JPH07120590B2 - 誤差補償形変流器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は一次側と二次側の位相差補償を行う誤差補償
形変流器、特にその誤差補償の改良に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第３図は従来の誤差補償形変流器である。同図において
（21）は鉄心であつてこの鉄心（21）には、一次巻線
（23）と二次巻線（24）が巻装されている。入力端子
（10）（11）は一次巻線（23）に接続されている。二次
巻線（24）の一端は、増幅手段である演算増幅器（42）
の反転入力部に接続されている。また、二次巻線（24）
の他端は、補償抵抗Rcを介して演算増幅器（42）の非反
転入力部に接続されている。演算増幅器の出力端子と非
反転入力部の間には第１の帰還抵抗R₁が、演算増幅器の
出力端子と反転入力部の間には第２の帰還抵抗R₂が接続
されている。演算増幅器（42）の出力部と二次巻線（2
4）の他端によつて、出力端子（30）（31）が形成され
出力電圧E₀を発生する。

今第３図を変流器CTの部分を等価回路で表わせば第４図
のようになる。第４図において、Z₂はその巻線（24）の
二次漏れインピーダンス、Emは二次誘起電圧を示してい
る。而して、第４図において演算増幅器（42）の増幅度
が十分大きい場合には、 E₀＝E₁−R₂I₂ ……（１） E₁＝Rc・E₀/（R₁＋Rc） ……（２） Em＝Z₂・I₂＋E₁ ……（３） の関係が成立する。但し、E₁は演算増幅器（42）の非反
転入力部の電圧、I₂は二次巻線（24）の二次電流であ
る。

ここで（１），（２）式より E₀＝−（R₂/R₁）・（R₁＋Rc）・I₂ ……（４） E₁＝−（R₂/R₁）・Rc・I₂ ……（５） が導かれる。さらに（３），（４）式より Em＝｛Z₂−（R₂/R₁）・Rc｝I₂ ……（６） となる。

変流器の誤差を零にするためには、二次誘起電圧Emを零
にすればよい。（６）式においてEm＝０の条件を求める
と Rc＝（R₁/R₂）・Z₂ ……（７） となる。

二次漏れインピーダンスZ₂は二次巻線直流抵抗に負うと
ころが大きいので、補償抵抗Rcによつて（７）式を満足
させることができ、このとき誤差零の変流器を実現でき
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の誤差補償形変流器は、（７）式を満足する様に補
償抵抗Rcを決めたとき、（二次漏れインピーダンスZ₂）
≒（二次巻線直流抵抗）としているので、演算増幅器
（42）は、その負帰還率 と正帰還率 が等しくなり、直流増幅率が極めて大きくなることによ
つて、オフセツト電圧等により動作点が直流シフトさ
れ、不安定な動作になるという問題があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、安定な動作の誤差補償形変流器を得ることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る誤差補償形変流器は、増幅手段の反転入
力部を二次巻線の一端に接続し、非反転入力部を補償抵
抗を介して二次巻線の他端に接続し、増幅手段の出力端
子と反転入力部間および非反転入力部間にそれぞれ第２
の帰還抵抗および第１の帰還抵抗とコンデンサの直列体
を接続している。

〔作用〕

この発明における第１の帰還抵抗とコンデンサの直列体
は、直流正帰還を生ずることなく、所定の交流正帰還量
を与える作用を有する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。同図において（21）は鉄心であつて、この鉄心
（21）には、一次巻線（23）と二次巻線（24）が巻装さ
れている。入力端子（10）（11）は一次巻線（23）に接
続されている。二次巻線（24）の一端は、増幅手段であ
る演算増幅器（42）の反転入力部に接続されている。ま
た、二次巻線（24）の他端は、補償抵抗Rcを介して演算
増幅器（42）の非反転入力に接続されている。演算増幅
器の出力端子と非反転入力部の間には、第１の帰還抵抗
R₁とコンデンサC₁の直列体が、演算増幅器の出力端子と
反転入力部の間には、第２の帰還抵抗R₂が接続されてい
る。演算増幅器（42）の出力と、二次巻線（24）の他端
によつて出力端子（30）（31）が形成されている。今第
１図を変流器CTの部分を等価回路で表わせば、第２図の
ようになる。

第２図において、変流器の二次漏れインピーダンスをZ₂
二次誘起電圧をEm、二次電流をI₂、演算増幅器（42）の
非反転入力端子の電圧をE₁、出力端子の電圧をE₀とす
る。演算増幅器（42）の増幅度が十分大きい場合には、 E₁＝Rc・E₀/（Z₁₁＋Rc） ……（８） の関係が成立する。但しωは入力角周波数である。
（１），（８）式より E₀＝−（R₂/Z₁₁）・（Z₁₁＋Rc）・I₂ ……（10） E₁＝−（R₂/Z₁₁）・Rc・I₂ ……（11） が導かれる。さらに（３），（11）式より Em＝｛Z₂−（R₂/Z₁₁）・Rc｝I₂ ……（12） が求められる。

Em＝０のとき変流器の誤差が零になるので、（12）式よ
り Z₂−（R₂/R₁₁）・Rc＝０ ……（13） 即ち Rc＝（Z₁₁/R₂）・Z₂ ……（14） であれば変流器の誤差は零になる。

ここで、 の条件を満足する容量C₁を選べば（14）式より Rc＝（R₁/R₂）・Z₂ ……（15） の条件によつて変流器の誤差を零にすることができる。

次にオフセツト電圧等による動作点の直流シフトに関し
て記載する。演算増幅器（42）の直流分に関する負帰還
率β_１および正帰還率β_２は下式で表わされる。

上式より、β_１＞β_２であり、直流増幅率は で、極大になることはなく、安定な動作をさせることが
できる。

なお、上記実施例では、二次誘起電圧を零にした場合に
ついて説明したが、２個の変流器間の出力の位相を同一
にしたい場合、あるいは変圧器と変流器の間の位相を同
一にしたい場合等には、必ずしも二次誘起電圧を零とす
る必要はなく、位相を同一に合わせられる程度の誤差補
償でよい。

〔発明の効果〕

この発明に係る誤差補償変流器は、二次巻線の一端を演
算増幅器の反転入力部に接続し、他端を補償抵抗を介し
て非反転入力部に接続している。誤差補償は、この補償
抵抗の電圧によつて行なつているが、演算増幅器の出力
端子と非反転入力部間に抵抗とコンデンサの直列体を接
続して、直流の正帰還を生ずることなく、所定の交流正
帰還を与えることによつて、オフセツト電圧等による直
流シフトの少ない誤差補償形変流器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誤差補償形変流器の一実施例を示
す回路図、第２図は第１図における変流器CTの部分の等
価回路図、第３図は従来の誤差補償形変流器の回路図、
第４図は、第３図の変流器CTの部分の等価回路図であ
る。 図中、CTは変流器、Rcは補償抵抗、R₁は第１の帰還抵
抗、C₁はコンデンサ、R₂は第２の帰還抵抗、（23）は一
次巻線、（24）は二次巻線、（30），（31）は出力端
子、（42）は演算増幅器である。なお各図中同一符号は
同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変流器、この変流器の二次巻線の一端に、
   反転入力部が接続された増幅手段、前記変流器の二次巻
   線の他端と前記増幅手段の非反転入力部との間に接続さ
   れた補償抵抗、前記増幅手段の出力と前記変流器の二次
   巻線の他端とによって形成される出力手段を設けてなる
   誤差補償形変流器において、前記増幅手段の非反転入力
   部と出力部の間に接続された第１の帰還抵抗とコンデン
   サとの直列体と、前記増幅手段の反転力部と出力部との
   間に接続された第２の帰還抵抗とを備えたことを特徴と
   する誤差補償形変流器。
2. 【請求項２】コンデンサの容量は入力電流周波数におい
   てインピーダンスが十分小さくなる様に選び、補償抵抗
   R_cは、変流器の二次漏れインピーダンスをZ₂、第２の帰
   還抵抗をR₂、第１の帰還抵抗をR₁とした時、R_c＝（R₁/R
   ₂）・Z₂で表されるものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の誤差補償形変流器。