JPS63298169A - 力率トランスデュ−サ - Google Patents
力率トランスデュ−サInfo
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- JPS63298169A JPS63298169A JP13472287A JP13472287A JPS63298169A JP S63298169 A JPS63298169 A JP S63298169A JP 13472287 A JP13472287 A JP 13472287A JP 13472287 A JP13472287 A JP 13472287A JP S63298169 A JPS63298169 A JP S63298169A
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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。
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、力率をこれに対応した直流信号に変換するト
ランスデユーサに関するものである。
ランスデユーサに関するものである。
電力をＰ、無効電力をＱとした場合、力率ωＳφは周知
のように 部φ＝Ｐ／Ｊゴ璽７１１ｙ７ ・・・（１
）で表わされ、この関係は第２図〔イ〕で示される。こ
の（１）は下式（２）と対応関係にあることも知られて
いる。
のように 部φ＝Ｐ／Ｊゴ璽７１１ｙ７ ・・・（１
）で表わされ、この関係は第２図〔イ〕で示される。こ
の（１）は下式（２）と対応関係にあることも知られて
いる。
ｔａｎφ＝ Ｑ ／ Ｐ −（
２）電力比である第（２）式は第２図の〔口〕で表わさ
れる。
２）電力比である第（２）式は第２図の〔口〕で表わさ
れる。
力率１−ランスデューサは既に知られているが、従来の
この種のトランスデユーサは出力としてアナログの指示
計器が接続されており、この場合トランスデユーサ内で
（２）式の演算を行い、指示側器の目盛上で ｃｏｓφ＝（Ｌａｇ）０．５〜１．１１〜［１，５（Ｌ
ｅａｄ）となるようにスケール変換していた。
この種のトランスデユーサは出力としてアナログの指示
計器が接続されており、この場合トランスデユーサ内で
（２）式の演算を行い、指示側器の目盛上で ｃｏｓφ＝（Ｌａｇ）０．５〜１．１１〜［１，５（Ｌ
ｅａｄ）となるようにスケール変換していた。
ところで、力率ωＳφを２図（′／ツに示す如く、Ｌｅ
ａｄ、Ｌａｇ信号を含めた例えば４〜２０ｍＡのように
統一されたリニアな直流信号に変換したい場合があるが
、この場合スケール変換することなく第２図（イ）から
直接リニアな直流信号に変換するのは困難である。本発
明はこのような点にかんがみてなされたもので、第（２
）式で表わされる第２図Ｃ口〕から第２図（／ｓ）で示
される進み（Ｌ ｅ ａ ｄ’）、遅れ（Ｌ ａ ｇ）
信号を含めた例えば統一されたりニアな直流信号に変換
することのできる力率トランスデユーサを提供すること
を目的としたものである。
ａｄ、Ｌａｇ信号を含めた例えば４〜２０ｍＡのように
統一されたリニアな直流信号に変換したい場合があるが
、この場合スケール変換することなく第２図（イ）から
直接リニアな直流信号に変換するのは困難である。本発
明はこのような点にかんがみてなされたもので、第（２
）式で表わされる第２図Ｃ口〕から第２図（／ｓ）で示
される進み（Ｌ ｅ ａ ｄ’）、遅れ（Ｌ ａ ｇ）
信号を含めた例えば統一されたりニアな直流信号に変換
することのできる力率トランスデユーサを提供すること
を目的としたものである。
本発明は上記の目的を達成するために、電力信号Ｐと無
効電力Ｑとの比をとる（ｔａｎφ＝Ｑ／Ｐ）回路におい
て、乗除算（Ｑ −Ｙ／Ｐ）回路を用い、ＹをＱ／Ｐの
パラメータとすることによって進み及び遅れ力率の判別
が可能で力率をリニアに直流信号に変換するように構成
した。以下、実施例について詳細に説明する。
効電力Ｑとの比をとる（ｔａｎφ＝Ｑ／Ｐ）回路におい
て、乗除算（Ｑ −Ｙ／Ｐ）回路を用い、ＹをＱ／Ｐの
パラメータとすることによって進み及び遅れ力率の判別
が可能で力率をリニアに直流信号に変換するように構成
した。以下、実施例について詳細に説明する。
〔実施例〕
第１図は本発明に係る力率１−ランスデューサの一実施
例のブロック図である。図において、■は交流回路にお
ける電圧、ｊは同じく電流を示すものである。ＰＴは変
圧器、ＣＴは変流器、ＰＷＭはパルス幅変調回路である
。電圧入力■は変圧器ＰＴを介して取り出されたのち、
公知のパルス幅変調回路ＰＷＭに加えられてその大きさ
に応じたパルス幅信号に変調される。Ｒ１−Ｒ３は抵抗
器、Ｃは９０°移相川のコンデンサ、８１〜Ｓ３はアナ
ログスイッチ、八１〜Ａ３はアンプである。抵抗器Ｒ１
とコンデンサＣは変流器ＣＴの二次巻線間に直列に接続
され、その接続点は基準電位点に接続されている。電流
入力ｊは変流器ＣＴを介して取り出されたのち抵抗器Ｒ
１とコンデンサＣの回路に加えられる。その結果、抵抗
器Ｒ１からは電流ｉの同相分が取り出され、その出力は
抵抗器Ｒ２を介してスイッチＳ１に加えられる。スイッ
チＳ１はパルス幅変調回路ＰＷＭの出力によって駆動さ
れる。したがって、電圧Ｖと電流ｊの同相分が掛算され
、スイッチＳ１の出力端からは周知のように交流回路に
おける有効電力Ｐが取り出される。この有効電力Ｐはア
ンプＡ１に加えられる。
例のブロック図である。図において、■は交流回路にお
ける電圧、ｊは同じく電流を示すものである。ＰＴは変
圧器、ＣＴは変流器、ＰＷＭはパルス幅変調回路である
。電圧入力■は変圧器ＰＴを介して取り出されたのち、
公知のパルス幅変調回路ＰＷＭに加えられてその大きさ
に応じたパルス幅信号に変調される。Ｒ１−Ｒ３は抵抗
器、Ｃは９０°移相川のコンデンサ、８１〜Ｓ３はアナ
ログスイッチ、八１〜Ａ３はアンプである。抵抗器Ｒ１
とコンデンサＣは変流器ＣＴの二次巻線間に直列に接続
され、その接続点は基準電位点に接続されている。電流
入力ｊは変流器ＣＴを介して取り出されたのち抵抗器Ｒ
１とコンデンサＣの回路に加えられる。その結果、抵抗
器Ｒ１からは電流ｉの同相分が取り出され、その出力は
抵抗器Ｒ２を介してスイッチＳ１に加えられる。スイッ
チＳ１はパルス幅変調回路ＰＷＭの出力によって駆動さ
れる。したがって、電圧Ｖと電流ｊの同相分が掛算され
、スイッチＳ１の出力端からは周知のように交流回路に
おける有効電力Ｐが取り出される。この有効電力Ｐはア
ンプＡ１に加えられる。
一方、コンデンサＣからは電流主の９０’移相分が取り
出され、その出力は抵抗器Ｒ３を介してスイッチＳ２に
加えられる。スイッチＳ２はパルス幅変調回路ＰＷＭの
出力によって駆動される。
出され、その出力は抵抗器Ｒ３を介してスイッチＳ２に
加えられる。スイッチＳ２はパルス幅変調回路ＰＷＭの
出力によって駆動される。
この場合、電圧Ｖと電流ｊの９０°移相分が掛算され、
スイッチＳ２の出力端からは交流回路における無効電力
Ｑ′が取り出されてアンプＡ２に加えられる。この無効
電力Ｑ′は周波数の項が含まれている。ＦＤは交流回路
の周波数を検出する例えばモノマルチ等で構成した周波
数検出回路で、その入力端は変圧器ＰＴの二次コイルに
接続され、出力端はスイッチＳ３に加えられてこれを駆
動する。したがって、無効電力Ｑ′と周波数ｆが掛算さ
れ、スイッチＳ３の出力端からは周波数の項が含まれな
い無効電力信号Ｑが取り出されてアンプＡ３に加えられ
る。即ち、アンプＡ１から交流回路における有効電力Ｐ
に対応した信号１が取り出され、アンプＡ２から無効電
力のに対応した信号が取り出される。
スイッチＳ２の出力端からは交流回路における無効電力
Ｑ′が取り出されてアンプＡ２に加えられる。この無効
電力Ｑ′は周波数の項が含まれている。ＦＤは交流回路
の周波数を検出する例えばモノマルチ等で構成した周波
数検出回路で、その入力端は変圧器ＰＴの二次コイルに
接続され、出力端はスイッチＳ３に加えられてこれを駆
動する。したがって、無効電力Ｑ′と周波数ｆが掛算さ
れ、スイッチＳ３の出力端からは周波数の項が含まれな
い無効電力信号Ｑが取り出されてアンプＡ３に加えられ
る。即ち、アンプＡ１から交流回路における有効電力Ｐ
に対応した信号１が取り出され、アンプＡ２から無効電
力のに対応した信号が取り出される。
Ｍｌ、Ｍ２はそれぞれｘ、ｙ、ｚを入力したとき、（Ｘ
−Ｙ／Ｚ）の演算を行なうＩＣ化された乗除算回路、Ｂ
Ｃは絶対値回路、ＦＣは関数変換回路、Ｒ４は可変抵抗
器である。アンプＡ１の出力端は乗除算口ｆｌＰｒＭ１
．Ｍ２の２入力端子に接続され、アンプＡ３の出力端は
乗除算回路Ｍｌ、Ｍ２のＸ入力端子に夫々接続されてい
る。乗除算回路Ｍ１のＹ入力端子は可変抵抗器Ｒ４の刷
子に接続され、乗除算回路Ｍ２のＹ入力端子には一定の
電圧ｖＰが加えられている。乗除算回路Ｍ１の出力端は
アンプＡ４に接続されている。乗除算回路Ｍ２の出力端
は絶対値回路ＢＣを介して関数変換回路ＦＣに接続され
、回路ＦＣの出力端は可変抵抗器Ｒ４に接続されている
。関数変換回路ＦＣは演算増幅器ＯＰとその入、出力端
子間に接続されたツェナーダイオードＤｚ及び可変抵抗
器Ｒ５よりなるものである。
−Ｙ／Ｚ）の演算を行なうＩＣ化された乗除算回路、Ｂ
Ｃは絶対値回路、ＦＣは関数変換回路、Ｒ４は可変抵抗
器である。アンプＡ１の出力端は乗除算口ｆｌＰｒＭ１
．Ｍ２の２入力端子に接続され、アンプＡ３の出力端は
乗除算回路Ｍｌ、Ｍ２のＸ入力端子に夫々接続されてい
る。乗除算回路Ｍ１のＹ入力端子は可変抵抗器Ｒ４の刷
子に接続され、乗除算回路Ｍ２のＹ入力端子には一定の
電圧ｖＰが加えられている。乗除算回路Ｍ１の出力端は
アンプＡ４に接続されている。乗除算回路Ｍ２の出力端
は絶対値回路ＢＣを介して関数変換回路ＦＣに接続され
、回路ＦＣの出力端は可変抵抗器Ｒ４に接続されている
。関数変換回路ＦＣは演算増幅器ＯＰとその入、出力端
子間に接続されたツェナーダイオードＤｚ及び可変抵抗
器Ｒ５よりなるものである。
乗除算回路Ｍ２はそのＺ入力端子に加えられた有効電力
Ｐと、Ｘ入力端子に加えられた無効電力Ｑとによりｔａ
ｎφ＝ （Ｑ／ｐ） ・ｖｐ （一定）の演算を行な
う。即ち、乗除演算回路Ｍ２は入力されるＰとＱ信号に
より（２）式の演算を行ない、第２図（ロ）で示される
信号を出力する。
Ｐと、Ｘ入力端子に加えられた無効電力Ｑとによりｔａ
ｎφ＝ （Ｑ／ｐ） ・ｖｐ （一定）の演算を行な
う。即ち、乗除演算回路Ｍ２は入力されるＰとＱ信号に
より（２）式の演算を行ない、第２図（ロ）で示される
信号を出力する。
この電力比に対応した信号は絶対値回路ＢＣに加えられ
てその絶対値Ｉ Ｑ／Ｐ ｌがとられ、この絶対値出力
は関数変換回路ＦＣに加えられる。関数変換回路ＦＣに
おいてはツェナーダイオードＤ２が演算増幅器ＯＰの入
、出力端子間に接続されているので、第３図に示す如（
ｔａｎφ＝ （Ｑ／ｐ）が所定の値ａになるまでこの関
数発生回路ＦＣの出力ＶＣは増加するが、入力がツェナ
ーダイオードＤｚのツェナー電圧を越えるとＶＣは一定
となる。このような関数特性の電圧ＶＣは入力が所定の
値になるまでの係数をｋｌ、一定値以降の係数なに２と
すると、 Ｖ Ｃ＝ ｋ １ ｔａｎφ十ｋ ２
−（３）となる。このような演算式で表わされる電圧
ＶＣが乗除算回路Ｍ１のＹ入力端子に加えられる。乗除
演算回路はその２入力端子に加えられた有効電力Ｐと、
Ｘ入力端子に加えられた無効電力Ｑとによりｔａｎφ＝
（Ｑ／Ｐ）の演算をすると共に、Ｙ入力端子に加えら
れる（３）式に示す電圧ＶＣを掛算する。その結果、乗
除演算回路Ｍ１の出力電圧ＶＯ’Ｖｏ’ ＝ （Ｐ
／Ｑ） ・ Ｙ ・ （４）
・’−Ｖｏ’ ＝ｈｎφ （ｋ １ ｔａｎφ＋に２
）＝ ｋ １ ｔａｎ ２ φ＋に２ｔａｎφ
−（５）で表わされる。乗除演算回路Ｍ１にお
いて、（４）式に示すＹは（Ｐ／Ｑ）のパラータとして
動作し、（５）式で表わされる。このような（５）式で
表わされる電圧Ｖｏ’ がアンプＡ４に加えられて電圧
ｖＯとなる。
てその絶対値Ｉ Ｑ／Ｐ ｌがとられ、この絶対値出力
は関数変換回路ＦＣに加えられる。関数変換回路ＦＣに
おいてはツェナーダイオードＤ２が演算増幅器ＯＰの入
、出力端子間に接続されているので、第３図に示す如（
ｔａｎφ＝ （Ｑ／ｐ）が所定の値ａになるまでこの関
数発生回路ＦＣの出力ＶＣは増加するが、入力がツェナ
ーダイオードＤｚのツェナー電圧を越えるとＶＣは一定
となる。このような関数特性の電圧ＶＣは入力が所定の
値になるまでの係数をｋｌ、一定値以降の係数なに２と
すると、 Ｖ Ｃ＝ ｋ １ ｔａｎφ十ｋ ２
−（３）となる。このような演算式で表わされる電圧
ＶＣが乗除算回路Ｍ１のＹ入力端子に加えられる。乗除
演算回路はその２入力端子に加えられた有効電力Ｐと、
Ｘ入力端子に加えられた無効電力Ｑとによりｔａｎφ＝
（Ｑ／Ｐ）の演算をすると共に、Ｙ入力端子に加えら
れる（３）式に示す電圧ＶＣを掛算する。その結果、乗
除演算回路Ｍ１の出力電圧ＶＯ’Ｖｏ’ ＝ （Ｐ
／Ｑ） ・ Ｙ ・ （４）
・’−Ｖｏ’ ＝ｈｎφ （ｋ １ ｔａｎφ＋に２
）＝ ｋ １ ｔａｎ ２ φ＋に２ｔａｎφ
−（５）で表わされる。乗除演算回路Ｍ１にお
いて、（４）式に示すＹは（Ｐ／Ｑ）のパラータとして
動作し、（５）式で表わされる。このような（５）式で
表わされる電圧Ｖｏ’ がアンプＡ４に加えられて電圧
ｖＯとなる。
ここで、（５）式で表わさられる電圧ｖＯは、第２図（
ロ）で表わした第（２）式のｔａｎφを近似し、リニア
な直流信号に変換したものとなる。即ち、位相角φが一
３５°〜０〜３５′″の範囲（第３図において０〜ａ点
の範囲）では係数ｋｌとして０．４０２とし、この範囲
を第（５）式で表わした如＜０．４．０２・ｊａｎ ”
φで２乗近似し、３５″〜６５°の範囲では係数に２と
して０．４０２ｔａｎφＸ０．７００”０．２８１ｔａ
ｎφで近似させるようにしたものである。
ロ）で表わした第（２）式のｔａｎφを近似し、リニア
な直流信号に変換したものとなる。即ち、位相角φが一
３５°〜０〜３５′″の範囲（第３図において０〜ａ点
の範囲）では係数ｋｌとして０．４０２とし、この範囲
を第（５）式で表わした如＜０．４．０２・ｊａｎ ”
φで２乗近似し、３５″〜６５°の範囲では係数に２と
して０．４０２ｔａｎφＸ０．７００”０．２８１ｔａ
ｎφで近似させるようにしたものである。
上記のように係数ｋ１、ｋ２を選ぶことにより−０，５
（Ｌｏｇ）−１，０−＋０． ５ （Ｌｅａｄ）の間
において角度換算で±１．６°以の力率信号ｖＯに変換
することができた。第４図は実験結果を示すもので（な
お、第４図は位相角φがＯ〜７０°のみの場合を示しで
ある）、実線が位相角φに対するｔａｎφを、そして鎖
線は第（５）式の出力電圧Ｖｏを示したものである。こ
のように力率部φをリニアに変換した直流電圧ｖＯは出
力回路ＯＵＴに加えられる。
（Ｌｏｇ）−１，０−＋０． ５ （Ｌｅａｄ）の間
において角度換算で±１．６°以の力率信号ｖＯに変換
することができた。第４図は実験結果を示すもので（な
お、第４図は位相角φがＯ〜７０°のみの場合を示しで
ある）、実線が位相角φに対するｔａｎφを、そして鎖
線は第（５）式の出力電圧Ｖｏを示したものである。こ
のように力率部φをリニアに変換した直流電圧ｖＯは出
力回路ＯＵＴに加えられる。
出力回路ＯＵＴにおいて、Ａ５はアンプ、ＴＲはトラン
ジスタ、Ｒ６−Ｒ８は抵抗、Ｄｚｌはツェナーダイオー
ド、■は正の電圧源、ｔｌ、ｔ２は出力端子である。Ｌ
はディジタル電圧計等を示す。この出力回路ＯＵＴは出
力電圧Ｖｏを例えば４〜２０ｍＡのような統一した信号
に変換するもので、抵抗Ｒ８と電圧源ｖはそのバイアス
回路である。このように、出力回路にバイアス回路を加
えた本発明においては、出力端子ｔｌ、ｔ２から２図（
Ａ）に示す如く４〜２０ｍＡの如く統一された信号が取
り出される。
ジスタ、Ｒ６−Ｒ８は抵抗、Ｄｚｌはツェナーダイオー
ド、■は正の電圧源、ｔｌ、ｔ２は出力端子である。Ｌ
はディジタル電圧計等を示す。この出力回路ＯＵＴは出
力電圧Ｖｏを例えば４〜２０ｍＡのような統一した信号
に変換するもので、抵抗Ｒ８と電圧源ｖはそのバイアス
回路である。このように、出力回路にバイアス回路を加
えた本発明においては、出力端子ｔｌ、ｔ２から２図（
Ａ）に示す如く４〜２０ｍＡの如く統一された信号が取
り出される。
なお、第１図の回路において、ｃｏｓφリニアの信号の
みを必要とする場合には、バイアス回路を除去すること
により、Ｖｏ＝（１−ωＳφ）として出力される。この
場合、位相角φに対するｃｏｓφは第２図（ロ）の如く
示される。
みを必要とする場合には、バイアス回路を除去すること
により、Ｖｏ＝（１−ωＳφ）として出力される。この
場合、位相角φに対するｃｏｓφは第２図（ロ）の如く
示される。
以上説明したように、本発明においては電力Ｐと無効電
力Ｑとの比（ｔａｎφ＝Ｐ／Ｑ）をとる回路において乗
除演算（Ｖｏ＝Ｑ−Ｙ／Ｐ）回路を用い、ＹをＱ／Ｐの
パラメータとすることによって、Ｌｅａｄ、Ｌａｇ信号
も含めた交流回路における力率信号を直接これに比例し
た直流信号に変換することができる。しかも、前記のよ
うに電力比によって力率変換を行なうようにしているの
で、歪波対応で、単相は勿論のこと多相でしかも不平衡
型の電力回路においてもその電力回路における力率を直
流信号に変換することのできるトランスデユーサを得る
ことができる。
力Ｑとの比（ｔａｎφ＝Ｐ／Ｑ）をとる回路において乗
除演算（Ｖｏ＝Ｑ−Ｙ／Ｐ）回路を用い、ＹをＱ／Ｐの
パラメータとすることによって、Ｌｅａｄ、Ｌａｇ信号
も含めた交流回路における力率信号を直接これに比例し
た直流信号に変換することができる。しかも、前記のよ
うに電力比によって力率変換を行なうようにしているの
で、歪波対応で、単相は勿論のこと多相でしかも不平衡
型の電力回路においてもその電力回路における力率を直
流信号に変換することのできるトランスデユーサを得る
ことができる。
第１図は本発明に係るトランスデユーサの−実施例の接
続図、第２図乃至第４図は夫々本発明装置の動作及び特
性を説明する為の図である。 Ｍｌ・・乗除算回路、Ｍ２・乗算回路、ＦＣ・・関数発
生回路。
続図、第２図乃至第４図は夫々本発明装置の動作及び特
性を説明する為の図である。 Ｍｌ・・乗除算回路、Ｍ２・乗算回路、ＦＣ・・関数発
生回路。
Claims (1)
- 交流回路における電力Ｐ及び無効電力Ｑを得る電力・無
効電力変換回路、この電力・無効電力変換回路の出力を
受けて（Ｑ／Ｐ）の演算を行なう除算回路、この除算回
路の出力を｛ｋ１・（Ｑ／Ｐ）＋ｋ２｝の関数に変換す
る関数変換回路（ただし、前記ｋ１、ｋ２は係数）、及
び前記電力・無効電力変換回路と関数変換回路の出力を
受けて（Ｑ／Ｐ）・｛ｋ１・（Ｑ／Ｐ）＋ｋ２｝の乗除
算を行なう乗除算回路を具備した力率トランスデューサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13472287A JPH0654332B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 力率トランスデュ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13472287A JPH0654332B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 力率トランスデュ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63298169A true JPS63298169A (ja) | 1988-12-05 |
| JPH0654332B2 JPH0654332B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=15135069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13472287A Expired - Lifetime JPH0654332B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 力率トランスデュ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654332B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021186661A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 三菱電機株式会社 | 非接触電力センサ装置 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13472287A patent/JPH0654332B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021186661A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 三菱電機株式会社 | 非接触電力センサ装置 |
| JPWO2021186661A1 (ja) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0654332B2 (ja) | 1994-07-20 |
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