JPH02189471A - 電子積算電力計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル信号を利用する電子積算電力計に関
し、更に詳細には、電圧および電流の信号の位相の望ま
しくない位相差、あるいは誤差を補償することによって
積算電力計の精度を改善する簡潔化された手段に関する
。

〔発明の背景〕

積算電力計は、例えば、米国特許第４．５３３，２８７
号−ミルコピツク（Ｍｉｌｋｏｖｉｃ）　　；同第４＋
５５６＋８４３号−ミルコヒ゛・ンク（旧１ｋｏνｉｃ
）およびボガソニ１−（口０ｇ１ｌＣｋｌ）　ｉ同第１
１，６８２，１０２　号−ミルコピツク（旧！ｋｏｖｉ
ｃ）　　；および同第４１７ＣＩｌ＋６０５号−ジョカ
ノ、（Ｊｏｃｂｕｍ）　　；に記載され、本発明と同一
の譲受人に譲渡されている。本発明において積算電力旧
は、計測される回路の電流および電圧に比例するアナロ
グ信号をディジタル信号処理用のディジタル信号に変換
する。電流信号は、まず、電流電圧入力信号の抽出に基
づくディジタル信号を提供するアナログ−ディジタル変
換器と両立するための電流−電圧変換器によっ°Ｃ電圧
（δ−胃に変換される。

その信号の２進−２進フオームへの変換は、電流電圧信
号の振幅に基づく。そのディジタル４８号はそれから乗
算され、その乗算の積は電力が積算される電力ラインの
電力使用に比例するパルスを発生ずるアキュムレータに
付加される。積算電力計の精度は、電圧電流信号がそれ
ぞれそのアナログ−ディジタル変換器に提供される前に
正確な位相関係にあることを要求する。即ち、その位相
関係は電力ラインの位相関係を正確に表すべきである。

しかし、電圧および電流の変倍と分離は、それらの間に
位相差、あるいは誤差をもたらす計器用変成器および他
の回路素子を含む回路によって実現される。

要求される精度を得るため、かつ、製造上の誤差、計器
用変成器の誤差および時間、環境による回路素子の変化
を補償するため、積算電力計に位相調整、あるいは補償
手段を提供することが必要になる。しかし、そのような
補償手段は簡潔、安価、安定、信頼性を有することが重
要である３電力会社、電気事粟者のような電力４１０使
用Ｈは、ねじ用ドライバーよりも複雑でない道具だけを
必要とする現在の回転素子磁気型積算電力計の簡単な調
整に慣れている。位４０調整は、電流センサーからの電
流信号に対して電圧変成器の二次巻線からの電圧信号を
有効に補償するか、あるいはその位相をシフトさせるこ
とを必要とする。しがし、３相積算電力計においては、
別々の電流と電圧の分離と３１ｕ各相の変倍変成器が必
要である。従来の可変抵抗と可変コンデンナーを３相各
相において利用する移用器は、材ｔｌ費と複雑さを増し
く従って、信頼性を低下する）、顧客によって使用され
るとき、作業者が個々に特に現場で調整を行うために、
費用と複雑さが生じる。更に、可変のＲＣＣフッ−ワー
ク移相手段は、３１１１積算電力計の多重信号に適用で
きない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、積算電力計の簡略された位相調整を提
供することである。

本発明の他の目的は、多相電力回路にとって単一の調整
だけを必要とする積算電力計の位相調整を提供すること
である。

本発明の他の目的は、安価で信頼性が高く、安定した積
算電力計の位相調整を提供することである。

本発明の実施において、固体積算電力計が多相電力ライ
ンにとって（２供され、各相において個々のライン電流
からの信号を結合する電流マルチプレクサと、各相の個
々のラインの電圧信号を結合する電圧マルチプレクサと
、それぞれ多重化された信号をディジタル信号に変換す
る電流電圧アナログ−ディジタル変換器と、多相電力ラ
インの電力使用を示すためにディジタル信号を乗算する
乗算器を利用する。移相補償手段は、システムの移相を
補償するために乗算信゛号相互の抽出タイミングを調整
するために提供され、電力ラインの電力使用のより正確
な指示を提供する。移相補償は、位相の進み、あるいは
遅れの誤差の調整を可能にする。本発明はまた単相電力
ラインシステムに適用でき、その場合、多重化は不必要
である。

〔実施例〕 第１図を参照すると、３相Ｍ算電力計が示されており、
３つの電流変倍分離手段Ｉ、２．３が出力電流信号４．
５．６をそれぞれ提供し、その信号は電力ライン１１．
１２．１３のライン電流にそれぞれ比例する。所望の変
倍と分離（絶縁）を得るため、電流変倍分離回路１．２
．３は電流変成器（図示−Ｕず）を含み、その変成器は
一次および二次巻線の間に適当な巻線比を有し、各部に
おいて所望の変倍を４１　（Ｊ４する。加えて、変成器
は電力ラインから電力計の固体回路を分離する。電流変
倍分離手段１．２．３の構造および操作は、本発明と同
一の譲受人に譲渡された特ｊ願平１−２６８３１２号（
発明の名称：電流センリ′）にもっと詳しく記述されて
いる。１００，０００ｊ　ＩおよびｔＯ，００（１：　
ｌの電流変倍比が、最大目盛２００アンペアおよび２０
アンペア（変成器定格）のメーターを有する自己内蔵形
電力計にとってそれぞれ選択されている。最大目盛の二
次電流、あるいは出力信号−４，５，６は、そのとき２
．０　ミリアンペア平均二乗（ｒｍｓ：実効値）である
。電子回路の複雑さを最小にするため、変倍出力信号４
．５．６は、それらが電流信号４．５．６のそれぞれに
比例する時間的に分離された抽出信号を提供するため、
経時的に抽出される場合に、電流マルチプレクサＩ５に
提供される。マルヂブレクナは、多重電流信号１Ｇとし
て多重化され、時間的に分離された電流信号４．５．６
の３つのすべてを時分割するため、信号データ処理チャ
ンネル（後述）の使用を可能にする。多重電流信号ＩＧ
は、電流−電圧変ＩＩＡ器１７の入力に提供され、その
変換器は多重電流信号１６を電流−電圧変換器１８に通
し、後述されるアナログ−ディジタル変換器２４と両立
する多重電流信号１６に比例する電圧信号１８を発生ず
る。電流−電圧変換器１７の信号は、１ミリアンペアの
入力信号ＩＧにつき１ボルトの出力信号１８である。電
圧信号１８は、利得調整制御、あるいは電位差計２０を
利用する利得調整制御１９に導かれ、利得調整電流アナ
ログ信号２３が電流アナし１グーデイジタル変換器、あ
るいは電流Ａ／Ｄ変喚器２４に供給される前に演算増幅
器（図示せず）の利得を変え、信号１８の所望の振幅を
提供する。

Ａ／Ｄ変換器２４は、更に電流１．あるいはＩクロック
信号２５と電圧基準信号２６を受ける。ｌり１コック信
号２５は位相調整手段３３を含む移相抽出時間回路３２
を通し”ζ供給され、第２図、第３図、第４図、および
第５図に関連して後で詳細に述べられる水晶制御発振器
あるいはクロック３０によって提供される精度の高いタ
イミング信号である。電圧基準信号２６は、精度の高い
電圧基準回路３６の温度保証されたツェナーダイオード
によって提供される安定した精度の高い電圧基準であり
、その電圧基準回路２６はナショナルセミコンダクター
によって製造され、タイプＬＭ１２９によって識別され
る型の集積回路であっても良い。

位相ｌ電圧４１、位相２電圧４２および位相３電圧４３
は、電圧変倍分離回路、あるいは変成器回路４４．４５
．４６を介してそれぞれ供給され、電圧アナログ−ディ
ジタル変換器、あるいは電圧Ａ／Ｄ変換器５８に電圧多
重アナログ信号を提供する電圧マルチプレクサ５６に電
圧変倍分離信号５１．５２．５３を提供する。電圧変倍
分離回路４４．４５．４６は、それらの位相遅延特性が
等しくなるように整合させられることが重要である。同
様に、電流変倍分離回路ｌ、２．３は、それらの位相遅
延特性が等しくなるように相互に整合させられる。電圧
Ａ／Ｄ変換器５８は、また精度の高い電圧基準回路３６
から電圧基準信号２６を受けると共に移相抽出時間回路
３２によって提供される電圧クロック、あるいは■クロ
ック信号６０を受ける。第１図の実施例において、Ａ／
Ｄ変換器２４．５８は電圧基準信号２Ｇによって決めら
れる約±３．４５ボルト（直流）の最大１コ盛範囲を有
する。クロック３０はＡ／Ｄ変換器２４．５８の機能を
制御するため、精度の高い時間基準クロック信号２７を
提供し、移相時間抽出クロック信号２５および６０は、
第４図に関連して後述されるりＩ：１ツタ信号２７の周
波数の１７１２である速度である。信号２５および６０
は、一定の抽出速度を確立し、その速度でＡ／Ｄ変換器
２４．５８は電流電圧入力２３．５７を”抽出”し、そ
れらの振幅を２進ワードに変換する。電流電圧信号２３
および５７は、クロック信号２７の各１２サイクルで抽
出される。数Ｋ１１ｚより大きい抽出速度は、入力信号
２３．５７の調波にとって優れた性能を得ることが望ま
しい。電流Ａ／Ｄ変換器２４および電圧Ａ／Ｄ変換器５
日は、出力信号、即ち、それらのアナログ入力、即ち、
利得調整回路電流信号２３および電圧多重信号５７を表
し、それらに比例するディジタル論理（゛であるディジ
タル電流信号６３およびディジタル電圧信号６４を提供
する。電流電圧Ａ／Ｄ変換器２４．５８において、ｌク
ロックあるいはタイミング信号２５、およびＶクロック
あるいはタイミング信号６０をＡ／Ｄ変換器にそれぞれ
印加すると、アナログ入力信号２３および５７はそれぞ
れ抽出され、電流電圧信号２３．５７の２進値を定義す
る電圧基準信号２６により２進の形へ変換された大きさ
で保持される。

ディジタル電流信号６３およびディジタル電圧信号６４
は、２進コ一ト′信号、あるいはワードの形であり、デ
ィジタル論理、あるいはディジタル信号処理技術が残り
の計測機能を実現するために、使用可能である。ディジ
タル電流信号６３とディジタル電圧信号６４は、入力が
それらの積を表し、電力に比例するアキュムレータ６９
ヘデイジタル入力信号６８を提供するため、その対応す
る電圧抽出の値により各２進コード電流抽出を乗算する
乗算器６５へ人力を提供する。多重電流信号１６によっ
て搬送されるラインｌのライン電流１１の抽出と、ライ
ンｌで測定される電力の多重電圧信号５７によって搬送
される相１の相電圧４１の抽出とが、乗算される。

ライン２および３の電流電圧抽出も同じように行われる
。ライン２の場合、それは乗算されるライン電流１２お
よび電圧４２の抽出であり、ライン３の場合、乗算され
るライン電流工３および電圧４３の抽出である。

多重電圧および電流抽出、あるいは人力６乏（の蓄積和
値は、予め定められた闇値に達する度毎に出力パルスが
アキュムレータ６９によって発生させられ、その闇値は
積算電力側の定数に比例する。本発明の一実施例におい
て、出力パルス７０の速度は等価な電子機械的な禎′！
Ｊ、電力８１のディスクの１回転の１２倍の速度になる
ように選択された典型的な闇値は、２線単相用の１素子
メータにとって１４４（１０−’）ボルドーアンペア−
秒であり、３和用にとって８６４　　（１０〜６）ボル
ドーアンペア−秒である。

レジスター７１は、それが受信するパルス７０の数に基
づくエネルギー情報を旧赦し、記憶し、表示する。レジ
スター７１は、キロワット時でライン電力消費を表示す
るため、液晶表示（図示−ｌず）のようなディジタルデ
イスプレィを含んでも良い。

レジスター７１によって提供されるエネルギーの読み取
りの精度は、乗算器６５で乗算されるとき正確な位相と
なるアナログ電流電圧信号２３．５７から導かれる電流
電圧信号６３．６４に依存する。第２図を参＋ｔａする
と、理想的な位相関係が示されており、電流信号２３と
電圧信号５７は同相である。従って、移相保証は必要で
ない。その結果、同相の電流電圧信号２３．５７のＡ／
Ｄ変換は変換器２４．５８によってそれぞれ同時に行わ
れる。この同時変換は第２図に示されており、１クロツ
ク２５とＶクロック６０は、信号２３．５７の同相成分
と一致している。２つのＡ／Ｄ変換の終わりに変換器２
４．５７からの２進。

出力６３．６４は、それぞれ同相アナログ電流電圧信号
２３．５７の真の位相表示である。その結果、電流信号
６３および電圧信号６４は、乗算器６５によって乗算さ
れるとき、電力ライン１１．１２．１３によって消費さ
れる電力の正確な表示が乗算器６５からの２ｉ１デイジ
タル６８によって明らかになる。

第３図を参照すると、電流信号２３が、例えば、電流変
倍分離回路Ｉ、２．３の電流センサの電流回路における
位相遅れに苦しんだことに注意すべきである。実際の使
用において遭遇する遅れは、若干第３図において誇張さ
れているけれども、時間遅れ、あるいは【ｄ７４が存在
し、ｌクロックおよびＶクロック信号２５および６０が
同時に発生したとすれば（第２図）、電流信号２３は負
になり、電圧信号５７が正になってライン１１．１２．
１３の真の電力の正確な表示にならない乗算器出力信号
６８を提供する。移相抽出Ｈ，＋ｉ間回路３２は、第４
図および５図に関連して後述されるように、調節でき、
かつ、調節され、■クロック２５がＶクロック６０に対
し°ζ時間遅延７４に等しい鼠であるクロック遅延、あ
るいはｔｄ７５だけ遅延させられ、それらのタイミング
は電流電圧信号２３．５７の位相に対して補正さ・口ら
れる。このようにして時間移相Ｉクロック信号２５およ
びＶクロック信号６０は、例えば、電流信号２３および
電圧信号５７が正になったときそれぞれの信号を抽出し
始める。このようにして抽出時限は、電流電圧信号２３
．５７が同和のときに正確な点で始まるように調整され
る。移用抽出時間回路の動作と詳細は、第４図および５
図に関して最も詳細に、険ル１されている。

第４図はディジタル位相調整回路の詳細を示す。

第４図を参照すると、クロック３０はカウンタ、あるい
は約３４．５ＫＩ＋２である出力信号８４を１に供しな
がら信号３１を１２で除算する移用抽出時間３２の分割
器８３△、４１４．６ＫＩＩＺのクロック信号３１を提
供ずろ。信号）（４は電圧アナログ−ディジタル変換器
５８へ約３４．５Ｋ　ＩＩ　ｚ’で電圧クロック信号６
０を提供するＡＮＤ１０Ｒ選択論理回路１０Ｇを駆動し
、また、電流”アナログ−ディジタル変成品２４へ約３
４．５にＩｌｚで電流クロック信号２５を提供する。電
圧りＬ１ツク信号６０および電流クロック信号２５は、
アナＵｌグーディジタル変換器５８．２４がそれぞれ多
重アブ川、１グ人力信号５７．２３を抽出するとき制御
し、変換器アナログ入力信号５７．２３の大きさを２進
コード出力６４．６３に変換する制御信号である。基本
的に電圧クロック信号６０および電流クロック信号２５
は、抽出速度を決定し、アナログ−ディジタル変換器５
日、２４の各変換プロセスは、次の電圧クロック信号６
０および電流りＬ１ツク信号２５の前に割り当てられた
１２のクロック時間、あるいはパルス内に終了するよう
に計時される。

電圧クロック信号６０と電流クロック信号２５の間の位
相、あるいはタイミング移相は、移相抽出時間回路３２
によって設定される。このタイミング（多相は、好まし
くはＥＩＥＣＯ，ＩＮＧ、　、によって販売されるモデ
ル３３００３５ＧＳとして知られるような１６位置２進
コードスイッチである移相制御器８８によって制御され
る。ＩＩＩＴ　Ｏ，ｌｌｌ７１．旧’ｒ　２．　ＩＨＴ
　３　トＬテ示される４ビット２進入力は、入力９０．
９１．９２．９３を経て復号論理回路９５へ４ビットの
信号を提供する。第５図はＢＩＴＯ−３にとって可能な
人力挟止（１Ｇ進コードおよび２進コード）を示す。第
５図はＢＩＴＯ−３の状態が電圧電流りに１ツク信号６
０．２５の間の位相遅れの決められた程度（’ｒＡＩＪ
として与えられる）を提供する割り当てを示している。

状態０＋ｏ；進）はクロック信号６０と２０の間に遅れ
を提供せず、それはこれらの信号がその状態で時間、あ
るいは位相において一致しているということに注意すべ
きである。復号、論理回路９５の４ビットの出力は、出
力９７．９８．９９．１００　ｔ−経て比較回路１０３
に提供される。復号論理回路９５は２進スイツチ）３日
の入力からのＢＩＴＯ−３を復号し、第５図に示される
遅延を表示する９７−１００の復号出力を提供する。即
ち、出力９７．９Ｂ、９つ、１００は、位相分離（度に
おいて）が０　（１６進）から如何に多くのステップ、
あるいは状態を取るべきであるかについて定義する。復
号論理９５はまたＩＩＩＴＯ−３を復号し、第５図に示
される復号器からＬａｔｅ信号１０７を発生させる。Ｌ
ａ　ｔｅ信号１０７は位相補正、あるいは補濱の方向を
決める（電流信号２３が電圧信号５７より進んでいるか
、遅れているかを決める）。

カウンタ８３が９７．９８．９９．１００によって定義
される状態に達すると、出力ＩＮＩ　１０５が比較器１
０３から発生する。カウンタ８３が全計数値に達すると
、出力［Ｎ２が発生する。出力ＩＮＩあるいはクロック
信号１０５　、および出力ＩＮ２あるいはクロック信号
８４は両方とも約３４．５にＩｌｚである。出力信号１
０５および８４は、更にＬａｔｅ信号１０７を受信する
Ａ　Ｎ　１１　／　ＯＲ選択論理回路１０６の入力信号
である。Ｌａ　Ｌｅ信号１０７はスイッチング信号とし
て働き、変換器２４．５７の抽出開始時間を制御するた
めにＡＮＤ１０Ｒ論理１０６の出力２５．６０でＩＮＩ
信号、ＩＮ２信号をクロススイッチする。２つのクロッ
ク信号８４．１０５は論理的にＡ　Ｎ　Ｄ　／　ＯＲ選
！Ｒ論理回路１０６において、Ｌａ　Ｌｅ信号１０７と
組合わせられる。Ｌａ　ｔｅ信号１０７は１に等しいと
き、ＩＮＩ信号１０５は電流、あるいはＩクロック信号
２５を制御し、ＩＮ２信号８４は電圧、あるいはＶクロ
ック信号６０を制御する。Ｖクロック信号は第５図に示
されるように、ＢＩＴＯ−３スイツチのセントによって
決められる量だけ遅延させられる。

Ｌａ　ｔｃ信号１０７は０に等しいとき、ＩＮＩ信号１
０５は論理回路１０６においてスイッチされ、電圧、あ
るいはＶクロック信号６０を制御し、ＩＮ２信号８４が
スイッチされて！り「ドック２５を制御する。このよう
にして変換器２４の電流信号２５の抽出は電圧変換器５
７に現在加えられるＩＮＩ信号の発生時間によって決め
られる量（度において）だけ遅延させられる（第５図の
Ｌａ　ｔｅ　＝　Ｏを参照）。

移相抽出時間回路３２によって提供される時間遅延、あ
るいは移相の詳細は、第５図に関連して更に詳細に説明
される。

第５図を参照すると、表は１６段階の４ビット１６進コ
ーＩ・回転スイッチ）３Ｈの２進コートを示している。

ｏ７延は、変ＩＡ　Ｊ：ｉ　２４．５）（への°アナロ
グ入力電流電圧信月２３．５７の間に遅延がないときの
状態を規定する。ｏｉｔｉ延の、Ｉ：の１１のスイッチ
の位置は、変換器２４への電流アナログ人力２３が変換
器５８へのアナ１１グ電圧信号５７３ｊ−り遅れる場合
の段階を表わしている。０遅延より下の４つのスイッチ
の位置は、入力電流２３が入力端子５７より進んでいる
場合の段階を示している。回転スイッチ８Ｂは、約３７
４度の全調節範囲に対して１段階について約Ｃ１，０５
２度の遅延を、電圧△／Ｄ変換器ヘクｔ’ｌ　ツクタイ
ミング信号６０．２５の間で提供するように動作させら
れる都合の良いねじ用ドライバーである。小さなステッ
プは水晶制御クロック３０からのクロック信号３１の周
波数に基づく非常に正確に制御された段階であることが
可能である。第５図の遅延がない点の下のこれらの４つ
の段階は、電流タイミング、あるいはクロック信号２５
が電圧タイミング、あるいはクロック借りＧＯに先行す
るタイミング、あるいはクロック信号を提供する。即ら
、電流クロック信号２５によって開始させられろ入力電
流の抽出は、電圧クロック信号６０によって開始させら
れる入力電圧の抽出より進む。従って、ロータリースイ
ッチＢ８は進みあるいは遅れタイミングあるいは位相調
整を可能にし、測、定に誤差をもたらす位相差を補償す
る。ねじ用ドライバ゛−で動作さ−Ｕられる位相調整は
、製造中および顧客のり°−ビスマンによって行われる
修理等の間に簡単に実現される。

更に、この１つの調整だけが多相電力系の位相ＪＡＩ整
に必要なものである。

従って、本発明は製造誤差、時間および／あるいは環境
の変化による回路部品の交換等を含む電力系へ誤差を唐
人する多くの状況を補償し、電流変倍分、Ｆｉ１ｆ［７
ｉ１１路１．２．３の中に含まれる電流変成器（図示せ
ず）のような他のシステム部品の誤差を補１貨するため
に、有効で簡単な調整を提供する。

加えて、調整は異なった試験条件および／あるいは異な
った基準規格に適用させらても良い。更に、ねし用ドラ
イバーの調整だけによって多相電力系の全３相の誤差の
補償と同様に単相電力系の位相誤差を補償する。

最も商業的な電力システムの電力ライン１１１２．１３
の周波数は、クロックおよび他のタイミング装置がその
精度に依存するので非常に安定しており、そのため電力
ラインの周波数の変動の補償を提供することは必要でな
い。本発明では、入力信号の位相のアナログ−ディジタ
ル変換器２４．５８に対する整合は、電流信号２３に対
して電圧信号５７の抽出時間を移動させることによって
、実現される。電力ラインの周波数が変化すると、第５
図に示される固定量は、異なった移相■を衷ず。最悪の
場合でも、ラインの周波数変化は、０．０２％をめった
に越えない。これは電気事業が高使用時限に失われるサ
イクルに追いついた状態にあるとき、夜間、あるいは週
末のような低電力使用時限に典型的に発生ずる。米国国
家規格脇会（ＡＮＳりの規格ＣＩ２．１は、ラインの周
波数変動試験を規定しており、その中で周波数は力率が
１．０のとき、±５％の変化を規定している。最悪の試
験状態においても、力率１．０における積算電力計の変
動はたぶん無視できる。本発明では、ライン周波数の変
動による誤差は、電力ラインの周波数の変動により時間
遅延を変化させるときに含まれる複雑さを正当化するよ
うに表れない。しかし、そのように増加された精度が要
求される程度に本発明によって実現される位相補償は、
クロック３０を位相固定ループの使用によりライン周波
数に従属（Ｓｌａνｉｎｇ　）させることによってライ
ン周波数の変動に感応しないようにできる。

第６図は更に精度が要求、あるいは望まれるときに本発
明により使用可能な位相固定ループ回路を示す。適当な
位相固定ループは、本発明と同一の譲受人に譲渡された
米国特許第４．６８２．１０２号−ミルコピツク（旧１
ｋｏｖｉｃ）に記載されている。第６図を参照すると、
発振器あるいはクロック３ｏ１１位相固定ループ１０Ｂ
を含む。位相固定ループ１０８はカウンタあるいはＮ分
割器１０９を制御回路１１１に直列に有する。電力ライ
ンからのアナログライン電圧１１２は、帰還信号１１３
と共に制御回１１１１の人力である。分割器１１９の分
割割合Ｎとり１コツク３０の周波数は分割割合Ｎによっ
て分割された周波数がライン電圧１１２の周波数と等し
くなるように選択される。それはりし！ツク周波数であ
り、カウンタ速度Ｎ−電力ライン周波数である。制御回
路１１１はライン電圧１１２の位相と帰還信号１１３を
比較し、電力ライン周波数の所望の倍数Ｎにクロック３
０の周波数を有効に固定するため、クロック３０に制御
信号を印加し、り１」ツク３０の周波数精度を電力ライ
ン周波数１１２の精度に等しくする。出力パルス速度上
に生じるジッタを防ぐため、測定毎の出力パルスの数が
十分大にるなようにすることがディジタル電力旧で望ま
れるので、Ｎは７０００あるいはそれ以上の大きな数で
あることが望ましい。

本発明は実施例に基づいて説明されたけれども、構成の
詳細におりる多（の変形、部品の配置と組み合ね・ｌ、
使用される材料の型は、本発明の精神および範囲から外
れることなく変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく積算電力計のブロック図である
。 第２図は同相の電流電圧信号のプロット図である。 第３図は本発明に基づ（遅延電流信号および位相補償を
示す電流電圧信号のブ１ニドノド図である。 第４図は本発明に基づく移相ネットワークの説明図であ
る。 第５図は位相補償における２進コードスイッチの効果を
示す表である。 第６図は本発明の一実施例の有用な位相固定ループの構
成の説明図である。 符号の説明 ■、２．３−−−−〜−−−−−−電流変倍分離回路４
．５．６−・−一−−−−電流信号 １１．１２、ｌ　３−−−−−−−−−一電力ライン電
流多重１”回路　　１Ｇ−一−−−電流多重信号電流一
電圧変換器 電圧信号　　　　１９−−−一−・−・−利得ｊハ１整
回路利得制御回路 電流ＡＩＤ変換器 クロック回路 移相抽出時間回路 精密電圧基準源 ４６−−−−−・−・電圧変倍分離回路電圧多重回路 電圧Ａ／Ｄ変換′Ｉ３ 乗算器 アニ１−ユムレータ レジスタ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. （１）多相電力ラインにおいて、電気エネルギーの消費
   を計測する電子積算電力計において、 前記電力ラインの各相において、電流に応答して第１の
   デジタル信号を提供する第１のアナログ−ディジタル変
   換器と、 前記電力ラインの各ラインに加えられる電圧に応答して
   第２のディジタル信号を提供する第２のアナログ−ディ
   ジタル変換器と、 前記電力ライン上の電気エネルギーの消費の表示を導く
   ために前記第１のディジタル信号と、前記第２のディジ
   タル信号を乗算する乗算器と、前記第１のアナログ−デ
   ィジタル変換器に第１のタイミング信号を提供し、前記
   第２のアナログ−ディジタル変換器に第２のタイミング
   信号を提供する補償手段を含み、 前記補償手段は前記第２のタイミング信号に対して前記
   第１のタイミング信号のタイミングをシフトするための
   移相手段を含み、 前記乗算器に提供される前記第１および第２のディジタ
   ル信号が前記多相電力ラインの全ての電流および電圧位
   相にとって実質的に同相であることを特徴とする電子積
   算電力計。
2. （２）前記移相手段が、前記電力ラインの電流と電圧の
   何れか１つの移相量に対応するように前記第１および第
   ２のタイミング信号の１つのタイミングをシストするた
   めの手段を含む請求項第１項記載の電子積算電力計。
3. （３）電流変倍および絶縁回路が、前記電力ラインの各
   相に接続されるように構成され、 電流乗算器が、前記第１のアナログ−ディジタル変換器
   に乗算アナログ電流信号を提供するため、各電流変倍お
   よび絶縁回路の出力を結合するように設けられている請
   求項第２項記載の電子積算電力計。
4. （４）電圧変倍および絶縁回路が、前記電力ラインの各
   相に接続されるように構成され、電圧乗算器が前記第２
   のアナログ−ディジタル変換器に乗算アナログ電圧信号
   を提供するため、各電圧変倍および絶縁回路の出力を結
   合するように設けられている請求項第３項記載の電子積
   算電力計。
5. （５）電流−電圧変換器が、前記乗算アナログ電流信号
   が前記第１アナログ−ディジタル変換器に加えられる前
   に乗算アナログ電流に比例する電圧信号に前記乗算アナ
   ログ電流信号を変換する請求項第４項記載の電子積算電
   力計。
6. （６）利得調整回路が、前記第１のアナログ−ディジタ
   ル変換器に加える前に比例電圧信号の振幅を調整するた
   めに設けられている請求項第５項記載の電子積算電力計
   。
7. （７）精密電圧基準源が、前記第１アナログ−ディジタ
   ル変換器と前記第２のアナログ−ディジタル変換器に電
   圧基準信号を提供する請求項第６項記載の電子積算電力
   計。
8. （８）前記精密電圧基準源が、ツェナーダイオードを含
   む請求項第７項記載の電子積算電力計。
9. （９）前記第１および第２のタイミング信号が、発振器
   から導かれる請求項第８項記載の電子積算電力計。
10. （１０）前記発振器が、前記電力ラインの周波数の変化
    に基づいて前記発振器の出力周波数を変化させる位相固
    定ループを含む請求項第９項記載の電子積算電力計。
11. （１１）多相電力ラインの電気エネルギーの消費を計測
    する電子積算電力計において、 前記電力ラインの各ラインの電流に応答して多重電流信
    号を提供する手段と、 前記電力ラインの各ラインに加えられる電圧に応答して
    多重電圧信号を提供する手段と、 前記多相電力ラインの電気エネルギー消費に比例する信
    号を提供するため、前記多重電流信号と前記多重電圧信
    号を乗算する乗算器と、 前記乗算器による乗算の前に前記多重電流信号と前記多
    重電圧信号を抽出する手段と、 前記多重電流および電圧信号の抽出タイミングを調整す
    ることによって前記多重電流信号と前記多重電圧信号の
    間の位相差の誤差を補償する手段を含むことを特徴とす
    る電子積算電力計。
12. （１２）前記抽出手段が、前記乗算器による乗算の前に
    前記多重電流信号を第１のディジタル信号に変換するた
    めの電流アナログ−ディジタル変換器と、前記乗算器に
    よる乗算の前に前記多重電圧信号を第２の電圧信号に変
    換するための電圧アナログ−ディジタル変換器を含む請
    求項第１１項記載の電子積算電力計。
13. （１３）前記補償手段が、前記第１および第２のアナロ
    グ−ディジタル変換器のそれぞれに分離タイミング信号
    を提供するための手段と、 前記タイミング信号の１つのタイミングを他の前記タイ
    ミング信号に対して調節するための手段を含む請求項第
    １２項記載の電子積算電力計。
14. （１４）前記タイミング信号が、発振器から導かれる請
    求項第１３項記載の電子積算電力計。
15. （１５）前記発振器が、位相固定ループを含み、前記発
    振器の精度が前記電力ラインの周波数の精度に等しくさ
    せられる請求項第１４項記載の電子積算電力計。
16. （１６）前記電流アナログ−ディジタル変換器に提供さ
    れるタイミング信号が、前記電圧アナログ−ディジタル
    変換器に提供されるタイミング信号に対して調節され、
    前記補償手段が、更に前記アナログ−ディジタル変換器
    に提供されるタイミング信号をクロススイッチングする
    ための手段を含む請求項第１５項記載の電子積算電力計
    。
17. （１７）前記発振器が、高周波発振器である請求項第１
    ６項記載の電子積算電力計。
18. （１８）前記電流アナログ−ディジタル変換器に提供さ
    れるタイミング信号の調節が、２進コードスイッチによ
    って行われる請求項第１７項記載の電子積算電力計。
19. （１９）固定タイミングのオフセットが前記タイミング
    信号間に提供され、そのタイミングのオフセットが前記
    ２進コードスイッチの調節によって修正される請求項第
    １８項記載の電子積算電力計。
20. （２０）前記２進コードスイッチが、少なくとも４ビッ
    トの２進コードを提供する請求項第１９項記載の電子積
    算電力計。
21. （２１）前記発振器の周波数は、前記電力ライン上の周
    波数に比較して極めて高く、タイミング信号が、前記電
    流電圧アナログ−ディジタル変換器に提供される時限に
    わたって多重電流電圧信号の高周波抽出を提供するため
    、前記電流電圧アナログ−ディジタル変換器のそれぞれ
    に高周波パルスを提供する手段を含む請求項第２０項記
    載の電子積算電力計。
22. （２２）前記補償手段は、前記多重電流信号が前記多重
    電圧信号より進み、あるいは遅れであるかを指示するた
    め、前記２進コードスイッチからの出力に応答する手段
    を含む請求項第２１項記載の電子積算電力計。
23. （２３）前記２進コードスイッチが、位相差の誤差を補
    償するため、前記多重電圧信号に対して前記多重電流信
    号の抽出タイミングを変えるように作動させられる請求
    項第２２項記載の電子積算電力計。
24. （２４）固定オフセットが、前記タイミング信号のタイ
    ミングに提供され、そのタイミングを調節する前記手段
    が進みおよび遅れの位相差を調節するために、２進コー
    ド化される請求項第１３項記載の電子積算電力計。
25. （２５）固定オフセットが、前記タイミング信号の１つ
    のタイミングに提供され、そのタイミングを調節するた
    めの前記手段が進みおよび遅れの位相差を調節するため
    に、２進コードスイッチである請求項第２４項記載の電
    子積算電力計。
26. （２６）前記発振器の周波数が、前記発振器の副多重周
    波数において前記タイミング信号を提供するようにカウ
    タンー回路によって分割され、その副多重周波数は前記
    電力ラインのライン周波数よりずっと高い請求項第１４
    項記載の電子積算電力計。
27. （２７）復号論理回路が、前記電流電圧アナログ−ディ
    ジタル変換器に前記タイミング信号の印加を選択的に制
    御する信号を提供する請求項第２６項記載の電子積算電
    力計。
28. （２８）電気カウンター回路のカウンターの内容が、前
    記復号論理回路からの２進コード出力と比較され、多重
    電流電圧信号間の位相差を補償するために前記タイミン
    グ信号の少なくとも１つの遅れの量と変化の方向を提供
    する請求項第２７項記載の電子積算電力計。
29. （２９）前記発振器の周波数が、４００ｋＨｚより大で
    あり、前記カウンター回路は、前記発振周波数を１２で
    除算する請求項第２８項記載の電子積算電力計。
30. （３０）前記タイミング信号の速度が、前記固定タイミ
    ングオフセットにおいて等しい請求項第１９項記載の電
    子積算電力計。
31. （３１）電力ラインの電気エネルギーの消費を計測する
    電子積算電力計において、 前記電流の大きさに比例する第１のディジタル出力信号
    を発生するため、前記電力ラインの電流に応答する第１
    のアナログ−ディジタル変換器と、前記電圧の大きさに
    比例する第２のディジタル出力信号を発生するため、前
    記電力ライン上の電圧に応答する第２のアナログ−ディ
    ジタル変換器と、 前記電力ライン上の電気エネルギー消費に比例する第３
    のディジタル信号を発生するために、前記第１および第
    ２のディジタル信号に応答する乗算器と、 前記第１および第２のアナログ−ディジタル変換器に加
    えられる電流と電圧間の位相差の進遅を補償するために
    、前記第１および第２のアナログ−ディジタル変換器に
    第１および第２の抽出信号を選択的に提供する補償手段
    を含み、前記第１および第２の抽出信号の発生のタイミ
    ングが前記第１および第２のアナログ−ディジタル変換
    器に実質的に同相で前記電流電圧を抽出させ、前記乗算
    器からの第３のディジタル出力信号が、前記電力ライン
    の電気エネルギーを正確に表示することを特徴とする電
    子積算電力計。