JP3199100B2 - 無効電力量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無効電力を測定する
無効電力量計および電力量計、無効電力量計などの計器
を一体化して構成される複合計器の無効電力量測定装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２５は、例えば特開平５−２７３２４
２号公報に示された従来の電子式の電力量計、無効電力
量計などの計器を一体化して構成される複合計器におけ
る無効電力量測定回路のブロック図である。図におい
て、１は被電力測定回路の電圧をその電圧値に比例した
電圧信号に変換する電圧入力部、２は被電力測定回路の
電流をその電流値に比例した電流信号に変換する電流入
力部、３は電圧入力部１に接続された９０度移相回路、
４は９０度移相回路３および電流入力部２の出力信号を
乗算する第一の乗算部、６は電圧入力部１および電流入
力部２の出力信号を乗算する第二の乗算部である。

【０００３】７は第一の乗算部に接続された出力信号を
平滑化する第一のローパスフィルタ（ＬＰＦ）、９はロ
ーパスフィルタ７に接続されその出力電圧に比例した周
波数に変換する第一の電圧／周波数変換回路（Ｖ／
Ｆ）、８は第一の乗算部に接続された第二のローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）、３８はローパスフィルタ８の出力電
圧の極性を判定する判別回路、１２は出力制御回路であ
り、判別回路３８の判定結果により電圧／周波数変換回
路９の出力を図示していない計数表示部へ出力するか停
止するかを制御することにより、無効電力の積算動作を
オン・オフする。

【０００４】次に動作について説明する。電圧入力部１
および電流入力部２に接続された第二の乗算部６は瞬間
電力を演算し、この瞬間電力に比例した電圧値を出力す
る。この電圧値は第二のローパスフィルタ８で、平均電
力に比例した電圧値に変換される。この平均電力に比例
した電圧値は、図２６に示す受電側の進み（第１象限）
および受電側の遅れ（第４象限）では正、送電側の進み
（第３象限）および送電側の遅れ（第２象限）では負と
なる。

【０００５】また、電圧入力部１に接続された９０度移
相回路３および電流入力部２に接続された第一の乗算部
４は瞬間無効電力を演算し、この瞬間無効電力に比例し
た電圧値を出力する。この電圧値は第一のローパスフィ
ルタ７で、平均無効電力に比例した電圧値に変換され
る。この平均無効電力に比例した電圧値は、図２６に示
す送電側の進み（第３象限）および受電側の遅れ（第４
象限）では正、受電側の進み（第１象限）および送電側
の遅れ（第２象限）では負となる。

【０００６】無効電力は、通常受電側の遅れ（第４象
限）の測定を行うが、前述したように送電側の進み（第
３象限）も第一のローパスフィルタ７の出力は共に正で
あるため、このままでは送電側の進み（第３象限）も測
定されてしまう。このため第二のローパスフィルタ８の
出力が、送電側の進み（第３象限）では負であることを
利用し判別回路３８にて第二のローパスフィルタ８の出
力が負の時は、出力制御回路１２を制御して電圧／周波
数変換回路（Ｖ／Ｆ）９の出力を停止し、受電側の遅れ
（第４象限）のみ出力するようスイッチングする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の遅れ無効電力測
定回路は、以上のように電力測定回路の出力を利用して
いるため、入力電圧をＶ、入力電流をＩ、入力電圧と入
力電流の位相差をθとすると、第二のローパスフィルタ
８への入力は、ＶＩｃｏｓθとなり、第３象限と、第４
象限の境では入力電圧と入力電流の位相差が９０度に近
付くため、ローパスフィルタ８の出力が小さくなり、と
くに被電力測定回路の負荷電流が小さい場合は該無効電
力測定回路への入力電流が少なく、ローパスフィルタ８
の出力が判別回路での判定ができにくくなり、第３象限
と第４象限の検出が明確にできなくなるという問題点が
あった。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、入力電流が小さい場合でも計
器が検出する第３象限と第４象限の検出範囲を明確に
し、かつ検出感度を上げることができる無効電力測定装
置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る無効電力
測定装置は、入力電圧を９０゜遅相し入力電流を乗じて
第１の無効電力を求める第１の演算手段、入力電圧を９
０゜＋α（０゜＜α＜９０゜）遅相し入力電流を乗じて
第２の無効電力を求める第２の演算手段、上記第１の無
効電力を積算して無効電力量を求める積算手段、上記第
１の無効電力と第２の無効電力との比較に応じて、上記
第１の無効電力の積算を停止する制御手段を備えたもの
である。

【００１０】また、複数個の入力電圧とこの入力電圧に
対応する複数個の入力電流がある場合、第１の演算手段
は、それぞれ対応する入力電圧・入力電流に対して各々
第１の無効電力を求めると共に、その合算値を求めて出
力する手段とし、第２の演算手段は、それぞれ対応する
入力電圧・入力電流に対して各々第２の無効電力を求め
ると共に、その合算値を求めて出力する手段としたもの
である。

【００１１】また、入力電圧を９０゜遅相し入力電流を
乗じて第１の無効電力を求める第１の演算手段、入力電
圧を９０゜＋β（０＜β≦４５゜）遅相し入力電流を乗
じて第２の無効電力を求める第２の演算手段、入力電圧
を９０゜−β（０＜β≦４５゜）遅相し入力電流を乗じ
て第３の無効電力を求める第３の演算手段、上記第１の
無効電力を積算して無効電力を求める積算手段、上記第
１から第３の無効電力の比較に応じて上記第１の無効電
力の積算を停止する制御手段を備えたものである。

【００１２】また、複数個の電圧入力信号とこの入力電
圧に対応する複数個の入力電流がある場合、第１の演算
手段は、それぞれ対応する入力電圧・入力電流に対して
各々第１の無効電力を求めると共に、その合算値を求め
て出力する手段とし、第２の演算手段は、それぞれ対応
する入力電圧・入力電流に対して各々第２の無効電力を
求めると共に、その合算値を求めて出力する手段とし、
第３の演算手段は、それぞれ対応する入力電圧・入力電
流に対して各々第３の無効電力を求めると共に、その合
算値を求めて出力する手段としたものである。

【００１３】また、各々の演算手段は各々瞬時無効電力
を算出する手段とすると共に、上記各々の演算手段に対
応して各々ローパスフィルタと周波数変換回路とを設
け、各々のローパスフィルタは上記各々の瞬時無効電力
を各々平均無効電力とし、各々の周波数変換回路は上記
各々の平均無効電力に応じた周波数信号に変換して出力
し、制御手段はこれらの周波数信号を比較し、その比較
に応じて第１の無効電力の積算を停止する手段としたも
のである。

【００１４】また、各々の演算手段は各々瞬時無効電力
を算出する手段とする共に、上記各々の演算手段に対応
して各々ローパスフィルタを設け、各々のローパスフィ
ルタは上記各々の瞬時無効電力を各々平均無効電力と
し、制御手段はこれらの平均無効電力を比較し、その比
較に応じて第１の無効電力の積算を停止する手段とした
ものである。

【００１５】また、各々の演算手段は乗算される前の電
圧または電流信号をＰＷＭ変調し、この変調された電圧
または電流信号と、変調されていない電流または電圧信
号とを入力として振幅変調し各々の瞬時無効電力を求め
る手段としたものである。

【００１６】

【作用】この発明における無効電力測定装置は、第１の
演算手段は入力電圧を９０゜遅相し入力電流を乗じて第
１の無効電力を求め、第２の演算手段は入力電圧を９０
゜＋α（０゜＜α＜９０゜）遅相し入力電流を乗じて第
２の無効電力を求める。積算手段は第１の無効電力を積
算して無効電力量を求め、制御手段は第１の無効電力と
第２の無効電力との比較に応じて、第１の無効電力の積
算を停止する。

【００１７】また、複数個の入力電圧とこの入力電圧に
対応する複数個の入力電流がある場合、第１の演算手段
は、それぞれ対応する入力電圧・入力電流に対して各々
第１の無効電力を求めると共に、その合算値を求めて出
力し、第２の演算手段は、それぞれ対応する入力電圧・
入力電流に対して各々第２の無効電力を求めると共に、
その合算値を求めて出力する。

【００１８】また、第１の演算手段は入力電圧を９０゜
遅相し入力電流を乗じて第１の無効電力を求め、第２の
演算手段は入力電圧を９０゜＋β（０＜β≦４５゜）遅
相し入力電流を乗じて第２の無効電力を求め、第３の演
算手段は入力電圧を９０゜−β（０＜β≦４５゜）遅相
し入力電流を乗じて第３の無効電力を求める。積算手段
は第１の無効電力を積算して無効電力を求め、制御手段
は第１から第３の無効電力の比較に応じて第１の無効電
力の積算を停止する。

【００１９】また、複数個の入力電圧とこの入力電圧に
対応する複数個の入力電流がある場合、第１の演算手段
は、それぞれ対応する入力電圧・入力電流に対して各々
第１の無効電力を求めると共に、その合算値を求めて出
力し、第２の演算手段は、それぞれ対応する入力電圧・
入力電流に対して各々第２の無効電力を求めると共に、
その合算値を求めて出力し、第３の演算手段は、それぞ
れ対応する入力電圧・入力電流に対して各々第３の無効
電力を求めると共に、その合算値を求めて出力する。

【００２０】また、各々の演算手段は各々瞬時無効電力
を算出すると共に、各々のローパスフィルタは上記各々
の瞬時無効電力を各々平均無効電力とし、各々の周波数
変換回路は上記各々の平均無効電力に応じた周波数信号
に変換して出力し、制御手段はこれらの周波数信号を比
較し、その比較に応じて第１の無効電力の積算を停止す
る。

【００２１】また、各々の演算手段は各々瞬時無効電力
を算出すると共に、各々の演算手段に対応した各々のロ
ーパスフィルタは上記各々の瞬時無効電力を各々平均無
効電力とし、制御手段はこれらの平均無効電力を比較
し、その比較に応じて第１の無効電力の積算を停止す
る。

【００２２】また、各々の演算手段は乗算される前の電
圧または電流信号をＰＷＭ変調し、この変調された電圧
または電流信号と、変調されていない電流または電圧信
号とを入力として振幅変調し各々の瞬時無効電力を求め
る。

【００２３】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１の無効電力測定装
置のブロック図である。図において、１〜４、６〜９、
１２は前記従来例の説明のものと同様である。５は９０
度移相回路３の出力を遅相させる抵抗、コンデンサ等で
構成される移相回路であり、遅相させる角度（α）は通
常僅かの角度であるが、９０度以内であればよい。１０
は第二のローパスフィルタ８に接続された第二の電圧／
周波数変換回路（Ｖ／Ｆ）である。１１は周波数比較回
路であり、第一の電圧／周波数変換回路９の出力周波数
と第二の電圧／周波数変換回路１０の出力周波数とを比
較して、その結果により電圧／周波数変換回路９の出力
を該無効電力測定回路から出力するか停止するかを出力
制御する。

【００２４】次に動作について説明する。入力電圧信号
は、電圧入力部１より９０度移相回路３に入力され位相
が９０度遅れる。この９０度移相回路３および電流入力
部２に接続された第一の乗算部４は、瞬間無効電力を演
算し、この瞬間無効電力に比例した電圧値に変換し出力
する。この出力は第一のローパスフィルタ７で、平均無
効電力に比例した電圧値に変換する。この平均無効電力
に比例した電圧値は、図２６に示す送電側の進み（第３
象限）、受電側の遅れ（第４象限）では正、受電側の進
み（第１象限）、送電側の遅れ（第２象限）では負とな
る。

【００２５】また、９０度移相回路３に接続された移相
回路５および前記電流入力部２に接続された第二の乗算
部６は、瞬間無効電力を演算し、この瞬間無効電力に比
例した電圧値に変換し出力する。この出力は第二のロー
パスフィルタ８で、平均無効電力に比例した電圧値に変
換される。この平均無効電力に比例した電圧値は、図２
６に示す送電側の進み（第３象限）、受電側の遅れ（第
４象限）では正、受電側の進み（第１象限）、送電側の
遅れ（第２象限）では負となる。

【００２６】第一の電圧／周波数変換回路９は、第一の
ローパスフィルタ７の出力が正の時、電圧値に比例した
周波数に変換し比較回路１１に出力を行う。また、同様
に第二の電圧／周波数変換回路１０は、第二のローパス
フィルタ８の出力が正の時、電圧値に比例した周波数に
変換し、比較回路１１に出力を行う。比較回路１１は、
第一の電圧／周波数変換回路９と第二の電圧／周波数変
換回路１０の出力を比較し、第一の電圧／周波数変換回
路９の出力周波数＜第二の電圧／周波数変換回路１０の
出力周波数の時、出力制御回路１２を制御し第一の電圧
／周波数変換回路９の出力を図示していない次処理回路
へ出力する。

【００２７】この動作について図２で説明する。９０度
移相回路３の後に接続された移相回路５のため受電側の
遅れ（第４象限）においては、第二の乗算部６の出力が
第一の乗算部４の出力より力率０に常に近いため、第一
のローパスフィルタ７の出力Ａは常に第二のローパスフ
ィルタ８の出力Ｂより小さく、Ａ＜Ｂとなる。

【００２８】しかし、送電側の進み（第３象限）におい
ては、第一のローパスフィルタ７の出力Ａは常に第二の
ローパスフィルタ８の出力Ｂより大きく、Ａ＞Ｂとな
る。その理由は、９０度移相回路３の後に接続された移
相回路５のため送電側の進み（第３象限）においては、
第一の乗算部４の出力が第二の乗算部６の出力より力率
０に近いためである。比較回路１１はＡ＜Ｂの場合は出
力回路１２をオンにし、Ａ＞Ｂの場合は出力制御回路１
２をオフにする。従って、検出に無効電力の出力を利用
しているので第３象限と第４象限の境においては感度が
高くなり、精度の良い検出を行うことができる。

【００２９】実施例２．上記実施例１では電圧入力、電
流入力が１つの単相２線入力の場合について説明したが
電圧入力、電流入力が複数の多相回路の場合であっても
以下のように実施すれば同様の効果を得ることができ
る。

【００３０】図３に電圧入力、電流入力が各２つの単相
３線、三相３線の構成の図を示す。図において、１〜１
２は上記実施例１の説明のものと同様である。１３は第
二の電圧入力部、１４は第二の電流入力部、１５は第二
の電圧入力部１３に接続された第二の９０度移相回路、
１６は第二の９０度移相回路１５と第二の電流入力部１
４に接続された第三の乗算部、１７は第二の９０度移相
回路１５に接続された第二の移相回路、１８は前記第二
の移相回路１７と第二の電流入力部１４に接続された第
四の乗算部である。１相分の瞬時電力および瞬時無効電
力を得る電圧入力部１〜第二の乗算部６で電力信号変換
部を構成する。以下同様に第二の電圧入力部１３〜第四
の乗算部１８は別の相の瞬時無効電力を得る電力信号変
換部を構成する。

【００３１】複数の電力信号変換部から対応する出力を
第一のローパスフィルタ７および第二のローパスフィル
タ８に合成することで多相回路用の無効電力測定回路を
得ることは周知である。この多相回路用の無効電力測定
回路における第３象限と第４象限の境においての感度が
高くなり、精度の良い検出を行うことができる動作は上
記実施例１と同様のため省略する。

【００３２】実施例３．図４に電圧入力、電流入力が各
３つの三相４線の構成の図を示す。図において、１〜１
８上記実施例２の説明のものと同様である。１９は第三
の電圧入力部、２０は第三の電流入力部、２１は第三の
電圧入力部１９に接続された第三の９０度移相回路、２
２は第三の９０度移相回路２１と第三の電流入力部２０
に接続された第五の乗算部、２３は第三の９０度移相回
路２１に接続された第三の移相回路、２４は前記第三の
移相回路２３と第三の電流入力部２０に接続された第六
の乗算部である。第三の電圧入力部１９〜第六の乗算部
２４も他の相の瞬時無効電力を得る電力信号変換部を構
成しており動作は上記実施例２と同様である。

【００３３】実施例４．図５はこの発明の実施例４を示
す無効電力測定回路の図である。図において、１〜９、
１２は上記実施例１の説明のものと同様である。２５は
第一のローパスフィルタ７と第二のローパスフィルタ８
に接続された電圧比較回路である。

【００３４】上記実施例１では周波数比較回路１１を第
一の電圧／周波数変換回路９、第二の電圧／周波数変換
回路１０の後に設けたが、動作の説明でも述べたように
第一のローパスフィルタ７の出力電圧Ａとローパスフィ
ルタ８の出力電圧Ｂの値を電圧比較回路２５で比較する
構成であり、この実施例１での電圧／周波数変換回路１
０を省略することができる。動作は実施例１と同様のた
め省略する。

【００３５】実施例５．図６、図７は実施例５の無効電
力測定回路の図であり、図６は電圧入力、電流入力が各
２つの単相３線、三相３線の構成を示し、図７は電圧入
力、電流入力が３つの三相４線の構成を示す。図におい
て、１〜２４は上記実施例３と２５は上記実施例４の説
明のものと同様である。多相の各相の複数の電力信号変
換部からの信号を第一のローパスフィルタ７と第二のロ
ーパスフィルタ８に入力し、このローパスフィルタ７、
８の電圧値を電圧比較回路２５で比較し、この比較結果
により、出力制御回路１２を制御する。このような構成
の多相回路用の無効電力測定回路の動作は上記実施例４
と同様であり、説明を省略する。

【００３６】実施例６．図８は単相２線入力の場合の無
効電力測定回路を示す図である。図において、１〜３、
７〜１２は上記実施例１の説明のものと同様である。２
７は９０度移相回路３に接続されたＰＷＭ変調回路（パ
ルス幅変調回路）、２８はＰＷＭ変調回路２７と電流入
力部２に接続された第一の振幅変調回路である。５１は
シフトレジスター等を用いた移相回路であり、ＰＷＭ変
調回路２７の出力を遅相して第二の振幅変調回路２９へ
入力する。

【００３７】この実施例６は実施例１における乗算部
４、６を、それぞれＰＷＭ変調回路２７と振幅変調回路
２８、ＰＷＭ変調回路２７と振幅変調回路２９にてなる
時分割乗算にて構成するもので、また、９０度移相回路
３の後に設けていた移相回路５をＰＷＭ変調回路２７の
後に移相回路５１として設けるものである。このように
ＰＷＭ変調回路２７と振幅変調回路２８、２９を用いた
電力値に比例した出力信号を得る構成は、精度の良い乗
算器として公知であり、移相回路としてシフトレジスタ
を用いることができるため、上記実施例１および３で移
相回路５、１７、２３がアナログ処理のために生じる移
相のバラツキを押さえることができ、無効電力Ａと移相
回路５１を介した無効電力Ｂの比較精度が向上する。動
作は実施例１と同様であるため省略する。

【００３８】実施例７．図９、図１０はこの発明の実施
例７を示す無効電力測定回路の図である。図９は電圧入
力、電流入力が各２つの単相３線、三相３線の構成を示
し、図１０は電圧入力、電流入力が３つの三相４線の構
成を示す。図において、１〜３、７〜１５、１９〜２１
は上記実施例５に、２７、２８、５１は上記実施例６で
の説明のものと同様である。３０、３３はＰＷＭ変調回
路、３１、３４は振幅変調回路、５２、５３はシフトレ
ジスター等を用いた移相回路である。電圧入力部、電流
入力部、９０度移相回路、ＰＷＭ変調回路、移相回路、
振幅変調回路で１相分の電力信号変換部が構成される。

【００３９】複数の電力信号変換部からの各信号をそれ
ぞれ第一のローパスフィルタ７と第二のローパスフィル
タ８に入力し、第一と第二の電圧／周波数変換回路９、
１０の周波数を周波数比較回路１１での比較結果によ
り、出力制御回路１２を制御する。このような構成の多
相回路用の無効電力測定回路の動作は上記実施例２と同
様であり、説明を省略する。

【００４０】実施例８．図１１はこの発明の実施例８を
示す無効電力測定回路の図である。１〜３、７〜９、１
２、２７〜２９、５１は上記実施例６で、２５は上記実
施例４での説明のものと同様である。この実施例８にお
いては、電圧／周波数変換回路を１つ省略でき、移相回
路５１の移相のバラツキを押さえることができる無効電
力測定回路を得ることができる。動作は上記実施例２と
同様であり、説明を省略する。

【００４１】実施例９．図１２、図１３はこの発明の実
施例９を示す無効電力測定回路の図である。図１２は電
圧入力、電流入力が各２つの単相３線、三相３線の構成
を示し、図１３は電圧入力、電流入力が３つの三相４線
の構成を示す。図において、１〜３、７〜９、１２、２
５、２７〜２９、５１は上記実施例８で、１３〜１５、
１９〜２１、３０〜２１、５２、５３は上記実施例７で
の説明のものと同様である。電圧入力部、電流入力部、
９０度移相回路、ＰＷＭ変調回路、移相回路、振幅変調
回路で１相分の電力信号変換部が構成される。

【００４２】複数の電力信号変換部からの各信号をそれ
ぞれ第一のローパスフィルタ７と第二のローパスフィル
タ８に入力し、このローパスフィルタ７、８の電圧値を
比較回路２５での比較結果により、出力制御回路１２を
制御する。このような構成の多相回路用の無効電力測定
回路の動作は上記実施例２と同様であり、説明を省略す
る。

【００４３】実施例１０．上記実施例では、９０度移相
を遅らせた後、更に移相を遅らせるようにしたが、この
実施例は図１４のようにそれぞれ個別に移相を遅らせる
ようにするものである。図１４において、１〜４，６〜
１２は実施例１と同一である。６０は移相回路で、電圧
入力部１からの電圧信号を９０゜＋α（０＜α＜９０
゜）位相を遅らせる。従って、第二の乗算部６への入力
信号は実施例１と同様になり、その後の動作も実施例１
と同様になる。

【００４４】この実施例では単相２線の場合を説明した
が、単相３線、３相３線、３相４線の場合も、実施例２
（図３）、実施例３（図４）の移相回路をこの移相回路
６０に置き換え接続を１部変更するのみで実現できる。
また、実施例５〜実施例９（図５〜図１３）についても
同様に移相回路６０を用いて実現することができる。

【００４５】実施例１１．この実施例は、上記実施例を
更に改善したものでその理由を説明する。実施例１〜１
０では、図１５（ａ）において、９０゜遅相したベクト
ルＡと９０゜＋α遅相したＢとが、Ａ＝Ｂとなってか
ら、更にＡが第４象限で第３象限直前までの間は、図１
５（ｂ）のように、Ａ＞Ｂとなり、ＡよりもＢが小さく
なるので無効電力の積算を停止させてしまう。本来この
間は無効電力を積算しなければならないので不都合が生
じる。実際はαは角度が小さいので積算しない範囲は僅
かであるが、この実施例はこの不都合を改善するもので
ある。

【００４６】図１６はこの実施例のブロック図で、図に
おいて、１〜４，６〜１０，１２は実施例１と同様であ
る。６１は９０度移相回路の出力を更にβ遅相させる第
一の回路で、電圧入力信号を９０゜＋β（０＜β≦４５
゜）遅相させる回路である。６２は９０度移相回路の出
力をβ進相させる移相回路で、電圧入力信号を９０゜−
β（０＜β≦４５゜）遅相させる回路である。６３は第
三の乗算部、６４は第一のローパスフィルタ７と同一機
能の第三のローパスフィルタ、６５は第一の電圧／周波
数変換回路９と同一機能の第三の電圧／周波数変換回
路、６６は第一・第二・第三のローパスフィルタ９，１
０，６５の出力を比較する周波数比較回路である。

【００４７】図１６の構成の回路について図１７〜図２
４のベクトル図と共に説明する。９０度移相回路３に接
続された第一の演算部４の出力を入力とする第一のロー
パスフィルタ７の出力をＡ、９０゜＋β遅らせる移相回
路６１に接続された第二の演算部６の出力を入力とする
第一のローパスフィルタ７の出力をＢ、９０゜−β遅ら
せる移相回路６２に接続された第三の乗算部６３の出力
を入力とする第三のローパスフィルタ６４の出力をＣと
する。

【００４８】Ａ，Ｂ，Ｃ共第４象限にある時、大きさＢ
＞Ａ＞Ｃ（図１８）となる。この出力ベクトルが順次第
３象限に移動する様子を示したものが、図１９〜図２４
であり出力の大きさは下記のように推移する。 Ｂ＞Ａ＞Ｃ（図１８） Ｂ＝Ａ＞Ｃ（図１９） Ａ＞Ｂ＞Ｃ（図２０） Ａ＞Ｂ＝Ｃ（図２１） Ａ＞Ｃ＞Ｂ（図２２） Ａ＝Ｃ＞Ｂ（図２３） Ｃ＞Ａ＞Ｂ（図２４）

【００４９】ここで図２１は出力Ａが第３象限と第４象
限の境界に来た場合を示し、上記より明らかなように、
出力Ａが第３象限と第４象限の境界を越えて第３象限に
入っていくと、Ａ，Ｂ，Ｃの出力の関係は上記の
ようにＡ＞ＢとＣ＞Ｂの出力関係を満たすことがわか
る。このことから、Ａ＞ＢとＣ＞Ｂの両者を満たした場
合に、周波数比較回路６６は出力制御回路１２をオフに
すれば、第４象限のみＡ（９０度移相回路の乗算結果）
を測定することができる。従って、無効電力を正確に積
算して無効電力量を測定することができる。

【００５０】実施例１２．実施例１１では単相２線の場
合について説明したが、単相３線、３相３線、３相４線
等の場合も、実施例２から実施例９を参照すれば容易に
構成することができる。

【００５１】実施例１３．上記実施例では、入力電圧を
９０゜、９０゜＋α、９０゜±β等所定の角度位相を遅
らせるようにしたが、入力電流を逆に所定の角度位相を
進めるようにしても同様の結果が得られる。

【００５２】実施例１４．上記実施例では、電圧入力部
と電流入力部の出力はアナログ信号であったが、これら
のアナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号とし、そ
の後の移相回路や乗算部等の各回路はデジタル信号で処
理するようにしてもよい。この場合は、マイクロコンピ
ュータを用いて処理すれば容易に処理することができ
る。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、送電
側の進み（第３象限）、受電側の遅れ（第４象限）の検
出を無効電力の出力を利用して行うため力率０に近くな
る第３象限と第４象限の判定を精度良く行えるので、正
確な測定ができる無効電力量測定装置が提供できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図２】 この発明の実施例１の無効電力量測定回路の
動作を説明するベクトル図である。

【図３】 この発明の実施例２を示す無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図４】 この発明の実施例３を示す無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図５】 この発明の実施例４を示す無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図６】 この発明の実施例５を示す無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図７】 この発明の実施例５の他の無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図８】 この発明の実施例６を示す無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図９】 この発明の実施例７を示す無効電力量測定回
路のブロック図である。

【図１０】 この発明の実施例７を示す無効電力量測定
回路のブロック図である。

【図１１】 この発明の実施例８を示す無効電力量測定
回路のブロック図である。

【図１２】 この発明の実施例９を示す無効電力量測定
回路のブロック図である。

【図１３】 この発明の実施例９を示す無効電力量測定
回路のブロック図である。

【図１４】 この発明の実施例１０を示す無効電力量測
定回路のブロック図である。

【図１５】 この発明の実施例１１に係る無効電力量測
定回路の動作を説明するベクトル図である。

【図１６】 この発明の実施例１１を示す無効電力量測
定回路のブロック図である。

【図１７】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図１８】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図１９】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図２０】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図２１】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図２２】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図２３】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図２４】 この発明の実施例１１の無効電力量測定回
路の動作を説明するベクトル図である。

【図２５】 従来の無効電力量測定回路のブロック図で
ある。

【図２６】 無効電力量測定回路の動作を説明するベク
トル図である。

【符号の説明】

１ 電圧入力部、２ 電流入力部、３ ９０度移相回
路、４ 第一の乗算部、５ 移相回路、６ 第二の乗算
部、７ 第一のローパスフィルタ（ＬＰＦ）、８ 第二
のローパスフィルタ（ＬＰＦ）、９ 第一の電圧／周波
数変換回路（Ｖ／Ｆ）、１０ 第二の電圧／周波数変換
回路（Ｖ／Ｆ）、１１ 周波数比較回路、１２ 出力制
御回路、１３ 第二の電圧入力部、１４ 第二の電流入
力部、１５ 第二の９０度移相回路、１６ 第三の乗算
部、１７ 第二の移相回路、１８ 第四の乗算部、１９
第三の電圧入力部、２０ 第三の電流入力部、２１
第三の９０度移相回路、２２ 第五の乗算部、２３ 第
三の移相回路、２４ 第六の乗算部、２５電圧比較回
路、２７、３０、３３ ＰＷＭ変調回路、２８ 第一の
振幅変調回路、２９ 第二の振幅変調回路、３１、３
２、３４、３５ 振幅変調回路、５１、５２、５３、６
０、６１、６２ 移相回路、６３ 第三の乗算部 ６４ 第三のローパスフィルタ（ＬＰＦ）、６５ 第三
の電圧／周波数変換回路（Ｖ／Ｆ）、６６ 周波数比較
回路。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧を９０゜遅相し入力電流を乗じ
   て第１の無効電力を求める第１の演算手段、入力電圧を
   ９０゜＋α（０゜＜α＜９０゜）遅相し入力電流を乗じ
   て第２の無効電力を求める第２の演算手段、上記第１の
   無効電力を積算して無効電力量を求める積算手段、上記
   第１の無効電力と第２の無効電力との比較に応じて、上
   記第１の無効電力の積算を停止する制御手段を備えたこ
   とを特徴とする無効電力量測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、複数個の入力電圧と
   この入力電圧に対応する複数個の入力電流がある場合、
   第１の演算手段は、それぞれ対応する入力電圧・入力電
   流に対して各々第１の無効電力を求めると共に、その合
   算値を求めて出力する手段とし、第２の演算手段は、そ
   れぞれ対応する入力電圧・入力電流に対して各々第２の
   無効電力を求めると共に、その合算値を求めて出力する
   手段としたことを特徴とする無効電力量測定装置。
3. 【請求項３】 入力電圧を９０゜遅相し入力電流を乗じ
   て第１の無効電力を求める第１の演算手段、入力電圧を
   ９０゜＋β（０＜β≦４５゜）遅相し入力電流を乗じて
   第２の無効電力を求める第２の演算手段、入力電圧を９
   ０゜−β（０＜β≦４５゜）遅相し入力電流を乗じて第
   ３の無効電力を求める第３の演算手段、上記第１の無効
   電力を積算して無効電力を求める積算手段、上記第１か
   ら第３の無効電力の比較に応じて上記第１の無効電力の
   積算を停止する制御手段を備えたことを特徴とする無効
   電力量測定装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、複数個の入力電圧と
   この入力電圧に対応する複数個の入力電流がある場合、
   第１の演算手段は、それぞれ対応する入力電圧・入力電
   流に対して各々第１の無効電力を求めると共に、その合
   算値を求めて出力する手段とし、第２の演算手段は、そ
   れぞれ対応する入力電圧・入力電流に対して各々第２の
   無効電力を求めると共に、その合算値を求めて出力する
   手段とし、第３の演算手段は、それぞれ対応する入力電
   圧・入力電流に対して各々第３の無効電力を求めると共
   に、その合算値を求めて出力する手段としたことを特徴
   とする無効電力量測定装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において、
   各々の演算手段は各々瞬時無効電力を算出する手段とす
   ると共に、上記各々の演算手段に対応して各々ローパス
   フィルタと周波数変換回路とを設け、各々のローパスフ
   ィルタは上記各々の瞬時無効電力を各々平均無効電力と
   し、各々の周波数変換回路は上記各々の平均無効電力に
   応じた周波数信号に変換して出力し、制御手段はこれら
   の周波数信号を比較し、その比較に応じて第１の無効電
   力の積算を停止する手段としたことを特徴とする無効電
   力量測定装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項において、
   各々の演算手段は各々瞬時無効電力を算出する手段とす
   る共に、上記各々の演算手段に対応して各々ローパスフ
   ィルタを設け、各々のローパスフィルタは上記各々の瞬
   時無効電力を各々平均無効電力とし、制御手段はこれら
   の平均無効電力を比較し、その比較に応じて第１の無効
   電力の積算を停止する手段としたことを特徴とする無効
   電力量測定装置。
7. 【請求項７】 請求項５または６において、各々の演算
   手段は乗算される前の電圧または電流信号をＰＷＭ変調
   し、この変調された電圧または電流信号と、変調されて
   いない電流または電圧信号とを入力として振幅変調し各
   々の瞬時無効電力を求める手段としたことを特徴とする
   無効電力量測定装置。