JP2004347322A

JP2004347322A - 電力計測装置

Info

Publication number: JP2004347322A
Application number: JP2003138576A
Authority: JP
Inventors: Shoji Haneda; 正二羽田
Original assignee: NTT Data Corp
Current assignee: NTT Data Group Corp
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-09
Also published as: WO2004102212A1

Abstract

【課題】所定の電圧まで降圧させた降圧交流入力を供給する交流電圧制御装置において、負荷の種類に依存せず、正確な消費電力を算出すること。
【解決手段】降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させる整流素子１１と電流制御手段１２との並列回路と、この並列回路の電流制御手段１２を制御して降圧交流入力に電圧降下を生じさせるか否かの切替を所定の間隔で制御するタイマ１７と、負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出部１５と、電流検出部１５で検出される電流とこの電流検出時に電流検出部１５に入力される電圧とに基づいて負荷で消費される電力を算出する電力量算出部１６とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力計測装置に関するものであり、特に、抵抗負荷以外の負荷であっても正確な消費電力を計測して表示する電力計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気事業法第２６条は供給電圧の制限を規定しており、この規定を受けた電気事業法施行規則第４４条は、維持すべき標準電圧の幅を１０１Ｖ±６Ｖ、すなわち、９５Ｖ〜１０７Ｖと規定している。
【０００３】
ところで、負荷として用いられる機器は、１００Ｖ以下（例えば９５Ｖ程度）でも十分に動作可能なものが多い。したがって、このような機器では、供給電圧を降圧させることによって省エネルギー効果が期待できる。特に、昨今、地球温暖化防止のための省エネルギー活動が叫ばれる中で、工場やオフィスにおける電気機器などを駆動する単相電源の電圧を一定電圧まで降圧し、その降圧成分に相当する電力を節電する節電装置が注目されている。
【０００４】
かかる状況において、供給電圧を一定の電圧まで降圧させ、その降圧成分に相当する電力を節電する節電装置に入力側電圧と出力側電圧および負荷による消費電力を測定・演算する機能を付加し、その測定値から計算により省エネルギー電力量を算出して表示する節電装置の開示例がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１０６４２号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示された節電装置においては、負荷が抵抗負荷の場合には、実際の消費電力を算出して表示し、抵抗負荷以外の負荷、例えば、インバータ電源などを内蔵した負荷（以下「インバータ負荷」という。）の場合には、予め測定しておいた電圧−電力特性から消費電力を参照して表示するようにしていた。
【０００７】
しかしながら、インバータ負荷の場合には、負荷の電源のオン／オフや負荷の作動状態の変化により、負荷で消費される電力も大きく異なるため、上記の手法では、負荷の状態に応じて常に正確な消費電力を表示することができないという問題点があった。
【０００８】
特に、近年、インバータ負荷の利用が増大しており、これらのインバータ負荷の電圧−電力特性がインバータ負荷自身の特性に依存して複雑な様相を示すものであり、インバータ負荷を含んだ負荷全体の消費電力をその場で正確に測定するとともに、その測定結果を瞬時に表示することが求められている。
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、負荷の種類に依存せず、正確な消費電力を算出し、かつ、表示することができる電力計測装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる電力計測装置にあっては、所定の電圧まで降圧させた降圧交流入力を負荷に供給する交流電圧制御装置に適用され、あるいは、該交流電圧制御装置と併用され、負荷で消費される消費電力を算出する電力計測装置において、前記降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させる電圧降下手段と、この電圧降下手段を制御して前記降圧交流入力に電圧降下を生じさせるか否かの切替制御を行う制御手段と、前記負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段で検出される電流と該電流検出時に該電流検出手段に入力される電圧とに基づいて該負荷で消費される消費電力を算出する電力量算出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、電圧降下手段は、降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させ、制御手段は、この電圧降下手段を制御して降圧交流入力の電圧を降下させるか否かの切替制御を行い、電力量算出手段は、負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段において検出される電流と、この電流を検出したときに電流検出手段に入力された電圧との両者を用いて負荷で消費される消費電力を算出するようにしている。
【００１２】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記電力量算出手段は、前記電圧降下手段で電圧降下が生じた直後の所定の時間後に前記電流検出手段で検出される電流と該電流検出時に該電流検出手段に入力される電圧とに基づいて該負荷で消費される消費電力を算出することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、電力量算出手段は、電圧降下手段で電圧降下が生じた直後の所定の時間後に電流検出手段で検出される電流と該電流検出時に該電流検出手段に入力される電圧とに基づいて該負荷で消費される消費電力を算出するようにしている。
【００１４】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記制御手段は、前記電圧降下手段の切替制御を所定の間隔で定期的に繰り返すことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、制御手段は、電圧降下手段の制御を所定の間隔で定期的に繰り返すようにしているので、消費電力量の算出回数を増加させることができ、算出精度を高めることができる。
【００１６】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、電力量算出手段は、前記電圧降下手段で電圧降下が生じていないときに前記電流検出手段で検出される電流（第１の検出電流）と、この第１の検出電流が流れたときに該電流検出手段に入力される電圧（第１の検出電圧）とを検出してこれらの検出値を保持し、前記電圧降下手段で電圧降下が生じたときに前記電流検出手段で検出される電流（第２の検出電流）と、この第２の検出電流が流れたときに該電流検出手段に入力される電圧（第２の検出電圧）とを検出してこれらの検出値を保持し、これらの保持された第２の検出電流と第１の検出電流との差分値（検出差分電流）と、これらの保持された第２の検出電圧と第１の検出電圧との差分値（検出差分電圧）とを保持し、これらの保持された検出差分電流および検出差分電圧を用いて算出した電圧降下成分による消費電力の変化量（計測削減電力）に基づいて、削減される消費電力の変化量（算出削減電力）を算出することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、電力量算出手段は、つぎのような処理を行う。まず、電圧降下手段で電圧降下が生じていないときに電流検出手段で検出される電流である第１の検出電流と、この状態において、この電流検出手段に入力される電圧である第１の検出電圧を検出し、これらの第１の検出電流および第１の検出電圧を保持する。つぎに、電圧降下手段で電圧降下が生じたときに電流検出手段で検出される電流である第２の検出電流と、この状態において、この電流検出手段に入力される電圧である第２の検出電圧とを検出して、これらの第２の検出電流および第２の検出電圧を保持する。そして、第２の検出電流と第１の検出電流との差分値である検出差分電流を保持するとともに、第２の検出電圧と第１の検出電圧との差分値である検出差分電圧も保持する。最後に、これらの検出差分電流および検出差分電圧を用いて算出した電圧降下成分による消費電力の変化量である計測削減電力に基づいて、削減される消費電力の変化量である算出削減電力を算出するようにしている。
【００１８】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記負荷にインバータ負荷が含まれることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、負荷にインバータ負荷が含まれていても、負荷において消費される消費電力を算出することができる。
【００２０】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記電圧降下手段で電圧降下を生じさせたときの降圧電圧と該電圧降下手段で電圧降下を生じさせないときに前記負荷に供給された電圧との比率である降圧率が略０．６％であることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、電圧降下手段で電圧降下を生じさせたときの降圧電圧と、電圧降下手段で電圧降下を生じさせないときに負荷に供給された電圧との比率を降圧率と定義するとき、この降圧率を０．６％程度に設定することによって、算出削減電力を求める状態と計測削減電力を計測している状態との関係をリニアな状態に保持することができる。
【００２２】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記電圧降下手段で生ずる電圧降下が略０．６Ｖであることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、電圧降下手段で生ずる電圧降下が０．６Ｖ程度に設定することによって、算出削減電力を求める状態と計測削減電力を計測している状態との関係をリニアに保つことができるとともに、整流素子の順方向の電圧降下を利用することができる。
【００２４】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記電圧降下手段で電圧降下が生じた直後の所定の時間が、数秒程度であることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、インバータ負荷において消費される消費電力特性の回復を待って、電圧降下が生じてから数秒程度の時間の経過後に消費電力を算出するようにしているので、正確な消費電力を算出することができる。
【００２６】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記電圧降下手段は、前記降圧交流入力の正極性および負極性のいずれか一方の極性に対して順方向電圧降下を生じさせる第１の整流素子と、この第１の整流素子と逆並列に接続される第２の整流素子との並列回路を具備し、前記制御手段は、前記第１の整流素子および前記第２の整流素子のいずれか一方の導通／非導通を切替制御することを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、電圧降下手段には降圧交流入力の正極性および負極性のいずれか一方の極性に対して電圧降下を生じさせる第１の整流素子と、この第１の整流素子と逆並列に接続される第２の整流素子との並列回路が備えられ、制御手段は、これらの第１の整流素子および第２の整流素子のいずれか一方の導通／非導通を切替制御するようにしている。
【００２８】
つぎの発明にかかる電力計測装置にあっては、前記第１の整流素子および前記第２の整流素子のいずれか一つが、電界効果トランジスタであることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、第１の整流素子および第２の整流素子のいずれか一つが電界効果トランジスタであるため、単一の素子で上記の電圧降下手段を実現することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる電力計測装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１にかかる電力計測装置の原理的な構成を示す図である。同図において、交流電圧制御装置１と電力計測装置１０とが、交流入力端子である入力端子Ｒ１、Ｎ１と、交流出力端子である出力端子Ｒ２、Ｎ２との間に直列に接続されている。電力計測装置１０は、整流素子１１、電流制御手段１２、タイマ１７、電流検出部１５および電力量算出部１６を備えている。なお、同図の中で、電流制御手段１２の構成は、整流手段１３とスイッチング手段１４との並列回路からなる模式的な構成として示している。
【００３２】
図１に示す電力計測装置１０において、整流素子１１と電流制御手段１２とが並列に接続された並列回路を構成し、この並列回路の一端が交流電圧制御装置１の一方の出力に接続され、他端が電流検出部１５の一端に接続される。電流検出部１５の他端は、電力計測装置１０の出力端の一端を構成し、出力端子Ｒ２に接続される。電力計測装置１０の出力端の他端は交流電圧制御装置１の他方の出力をスルーで延長した端子を構成し、出力端子Ｎ２に接続される。なお、電流制御手段１２のスイッチング手段１４のオン／オフが制御されるようにタイマ１７が接続される。また、電流検出部１５からの電流信号と電流検出部１５に入力された電圧信号を用いて出力端子Ｒ２−Ｎ２間に接続される負荷において消費する消費電力量を算出するように電力量算出部１６が接続される。
【００３３】
つぎに、電力計測装置１０の動作について説明する。まず、図１において、入力端子Ｒ１−Ｎ１間に供給された交流入力は、交流電圧制御装置１によって電圧が降圧され、電力計測装置１０に供給される。電力計測装置１０に供給された交流入力（以下「降圧交流入力」という。）は、整流素子１１と電流制御手段１２の並列回路と電流検出部１５とを経由して出力端子Ｒ２−Ｎ２間に接続される負荷（図示省略）に供給される。なお、電流検出部１５では、電流トランスなどを用いることにより、負荷電流に影響を与えない形での電流検出が行われる。
【００３４】
タイマ１７は、電流制御手段１２のスイッチング手段１４のオン（クローズ）およびオフ（オープン）の状態の切り替えを制御する。いま、電流制御手段１２のスイッチング手段１４がオンの状態（以下「第１の状態」という。）のとき、交流電圧制御装置１から出力された降圧交流入力は、電流制御手段１２のスイッチング手段１４側を迂回する。このとき、降圧交流入力のいずれの極性（入力端子Ｒ１側が正の場合／負の場合）に対しても電力計測装置１０での電圧降下は発生しない。
【００３５】
一方、電流制御手段１２のスイッチング手段１４がオフの状態（以下「第２の状態」という。）のとき、交流電圧制御装置１から出力された降圧交流入力の極性によって負荷に供給される交流出力の経路が異なる。すなわち、入力端子Ｒ１側が正極性の場合には、電流制御手段１２の整流手段１３側を通過し、入力端子Ｒ１側が負極性の場合には、整流素子１１側を通過する。このとき、整流素子１１と整流手段１３とが、順方向の電圧降下特性がほぼ同一となる素子（例えば０．６Ｖ程度の電圧降下）を用いるとすれば、降圧交流入力のいずれの極性においても電力計測装置１０での電圧降下は、ほぼ同一の値（約０．６Ｖ）となる。
【００３６】
電力量算出部１６は、第１の状態のときに電流検出部１５で検出される電流（以下「第１の検出電流」という。）と、その状態において電流検出部１５に入力される電圧（以下「第１の検出電圧」という。）を検出し、これらの検出値を保持する。
【００３７】
また、電力量算出部１６は、第２の状態のときに電流検出部１５で検出される電流（以下「第２の検出電流」という。）と、その状態において電流検出部１５に入力される電圧（以下「第２の検出電圧」という。）を検出し、これらの検出値を保持する。
【００３８】
さらに、電力量算出部１６は、第２の検出電流と第１の検出電流との差分値（以下「検出差分電流」という。）を保持するとともに、第２の検出電圧と第１の検出電圧との差分値（以下「検出差分電圧」という。）を保持する。この検出差分電流は、整流素子１１または整流手段１３の電圧降下成分によって変化した電流成分であり、また、この検出差分電圧は、整流素子１１または整流手段１３の電圧降下成分によって変化した電圧成分である。
【００３９】
そして、電力量算出部１６は、これらの検出差分電流および検出差分電圧を用いて電圧降下成分による消費電力の変化量（以下「計測削減電力」という。）を算出する。そして、この計測削減電力に基づいて、基準電圧と実際に供給されている電圧（上記でいうところの降圧交流入力電圧）との差電圧に対して削減される消費電力の変化量（以下「算出削減電力」という。）を算出する。
【００４０】
なお、この算出削減電力を算出するための条件は、実際の消費電力の削減量を求めようとしている状態、すなわち、算出削減電力を求める状態と、実際に計測している状態、すなわち、計測削減電力を計測している状態とが、リニアな関係にあることを前提としている。
【００４１】
いま、基準電圧に対する降圧交流入力の降圧電圧の比率を降圧率と定義すれば、上記の算出削減電力を求める状態は、基準電圧が１００Ｖであり、降圧交流入力の降圧電圧が９５Ｖなので、基準電圧に対する降圧率は（１００−９５）／１００×１００＝５％である。また、上記の計測削減電力を算出している状態は、基準電圧が９５Ｖであり、降圧電圧が０．６Ｖなので、基準電圧に対する降圧率は０．６／９５×１００＝０．６３％である。この程度の降圧率の範囲内では、両者の関係がリニアな関係にあるとみなしても問題はない。
【００４２】
このように、上記で求めた計測削減電力と算出削減電力とを用いれば、実用的な範囲での任意の降圧率における消費電力を求めることができる。
【００４３】
なお、タイマ１７は、スイッチング手段１４をオンさせる長いオン信号と、スイッチング手段１４をオフさせる短いオフ信号を出力し、このオン／オフ信号の出力を定期的に繰り返すようにすればよい。このような定期的なオン／オフ信号を繰り返すことによって、消費電力量の算出回数を増加させることができ、算出精度を高めることができる。
【００４４】
なお、電流制御手段１２の整流手段１３および整流素子１１で降圧される電圧を０．６Ｖ程度に設定しているが、上述の降圧率と削減電力の測定精度との関係では降圧率（あるいは降圧電圧）を高く設定した方がよい（例えば１Ｖ程度）。しかしながら、以下に示すような理由で、この降圧電圧をあまり高い電圧（１Ｖ以上の電圧）に設定することができない。以下、その理由について詳述する。
【００４５】
図２は、降圧電圧が供給された場合の時間と消費電力との関係を模式的に示したグラフである。同図において、Ｋ１は抵抗負荷の場合の特性を表したカーブであり、Ｋ２はインバータ負荷の場合の特性を表したカーブである。抵抗負荷の場合には、同図のＫ１が示すように、降圧前の消費電力をＰ_０とし、消費電力の低減成分である低減消費電力をΔＰとすると、降圧後の消費電力はＰ_０−ΔＰとなり、消費電力を低減させることができる。また、この低減消費電力ΔＰは、時間に対する依存性もない。
【００４６】
一方、インバータ負荷の場合には、図２のＫ２が示すように、降圧交流入力が供給された直後では、消費電力は一旦低下するが、時間時間の経過とともに消費電力は増加する。同図のＫ２では、降圧後の消費電力と降圧前の消費電力とが同程度になる例を示しているが、インバータ負荷の種類によっては、逆に、降圧後の消費電力が降圧前の消費電力に比べて増大するものもある。
【００４７】
この傾向は、パーソナルコンピュータなどの定格出力を供給するインバータ電源を内蔵した機器に多い。これらの機器に内蔵されている電源では、電圧の低下を検知すると、機器の動作に支障がないように電源から供給される電流を増加させるように作用する。その結果、負荷で消費される降圧後の消費電力が降圧前の消費電力よりも増大するものもある。
【００４８】
また、図２に示すＫ２は、インバータ負荷において、Δｔの時間に、一旦低下した消費電力が回復する特性をも示している。この回復時間は、降圧電圧の大きさに依存する。降圧電圧が大きい場合には、回復時間も増大することになる。典型的な例を挙げると、上述したような０．６Ｖ程度の降圧電圧であれば、数秒程度の時間で回復する。一方、３〜４Ｖ程度の降圧電圧を与えると、電流の増加が４〜５分程度継続し、これらの時間経過後でなければ、正確な消費電力の測定ができない。
【００４９】
この現象は、別な不具合を引き起こす。上述したように、計測削減電力を求める場合には、強制的に僅かな電圧降下を生じさせ、その際に生じた検出差分電流および検出差分電圧を用いて消費電力の変化量を計測するようにしている。
【００５０】
しかしながら、例えば、上記のように電流が増加している途中において、検出差分電流および検出差分電圧を計測しても正しい計測結果を得ることができない。
【００５１】
一方、電流が安定した状態で計測しようとすると計測のタイミングをコントロールすることができない。また、この場合でも、供給電圧の降圧からの時間が長くなると、その間に他の負荷の電源がオン／オフされたり、他の負荷の作動状況が変化したりするので、結果として、電流が安定した状態での計測ができないことになる。
【００５２】
さらに、計測削減電力を用いて、より正確な算出削減電力を求める場合には、計測のタイミングをコントロールするとともに計測回数を増加させる必要がある。そのためには、図２のＫ２に示される消費電力の回復特性のカーブの立ち上がり時間を短くする必要がある。すなわち、整流素子１１および電流制御手段１２の整流手段１３で決定される降圧電圧を小さくする必要がある。また、降圧電圧が小さければ、照明機器に与えるちらつきなどを防止することもできる。
【００５３】
その一方で、降圧電圧を極端に小さくすると、電流検出部１５において計測される計測電流の計測精度に影響を与える。したがって、上述してきた消費電力の回復特性と電流検出部１５での計測精度との両立を図るためには、０．６Ｖ程度の降圧電圧を持たせることが好適となる。
【００５４】
以上説明したように、この実施の形態にかかる電力計測装置によれば、電圧降下手段は、降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させ、制御手段は、この電圧降下手段を制御して降圧交流入力の電圧を降下させるか否かの切替制御を所定の間隔定期的に繰り返し、電力量算出手段は、負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段において検出される電流と、この電流を検出したときに電流検出手段に入力された電圧との両者を用いて負荷で消費される消費電力を算出するようにしているので、負荷の種類に依存せず、正確な消費電力を算出することができる。
【００５５】
なお、ここでいうところの電圧降下手段とは、整流素子１１と電流制御手段１２との並列回路に対応するものであり、制御手段とは、タイマ１７に対応するものである。
【００５６】
また、この実施の形態によれば、電圧降下手段には降圧交流入力の正極性および負極性のいずれか一方の極性に対して順方向電圧降下を生じさせる第１の整流素子と、この第１の整流素子と逆並列に接続される第２の整流素子との並列回路が備えられ、制御手段は、これらの第１の整流素子および第２の整流素子のいずれか一方の導通／非導通を切替制御するようにしているので、負荷の種類に依存せず、正確な消費電力を算出する電力計測装置を簡易な構成で実現することができる。
【００５７】
なお、ここでいうところの第１の整流素子とは、整流素子１１に対応するものであり、第２の整流素子とは、電流制御手段１２に対応するものである。
【００５８】
また、この実施の形態の電力計測装置１０では、表示部の記述を省略しているが、電力量算出部１６や、電力量算出部１６とは別に、表示部を設けてもよい。このようにすれば、電力量算出部１６よって算出された算出削減電力を表示することによって、削減効果をユーザに瞬時に提供することができる。
【００５９】
また、この実施の形態の電力計測装置１０では、交流電圧制御装置１の直後に接続する構成としているが、交流電圧制御装置１内に組み込む構成とすることもできる。
【００６０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２にかかる電力計測装置の構成を示す図である。この実施の形態の電力計測装置は、図１に示した電力計測装置１０の電流制御手段１２をＮチャネルエンハンスメント型の電界効果トランジスタであるＦＥＴ１８に置換したものである。なお、その他の構成は、図１に示す実施の形態１と同一の構成であり、同一構成部分にはそれぞれ同一符号を付して示している。
【００６１】
図３において、ＦＥＴ１８のソースが整流素子１１のカソードと接続され、ドレインが整流素子１１のアノードと接続されて並列回路を構成する。この並列回路において、ＦＥＴ１８のソースが接続されている一端が交流電圧制御装置１の一方の出力に接続され、ＦＥＴ１８のドレインが接続されている他端が、電流検出部１５の一端に接続される。また、ＦＥＴ１８のソースおよびゲートには、タイマ１７が接続される。
【００６２】
ＦＥＴ１８は、タイマ１７からの制御信号によってオン／オフが制御される。いま、ＦＥＴ１８がオフの場合には、ＦＥＴ１８の寄生ダイオードおよび整流素子１１とによる逆並列回路が構成されることになる。したがって、交流電圧制御装置１から供給される降圧交流入力のいずれの極性に対しても、所定の電圧降下（０．６Ｖ程度）が生ずる。一方、ＦＥＴ１８がオンの場合には、降圧交流入力のいずれの極性に対しても導通状態になるので、電圧降下は生じない。
【００６３】
このようにして、実施の形態１の状態と同じ状態に設定することができ、負荷において消費される消費電力の算出および表示を実施の形態１と同様な手段により実現することができる。
【００６４】
なお、タイマ１７は、ＦＥＴ１８をオンさせるときにはオン信号を出力し、ＦＥＴ１８をオフさせるときにはこのオン信号の出力を停止し、このオン信号の出力／停止を定期的に繰り返すようにすればよい。このような定期的なオン信号の出力／停止を繰り返すことによって、電力量の算出回数を増加させることができ、算出精度を高めることができる。
【００６５】
また、この実施の形態では、ＦＥＴ１８としてＮチャネルエンハンスメント型の電界効果トランジスタを用いる場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、Ｐチャネルエンハンスメント型の電界効果トランジスタを用いてもよい。この場合には、タイマ１７によるバイアスのかけ方が逆になるだけであり、上述の手段に基づいて負荷における消費電力を算出し、表示することができる。
【００６６】
また、ＦＥＴ１８は、例えば、Ｎチャネルディプレッション型の電界効果トランジスタを用いてもよい。この場合には、タイマ１７は、ＦＥＴ１８をオフさせるときにはオフ信号を出力し、ＦＥＴ１８をオンさせるときにはこのオフ信号の出力を停止し、このオフ信号の出力／停止を定期的に繰り返すようにすればよい。このような定期的なオフ信号の出力／停止を繰り返すことによって、電力量の算出回数を増加させることができ、算出精度を高めることができる。
【００６７】
以上説明したように、この実施の形態にかかる電力計測装置によれば、整流素子と電界効果トランジスタの逆並列回路は、降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させ、タイマは、この逆並列回路を制御して降圧交流入力の電圧を降下させるか否かの切替制御を所定の間隔で繰り返し行い、電力量算出部は、負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出部において検出される電流と、この電流を検出したときに電流検出部に入力された電圧とを用いて負荷で消費される消費電力を算出するようにしているので、負荷の種類に依存せず、しかも簡易な構成で、正確な消費電力を算出することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる電力計測装置によれば、降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させ、降圧交流入力の電圧を降下させるか否かの切替を所定の間隔で制御し、電流検出手段において検出される負荷電流と、電流検出手段に入力された負荷電圧とを用いて負荷で消費される電力を算出するようにしているので、負荷の種類に依存せず、かつ、正確な消費電力を算出することができるという効果を奏する。
【００６９】
また、この発明にかかる電力計測装置によれば、整流素子と電界効果トランジスタの逆並列回路を用いて、降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させるようにしているので、負荷の種類に依存せず、しかも簡易な構成で、正確な消費電力を算出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる電力計測装置の原理的な構成を示す図である。
【図２】降圧電圧が供給された場合の時間と消費電力との関係を模式的に示したグラフである。
【図３】この発明の実施の形態２にかかる電力計測装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１交流電圧制御装置
１０電力計測装置
１１整流素子
１２電流制御手段
１３整流手段
１４スイッチング手段
１５電流検出部
１６電力量算出部
１７タイマ
Ｒ１，Ｎ１入力端子
Ｒ２，Ｎ２出力端子

Claims

所定の電圧まで降圧させた降圧交流入力を負荷に供給する交流電圧制御装置に適用され、あるいは、該交流電圧制御装置と併用され、負荷で消費される消費電力を算出する電力計測装置において、
前記降圧交流入力の正極性および負極性のいずれの極性に対しても所定かつ略同一の電圧降下を発生させる電圧降下手段と、
この電圧降下手段を制御して前記降圧交流入力に電圧降下を生じさせるか否かの切替制御を行う制御手段と、
前記負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段で検出される電流と該電流検出時に該電流検出手段に入力される電圧とに基づいて該負荷で消費される消費電力を算出する電力量算出手段と、
を備えたことを特徴とする電力計測装置。
前記電力量算出手段は、前記電圧降下手段で電圧降下が生じた直後の所定の時間後に前記電流検出手段で検出される電流と該電流検出時に該電流検出手段に入力される電圧とに基づいて該負荷で消費される消費電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の電力計測装置。
前記制御手段は、前記電圧降下手段の切替制御を所定の間隔で定期的に繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の電力計測装置。
前記電力量算出手段は、
前記電圧降下手段で電圧降下が生じていないときに前記電流検出手段で検出される電流（第１の検出電流）と、
この第１の検出電流が流れたときに該電流検出手段に入力される電圧（第１の検出電圧）と、
を検出してこれらの検出値を保持し、
前記電圧降下手段で電圧降下が生じたときに前記電流検出手段で検出される電流（第２の検出電流）と、
この第２の検出電流が流れたときに該電流検出手段に入力される電圧（第２の検出電圧）と、
を検出してこれらの検出値を保持し、
これらの保持された第２の検出電流と第１の検出電流との差分値（検出差分電流）と、
これらの保持された第２の検出電圧と第１の検出電圧との差分値（検出差分電圧）と、
を保持し、
これらの保持された検出差分電流および検出差分電圧を用いて算出した電圧降下成分による消費電力の変化量（計測削減電力）に基づいて、削減される消費電力の変化量（算出削減電力）を算出することを特徴とする請求項３に記載の電力計測装置。
前記負荷にインバータ負荷が含まれることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の電力計測装置。
前記電圧降下手段で電圧降下を生じさせたときの降圧電圧と該電圧降下手段で電圧降下を生じさせないときに前記負荷に供給された電圧との比率である降圧率が略０．６％であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の電力計測装置。
前記電圧降下手段で生ずる電圧降下が略０．６Ｖであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の電力計測装置。
前記電圧降下手段で電圧降下が生じた直後の所定の時間が数秒程度であることを特徴とする請求項６または７に記載の電力計測装置。
前記電圧降下手段は、
前記降圧交流入力の正極性および負極性のいずれか一方の極性に対して順方向電圧降下を生じさせる第１の整流素子と、
この第１の整流素子と逆並列に接続される第２の整流素子と、
の並列回路を具備し、
前記制御手段は、前記第１の整流素子および前記第２の整流素子のいずれか一方の導通／非導通を切替制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の電力計測装置。
前記第１の整流素子および前記第２の整流素子のいずれか一つが、電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の電力計測装置。