適宜の手段に表示させる。このような検出方法
を用いる電力計として例えば横河電機製単相電力計Mode
l2433,2503-03 がある。
を行って適宜の手段に表示させる。このような検出方法
を用いる電力計として例えば横河電機製単相電力計Mode
l2433,2503-03 がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上の測定原理から理
解されるように、三相交流電動機負荷をとり、これが力
行状態又は回生状態の両方を取り得る場合は、力行時の
測定を正しく行える接続としていても、回生時は電流の
方向が変化して測定ができないことになる。本発明はこ
のような問題点を解決するためになされたものであり、
力行／回生の状態が発生する場合にも正しく電力を検出
できる電力検出器を提供することを目的とする。
解されるように、三相交流電動機負荷をとり、これが力
行状態又は回生状態の両方を取り得る場合は、力行時の
測定を正しく行える接続としていても、回生時は電流の
方向が変化して測定ができないことになる。本発明はこ
のような問題点を解決するためになされたものであり、
力行／回生の状態が発生する場合にも正しく電力を検出
できる電力検出器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る電力検出
器は、三相交流の電力検出器において、第１相の相電流
検出器と、第１相、第２相間の線間電圧検出器と、該線
間電圧検出器が検出した線間電圧に対する前記相電流検
出器が検出した相電流の位相差を算出する手段と、算出
位相差の正負を判断する手段と、算出位相差が負である
場合に算出位相差から30°を減算する手段と、算出位相
差が正である場合に算出位相差に 150°を加算する手段
とを備え、これらの減算又は加算の結果の角度を力率角
として用いるべくなしてあることを特徴とする。
器は、三相交流の電力検出器において、第１相の相電流
検出器と、第１相、第２相間の線間電圧検出器と、該線
間電圧検出器が検出した線間電圧に対する前記相電流検
出器が検出した相電流の位相差を算出する手段と、算出
位相差の正負を判断する手段と、算出位相差が負である
場合に算出位相差から30°を減算する手段と、算出位相
差が正である場合に算出位相差に 150°を加算する手段
とを備え、これらの減算又は加算の結果の角度を力率角
として用いるべくなしてあることを特徴とする。
【０００９】また第２発明では、力行状態、力行状態と
同方向に回転する回生状態が発生する三相交流電動機の
電力検出の場合、力行／回生の別を判定させることと
し、これに応じて30°の減算又は 150°の加算を行うこ
とを特徴とする。
同方向に回転する回生状態が発生する三相交流電動機の
電力検出の場合、力行／回生の別を判定させることと
し、これに応じて30°の減算又は 150°の加算を行うこ
とを特徴とする。
【００１０】更に第３発明では、正逆両方向に回生する
三相交流電動機の電力検出器の場合、正転／逆転の別の
判定手段と、判定結果が逆転である場合、算出位相差と
60°との大小を比較する手段と、この比較結果が60°よ
り大であるときに算出位相差に 210°を加算する手段
と、60°より小であるときに算出位相差に30°を加算す
る手段と、判定結果が正転である場合、算出位相差と 1
20°との大小を比較する手段と、この比較結果が 120°
より大であるとき算出位相差に 150°を加算する手段
と、 120°より小であるとき算出位相差から30°を減算
する手段とを備え、この加減算の結果の角度を力率角と
して用いるべくなしてあることを特徴とする。
三相交流電動機の電力検出器の場合、正転／逆転の別の
判定手段と、判定結果が逆転である場合、算出位相差と
60°との大小を比較する手段と、この比較結果が60°よ
り大であるときに算出位相差に 210°を加算する手段
と、60°より小であるときに算出位相差に30°を加算す
る手段と、判定結果が正転である場合、算出位相差と 1
20°との大小を比較する手段と、この比較結果が 120°
より大であるとき算出位相差に 150°を加算する手段
と、 120°より小であるとき算出位相差から30°を減算
する手段とを備え、この加減算の結果の角度を力率角と
して用いるべくなしてあることを特徴とする。
【００１１】
【作用】まず本発明の測定原理を説明する。図２は相電
圧ＶR 、ＶS 、ＶT と、Ｒ，Ｓ相の線間電圧ＶRSとＲ相
電流ＩR とを示すベクトル図である。ＶRSのベクトルは
正相回転時にはＲ相電圧ＶR より30°進んでいる。力行
時にはＲ相電流ＩR は相電圧ＶR より遅れるが、回生時
は逆方向に流れるのでＩR と 180°異なり、相電圧ＶR
より進む。回生時の相電流ＩR は破線で示す。
圧ＶR 、ＶS 、ＶT と、Ｒ，Ｓ相の線間電圧ＶRSとＲ相
電流ＩR とを示すベクトル図である。ＶRSのベクトルは
正相回転時にはＲ相電圧ＶR より30°進んでいる。力行
時にはＲ相電流ＩR は相電圧ＶR より遅れるが、回生時
は逆方向に流れるのでＩR と 180°異なり、相電圧ＶR
より進む。回生時の相電流ＩR は破線で示す。
【００１２】従って力行時はＩR とＶRSとの位相差Ｎ
（負：但しＩR 基準）から30°を減算するとＶR とＩR
との位相差（力率角θ）が求められる。また回生時には
ＩR とＶRSとの位相差（Ｎ）（正：但しＩR 基準）に
（ 180°−30°＝ 150°）を加算すると力率角（θ）が
求められる。そして力行・回生の別はＶRS、ＩR の位相
差の 120°との大小関係又は別途与えられる情報で判断
できるから、それによって30°減算又は 150°加算を行
って正しい電力検出が可能になる。
（負：但しＩR 基準）から30°を減算するとＶR とＩR
との位相差（力率角θ）が求められる。また回生時には
ＩR とＶRSとの位相差（Ｎ）（正：但しＩR 基準）に
（ 180°−30°＝ 150°）を加算すると力率角（θ）が
求められる。そして力行・回生の別はＶRS、ＩR の位相
差の 120°との大小関係又は別途与えられる情報で判断
できるから、それによって30°減算又は 150°加算を行
って正しい電力検出が可能になる。
【００１３】第３発明は三相交流電動機が正転又は逆転
し、夫々において力行状態又は回生状態が生じることが
前提となっている。正転時における力行状態, 回生状態
の電力検出は第１発明, 第２発明と同様である。但し、
この場合において力行／回生の判定をＮの正負に依ら
ず、Ｎが 120°より大 (回生) か、小 (力行) かで判定
しているのは次の理由による。即ち、力行時は電動機の
力率が最も悪い状態（90°遅れ）でも位相差は最大90°
＋30°＝ 120°となり、通常はこの値以下となる。回生
時は 180°より大となるので明らかに判別可能である。
し、夫々において力行状態又は回生状態が生じることが
前提となっている。正転時における力行状態, 回生状態
の電力検出は第１発明, 第２発明と同様である。但し、
この場合において力行／回生の判定をＮの正負に依ら
ず、Ｎが 120°より大 (回生) か、小 (力行) かで判定
しているのは次の理由による。即ち、力行時は電動機の
力率が最も悪い状態（90°遅れ）でも位相差は最大90°
＋30°＝ 120°となり、通常はこの値以下となる。回生
時は 180°より大となるので明らかに判別可能である。
【００１４】一方、逆転時は相電圧ＶR , ＶS , ＶT の
相回転方向が図３に示すように図２とは逆方向になるの
で求めるべき力率角θは力行状態ではＮ＋30°となる。
これに対して回生状態では位相差（Ｎ）に（ 180°＋30
°＝210 °) を加算することで力率角 (θ) が求められ
る。なお力行状態, 回生状態の判定を位相差Ｎが60°よ
り大 (回生) であるか、小(力行) であるかによって判
定しているのは次の理由による。即ち、力行時は電動機
の力率が最も悪い状態（90°遅れ）でも位相差は最大90
°−30°＝60°となり、通常はこの値以下となる。回生
時は 180°より大となるので明らかに判別可能である。
相回転方向が図３に示すように図２とは逆方向になるの
で求めるべき力率角θは力行状態ではＮ＋30°となる。
これに対して回生状態では位相差（Ｎ）に（ 180°＋30
°＝210 °) を加算することで力率角 (θ) が求められ
る。なお力行状態, 回生状態の判定を位相差Ｎが60°よ
り大 (回生) であるか、小(力行) であるかによって判
定しているのは次の理由による。即ち、力行時は電動機
の力率が最も悪い状態（90°遅れ）でも位相差は最大90
°−30°＝60°となり、通常はこの値以下となる。回生
時は 180°より大となるので明らかに判別可能である。
【００１５】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図４において１はCTであり、Ｒ相の相電流
ＩR を検出しており、検出電流は整流・増幅回路４で増
幅され、適宜レベルに増幅されてマイクロプロセッサ８
の第１アナログ入力端子AN1 に入力される。検出電流
(交流波) はまた波形整形回路５で特定位相（例えばゼ
ロクロス点）に同期する矩形波パルスに変換されマイク
ロプロセッサ８の入力端子Ｐ1 へ入力される。
て詳述する。図４において１はCTであり、Ｒ相の相電流
ＩR を検出しており、検出電流は整流・増幅回路４で増
幅され、適宜レベルに増幅されてマイクロプロセッサ８
の第１アナログ入力端子AN1 に入力される。検出電流
(交流波) はまた波形整形回路５で特定位相（例えばゼ
ロクロス点）に同期する矩形波パルスに変換されマイク
ロプロセッサ８の入力端子Ｐ1 へ入力される。
【００１６】次に２はPTであり、ＲＳ相線間電圧ＶRSを
検出すべく接続してあり、適宜電圧に降圧した２次側電
圧を波形整形回路６及び整流・増幅回路７へ入力してい
る。波形整形回路６は波形整形回路５同様に入力交流波
を特定位相に同期する矩形波パルスに変換出力し、これ
をマイクロプロセッサ８の他の入力端子Ｐ2 へ入力して
いる。整流・増幅回路７は入力電圧を整流し、適宜レベ
ルに増幅してマイクロプロセッサ８の他のアナログ入力
端子AN2 へ入力する。負荷としては電動機（図示せず）
が接続されている。
検出すべく接続してあり、適宜電圧に降圧した２次側電
圧を波形整形回路６及び整流・増幅回路７へ入力してい
る。波形整形回路６は波形整形回路５同様に入力交流波
を特定位相に同期する矩形波パルスに変換出力し、これ
をマイクロプロセッサ８の他の入力端子Ｐ2 へ入力して
いる。整流・増幅回路７は入力電圧を整流し、適宜レベ
ルに増幅してマイクロプロセッサ８の他のアナログ入力
端子AN2 へ入力する。負荷としては電動機（図示せず）
が接続されている。
【００１７】図５はマイクロプロセッサ８における電力
算出の処理手順を示すフローチャートである。まず、入
力端子Ｐ1 ，Ｐ2 から入力されるパルスの各立上りの時
間差つまり位相差Ｎを計算する(#１）。次にこれが０°
より大か小かを調べ(#2)、大である場合は 150°を加え
てＮ＋ 150°＝θとする(#3)。Ｎが０より小である場合
は30°減じてＮ−30°＝θとする(#6)。
算出の処理手順を示すフローチャートである。まず、入
力端子Ｐ1 ，Ｐ2 から入力されるパルスの各立上りの時
間差つまり位相差Ｎを計算する(#１）。次にこれが０°
より大か小かを調べ(#2)、大である場合は 150°を加え
てＮ＋ 150°＝θとする(#3)。Ｎが０より小である場合
は30°減じてＮ−30°＝θとする(#6)。
【００１８】次に例えばテーブルルックアップ等により
力率 cosθを求める(#4)。そしてアナログ入力端子A
N1 , AN2 からの電流入力Ｉ，Ｖを用いて電力を
力率 cosθを求める(#4)。そしてアナログ入力端子A
N1 , AN2 からの電流入力Ｉ，Ｖを用いて電力を
【００１９】
【数３】
【００２０】として計算する(#5)。この装置によれば前
述した如き原理により電動機が力行、回生のいずれの状
態にあってもそれらと無関係に正しい力率 cosθを求め
ることができる。
述した如き原理により電動機が力行、回生のいずれの状
態にあってもそれらと無関係に正しい力率 cosθを求め
ることができる。
【００２１】図６は第２発明に係り、マイクロプロセッ
サ８の電力計算処理手順のフローチャートを示してい
る。この場合は電動機の運転状態の力行／回生の別を示
す情報をマイクロプロセッサ８へ入力することとし、こ
の力行／回生の別を判定するステップ#12 を設けてい
る。回生である場合はステップ#3へ、力行である場合は
ステップ#6へ移る。
サ８の電力計算処理手順のフローチャートを示してい
る。この場合は電動機の運転状態の力行／回生の別を示
す情報をマイクロプロセッサ８へ入力することとし、こ
の力行／回生の別を判定するステップ#12 を設けてい
る。回生である場合はステップ#3へ、力行である場合は
ステップ#6へ移る。
【００２２】さて前述の実施例では電動機は一方向へ回
転することが前提であったが、第３発明では三相交流電
動機負荷が正，逆転し得、また正逆転夫々で力行，回生
状態が発生する場合に対応できる
転することが前提であったが、第３発明では三相交流電
動機負荷が正，逆転し得、また正逆転夫々で力行，回生
状態が発生する場合に対応できる
【００２３】図７は第３発明に係るマイクロプロセッサ
８の電力計算処理手順のフローチャートを示している。
ここでは電動機の正逆回転の別を示す情報をマイクロプ
ロセッサ８に与えることとする。マイクロプロセッサ８
はまずこの入力情報に基づいて正逆転の別を判定し(#
1)、正転の場合はステップ#2へ進み、位相差Ｎを計算
し、Ｎが 120°より大であるか小であるかを判定し(#
3)、これによって回生, 力行の別を認識し、前述の実施
例同様回生である場合は 150°を加算し(#4)、力行であ
る場合は30°を減じて(#5)力率角θを求める。
８の電力計算処理手順のフローチャートを示している。
ここでは電動機の正逆回転の別を示す情報をマイクロプ
ロセッサ８に与えることとする。マイクロプロセッサ８
はまずこの入力情報に基づいて正逆転の別を判定し(#
1)、正転の場合はステップ#2へ進み、位相差Ｎを計算
し、Ｎが 120°より大であるか小であるかを判定し(#
3)、これによって回生, 力行の別を認識し、前述の実施
例同様回生である場合は 150°を加算し(#4)、力行であ
る場合は30°を減じて(#5)力率角θを求める。
【００２４】一方、逆転である場合はステップ#6へ進
み、位相差Ｎを計算し、Ｎが60°より大であるか小であ
るかを判定し(#7)、これによって回生, 力行の別を認識
し、Ｎ＞60°、つまり回生である場合は 210°を加算し
(#8)、Ｎ≦60°、つまり力行である場合は30°を加算し
て(#9)力率角θを求める。そして cosθを求め(#10) 、
(2) 式による電力計算を行う(#11) 。
み、位相差Ｎを計算し、Ｎが60°より大であるか小であ
るかを判定し(#7)、これによって回生, 力行の別を認識
し、Ｎ＞60°、つまり回生である場合は 210°を加算し
(#8)、Ｎ≦60°、つまり力行である場合は30°を加算し
て(#9)力率角θを求める。そして cosθを求め(#10) 、
(2) 式による電力計算を行う(#11) 。
【００２５】
【発明の効果】以上の如き本発明による場合は３相の電
力の検出を単相の電圧，電流測定で行う場合、負荷の三
相交流電動機が力行状態にあっても回生状態にあっても
正しく電力検出ができる。
力の検出を単相の電圧，電流測定で行う場合、負荷の三
相交流電動機が力行状態にあっても回生状態にあっても
正しく電力検出ができる。
【図１】従来の電力検出器の説明図である。
【図２】第１, 第２発明の測定原理説明図である。
【図３】第３発明の測定原理説明図である。
【図４】本発明の電力検出器のブロック図である。
【図５】マイクロプロセッサの処理手順のフローチャー
トである。
トである。
【図６】マイクロプロセッサの処理手順のフローチャー
トである。
トである。
【図７】マイクロプロセッサの処理手順のフローチャー
トである。
トである。
１ CT ２ PT ４，７ 整流・増幅回路 ５，６ 波形整形回路 ８ マイクロプロセッサ
Claims (3)
- 【請求項１】 三相交流の電力検出器において、第１相
の相電流検出器と、第１相、第２相間の線間電圧検出器
と、該線間電圧検出器が検出した線間電圧に対する前記
相電流検出器が検出した相電流の位相差を算出する手段
と、算出位相差の正負を判断する手段と、算出位相差が
負である場合に算出位相差から30°を減算する手段と、
算出位相差が正である場合に算出位相差に 150°を加算
する手段とを備え、これらの減算又は加算の結果の角度
を力率角として用いるべくなしてあることを特徴とする
電力検出器。 - 【請求項２】 力行状態又は力行状態と同方向に回転す
る回生状態が発生する三相交流電動機の電力検出器にお
いて、第１相の相電流検出器と、第１相、第２相間の線
間電圧検出器と、該線間電圧検出器が検出した線間電圧
に対する前記相電流検出器が検出した相電流の位相差を
算出する手段と、力行／回生の別の判定手段と、判定さ
れた力行／回生の別に応じて算出位相差に対して30°を
減算し又は 150°を加算する手段とを備え、この加減算
の結果の角度を力率角として用いるべくなしてあること
を特徴とする電力検出器。 - 【請求項３】 正逆両方向に回転し、夫々において力行
状態、回生状態が発生する三相交流電動機の電力検出器
において、第１相の相電流検出器と、第１相，第２相間
の線間電圧検出器と、該線間電圧検出器が検出した線間
電圧に対する前記相電流検出器が検出した相電流の位相
差を算出する手段と、正転／逆転の別の判定手段と、判
定結果が逆転である場合、算出位相差と60°との大小を
比較する手段と、この比較結果が60°より大であるとき
に算出位相差に 210°を加算する手段と、60°より小で
あるときに算出位相差に30°を加算する手段と、判定結
果が正転である場合、算出位相差と 120°との大小を比
較する手段と、この比較結果が 120°より大であるとき
算出位相差に 150°を加算する手段と、 120°より小で
あるとき算出位相差から30°を減算する手段とを備え、
この加減算の結果の角度を力率角として用いるべくなし
てあることを特徴とする電力検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14220192A JPH05312854A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 電力検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14220192A JPH05312854A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 電力検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312854A true JPH05312854A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=15309747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14220192A Pending JPH05312854A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | 電力検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312854A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101311992B1 (ko) * | 2012-11-01 | 2013-10-02 | 주식회사 광성계측기 | 3상 평형 전로의 자동 역률 계산 방법 및 장치 |
| WO2019181219A1 (ja) | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 株式会社椿本チエイン | モータ装置 |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP14220192A patent/JPH05312854A/ja active Pending
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