JP2003194905A - Test-power-separate type standard power generating apparatus - Google Patents

Test-power-separate type standard power generating apparatus

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JP2003194905A
JP2003194905A JP2001398894A JP2001398894A JP2003194905A JP 2003194905 A JP2003194905 A JP 2003194905A JP 2001398894 A JP2001398894 A JP 2001398894A JP 2001398894 A JP2001398894 A JP 2001398894A JP 2003194905 A JP2003194905 A JP 2003194905A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a test-power-separate type standard power generating apparatus of a simple constitution for precisely performing the various performance of a watt(-hour) meter such as frequency characteristics, power-factor characteristics, high-frequency characteristics, etc. <P>SOLUTION: The test-power-separate type standard power generating apparatus is comprised of a multi-phase A.C. signal generator for generating a sinusoidal wave signal to be a fundamental wave signal, an in-phase signal in phase with the fundamental wave signal, and a perpendicular phase signal with a phase angle advanced by an angle of 90° or delayed by an angle of 90° to the fundamental wave signal or the in-phase signal, a voltage amplifier for amplifying the fundamental wave signal to a fundamental wave voltage, a predetermined voltage, a transconductance amplifier for in-phase signals for generating an in-phase current, a current in phase with the fundamental wave voltage, from the in-phase signal, and a transconductance amplifier for perpendicular phase signals for generating a perpendicular phase current, a current in a phase perpendicular to the fundamental wave voltage, from the perpendicular phase signal. The test-power-separate type standard power generating apparatus is provided with both an effective power generating part for a standard for generating effective power from the fundamental wave voltage and the in-phase current and a test power generating part for a device under test for generating test power from the fundamental wave voltage and a test current in which the in-phase current is superposed on the perpendicular phase current. The generation of power for the standard is separated from the generation of power for the device under test. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力(量)計を必
要な試験条件で評価することのできる電力発生装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power generation device capable of evaluating an electric power (quantity) meter under necessary test conditions.

【0002】[0002]

【従来技術】標準電力(量)計の試験では試験電力を精密
に設定することが可能な精密虚負荷試験電源が広く利用
されてきている。図4は、従来の精密虚負荷試験電源装
置の構成図である。精密虚負荷試験電源装置は、多相発
振器、交流電圧増幅器、トランスコンダクタンス増幅器
からなる。多相発振器の電圧用信号は電圧増幅器を介し
て標準電力(量)計と被試験電力(量)計へ入力され
る。電圧用信号に対して所定の位相差が設定された多相
発振器の電流用信号はトランスコンダクタンス増幅器を
介して電流出力として必要な試験台数(個数)の被試験
電力(量)計へ入力される。
2. Description of the Related Art In a test of a standard power (quantity) meter, a precision imaginary load test power source capable of precisely setting a test power has been widely used. FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional precision virtual load test power supply device. The precision virtual load test power supply device consists of a multi-phase oscillator, an AC voltage amplifier, and a transconductance amplifier. The voltage signal of the polyphase oscillator is input to the standard power (quantity) meter and the power under test (quantity) meter via the voltage amplifier. The current signal of the multi-phase oscillator in which a predetermined phase difference is set with respect to the voltage signal is input as a current output through the transconductance amplifier to the required number of tested electric power (quantity) meters. .

【0003】この電源装置の動作方式は,安定性に優れ
たシンセサイザ方式の多相発振器の出力信号を,安定,
精密な電圧増幅器及びトランスコンダクタンス増幅器に
より増幅し,所定の試験電圧,電流を発生するものであ
る。試験電力,電力量の精密さが,信号発生器としての
発振器,電圧増幅器,トランスコンダクタンス増幅器の
性能に直接依存するため,装置が複雑化し極めて高価な
ものになる。同虚負荷試験電源で発生する試験電力の設
定精度が,必要とする試験精度に比べ不十分な場合は,
被試験電力(量)計の1台を,予め試験あるいは検査され
た標準電力(量)計に差し替え,全ての電力(量)計に
同一の電力を入力し,標準電力(量)計と他の被試験電力
(量)計の応答の差を比べる比較試験が実施される。使用
される標準電力(量)計はより上位の標準によって校正
されていなければならない。この校正試験の連鎖は,よ
り高い精度あるいは性能の標準電力(量)計を必要とす
る。
The operation method of this power supply device is such that the output signal of the synthesizer type multi-phase oscillator having excellent stability is stable,
It amplifies by a precise voltage amplifier and transconductance amplifier and generates a predetermined test voltage and current. The precision of the test power and the amount of power directly depend on the performance of the oscillator, voltage amplifier, and transconductance amplifier as the signal generator, which makes the device complicated and extremely expensive. If the setting accuracy of the test power generated by the imaginary load test power supply is insufficient compared to the required test accuracy,
Replace one of the power meters under test with a standard power meter that has been tested or inspected in advance, input the same power to all power meters, and use the standard power meter and others. Power under test
A comparative test is conducted to compare the differences in the (quantity) meter response. The standard electricity meter used must be calibrated to a higher standard. This chain of calibration tests requires a higher accuracy or performance standard power meter.

【0004】時分割形電力計,熱電形電力計,ディジタ
ル乗算形電力計は,特に精密な国家標準から産業用,現
場用計測器にまで極めて広く利用されてきている。その
背景に,近年の電子回路集積技術の高精密化によりこれ
ら電力計を構成する主要電子部品の性能が飛躍的に改善
されてきていることがある。ただし,これら電子部品の
性能に強く依存した電力(量)計を標準とした試験では,
その試験の結果が含有する不確かさの大きさを見積もる
ために評価すべき項目が電子部品に及ぶため,極めて煩
雑,困難を伴うものになる。
The time-division type watt-hour meter, thermoelectric type watt-hour meter, and digital multiplication type watt-hour meter have been extremely widely used, especially from precision national standards to industrial and field measuring instruments. In the background to this, the performance of the main electronic components that make up these wattmeters has been dramatically improved due to the recent sophistication of electronic circuit integration technology. However, in a test using a power meter that strongly depends on the performance of these electronic components as a standard,
The items to be evaluated in order to estimate the magnitude of the uncertainty contained in the test results are electronic parts, which is extremely complicated and difficult.

【0005】例えば、時分割形電力計について説明す
る。図5は、従来の時分割形電力計の構成図である。時
分割形電力計は、パルス幅変調回路、アナログスイッ
チ、低域通過濾波器およびアナログ・パルス変換器、A
/D変換器などの機器からなる。アナログスイッチには
試験電流が入力されている。試験電圧はパルス幅変調回
路に入力され,パルス幅が試験電圧の瞬時値に比例した
パルス信号を出力する。このパルス信号によりアナログ
スイッチがスイッチングされる。アナログスイッチの出
力信号は、振幅が入力された試験電流の瞬時値に,幅が
試験電圧の瞬時値に比例したパルス状の信号を出力す
る。交流電力は試験電圧あるいは試験電流の一周期につ
いて平均化して定義される量であるので,アナログスイ
ッチの出力は低域通過濾波器を介して直流信号成分が選
択され,検出電力として表示する。
For example, a time division type power meter will be described. FIG. 5 is a block diagram of a conventional time division type wattmeter. The time division type power meter includes a pulse width modulation circuit, an analog switch, a low pass filter and an analog pulse converter,
It consists of equipment such as a / D converter. The test current is input to the analog switch. The test voltage is input to the pulse width modulation circuit and a pulse signal whose pulse width is proportional to the instantaneous value of the test voltage is output. The analog signal is switched by this pulse signal. The output signal of the analog switch outputs a pulsed signal whose amplitude is proportional to the instantaneous value of the input test current and whose width is proportional to the instantaneous value of the test voltage. Since the AC power is a quantity defined by averaging over one cycle of the test voltage or test current, the output of the analog switch is selected as the DC signal component through the low-pass filter and displayed as the detected power.

【0006】この時分割形電力計は入力された電力に比
例した直流信号を出力するが、試験電圧をパルス幅変調
するとき、比例定数に相当する絶対値に関する情報を失
ってしまう点に問題があった。D/A変換器等を利用し
たシンセサイザ方式の多相発振器を備えた虚負荷試験電
源では,波形を合成する基の動作クロックに同期させた
精密サンプリング電力計が実現可能であり,当初,鉄損
の測定を目的として開発されたが,近年,電力の国家標
準の構築,産業用機器での電力消費の評価に広く利用さ
れてきている。
This time division type wattmeter outputs a DC signal proportional to the input power, but when pulse width modulating the test voltage, there is a problem in that information about the absolute value corresponding to the proportional constant is lost. there were. In a imaginary load test power supply equipped with a synthesizer-type multi-phase oscillator that uses a D / A converter, etc., a precision sampling power meter that is synchronized with the operation clock of the base that synthesizes the waveform can be realized. Although it was developed for the purpose of measuring the power consumption, it has been widely used in recent years to establish a national standard for electric power and to evaluate the power consumption of industrial equipment.

【0007】図6は従来のシンセサイザ方式の多相発振
器を備えた虚負荷試験電源をのクロックを利用した電源
同期形サンプリング電力(量)計である。虚負荷試験電
源部は,基準パルス発生器,ディジタルデータの形で波
形パターンが記憶されたメモリからデータを取り出しD
/A変換によりアナログ信号に変換し出力するシンセサ
イズド多相交流電圧発生器,電圧増幅器,トランスコン
ダクタンス増幅器により構成されている。前記基準パル
ス発生器からのクロックはシンセサイズド多相交流電圧
発生器のD/A変換用のトリガとして利用されるのと同
時に電源同期形サンプリング電力(量)計のサンプリン
グ信号として利用される。
FIG. 6 shows a power-source-synchronized sampling power (quantity) meter which uses a clock of a virtual load test power supply equipped with a conventional synthesizer type multi-phase oscillator. The imaginary load test power supply section retrieves data from the reference pulse generator and the memory in which the waveform pattern is stored in the form of digital data D
It is composed of a synthesized multi-phase AC voltage generator for converting into an analog signal by A / A conversion and outputting it, a voltage amplifier, and a transconductance amplifier. The clock from the reference pulse generator is used as a trigger for D / A conversion of the synthesized multi-phase AC voltage generator, and at the same time is used as a sampling signal of a power supply synchronous sampling power (quantity) meter.

【0008】交流電圧増幅器からの試験電圧とトランス
コンダクタンス電流増幅器からの試験電流は電圧信号サ
ンプラー及び電流信号サンプラーで前記クロックにて同
期してサンプリングされる。これらサンプリングされた
電圧出力および電流出力はA/D変換部でA/D変換さ
れ、ディジタル乗算部で積が算出され,試験電力として
表示ないし出力される。この電力計によれば、試験電圧
と電流に対し,サンプリングされた試験電圧,試験電流
が同期しているため位相の曖昧さは除かれている。ただ
しサンプリング電力(量)計で利用されるA/D変換器の
性能評価,不確かさの評価は困難であり,産業用機器で
利用されているスイッチングの周波数に追随させるため
にはA/D変換器をより高速で稼動させなければならず
その評価を一層難しくしている。
The test voltage from the AC voltage amplifier and the test current from the transconductance current amplifier are sampled by the voltage signal sampler and the current signal sampler in synchronization with the clock. The sampled voltage output and current output are A / D converted by the A / D converter, the product is calculated by the digital multiplier, and displayed or output as test power. According to this power meter, the ambiguity of the phase is removed because the sampled test voltage and test current are synchronized with the test voltage and current. However, it is difficult to evaluate the performance and uncertainty of the A / D converter used in the sampling power (quantity) meter, and in order to follow the switching frequency used in industrial equipment, A / D conversion is required. The equipment has to be operated at higher speed, making its evaluation more difficult.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の各電力計は
それぞれ実用上の問題点を有していた。近年、様々な形
態,規模の発電により,より効率的,廉価な電力の供給
が試みられている。その結果,電力の授受を精密に測定
すること,供給される電力の質の評価,負荷力率の精密
な評価,高調波電流により試験電流が大きく歪んだ条件
での電力・電力量を正確に試験することが求められてい
る。また,近年,電力のより効率的な利用を目的として
スイッチングレギュレータが産業用機器,家電製品に広
く利用され,機器に流入する電流の高調波含有率は増加
し,またその次数も高くなっている。スイッチングレギ
ュレータの開発目的が高効率化と小型化であり,その効
率,消費電力の試験が重要になっている。この評価試験
に対応するため,様々な形式の電力・電力量計が選択さ
れ利用されているが,評価結果の信頼性を確保するため
にはこれら電力・電力量計そのものがより精密に試験さ
れていることが不可欠である。
Each of the conventional power meters described above has problems in practical use. In recent years, it has been attempted to supply electric power more efficiently and cheaply by generating power in various forms and scales. As a result, the power transfer is measured accurately, the quality of the supplied power is evaluated, the load power factor is evaluated accurately, and the power and the amount of power under the condition that the test current is greatly distorted by harmonic current are accurately measured. It is required to test. Further, in recent years, switching regulators have been widely used in industrial equipment and home appliances for the purpose of more efficient use of electric power, and the harmonic content rate of the current flowing into the equipment has increased, and its order has also increased. . The development objectives of switching regulators are high efficiency and miniaturization, and it is important to test their efficiency and power consumption. Various types of electric power / watt hour meters have been selected and used to support this evaluation test. However, in order to ensure the reliability of the evaluation results, these electric power / watt hour meters themselves are tested more precisely. Is essential.

【0010】すなわち,より高い周波数での電力の利
用,より高い次数の高調波電流が流れる負荷での電力の
利用は,それら電力(量)を精密に評価するための電力
(量)計そのものを必要な試験条件で評価することが求
められる。ただし,より高度な標準器の開発,研究には
多大なコストと開発期間が必要になる。また、電力の発
電,受電にともなう計量,あるいは産業用機器,民生機
器の設計,製造における消費電力の評価,製品の売買に
ともなう電力仕様の検証などに際し,国家標準に沿った
標準器を使用した認定試験事業者における試験が,様々
な局面で求められている。それら試験事業者では,所要
の不確かさでの試験を実現するための標準器を購入,あ
るいは開発し試験,検査業務を実施するが,そこでは不
確かさの合理的な評価が求められる。
That is, the use of electric power at a higher frequency and the use of electric power at a load in which higher order harmonic currents flow make use of the electric power (quantity) meter itself for precisely evaluating the electric power (quantity). It is required to evaluate under the necessary test conditions. However, a great deal of cost and development time are required for the development and research of more advanced standards. In addition, when measuring the power generation, receiving power, designing industrial equipment and consumer equipment, evaluating the power consumption in manufacturing, and verifying the power specifications associated with the purchase and sale of products, we used standard equipment in accordance with national standards. Tests by accredited test providers are required in various situations. These test operators purchase or develop standard equipment to realize tests with the required uncertainty and perform testing and inspection work, but there is a need for a reasonable evaluation of the uncertainty.

【0011】電力(量)計は,多岐にわたる試験条件が設
定され,試験・検査がされるが,試験・検査に使用され
る標準器はより高い性能,より高い信頼性,精密な不確
かさの評価が求められる。例えば,高調波を含有した試
験電流のもと,所定の力率での電力(量)計の試験では,
使用する標準器は,そのような試験条件の下で計測の対
象としている試験量のみを正しく測定しなければならな
いが,周波数特性,力率特性,高調波特性等々の諸性能
を満足する標準器の開発には膨大な開発経費と期間を必
要とする。標準器となる電力(量)計と被試験電力(量)計
に同一の電力を入力する比較試験法では,標準器は被試
験電力(量)計よりも優れた性能を具備しなければならな
いが,様々な試験条件に対し,これを満足する標準器の
開発は極めて困難である。本発明の目的は、前記の問題
点に鑑み、簡単な構成により、周波数特性,力率特性,
高調波特性等々の諸性能を満足する電力(量)計の試験・
検査を行う試験電力分離形標準電力発生装置を提供する
ことにある。
Although a wide variety of test conditions are set and tested / inspected in an electric power (quantity) meter, a standard device used for the test / inspection has higher performance, higher reliability, and precise uncertainty. Evaluation is required. For example, in the test of a power (quantity) meter at a predetermined power factor under a test current containing harmonics,
The standard to be used must accurately measure only the test quantity to be measured under such test conditions, but it is a standard that satisfies various characteristics such as frequency characteristics, power factor characteristics, and harmonic characteristics. The development of the container requires enormous development cost and period. In the comparative test method in which the same electric power is input to the electric power (quantity) meter that serves as a standard and the electric power (quantity) under test, the standard must have better performance than the electric power (quantity) under test. However, it is extremely difficult to develop a standard device that satisfies these conditions under various test conditions. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a frequency characteristic, a power factor characteristic,
Electric power (quantity) meter test that satisfies various characteristics such as harmonic characteristics
An object is to provide a test power separation type standard power generation device for inspection.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は,上記課題を解
決するために,以下の手段を採用する。任意力率におい
て被試験電力(量)計を試験する際に,標準器としての電
力(量)計及び被試験器としての電力(量)計が指示しなけ
ればならないのは入力された電力の有効成分である。そ
こで標準器には有効電力のみ入力し,被試験器には試験
条件としての力率を設定するために,前記有効電力に対
して必要な大きさの無効電力を重畳させている。任意力
率において被試験無効電力(量)計を試験する際に,標準
器としての無効電力(量)計及び被試験器としての無効電
力(量)計が指示しなければならないのは入力された電力
の無効成分である。そこで標準器には無効電力のみ入力
し,被試験器には試験条件としての力率を設定するため
に,前記無効電力に大して必要な大きさの有効電力を重
畳させている。試験電流が歪んでいる条件において,被
試験電力(量)計を試験する際に,標準器としての電力
(量)計及び被試験器としての電力(量)計が指示しなけれ
ばならないのは入力された電力の基本波成分である。そ
こで標準器には基本波成分の試験電流による有効電力を
入力し,被試験器には前記有効電力に対して試験条件と
して必要な大きさの高調波電流を重畳させて試験を実施
する。
The present invention adopts the following means in order to solve the above problems. When testing a watt-hour meter under test at an arbitrary power factor, the watt-hour meter as standard equipment and the watt-hour meter as test equipment must indicate the input power It is an active ingredient. Therefore, only active power is input to the standard device, and reactive power of a required magnitude is superimposed on the active power in order to set the power factor as a test condition in the device under test. When testing a reactive power (quantity) meter under test at an arbitrary power factor, it is input that the reactive power (quantity) meter as a standard device and the reactive power (quantity) meter as a device under test shall indicate. It is a reactive component of electric power. Therefore, only the reactive power is input to the standard device, and in order to set the power factor as the test condition to the device under test, a large amount of active power is superposed on the reactive power. When the test electric power (quantity) meter is tested under the condition that the test current is distorted,
The electric power (quantity) meter as the (quantity) meter and the UUT must indicate the fundamental wave component of the input power. Therefore, the active power based on the test current of the fundamental wave component is input to the standard device, and a harmonic current of a magnitude required as a test condition is superimposed on the active power to perform the test.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の試験電力分離形標準電力
発生装置は,試験の対象となる量と試験条件を設定する
量を分離し,試験対象となる量のみ標準器にて試験し,
試験条件としての量は被試験器に先の試験対象量と重畳
させて入力するように構成した点に特徴を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The test power separation type standard power generator of the present invention separates a quantity to be tested from a quantity for setting a test condition, and tests only a quantity to be tested with a standard device,
The quantity as the test condition is characterized in that it is configured so as to be input to the device under test while being superposed on the quantity to be tested.

【0014】(第1実施例)図1は本発明の第1実施例
の試験電力分離形標準電力発生装置による任意力率での
電力計の試験状態を説明する構成図である。第1実施例
の試験電力分離形標準電力発生装置は、多相交流信号発
生器1、電圧増幅器2、トランスコンダクタンス増幅器
3−1、トランスコンダクタンス増幅器3−2とからな
る。標準電力(量)計は標準器用有効電力発生部に,被試
験電力(量)計は被試験器用試験電力発生部に接続され
る。多相交流電圧発生器1は、内部クロックに基づいて
メモリに記憶され波形データを逐次D/A変換するもの
で,多相の信号について任意の振幅,位相を設定するこ
とが可能であると共に、異なる周波数の高調波を同時に
発生することが可能である。同図では,基本波信号,基
本波信号とほぼ同相の同相信号,基本波信号に対しほぼ
直角相の直角相信号を発生させている。電圧増幅器2は
前記多相交流信号発生器1の基本波信号を増幅し,所定
の大きさの基本波電圧を発生させる。
(First Embodiment) FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a test state of a power meter at an arbitrary power factor by a test power separation type standard power generator of a first embodiment of the present invention. The test power separation type standard power generator of the first embodiment comprises a multi-phase AC signal generator 1, a voltage amplifier 2, a transconductance amplifier 3-1, and a transconductance amplifier 3-2. The standard power (quantity) meter is connected to the active power generator for the standard unit, and the power under test (quantity) meter is connected to the test power generator for the unit under test. The multi-phase AC voltage generator 1 is for sequentially D / A converting waveform data stored in a memory based on an internal clock, and can set arbitrary amplitudes and phases for multi-phase signals. It is possible to generate harmonics of different frequencies simultaneously. In the figure, a fundamental wave signal, an in-phase signal having substantially the same phase as the fundamental wave signal, and a quadrature phase signal having a substantially quadrature phase with respect to the fundamental wave signal are generated. The voltage amplifier 2 amplifies the fundamental wave signal of the multi-phase AC signal generator 1 to generate a fundamental wave voltage of a predetermined magnitude.

【0015】トランスコンダクタンス増幅器3−1は、
前記多相交流信号発生器1の同相信号から所定の試験電
流を発生させるためのトランスコンダクタンス形の増幅
器である。トランスコンダクタンス増幅器3−2は、前
記多相交流電圧発生器1の直角相信号から所定の直角相
電流を出力するトランスコンダクタンス形増幅器であ
る。増幅器1が出力する基本波電圧と,トランスコンダ
クタンス増幅器3−1が出力する同相電流が,虚負荷試
験法に基づく標準器用の有効電力を発生する。トランス
コンダクタンス増幅器3−1の電流を,被試験電力(量)
計の電流入力回路に並列に接続することで,直角相電流
に同相電流を重畳させている。増幅器1が出力する基本
波電圧と,トランスコンダクタンス増幅器3−2が出力
する直角相電流にトランスコンダクタンス増幅器3−1
が出力する同相電流が重畳され,虚負荷試験法に基づく
被試験器用の試験電力を発生する。
The transconductance amplifier 3-1 is
It is a transconductance type amplifier for generating a predetermined test current from the in-phase signal of the multi-phase AC signal generator 1. The transconductance amplifier 3-2 is a transconductance amplifier that outputs a predetermined quadrature current from the quadrature signal of the multiphase AC voltage generator 1. The fundamental voltage output by the amplifier 1 and the common-mode current output by the transconductance amplifier 3-1 generate active power for a standard device based on the imaginary load test method. The current of the transconductance amplifier 3-1 is the power to be tested (quantity).
The in-phase current is superimposed on the quadrature current by connecting in parallel to the current input circuit of the meter. The transconductance amplifier 3-1 is added to the fundamental wave voltage output from the amplifier 1 and the quadrature current output from the transconductance amplifier 3-2.
The common-mode current output by is superimposed and generates test power for the UUT based on the imaginary load test method.

【0016】(第1実施例の効果)標準器は力率1でそ
の誤差が予め試験,評価されていることが求められる
が,標準器に直角相成分の含まれた試験電流が流されな
いことから,被試験器に求められる様々な試験力率につ
いての誤差は試験誤差として影響しない。よって,標準
器には試験電圧と試験電流がほぼ同相の位相にある力率
1付近の極めて限定された範囲についてのみ直線性,長
期安定性に優れた電力(量)計を用意することが求められ
る。求められる性能が限定されることから電力(量)計の
動作原理など機種選択の幅が広がり,必要条件が絞られ
たより高い性能の無効電力(量)計を使用することが可能
になり,試験の精度,不確かさが改善される。
(Effect of First Embodiment) The standard device is required to be tested and evaluated in advance with a power factor of 1, but the standard device is not supplied with a test current containing a quadrature component. Therefore, the errors for various test power factors required for the UUT do not affect the test errors. Therefore, it is required to prepare an electric power (quantity) meter that has excellent linearity and long-term stability only in a very limited range near the power factor 1 where the test voltage and test current are in phase with each other. To be Since the required performance is limited, the range of model selection such as the operating principle of the electric power (quantity) meter is expanded, and it becomes possible to use a higher performance reactive electric power (quantity) meter with narrowed requirements. The accuracy and uncertainty of are improved.

【0017】(第2実施例)図2は本発明の第2実施例
の試験電力分離形標準電力発生装置による無効電力計の
試験状態を説明する構成図である。第2実施例は、前記
図1の第1実施例と比べると、標準器用虚負荷試験電力
発生部が基本波電圧と直角相電流を出力している点が異
なり,その他の構成は同じである。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a configuration diagram for explaining a test state of a reactive power meter using a test power separation type standard power generator according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the imaginary load test power generation unit for standard equipment outputs a fundamental wave voltage and a quadrature current, and the other configurations are the same. .

【0018】(第2実施例の効果)標準器は力率零でそ
の誤差が予め試験,評価されていることが求められる
が,標準器に同相成分の含まれた試験電流が流されない
ことから,被試験器に求められる様々な試験力率につい
ての誤差は試験誤差として影響しない。よって,標準器
には試験電圧と試験電流がほぼ直角の位相にある力率零
付近の極めて限定された範囲についてのみ直線性,長期
安定性に優れた電力(量)計を用意することが求められ
る。求められる性能が限定されることから電力(量)計の
動作原理など機種選択の幅が広がり,必要条件が絞られ
たより高い性能の無効電力(量)計を使用することが可能
になり,試験の精度,不確かさが改善される。
(Effect of the Second Embodiment) It is required that the standard device has a power factor of zero and its error is tested and evaluated in advance. However, since the standard device is not supplied with a test current containing an in-phase component. , The errors of various test power factors required for the UUT do not affect the test error. Therefore, it is required to prepare a power meter with excellent linearity and long-term stability only in a very limited range around zero power factor, where the test voltage and test current are in a phase at right angles to each other. To be Since the required performance is limited, the range of model selection such as the operating principle of the electric power (quantity) meter is expanded, and it becomes possible to use a higher performance reactive electric power (quantity) meter with narrowed requirements. The accuracy and uncertainty of are improved.

【0019】(第3実施例)図3は本発明の第3実施例
の試験電力分離形標準電力発生装置による高調波を含有
した試験電流での電力計の試験状態を説明する構成図で
ある。第3実施例は、前記図1の第1実施例と比べる
と、多相交流信号発生器1に代えて複周波数多相交流信
号発生器4が使用され,高調波用のトランスコンダクタ
ンス増幅器3−3が利用されていることが異なる。ただ
しD/A変換器を利用したシンセサイザ方式の多相信号
発生器は,複数の出力信号に対し任意の振幅,位相角,
周波数の信号を発生することが可能であるので,そのよ
うな場合,前記多相交流信号発生器を前記複周波数多相
交流信号発生器として使用することは可能である。ま
た,前記同相用トランスコンダクタンス増幅器,前記直
角相用トランスコンダクタンス増幅器,前記高調波用ト
ランスコンダクタンス増幅器は,必要な周波数帯域につ
いて性能が満たされていれば,同一機種のものを利用す
ることが可能である。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a configuration diagram for explaining a test state of a power meter at a test current containing harmonics by a test power separation type standard power generator according to a third embodiment of the present invention. . Compared to the first embodiment of FIG. 1, the third embodiment uses a multi-frequency multi-phase AC signal generator 4 instead of the multi-phase AC signal generator 1, and uses a transconductance amplifier 3-for harmonics. The difference is that 3 is used. However, a synthesizer-type multi-phase signal generator that uses a D / A converter has an arbitrary amplitude, phase angle,
In such a case, it is possible to use the multi-phase AC signal generator as the multi-frequency multi-phase AC signal generator since it is possible to generate signals of frequencies. Further, as for the in-phase transconductance amplifier, the quadrature-phase transconductance amplifier, and the harmonic transconductance amplifier, if the performance is satisfied in a necessary frequency band, the same model can be used. is there.

【0020】前記複周波数多相交流信号発生器4は,基
本波信号,同相信号,並びにこれら基本波,同相信号と
異なる周波数の高調波信号を発生するものである。高調
波用のトランスコンダクタンス増幅器3−3は前記高調
波信号から必要な大きさの高調波電流を発生する。第1
実施例と同様に,標準器用有効電力発生部では基本波電
圧と同相電流が虚負荷試験法に基づく電力を出力し標準
電力(量)計に標準電力を供給する。基本波電圧と同電流
に高調波電流が重畳された試験電流が,虚負荷試験法に
基づく電力を出力し被試験電力(量)計に試験電力を供給
する。本実施例では,有効電力(量)計について試験電流
に高調波が含まれている条件で試験する場合について記
載しているが,任意力率において同様の試験が求められ
る場合は,第1実施例と同様,直角相用のトランスコン
ダクタンス増幅器を用意し,直角相電流を被試験電力
(量)計に重畳して入力することで実現される。
The multi-frequency multi-phase AC signal generator 4 generates a fundamental wave signal, an in-phase signal, and a harmonic signal having a frequency different from those of the fundamental wave and the in-phase signal. The harmonic transconductance amplifier 3-3 generates a harmonic current of a required magnitude from the harmonic signal. First
Similar to the embodiment, in the active power generator for standard device, the fundamental wave voltage and the in-phase current output the power based on the imaginary load test method and supply the standard power (quantity) meter with the standard power. The test current, in which the harmonic current is superimposed on the same current as the fundamental voltage, outputs the power based on the imaginary load test method and supplies the test power to the power under test (quantity) meter. This embodiment describes a case where the active current (quantity) meter is tested under the condition that the test current contains harmonics. However, when a similar test is required at an arbitrary power factor, the first embodiment is performed. As in the example, prepare a quadrature phase transconductance amplifier and set the quadrature current to the power under test.
It is realized by superimposing and inputting on the (quantity) meter.

【0021】(第3実施例の効果)標準器は基本波でそ
の誤差が予め試験,評価されていることが求められる
が,標準器には高調波の含有した試験電流は流されない
ことから,被試験器に求められる様々な高調波が含有す
る試験電流場合についての誤差は試験誤差として影響し
ない。よって,標準器には極めて限定された周波数範囲
についてのみ直線性,長期安定性に優れた電力(量)計を
用意することが求められる。求められる性能が限定され
ることから電力(量)計の動作原理など機種選択の幅が広
がり,必要条件が絞られたより高い性能の無効電力(量)
計を使用することが可能になり,試験の精度,不確かさ
が改善される。以上、本発明の各実施例について説明し
たが、本発明の試験電力分離形標準電力発生装置は、高
調波電流を含んだ試験電流において電力あるいは無効電
力計を試験する場合は,基本波電力を発生させるための
試験電圧源,それと同周波数の同相あるいは直角相の電
流源,周波数が必要な次数で高次の電流源,基本波電流
と高次電流を重畳させる回路接続により,試験対象の電
力(量)をその他の電力成分から分離することで,試験
量を精密に評価することを可能にする。また、交流の有
効電力計,無効電力計,有効あるいはまた無効電力量計
を,任意の負荷力率,任意の高調波含有率の試験電流に
おいて試験することを可能にする。
(Effect of Third Embodiment) The standard device is required to be tested and evaluated in advance for its error with the fundamental wave. However, since the standard device is not supplied with the test current containing harmonics, The error in the case of the test current containing various harmonics required for the device under test does not affect the test error. Therefore, it is necessary to prepare a power meter that has excellent linearity and long-term stability only in a very limited frequency range. Since the required performance is limited, the range of model selection such as the operating principle of the electric power (quantity) meter is widened, and the reactive power (quantity) with higher performance is narrowed down to the necessary conditions.
It becomes possible to use a meter, and the accuracy and uncertainty of the test are improved. Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the test power separation type standard power generator of the present invention supplies the fundamental wave power when testing the power or the reactive wattmeter at the test current including the harmonic current. The test voltage source to generate, the in-phase or quadrature-phase current source with the same frequency, the higher-order current source with the required frequency, and the circuit connection that superimposes the fundamental current and the higher-order current By separating (quantity) from other power components, it becomes possible to evaluate the test quantity precisely. It also makes it possible to test an AC active wattmeter, reactive wattmeter, active and / or reactive watthour meter at a test current of arbitrary load power factor and arbitrary harmonic content.

【0022】本発明は、前記実施態様に限定されず、本
発明の要旨である、試験電力分離形標準電力発生装置
が,試験の対象となる量と試験条件を設定する量を分離
し,試験対象となる量のみ標準器にて試験し,試験条件
としての量は被試験器に先の試験対象量と重畳して入力
するように構成するものであれば、いかなる実施態様も
可能である。なお、認定試験事業者において,本発明に
基づく電力標準システムを導入した場合,当該の試験量
と,試験条件を設定するための他の成分を分離した結
果,校正証明書等に記載される不確かさの評価結果が伴
う校正値と試験条件を分離することになるため,不確か
さの評価を簡便に行うことが可能になり,また標準の管
理と試験条件を設定する装置を分離することも可能にな
り,標準器管理,試験・校正用機器管理が合理化され,
これにより併せて,品質管理マニュアル,試験手順を記
載した技術マニュアルの作成を簡素化,合理化すること
が可能になる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the test power separation type standard power generator, which is the gist of the present invention, separates the quantity to be tested from the quantity to set the test condition, and conducts the test. Any embodiment is possible as long as it is configured such that only the target amount is tested by the standard device and the amount as the test condition is input to the device under test in superposition with the previous test target amount. In addition, when a certified tester introduces the electric power standard system based on the present invention, the uncertainty that is described in the calibration certificate, etc. as a result of separating the relevant test amount and other components for setting the test conditions. Since the calibration value and the test condition that accompany the evaluation result of the length are separated, the uncertainty can be easily evaluated, and the standard control and the device for setting the test condition can be separated. The ratio of standard equipment management and test / calibration equipment management has been streamlined.
This also simplifies and streamlines the creation of quality control manuals and technical manuals that describe test procedures.

【0023】[0023]

【発明の効果】本考案では試験対象電力と試験条件を設
定するための他の電力成分を分離することにより,より
精密,より簡便に被試験電力(量)計を試験,検査するこ
とが可能になる。標準器として特別な開発を必要としな
い。更に,不確かさの評価が求められる試験対象量が分
離されているため,関係業務が飛躍的に簡素化される。
この結果,高調波対応については従来の技術,考え方で
は強い制限があったが,それら技術的な課題が一掃さ
れ,併せて不確かさの評価業務,試験・検査所の品質の
維持が容易になる。
According to the present invention, the power to be tested can be tested and inspected more accurately and more easily by separating the power to be tested from other power components for setting the test conditions. become. No special development is required as a standard device. Furthermore, because the amount of the test object for which uncertainty evaluation is required is separated, related tasks are dramatically simplified.
As a result, conventional techniques and ideas have had strong restrictions on harmonics, but these technical issues have been eliminated, and it is easier to maintain uncertainty and to maintain the quality of testing and inspection laboratories. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の試験電力分離形標準電力
発生装置による任意力率での電力計の試験状態を説明す
る構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a test state of a power meter at an arbitrary power factor by a test power separation type standard power generation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例の試験電力分離形標準電力
発生装置による任意力率での無効電力計の試験状態を説
明する構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a test state of a reactive power meter at an arbitrary power factor by a test power separation type standard power generation device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例の試験電力分離形標準電力
発生装置による高調波を含有した試験電流での電力計の
試験状態を説明する構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a test state of a power meter at a test current containing harmonics by a test power separation type standard power generator according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の精密虚負荷試験電源装置の構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional precision virtual load test power supply device.

【図5】従来の時分割形電力計の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional time division type wattmeter.

【図6】従来のシンセサイザ方式の多相発振器を備えた
虚負荷試験電源からの動作クロックを利用した電源同期
形サンプリング電力(量)計である。
FIG. 6 is a power-source-synchronized sampling power (quantity) meter that uses an operation clock from a virtual load test power supply including a conventional synthesizer-type multi-phase oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多相交流信号発生器 2 電圧増幅器 3−1、3−2,3−3トランスコンダクタンス増幅器 4 複周波数多相交流信号発生器 1 Multi-phase AC signal generator 2 voltage amplifier 3-1, 3-2, 3-3 transconductance amplifier 4 Multi-frequency multi-phase AC signal generator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基本波信号となる正弦波信号と,前記基本
波信号と同相の同相信号と,前記基本波信号あるいは前
記同相信号に対して位相角が進み90度あるいは遅れ90度
の直角相信号を発生する多相交流信号発生器と,基本波
信号を所定の電圧である基本波電圧に増幅する電圧増幅
器と,前記同相信号から前記基本波電圧に対し同位相の
電流である同相電流を発生する同相用トランスコンダク
タンス増幅器と,前記直角相信号から前記基本波電圧に
対し直角相の電流である直角相電流を発生する直角相用
トランスコンダクタンス増幅器とからなり,前記基本波
電圧と前記同相電流から有効電力を発生する標準器用の
有効電力発生部と,前記基本波電圧並びに前記同相電流
と前記直角相電流を重畳した試験電流から試験電力を発
生する被試験器用の試験電力発生部を備え,標準器用と
被試験器用の電力の発生を分離したことを特徴とする試
験電力分離形標準電力発生装置。
1. A sine wave signal as a fundamental wave signal, an in-phase signal in phase with the fundamental wave signal, and a phase angle of 90 degrees or 90 degrees with respect to the fundamental wave signal or the in-phase signal. A multi-phase AC signal generator that generates a quadrature-phase signal, a voltage amplifier that amplifies the fundamental wave signal to a fundamental wave voltage that is a predetermined voltage, and a current that is in phase with the fundamental wave voltage from the in-phase signal And a quadrature-phase transconductance amplifier that generates a quadrature-phase current that is a quadrature-phase current from the quadrature-phase signal from the quadrature-phase signal. For an active power generator for a standard device that generates active power from the in-phase current, and for a device under test that generates test power from a test current in which the fundamental wave voltage and the in-phase current and the quadrature current are superimposed. A test power separation type standard power generator, which is equipped with a test power generator and separates the generation of power for the standard device and the device under test.
【請求項2】基本波信号となる正弦波信号,前記基本波
信号と同一位相の同相信号,前記基本波信号あるいは前
記同相信号に対して位相角が進み90度あるいは遅れ9
0度の直角相信号を発生する前記多相交流信号発生器
と,前記基本波信号を所定の電圧である基本波電圧に増
幅する前記電圧増幅器と,前記同相信号から前記基本波
電圧に対し同位相の電流である同相電流を発生する前記
同相用トランスコンダクタンス増幅器と,前記直角相信
号から前記基本波電圧に対し直角相の電流である直角相
電流を発生する前記直角相用トランスコンダクタンス増
幅器とからなり,前記基本波電圧と前記直角相電流から
無効電力を発生する標準器用の無効電力発生部と,前記
基本波電圧並びに前記同相電流と前記直角相電流を重畳
した試験電流から試験電力を発生する被試験器用の試験
電力発生部とを備え,標準器用と被試験器用の電力の発
生を分離したことを特徴とする試験電力分離形標準電力
発生装置。
2. A sine wave signal serving as a fundamental wave signal, an in-phase signal having the same phase as the fundamental wave signal, and a phase angle of 90 degrees or a lag 9 with respect to the fundamental wave signal or the in-phase signal.
The multi-phase AC signal generator that generates a quadrature signal of 0 degree, the voltage amplifier that amplifies the fundamental wave signal to a fundamental wave voltage that is a predetermined voltage, and the in-phase signal with respect to the fundamental wave voltage. An in-phase transconductance amplifier that generates an in-phase current that is an in-phase current; and a quadrature-phase transconductance amplifier that generates a quadrature-phase current that is a quadrature-phase current with respect to the fundamental wave voltage from the quadrature-phase signal. And a test power generated from a reactive current generator for a standard device that generates reactive power from the fundamental wave voltage and the quadrature current, and a test current obtained by superimposing the fundamental wave voltage and the in-phase current and the quadrature current. A test power separation type standard power generator characterized in that the test power generation unit for the device under test is provided, and the power generation for the standard device and the power for the device under test are separated.
【請求項3】基本波信号となる正弦波信号,前記基本波
信号と同一位相の同相信号,これらの信号と周波数が異
なる高調波信号を発生する複周波数多相交流信号発生器
と,前記基本波信号から所定の電圧を発生する電圧増幅
器と,前記同相信号から前記基本波信号と同相の電流を
発生する同相用トランスコンダクタンス増幅器と,前記
高調波信号から同信号に比例した電流である高調波電流
を発生する高調波用トランスコンダクタンス増幅器とか
らなり,基本波電圧と同相電流から有効電力を発生する
標準器用の有効電力発生部と,前記基本波電圧並びに前
記同相電流と前記高調波電流を重畳した試験電流から試
験電力を発生する被試験器用の電力発生部を備え標準器
用と被試験器用の電力の発生を分離したことを特徴とす
る試験電力分離形標準電力発生装置。
3. A multi-frequency multi-phase AC signal generator for generating a sine wave signal as a fundamental wave signal, an in-phase signal having the same phase as the fundamental wave signal, and a harmonic signal having a frequency different from these signals, A voltage amplifier that generates a predetermined voltage from a fundamental wave signal, an in-phase transconductance amplifier that generates a current in phase with the fundamental wave signal from the in-phase signal, and a current proportional to the same signal from the harmonic signal. An active power generator for a standard device, which comprises a harmonic transconductance amplifier that generates a harmonic current, and that generates active power from a fundamental voltage and a common-mode current, and the fundamental voltage, the common-mode current, and the harmonic current. A test power separation type characterized by having a power generation part for the device under test that generates test power from the test current that superimposes the test current and separating the generation of power for the standard device and the power under test. Quasi-power generator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102928799A (en) * 2012-10-26 2013-02-13 四川省电力公司泸州电业局 Handheld type power frequency high-voltage electroscope tester

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