JPH0772740B2 - 電力検出器 - Google Patents

電力検出器

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JPH0772740B2
JPH0772740B2 JP3361209A JP36120991A JPH0772740B2 JP H0772740 B2 JPH0772740 B2 JP H0772740B2 JP 3361209 A JP3361209 A JP 3361209A JP 36120991 A JP36120991 A JP 36120991A JP H0772740 B2 JPH0772740 B2 JP H0772740B2
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Tsubakimoto Chain Co
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Description

【発明の詳細な説明】
【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、特にインバータ出力の三相交流の電力検出に有
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、
【0003】
【数1】 であるから
【0004】
【数2】 とも表される。演算部3はこのような演算を行って適宜
の手段で表示する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の測定原理から理
解されるように交流電力は電圧, 電流の極性、相が正し
く選択されて電力計に接続されないと誤った値を計測し
てしまうことになる。またインバータの三相交流側にこ
の種の電力計が接続されている場合であって、モータ負
荷をとる場合のようにこれを正逆転させるべく相回転を
変化させるときは正転時の測定を正しく行える接続とし
ていても、逆転時には測定ができないことになる。
【0006】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、接続誤り、又は相回転の反転が
あ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。
【0007】
【課題を解決するための手段】本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
が検出した相電流の位相差を算出する手段と、該位相
差とα(30°≦α≦60°)との大小を比較する手段と、
前記位相差がαより大きい場合に前記位相差から30°を
減算する手段と、前記位相差がαより小さい場合に前記
位相差に30°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として用いるべくなしてある
ことを特徴とする。
【0008】また位相差とαとの大小比較手段に替え
て、この大小関係と等価である相回転方向の情報を入力
することとし、これに応じて30°の加減算を行うことを
今一つの特徴とする。
【0009】
【作用】まず本発明の測定原理を説明する。図2は相電
圧VR 、RS 、VT とR,S相の線間電圧VRS、R,T
相間の線間電圧VRTとを示すベクトル図である。VRS
ベクトルは正相回転時にはR相電圧より必ず30°進み、
逆相回転時にはR相電圧より必ず30°遅れる。図2は正
相回転時の線間電圧VRS、VRTを示すが、逆相回転時に
は線間電圧VRSは正相回転時のVRTの位相になる〔(
)書きで図示〕。
【0010】R相電流IR は相電圧VR より遅れる。い
まこのIR を基準に取ると、正相時のVRSは必ず進みと
なり、位相差は30°より大となる。逆相時は実線で図示
した如くVRSは基準ベクトルIR より遅れとなるか、又
は2点鎖線で図示した如く進みとなり、位相差は30°よ
り小となる。ここに30°はVRSとVR 、又はVRT (逆相
時のVRS) とVR との位相差である。
【0011】従ってVRSとIR との位相差が30°より大
きい場合は正相回転時であると判定でき、30°より小さ
い場合は逆相回転であると判定できる。位相差が30°よ
り大きい場合は位相差から30°を減じる。これにより相
電圧VR と相電流IR との位相差θが得られる。逆相時
は必ず位相差は30°より小となる。そこでこの場合は位
相差に30°を加算する。そうするとVR とIR との位相
差θが得られる。つまり正相回転時、逆相回転時とも正
しい力率 cosθが得られることになる。従ってインバー
タのように相回転方向を変化させるものではなく、固定
している場合であっても極性, 位相の接続の正誤に拘ら
ず正しく力率が算出できる。これにより正しい電力検出
が可能になる。
【0012】以上の説明は位相差θが0に近い高力率の
負荷の場合(例えば大容量モータの場合)についてであ
るが図2に破線で示すようにθ=90°に近い低力率の負
荷の場合 (例えば小容量モータの場合、特にその無負荷
運転の場合) は接続の正誤に拘らず30°より大となり不
具合が生じる。従ってこのような場合には正逆相の判別
は60°との大小を比較することとする。勿論θは負荷に
よって0°〜90°に変化するからこれに合わせて30°〜
60°の範囲の適当な値を正逆判別の比較値とすればよ
い。なお位相差θは0〜90°に変化するから、正相時は
RS とI R との位相差は30°〜 120°の範囲を、また逆
相時はV RT とI R との位相差は−30°〜60°の範囲を夫
々取ることになる。つまり30°〜60°の範囲が重なるか
ら、正逆相判別の比較値として30°〜60°の範囲の適当
な値を用いることとするとこの重なった範囲、つまりθ
=30°〜60°の範囲では正逆判別できないことに注意す
る必要がある。 誘導モータの場合、起動時は大起動トル
クを発生し回転安定時に軽負荷となる。この間位相差θ
が30°〜60°の範囲を僅かな時間で越えることになる。
従ってこのような負荷の場合は使用に際して実質的に何
の支障もなく正逆判別が、従ってまた電力検出ができ
る。
【0013】
【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。
【0014】次に2はPTであり、RS相線間電圧VRS
検出すべく接続してあり、適宜電圧に降圧した2次側電
圧を波形形回路6及び整流増幅回路7へ入力してい
る。波形形回路6は波形形回路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。
【0015】図4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α
(30°〜60°) より大か小かを調べ(#2)、大である場合
は30°を減じてN−30°=θとする(#6)。Nがαより小
である場合は30°を加えてN+30°=θとする(#3)。
【0016】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
【0017】
【数3】 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CT1,PT2の整流増幅回路4,7、波形形回
路5,6への接続に誤りがあっても、またインバータ電
源の場合のようにRST相が変化し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。
【0018】図5はマイクロプロセッサ8の電力計算処
理手順の他の実施例を示している。この実施例は例えば
インバータ電源によるモータ駆動回路においてその正逆
切換の信号をマイクロプロセッサ8に与えるものとす
る。この場合はステップ#2に替えて相回転方向 (又はモ
ータの駆動回転方向) が正でるあるか逆であるかを判断
するステップ#12 を設けている。正である場合はステッ
プ#6へ、逆である場合はステップ#3へ移る。
【0019】なおこの実施例の場合は接続に誤りがない
ことが必要である。
【0020】
【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、接続誤り
があっても支障なく正しい検出ができる。また三相のイ
ンバータ電源の場合のように相回転を正逆に変更するも
のであっても、いずれの相回転の間にも正しく電力検出
ができる。例えば三相インバータ電源でモータ駆動をす
る場合には逆転状態になったとき、何らの問題もなく電
力検出ができる。但し、この発明では前述のようにV RS
とI R 又はV RT とI R の位相差がθ=30°〜60°の範囲
においては正逆判別ができず、電力検出はできない。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の電力検出器の説明図である。
【図2】本発明の測定原理説明図である。
【図3】本発明の電力検出器のブロック図である。
【図4】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。
【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。
【符号の説明】
1 CT 2 PT 4,7 整流・増幅回路 5,6 波形形回路 8 マイクロプロセッサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、該位相差とα(30°≦α≦60°)との大小を比較す
    る手段と、前記位相差がαより大きい場合に前記位相差
    から30°を減算する手段と、前記位相差がαより小さい
    場合に前記位相差に30°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。
  2. 【請求項2】 相回転が変更される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、相回転方向の入力手段と、入力
    された相回転方向の正逆に応じて前記位相差に対して30
    °を加減算する手段とを備え、この加減算の結果の角度
    を力率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。
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