JP3327193B2 - 交流電源装置の負荷検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機内に設けら
れた発電コイルを電源として単相交流電圧を出力する複
数の電源部を直列に接続して、定格電圧が異なる負荷を
駆動し得るようにした交流電源装置の負荷で消費される
電力を検出する負荷検出回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電機を電源とする交流電源装置におい
ては、負荷で消費される電力（電源装置の出力）を設定
値に保つために必要最小限の出力を発生するように発電
機を運転することにより、発電機を駆動する原動機で消
費されるエネルギの節約を図ることができる。特に発電
機を内燃機関により駆動する場合には、発電機の出力
を、負荷の消費電力を設定値に保つために必要最小限の
値に保つように、内燃機関の回転数を制御することによ
り、燃費を節約することができると同時に、騒音の低減
をも図ることができる。

【０００３】発電機の出力を必要最小限の大きさに保つ
ように制御するためには、負荷で消費される電力を検出
して、その検出値に応じて発電機を駆動する原動機の回
転数［rpm ］を制御する必要がある。

【０００４】発電機を電源とする交流電源装置として、
１００［Ｖ］の交流負荷及び２００［Ｖ］の交流負荷の
いずれをも駆動し得るようにするために、１００［Ｖ］
の交流電圧を出力する第１の電源部と第２の電源部とを
直列に接続して、第１の電源部の両端に１００［Ｖ］の
負荷を接続し、第１及び第２の電源部の直列回路の両端
に２００［Ｖ］の負荷を接続するようにしたものがあ
る。

【０００５】図６はその一例を示したもので、同図にお
いて１１及び１２はそれぞれ同位相の１００［Ｖ］の単
相交流電圧を出力する第１の電源部及び第２の電源部で
ある。各電源部は磁石発電機等の交流発電機でもよく、
交流発電機の出力を整流して直流電圧に変換するコンバ
ータと該コンバータから得られる直流電圧を周波数が一
定の交流電圧に変換するインバータとにより構成される
もの等でもよい。

【０００６】第１の電源部１１及び第２の電源部１２は
それぞれ対の出力端子１１ａ，１１ｂ及び１２ａ，１２
ｂを有していて、それぞれの対の出力端子の一方１１
ａ，１２ａを同じ側に向けてそれぞれの出力電圧の位相
を揃えた状態で直列に接続されている。力率が１で定格
電圧が１００［Ｖ］の第１の負荷と、力率が１で定格電
圧が２００［Ｖ］の第２の負荷とに対して共通に設けら
れて該第１の負荷及び第２の負荷の一端が接続される共
通端子ｔo と、第１の負荷及び第２の負荷のそれぞれに
対して設けられて第１の負荷及び第２の負荷の他端が接
続される第１及び第２の負荷接続端子ｔ1 及びｔ2 とが
設けられて、第１及び第２の電源部１１及び１２の直列
回路の一端を構成する第１の電源部１１の対の出力端子
の一方１１ａが共通口出し線ｕo を介して共通端子に接
続され、第１の電源部１１の他端１１ｂと第２の電源部
１２の一方の出力端子１２ａとの接続点及び第２の電源
部１２の他方の出力端子１２ｂがそれぞれ第１の口出し
線ｕ1 及び第２の口出し線ｕ2 を通して第１及び第２の
負荷接続端子ｔ1 及びｔ2 に接続されている。

【０００７】そして、定格電圧が１００［Ｖ］の第１の
負荷Ｌ1 を駆動する場合には、図６に示すように、該負
荷Ｌ1 を共通接続端子ｔo と第１の負荷接続端子ｔ1 と
の間に接続し、定格電圧が２００［Ｖ］の第２の負荷Ｌ
2 を駆動する場合には、図７に示すように、該負荷Ｌ2
を共通接続端子ｔo と第２の負荷接続端子ｔ2 との間に
接続する。

【０００８】上記の交流電源装置において、図６及び図
７に示したように共通口出し線ｕoを変流器ＣＴの一次
導体として、該共通口出し線ｕo に変流器ＣＴを取り付
けると、該変流器ＣＴの二次コイルに電流計３を接続す
ることにより、１００［Ｖ］の負荷Ｌ1 を駆動する場合
も、２００［Ｖ］の負荷Ｌ2 を駆動する場合も、電流計
３の検出電流Ｉが負荷電流ｉとなるため、負荷電流を検
出することができる。ここで力率が１の負荷が図６のよ
うに共通端子ｔo と第１の負荷接続端子ｔ1 との間に接
続されて該負荷に１００［Ｖ］の電圧が印加されている
とすると、負荷の消費電力Ｐは、Ｐ＝ｉ×１００［Ｗ］
で与えられる。また図７に示すように、力率が１の負荷
が共通接続端子ｔo と第２の負荷接続端子ｔ2 との間に
接続されて該負荷に２００［Ｖ］の電圧が印加されてい
るとすると、負荷の消費電力Ｐは、Ｐ＝ｉ×２００
［Ｗ］で与えられる。

【０００９】ところが図６または図７に示したように、
共通口出し線ｕo に変流器を取り付けただけでは、負荷
がいずれの端子に接続されているか（１００［Ｖ］の負
荷であるか２００［Ｖ］の負荷であるか）を判別するこ
とができないと、負荷の消費電力がｉ×１００［Ｗ］で
あるのかｉ×２００［Ｗ］であるのかを判別することが
できないという不都合がある。

【００１０】そこで、図８及び図９に示すように、共通
口出し線ｕo に第１の変流器ＣＴａを取り付けるととも
に、第２の口出し線ｕ2 に第２の変流器ＣＴｂを取り付
けて、これらの変流器の二次コイルにそれぞ電流計３ａ
及び３ｂを接続することにより、負荷電流を検出するこ
とが提案された。このように構成すると、負荷に印加さ
れている電圧が１００［Ｖ］の場合及び２００［Ｖ］の
場合のいずれの場合も、電流計３ａが検出する電流Ｉａ
と電流計３ｂが検出する電流Ｉｂとを用いて、Ｐ＝（Ｉ
ａ＋Ｉｂ）×１００［Ｖ］により、負荷の消費電力を求
めることができる。すなわち、図８のように、負荷Ｌ1
に印加されている電圧が１００［Ｖ］である場合には、
電流計３ａ及び３ｂがそれぞれ検出する電流Ｉａ及びＩ
ｂがそれぞれＩａ＝ｉ及びＩｂ＝０となるので、負荷の
消費電力はＰ＝（ｉ＋０）×１００ ［Ｗ］＝ｉ×１０
０［Ｗ］となる。また図９のように、負荷Ｌ2 に印加さ
れている電圧が２００［Ｖ］である場合には、電流計３
ａ及び３ｂがそれぞれ検出する電流Ｉａ及びＩｂがそれ
ぞれＩａ＝ｉ及びＩｂ＝ｉとなるので、負荷の消費電力
はＰ＝（ｉ＋ｉ）×１００［Ｗ］＝ｉ×２００［Ｗ］と
なる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図８及び図９に示した
ように、共通口出し線ｕo 及び第２の口出し線ｕ2 にそ
れぞれ変流器ＣＴａ及びＣＴｂを取り付けて、これらの
変流器がそれぞれ検出する電流の和に１電源部当りの出
力電圧（上記の例では１００［Ｖ］）を乗じることによ
り、負荷の消費電力を求めるようにすると、負荷に印加
されている電圧の如何に係わりなく、負荷の消費電力を
求めることができる。

【００１２】３以上の電源部が直列に接続される場合に
も、同様の考え方で複数の口出し線に変流器を取り付け
ることにより、負荷の消費電力を求めることができる。

【００１３】しかしながらこのような構成をとった場合
には、変流器の数が多くなる上に、変流器の出力信号を
処理する回路または演算手段も複数必要になるため、構
成が複雑になるのを避けられなかった。

【００１４】本発明の目的は、複数の電源部を直列に接
続して、定格電圧が異なる複数の負荷を駆動し得るよう
にした交流電源装置において、１つの電流検出手段を設
けるだけで、負荷に印加されている電圧の如何に係わり
なく負荷の消費電力を求めることができるようにするこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は交流電源装置の
負荷で消費される電力（負荷電力）を検出する負荷検出
回路に係わるものである。

【００１６】本発明が対象とする交流電源装置において
は、発電機を電源として等しい大きさＥを有する同位相
の単相交流電圧を出力する第１ないし第ｎ（ｎは２以上
の整数）の電源部が設けられていて、該第１ないし第ｎ
の電源部がそれぞれの対の端子の一方を同じ側に向けて
それぞれの出力電圧の位相を揃えた状態で直列に接続さ
れている。また力率が１で定格電圧がそれぞれＥないし
ｎ×Ｅの第１ないし第ｎの負荷のそれぞれの一端が接続
される第１ないし第ｎの負荷に共通の共通端子と該第１
ないし第ｎの負荷の他端がそれぞれ接続される第１ない
し第ｎの負荷接続端子とが設けられ、第１ないし第ｎの
電源部の直列回路の一端を構成する第１の電源部の対の
端子の一方が共通口出し線を介して共通端子に接続され
る。また第１ないし第ｎの電源部のそれぞれの対の端子
の他方はそれぞれ第１ないし第ｎの口出し線を通して第
１ないし第ｎの負荷接続端子に接続され、共通端子と第
１ないし第ｎの負荷接続端子のうちのいずれか１つとの
間に負荷が接続される。

【００１７】本発明においては、第１ないし第ｎの口出
し線のうち、２番目以降ｍ番目（ｍは２以上ｎ以下の整
数）の口出し線をそれぞれｍ−１ターンずつ巻回し、２
番目以降の口出し線の各ターンの通電電流と共通口出し
線の通電電流との和の電流を一括して検出する電流検出
手段を設けた。

【００１８】そして、電流検出手段により検出される２
番目以降の口出し線の各ターンの通電電流の方向が共通
口出し線の通電電流の方向と同一になるように２番目以
降の各口出し線の巻回方向を設定し、電流検出手段によ
り検出された電流と１つの電源部が出力する電圧の大き
さＥとの積により負荷の消費電力を求める。

【００１９】上記負荷電流検出手段としては、２番目以
降の口出し線の各ターンと共通口出し線とを一次導体と
した変流器を用いることができる。

【００２０】上記のように構成すると、負荷に印加され
ている電圧の大きさの如何に係わりなく、負荷電流検出
手段により一括して検出された電流に、１つの電源部が
出力する電圧の大きさを乗じることにより、負荷の消費
電力を求めることができる。この場合、電流検出手段は
１つだけ設ければよいため、負荷検出回路の構成を簡単
にしてコストの低減を図ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる負荷検出回
路の構成例を示したもので、同図において、１１及び１
２はそれぞれ内燃機関により駆動される発電機を電源と
して同位相の単相交流電圧Ｅ（この例では１００
［Ｖ］）を出力する第１の電源部及び第２の電源部であ
る。

【００２２】図示の例では、第１及び第２の電源部１１
及び１２が内燃機関により駆動されるインバータ式の交
流発電機からなっている。インバータ式の交流発電機
は、回転数が変動するために周波数が変化する交流発電
機の交流出力をいったん直流に変換した後、インバータ
により周波数が一定の交流電圧に変換するようにしたも
ので、例えば電源部１１は、図４に示したように、内燃
機関などの原動機４により駆動される交流発電機Ｇ1
と、該発電機Ｇ1 の出力を整流して直流電圧に変換する
コンバータ（整流器）Ｄ1 と、該コンバータＤ1 の出力
を平滑するコンデンサＣ1 と、コンデンサＣ1 の両端に
得られる直流電圧を周波数が一定の交流電圧に変換する
インバータＩＮ1 とにより構成される。同様に、第２の
電源部１２は、原動機４により駆動される交流発電機Ｇ
2 と、該発電機Ｇ2 の出力を整流して直流電圧に変換す
るコンバータＤ2 と、該コンバータの出力を平滑するコ
ンデンサＣ2 と、コンデンサＣ2 の両端に得られる直流
電圧を周波数が一定の交流電圧に変換するインバータＩ
Ｎ2 とにより構成できる。

【００２３】また図４の交流発電機Ｇ1 及びＧ2 を、図
５に示すように、内燃機関等の原動機により駆動される
１台の交流発電機Ｇ内に設けられて同位相の単相交流電
圧を発生する発電コイルＷ1 及びＷ2 により置き換える
こともできる。

【００２４】第１の電源部１１及び第２の電源部１２は
それぞれ対の出力端子１１ａ，１１ｂ及び１２ａ，１２
ｂを有していて、それぞれの対の出力端子の一方１１
ａ，１２ａを同じ側に向けてそれぞれの出力電圧Ｅ（図
示の例ではＥ＝１００［Ｖ］）の位相を揃えた状態で
（電源部１１の他方の出力端子１１ｂと電源部１２の一
方の出力端子１２ａとを接続した状態で）直列に接続さ
れている。

【００２５】第１の電源部１１及び第２の電源部１２に
それぞれ設けられるインバータＩＮ1 及びＩＮ2 には、
それぞれの出力電圧を常に一定に保つ制御回路が設けら
れているものとし、電源部１１及び１２がそれぞれ出力
する電圧Ｅの実効値は常に一定（この例ではＥ＝１００
［Ｖ］）であるとする。

【００２６】またこの例では、発電装置の出力（負荷の
消費電力）を設定値に保ために必要最小限の回転数で原
動機４を回転させて燃費の節約を図るべく、負荷の消費
電力に応じて原動機４の回転数を制御する原動機回転制
御回路が設けられているものとする。

【００２７】第１の電源部１１の対の出力端子１１ａ，
１１ｂの一方１１ａは共通口出し線ｕo を通して共通端
子ｔo に接続され、他方の出力端子１１ｂ（該出力端子
１１ｂと第２の電源部１２の対の出力端子の一方１２ａ
との接続点）は第１の口出し線ｕ1 を通して第１の負荷
接続端子ｔ1 に接続されている。

【００２８】また第２の電源部１２の対の出力端子の他
方１２ｂは１ターンだけ巻回された第２の口出し線ｕ2
を通して第２の負荷接続端子ｔ2 に接続されている。

【００２９】１ターン巻回された第２の口出し線ｕ2
は、その一部ｕ2aが共通口出し線ｕoの一部ｕoaと並行
するように配置されていて、互いに並行する共通口出し
線の一部ｕoa及び第２の口出し線ｕ2 の一部ｕ2aに変流
器ＣＴが取り付けられている。変流器ＣＴは、閉磁路鉄
心と該閉磁路鉄心に巻回された二次コイルとを有する公
知のもので、第２の口出し線ｕ2 と共通口出し線ｕo と
を一次導体とするように（第２の口出し線ｕ2 と共通口
出し線ｕo とを閉磁路鉄心と鎖交させるかまたはこれら
の口出し線ｕo ，ｕ2 を閉磁路鉄心に所定回数巻回した
状態で）設けられて、共通口出し線ｕo を流れる電流ｉ
と第２の口出し線ｕ2 を流れる電流ｉとの和の電流を一
括して検出する。

【００３０】本発明においては、変流器ＣＴにより検出
される第２の口出し線ｕ2 の通電電流ｉの方向が共通口
出し線ｕo の通電電流ｉの方向と同一になるように、第
２の口出し線ｕ2 の巻回方向が設定される。変流器ＣＴ
の出力端子間には電流計３が接続されている。図示の例
ではまた、変流器ＣＴの出力が、マイクロコンピュータ
またはアナログ演算回路を演算手段として負荷の消費電
力を演算する負荷電力演算部５に与えられている。

【００３１】図示の例では、共通口出し線ｕo と１ター
ン巻回された第２の口出し線ｕ2 と変流器ＣＴと負荷電
力演算部５とにより負荷検出回路が構成されている。

【００３２】図示の交流電源装置において、定格電圧が
１００［Ｖ］の第１の負荷Ｌ1 を駆動する場合には、図
１に示したように、該第１の負荷Ｌ1 を共通接続端子ｔ
o と第１の負荷接続端子ｔ1 との間に接続する。また定
格電圧が２００［Ｖ］の第２の負荷Ｌ2 を駆動する場合
には、図２に示したように、該第２の負荷Ｌ2 を共通接
続端子ｔo と第２の負荷接続端子ｔ2 との間に接続す
る。本発明では、第１の負荷Ｌ1 及び第２の負荷Ｌ2 が
抵抗負荷（力率が１の負荷）か、または抵抗負荷と見な
すことができる負荷であって、負荷の印加電圧と負荷電
流との積を求めることにより直ちに負荷の消費電力を演
算できるものとする。

【００３３】図１に示すように、共通接続端子ｔo と第
１の負荷接続端子ｔ1 との間に第１の負荷Ｌ1 を接続し
た状態では、第２の口出し線ｕ2 を通して流れる電流は
０である。従ってこのとき変流器ＣＴは、第１の電源部
１１から口出し線ｕo 及びｕ1 と負荷Ｌ1 とを通して流
れる電流ｉを検出する。この電流ｉの検出信号は電流計
３と負荷電力演算部５とに与えられる。負荷電力演算部
５は、変流器により検出された電流ｉに１つの電源部が
出力する電圧の大きさ１００［Ｖ］を乗じることにより
負荷の消費電力ｉ×１００［Ｗ］を演算して、演算され
た消費電力の大きさの情報を含む信号を図示しない指示
計器またはデジタル表示器（演算手段としてマイクロコ
ンピュータを用いる場合）に与えるか、または負荷の消
費電力（発電機の出力）を設定値に保つために必要最小
限の回転数で原動機を回転させるように制御する図示し
ない原動機回転制御回路に与える。

【００３４】また図２に示したように、共通端子ｔo と
第２の負荷接続端子ｔ2 との間に第２の負荷Ｌ2 を接続
した状態では、変流器ＣＴが、共通口出し線ｕo を流れ
る電流ｉと第２の口出し線ｕ2 を流れる電流ｉとの和の
電流２×ｉを検出する。この電流２×ｉの検出信号は電
流計３に与えられるとともに、負荷電力演算部５に与え
られる。負荷電力演算部５は、変流器ＣＴにより検出さ
れた電流２×ｉに１つの電源部が出力する電圧の大きさ
１００［Ｖ］を乗じることにより負荷の消費電力２×ｉ
×１００＝ｉ×２００［Ｗ］を演算して、演算された消
費電力の大きさの情報を含む信号を指示計器またはデジ
タル表示器に与えるか、または原動機回転制御回路に与
える。

【００３５】なお第１の電源部１１及び第２の電源部１
２にそれぞれの出力電圧を一定に保つ回路が設けられて
いる場合には、変流器ＣＴにより検出された電流に１つ
の電源部が発生する一定の電圧（上記の例では１００
［Ｖ］）を乗じることにより負荷の消費電力を演算でき
るので、電流計３の目盛りを電流値に電源部の電圧（１
００Ｖ）を乗じた値でめもっておくことにより、該電流
計の表示から直接負荷の消費電力を読み取るようにする
こともできる。

【００３６】また電流計３の目盛りは電流値のままとし
て、該電流計３の読みに電源部の出力電圧Ｅ（上記の例
では１００［Ｖ］）を乗じることにより、負荷の消費電
力を読み取るようにしてもよい。

【００３７】上記の例では、電流検出手段として変流器
ＣＴを用いているが、電流検出手段は、口出し線ｕo ，
ｕ2 を流れる電流により生じる磁界からそれぞれの口出
し線の通電電流の和の電流を検出するものであればよ
く、必ずしも変流器に限らない。例えば、口出し線ｕo
及びｕ2 と鎖交する鉄心を流れる磁束をホール素子など
の磁気検出素子を用いて検出することにより口出し線ｕ
o を流れる電流と第２の口出し線ｕ2 を流れる電流との
和の電流を検出するようにしてもよい。

【００３８】このように、本発明によれば、負荷に印加
されている電圧の如何に係わりなく、１つの電流検出手
段を設けるだけで、負荷の消費電力を検出することがで
きるので、負荷検出回路の回路構成を簡単にすることが
でき、コストの低減を図ることができる。

【００３９】上記の例では、出力電圧Ｅが等しい２つの
電源部１１及び１２を直列に接続することにより、定格
電圧がＥと２Ｅとの２種類の負荷を駆動し得るように交
流電源装置を構成しているが、３以上の電源部を直列に
接続することにより３種類以上の定格電圧Ｅ，２Ｅ，３
Ｅ，…の負荷を駆動するように交流電源装置を構成する
場合にも、同様の考え方で本発明を適用することができ
る。

【００４０】一例として、出力電圧Ｅが等しい第１ない
し第３の電源部１１ないし１３を直列に接続して定格電
圧がＥ，２Ｅ，３Ｅの第１ないし第３の負荷を駆動し得
るようにする場合の交流電源装置の構成例を図３に示し
た。第１ないし第３の電源部１１ないし１３はそれぞれ
対の出力端子（１１ａ，１１ｂ），（１２ａ，１２ｂ）
及び（１３ａ，１３ｂ）を有していて、第１ないし第３
の電源部１１ないし１３がそれぞれの対の端子の一方１
１ａ〜１３ａを同じ側に向けてそれぞれの出力電圧の位
相を揃えた状態で直列に接続されている。

【００４１】また力率が１で定格電圧がそれぞれＥ，２
Ｅ及び３Ｅの第１ないし第３の負荷のそれぞれの一端が
接続される第１ないし第３の負荷に共通の共通端子ｔo
と該第１ないし第３の負荷のそれぞれの他端が接続され
る第１ないし第３の負荷接続端子ｔ1 〜ｔ3 とが設けら
れ、第１ないし第３の電源部１１ないし１３の直列回路
の一端を構成する第１の電源部１１の対の端子の一方１
１ａは共通口出し線ｕo を介して共通端子ｔo に接続さ
れている。また第１ないし第３の電源部１１ないし１３
のそれぞれの対の端子の他方１１ｂ〜１３ｂはそれぞれ
第１ないし第３の口出し線ｕ1 ないしｕ3 を通して第１
ないし第３の負荷接続端子ｔ1 ないしｔ3 に接続されて
いる。

【００４２】この場合には、第１ないし第３の口出し線
ｕ1 〜ｕ3 のうち、２番目の口出し線ｕ2 は１ターン巻
回されてその一部が共通口出し線ｕo の一部と並行する
ように設けられ、３番目の口出し線ｕ3 は２ターン巻回
されてその各ターンの一部が共通口出し線ｕo の一部と
並行するように設けられている。そして、２番目以降の
口出し線ｕ2 ，ｕ3 の各ターンの通電電流と共通口出し
線ｕo の通電電流との和の電流を一括して検出するよう
に、電流検出手段としての変流器ＣＴが設けられてい
る。この例でも、変流器ＣＴにより検出される２番目以
降の口出し線ｕ2，ｕ3 の各ターンの通電電流の方向が
共通口出し線ｕo の通電電流の方向と同一になるように
２番目以降の口出し線ｕ2 ，ｕ3 の巻回方向が設定され
ている。

【００４３】第３図に示した例では、共通口出し線ｕo
と１ターン巻回された第２の口出し線ｕ2 と２ターン巻
回された第３の口出し線ｕ3 と変流器ＣＴとにより負荷
検出回路が構成されている。

【００４４】図３に示した例において、共通接続端子ｔ
o と第１の負荷接続端子ｔ1 との間に定格電圧が１００
［Ｖ］の第１の負荷が接続された場合には、変流器ＣＴ
により電流ｉが検出される。このとき負荷電力演算部５
は変流器が検出した電流ｉに１つの電源部の出力電圧１
００［Ｖ］を乗じる演算を行って負荷の消費電力ｉ×１
００［Ｗ］を演算する。

【００４５】共通端子ｔo と第２の負荷接続端子ｔ2 と
の間に定格電圧が２００［Ｖ］の第２の負荷が接続され
た場合には、変流器ＣＴにより電流２×ｉが検出され
る。負荷電力演算部５はこの電流２×ｉに１つの電源部
の出力電圧１００［Ｖ］を乗じて負荷の消費電力ｉ×２
００［Ｗ］を演算する。

【００４６】また図３に示したように、共通端子ｔo と
第３の負荷接続端子ｔ3 との間に定格電圧が３００
［Ｖ］の第３の負荷が接続された場合には、変流器ＣＴ
により電流３×ｉが検出される。負荷電力演算部５はこ
の電流３×ｉに１つの電源部の出力電圧１００［Ｖ］を
乗じて負荷の消費電力ｉ×３００［Ｗ］を演算する。

【００４７】一般に、発電機を電源として等しい大きさ
Ｅを有する同位相の単相交流電圧を出力する第１ないし
第ｎ（ｎは２以上の整数）の電源部を設けて、該第１な
いし第ｎの電源部１１〜１ｎをそれぞれの対の端子の一
方を同じ側に向けてそれぞれの出力電圧の位相を揃えた
状態で直列に接続することにより、力率が１で定格電圧
がＥないしｎＥの第１ないし第ｎの負荷Ｌ1 〜Ｌn を駆
動し得るようにする場合には、第１ないし第ｎの負荷の
それぞれの一端が接続される第１ないし第ｎの負荷に共
通の共通端子ｔo と該第１ないし第ｎの負荷Ｌ1 〜Ｌn
のそれぞれの他端が接続される第１ないし第ｎの負荷接
続端子ｔ1 〜ｔn とを設けて、第１ないし第ｎの電源部
１１〜１ｎの直列回路の一端を構成する第１の電源部の
対の端子の一方を共通口出し線ｕo を介して共通端子ｔ
o に接続し、第１ないし第ｎの電源部１１〜１ｎのそれ
ぞれの対の端子の他方をそれぞれ第１ないし第ｎの口出
し線ｕ1 〜ｕn を通して第１ないし第ｎの負荷接続端子
ｔ1 〜ｔn に接続する。

【００４８】このような構成がとられる場合には、第１
ないし第ｎの口出し線ｕ1 〜ｕn のうち、２番目以降ｍ
番目（ｍは２以上ｎ以下の整数）の口出し線をそれぞれ
ｍ−１ターンずつ巻回して、２番目以降の口出し線ｕ2
，ｕ3 ，…，ｕn の各ターンの通電電流と共通口出し
線ｕo の通電電流との和の電流を一括して検出するよう
に変流器ＣＴ（電流検出手段）を設ければよい。

【００４９】この場合も、電流検出手段により検出され
る２番目以降の口出し線ｕ2 ，ｕ3，…，ｕn の各ター
ンの通電電流の方向が共通口出し線の通電電流の方向と
同一になるように２番目以降の口出し線の巻回方向を設
定しておく。このように構成することにより、電流検出
手段により検出された電流に１つの電源部が出力する電
圧の大きさＥを乗じることにより負荷の消費電力を求め
ることができる。

【００５０】上記の例では、各電源部がインバータ式の
交流発電機からなっているとしたが、各電源部が通常の
交流発電機からなっている場合にも本発明を適用するこ
とができるのはもちろんである。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、大きさ
が等しい同位相の交流電圧を出力する複数の電源部を直
列に接続して、複数の定格電圧を有する負荷を駆動し得
るように交流電源装置を構成する場合に、各電源部の出
力電圧の２倍以上の定格電圧を有する負荷につながる口
出し線を所定ターン数巻回して、所定ターン数巻回され
た口出し線とすべての負荷に対して共通に設けられた口
出し線とを流れる電流の和の電流を一括して検出するよ
うに１つの電流検出手段を設けることにより、負荷に印
加されている電圧の大きさの如何に係わりなく、１つの
電流検出手段により検出された電流と１つの電源部が出
力する電圧の大きさとから負荷の消費電力を求めること
ができるようにしたので、電流検出手段を１つ設けるだ
けで、定格電圧が異なるすべての負荷の消費電力を検出
することができる。従って、負荷検出回路の構成及び該
負荷検出回路の出力を処理する信号処理回路の構成を簡
単にしてコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる負荷検出回路を備えた交流電源
装置に、定格電圧が１００［Ｖ］の負荷を接続した状態
を示した回路図である。

【図２】本発明に係わる負荷検出回路を備えた交流電源
装置に定格電圧が２００［Ｖ］の負荷を接続した状態を
示した回路図である。

【図３】本発明に係わる負荷検出回路を備えた他の交流
電源装置の構成例を示した回路図である。

【図４】図１に示した電源部の構成例を示した回路図で
ある。

【図５】図１に示した電源部の他の構成例を示した回路
図である。

【図６】従来の負荷検出回路を備えた交流電源装置に定
格電圧が１００［Ｖ］の負荷を接続した状態を示した回
路図である。

【図７】従来の負荷検出回路を備えた交流電源装置に定
格電圧が２００［Ｖ］の負荷を接続した状態を示した回
路図である。

【図８】従来の他の負荷検出回路を備えた交流電源装置
に定格電圧が１００［Ｖ］の負荷を接続した状態を示し
た回路図である。

【図９】従来の他の負荷検出回路を備えた交流電源装置
に定格電圧が２００［Ｖ］の負荷を接続した状態を示し
た回路図である。

【符号の説明】 １１ 第１の電源部 １１ａ，１１ｂ 第１の電源部の対の出力端子 １２ 第２の電源部 １２ａ，１２ｂ 第２の電源部の対の出力端子 ３ 電流計 ５ 負荷電力演算部 ｔo 共通端子 ｔ1 〜ｔ3 第１ないし第３の負荷接続端子 ｕo 共通口出し線 ｕ1 〜ｕ3 第１ないし第３の口出し線 ＣＴ 変流器（負荷電流検出手段）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機を電源として等しい大きさＥを有
   する同位相の単相交流電圧を出力する第１ないし第ｎ
   （ｎは２以上の整数）の電源部が設けられていて、該第
   １ないし第ｎの電源部がそれぞれの対の端子の一方を同
   じ側に向けてそれぞれの出力電圧の位相を揃えた状態で
   直列に接続され、力率が１で定格電圧がそれぞれＥない
   しｎ×Ｅの第１ないし第ｎの負荷のそれぞれの一端が接
   続される第１ないし第ｎの負荷に共通の共通端子と該第
   １ないし第ｎの負荷のそれぞれの他端が接続される第１
   ないし第ｎの負荷接続端子とが設けられ、前記第１ない
   し第ｎの電源部の直列回路の一端を構成する第１の電源
   部の対の端子の一方は共通口出し線を介して前記共通端
   子に接続され、前記第１ないし第ｎの電源部のそれぞれ
   の対の端子の他方はそれぞれ第１ないし第ｎの口出し線
   を通して前記第１ないし第ｎの負荷接続端子に接続さ
   れ、前記共通端子と前記第１ないし第ｎの負荷接続端子
   のうちのいずれか１つとの間に負荷が接続される交流電
   源装置の負荷の消費電力を検出する負荷検出回路におい
   て、 前記第１ないし第ｎの口出し線のうち、２番目以降ｍ番
   目（ｍは２以上ｎ以下の整数）の口出し線はそれぞれｍ
   −１ターンずつ巻回され、 前記２番目以降の口出し線の各ターンの通電電流と前記
   共通口出し線の通電電流との和の電流を一括して検出す
   る電流検出手段が設けられ、 前記電流検出手段により検出される２番目以降の口出し
   線の各ターンの通電電流の方向が前記共通口出し線の通
   電電流の方向と同一になるように前記２番目以降の口出
   し線の巻回方向が設定され、 前記電流検出手段により検出された電流に１つの電源部
   が出力する電圧の大きさＥを乗じることにより負荷の消
   費電力が求められるようにしたとを特徴とする交流電源
   装置の負荷検出回路。
2. 【請求項２】 前記電流検出手段は、前記２番目以降の
   口出し線の各ターンと前記共通口出し線とを一次導体と
   した変流器からなっている請求項１に記載の交流電源装
   置の負荷検出回路。
3. 【請求項３】 発電機を電源として同位相で等しい大き
   さＥを有する単相交流電圧を出力する第１及び第２の電
   源部が設けられていて、該第１及び第２の電源部がそれ
   ぞれの対の出力端子の一方を同じ側に向けてそれぞれの
   出力電圧の位相を揃えた状態で直列に接続され、力率が
   １で定格電圧がＥの第１の負荷と力率が１で定格電圧が
   ２Ｅの第２の負荷とに対して共通に設けられて該第１の
   負荷の一端及び第２の負荷の一端が接続される共通端子
   と該第１及び第２の負荷のそれぞれの他端が接続される
   第１及び第２の負荷接続端子とが設けられ、前記第１及
   び第２の電源部の直列回路の一端を構成する第１の電源
   部の対の端子の一方は共通口出し線を介して前記共通端
   子に接続され、前記第１の電源部及び第２の電源部のそ
   れぞれの対の出力端子の他方はそれぞれ第１及び第２の
   口出し線を通して前記第１及び第２の負荷接続端子に接
   続され、前記共通接続端子と前記第１及び第２の負荷接
   続端子のうちのいずれか一方との間に負荷が接続される
   交流電源装置の負荷の消費電力を検出する負荷検出回路
   において、 前記第２の口出し線は１ターン巻回され、 前記共通口出し線と第２の口出し線とを一次導体として
   共通口出し線を流れる電流と第２の口出し線を流れる電
   流との和の電流を一括して検出する変流器が設けられ、 前記変流器により検出される第２の口出し線の通電電流
   の方向が前記共通口出し線の通電電流の方向と同一にな
   るように前記第２の口出し線の巻回方向が設定され、 前記変流器により検出された電流に１つの電源部が出力
   する電圧の大きさを乗じることにより負荷の消費電力が
   求められるようにしたことを特徴とする交流電源装置の
   負荷検出回路。