JPH0247706B2 - - Google Patents

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JPH0247706B2
JPH0247706B2 JP57077770A JP7777082A JPH0247706B2 JP H0247706 B2 JPH0247706 B2 JP H0247706B2 JP 57077770 A JP57077770 A JP 57077770A JP 7777082 A JP7777082 A JP 7777082A JP H0247706 B2 JPH0247706 B2 JP H0247706B2
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signal
voltage
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proportional
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Ryoji Gamo
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Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/127Arrangements for measuring electric power or power factor by using pulse modulation

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  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子式の多相電力量計に係り、特に軽
負荷時に影響するオフセツト電圧誤差を除去する
多相電力量計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic multi-phase watt-hour meter, and more particularly to a multi-phase watt-hour meter that eliminates offset voltage errors that affect light loads.

従来の電子式電力量計は、第1図に示すように
電力を算出する時分割型乗算回路1と、この電力
に比例した周波数に変換する電力―周波数変換器
2(以下、V―Fコンバータと指称する)とを備
えている。この時分割型乗算回路1は、電力給電
線の負荷電圧に比例した電圧信号evによりパルス
幅変調を行なつて電圧信号の大きさをパルス幅デ
ユーテイ・サイクル信号Dに変換するパルス幅変
調回路3と、デユーテイ・サイクル信号Dによつ
て開閉制御され閉成時に消費電流に比例した電圧
信号eiを導入するスイツチSと、この電圧信号ei
の供給を受けて出力電圧epを出力する演算増幅器
4およびローパス・フイルタ5などで構成されて
いる。
As shown in Figure 1, a conventional electronic watt-hour meter consists of a time-sharing multiplier circuit 1 that calculates power, and a power-frequency converter 2 (hereinafter referred to as a V-F converter) that converts the power into a frequency proportional to the power. ). This time-division multiplier circuit 1 is a pulse width modulation circuit that performs pulse width modulation using a voltage signal e v proportional to the load voltage of a power supply line to convert the magnitude of the voltage signal into a pulse width duty cycle signal D. 3, a switch S which is controlled to open and close by the duty cycle signal D and which introduces a voltage signal e i proportional to the consumption current when closed, and this voltage signal e i
It is comprised of an operational amplifier 4, a low-pass filter 5, etc., which outputs an output voltage e p in response to a supply of voltage e p.

このような電力量計は、パルス幅変調回路3か
ら出力されたデユーテイ・サイクル信号Dでスイ
ツチSを開閉し電圧信号eiを演算幅器4に供給す
ると、増幅器4の出力部には、 ep=D・ei=ev・ei とう消費電力に比例した電圧が得られる。この出
力電圧epはV―Fコンバータ2に加えられ、ここ
で電力に比例した周波数に変換した後、この周波
数信号をカウンタ(図示せず)で計数して積算電
力量を得ている。
In such a power meter, when a switch S is opened and closed in response to a duty cycle signal D output from a pulse width modulation circuit 3 and a voltage signal e i is supplied to an arithmetic amplifier 4, the output section of the amplifier 4 receives e. p =D・e i =e v・e i Thus, a voltage proportional to power consumption is obtained. This output voltage e p is applied to the V-F converter 2, where it is converted into a frequency proportional to the electric power, and then this frequency signal is counted by a counter (not shown) to obtain the integrated electric energy.

しかしながら以上のような電力量計の構成で
は、軽負荷時つまり電力量計の定格に対し1/30と
か1/50の消費電流しか流れていない時には演算増
幅器4やV―Fコンバータ2よりオフセツト電圧
が生じこれが誤差の大きな原因となつている。
However, with the configuration of the watt-hour meter as described above, when the load is light, that is, when only 1/30 or 1/50 of the current consumption is flowing compared to the rated power of the watt-hour meter, the offset voltage is lowered by the operational amplifier 4 and the V-F converter 2. occurs, and this is a major cause of error.

以下、ドリフト誤差について更に詳細に説明す
る。一般に電力量計はフルスケール(定格)に対
する相対誤差ではなく測定真値に対する絶対誤差
で取扱かわれ、その精度はフルスケール(定格
100%)に対し、1/30(3.33%)入力とか、1/50
(2%)入力、1/100(1%)入力などで保障する
必要がある。例えば消費電流に比例する電圧信号
eiの定格を5Vと仮定し100%定格で0.5%まで誤差
を許せるとすれば、入力換算で25mVに相当す
る。このため1//50入力に対しては0.5%の許容絶
対誤差は入力換算で0.5mVに相当する。このこと
は、1/50入力で0.5%以内の誤差に収めるにはオ
フセツト電圧を0.5mV以内に抑える必要がある。
The drift error will be explained in more detail below. In general, electricity meters are treated as absolute errors relative to the measured true value, rather than relative errors relative to the full scale (rated), and their accuracy is
100%), 1/30 (3.33%) input, 1/50
(2%) input, 1/100 (1%) input, etc. For example, a voltage signal proportional to the current consumption
Assuming that the rating of e i is 5V and allowing an error of up to 0.5% at 100% rating, this corresponds to 25mV in terms of input. Therefore, for a 1//50 input, a permissible absolute error of 0.5% corresponds to 0.5mV in terms of input. This means that to keep the error within 0.5% at 1/50 input, it is necessary to suppress the offset voltage to within 0.5mV.

しかし、第1図に示すような電力量計の構成で
は演算増幅器4やV―Fコンバータ2で発生する
オフセツト電圧を0.5mVに抑えることは非常に困
難である。
However, with the configuration of the electricity meter as shown in FIG. 1, it is extremely difficult to suppress the offset voltage generated in the operational amplifier 4 and the VF converter 2 to 0.5 mV.

また、従来、電力を正確な周波数に変換するに
は、V―Fコンバータ2を第2図のような構成に
したものがある。これはev,eiの積である電圧信
号epp(瞬時電力に比例した電圧信号)を極性反転
する極性反転回路6を設け、これの後段側にスイ
ツチSを介して積分回路7とヒステリシス特性を
持つコンパレータ回路8とを接続したものであ
る。つまり、第2図に示すV―Fコンバータ2は
正確な周波数を得るために積分回路7及びコンパ
レータ回路8の前段に極性反転回路6を設け、積
分出力が一定電圧に達するごとにコンパレータ回
路8の出力極性を反転してスイツチSを選択閉成
し瞬時電力に比例した電圧を導入するようにして
いる。
Furthermore, conventionally, in order to convert electric power into an accurate frequency, a VF converter 2 has a configuration as shown in FIG. 2. This includes a polarity inversion circuit 6 that inverts the polarity of a voltage signal e pp (a voltage signal proportional to instantaneous power) which is the product of e v and e i , and a hysteresis circuit connected to an integrator circuit 7 via a switch S at the subsequent stage. It is connected to a comparator circuit 8 having characteristics. In other words, in order to obtain an accurate frequency, the V-F converter 2 shown in FIG. The output polarity is reversed and the switch S is selectively closed to introduce a voltage proportional to the instantaneous power.

しかし、このV―Fコンバータにあつては、前
段の極性反転回路6が軽負荷時に固有オフセツト
電圧が発生し、特に電力量計の如くフルスケール
精度ではなく絶対誤差をもつて取扱うものでは大
きな誤差となつて現われ、軽負荷時に高い精度を
上げることはできない。
However, in this V-F converter, the polarity inverting circuit 6 in the previous stage generates an inherent offset voltage when the load is light, and this causes a large error, especially in a device such as a watt-hour meter that handles with absolute error rather than full-scale accuracy. This appears as follows, and high accuracy cannot be achieved under light loads.

本発明は上記実情にかんがみてなされたもの
で、給電線の負荷電圧および消費電流にそれぞれ
比例した電圧信号の各相乗算段階において絶対値
が等しく、かつ相反する極性を有する信号を得る
とともに、これらの信号を多相加算してepP,eoN
を得、これを積分回路に導入するようにし、これ
によつてオフセツト・ドリフトを無視して軽負荷
時から定格までの全域の測定誤差を大幅に低減し
て精度の高い測定を行なう多相電力量計を提供す
るものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it obtains signals having equal absolute values and opposite polarities at each multiplication stage of voltage signals proportional to the load voltage and current consumption of the power supply line, respectively. By polyphase addition of the signals of e pP , eo N
In this way, offset drift is ignored and measurement errors are significantly reduced over the entire range from light loads to rated power, allowing for highly accurate measurements of polyphase power. It provides a meter.

以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。第3図は例えば平衡三相電力量計の構
成を示す図であつて、この場合には2つの相から
各別に瞬時電力に比例した電圧信号epP,epNを取
出す必要がある。なお、これら電圧信号epP,epN
を取出す手段は2つの相がそれぞれ同様な構成を
有しているので、1つの相について具体的に説明
し、他の1つの相についてはその詳しい説明を省
略する。同図においてev1は電力給電線の負荷電
圧に比例した電圧信号であり、この信号ev1はパ
ルス幅変調回路11でパルス幅変調されてパルス
幅のデユーテイ・サイクル信号Dに変換される。
12はインバータ回路、S1〜S4はアナログスイツ
チであつてこれらのうちスイツチS1,S2に消費電
流に比例した正極性の電圧信号+ei1を、スイツ
チS3,S4に消費電流に比例した負極性の電圧信号
―ei1を導入する。スイツチS1,S2,S3,S4は第
1のスイツチ群を構成する。この消費電流に比例
した電圧信号+ei1,−ei1は例えば第4図のように
変成器20を用い、2次側巻線の中間タツプを接
地し、巻線両端より絶対値が等しく位相が180゜異
なつた交流信号として取り出す。そして、デユー
テイ・サイクル信号DでスイツチS1,S3を、イン
バータ回路12で反転したデユーテイ・サイクル
信号でスイツチS1,S4をそれぞれ開閉制御して
いる。なお、これらのスイツチS1〜S4は通常半導
体のスイツチング素子を用い、かつ信号D,が
“1”の時に閉成し、“0”の時に開放するように
している。さらに、スイツチS1,S3の出力部を共
通して抵抗R1PおよびコンデンサC1Pよりなるロー
パスフイルタに接続し、同様にスイツチS2,S4
出力部を共通にして抵抗R1Nおよびコンデンサ
C1Nよりなるローパスフイルタに接続している。
従つて、以上のような構成にすれば、電圧信号+
ei1,−ei1をパルス幅変調回路11でパルス幅変調
してそのパルス幅デユーテイ・サイクル信号D,
DでスイツチS2,S3とスイツチS1,S4を交互に開
閉制御し、これによりローパスフイルタを介して
絶対値が等しく極性が正負に異なる直流信号epP
epNを得ることができる。この直流信号epP,epN
電圧信号ev1,ei1の積、即ち瞬時電力に比例した
電圧信号である。なお、もう1つの相からも同様
にしてev2,ei2の積に比例した直流電圧信号を取
出すとともに、これら2つの相から取出した電圧
信号を加算合成してepP,epNを得るものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing, for example, the configuration of a balanced three-phase watt-hour meter, and in this case, it is necessary to extract voltage signals e pP and e pN proportional to the instantaneous power from each of the two phases. Note that these voltage signals e pP , e pN
Since the two phases of the extraction means have the same configuration, one phase will be specifically explained, and detailed explanation of the other phase will be omitted. In the figure, e v1 is a voltage signal proportional to the load voltage of the power supply line, and this signal e v1 is pulse width modulated by a pulse width modulation circuit 11 and converted into a pulse width duty cycle signal D.
12 is an inverter circuit, and S 1 to S 4 are analog switches, among which a positive voltage signal +e i1 proportional to the consumption current is applied to switches S 1 and S 2 , and a positive voltage signal +e i1 proportional to the consumption current is applied to switches S 3 and S 4 . Introduce a proportional negative polarity voltage signal - e i1 . Switches S 1 , S 2 , S 3 and S 4 constitute a first switch group. The voltage signals +e i1 and -e i1 proportional to the consumed current are generated by using a transformer 20 as shown in Fig. 4, for example, by grounding the intermediate tap of the secondary winding, and having equal absolute values and phases from both ends of the winding. Extract as an AC signal with a 180° difference. The duty cycle signal D controls the opening and closing of the switches S 1 and S 3 , and the duty cycle signal inverted by the inverter circuit 12 controls the opening and closing of the switches S 1 and S 4, respectively. The switches S1 to S4 are normally semiconductor switching elements, and are closed when the signal D is "1" and open when the signal D is "0". Furthermore, the output parts of switches S 1 and S 3 are commonly connected to a low-pass filter consisting of a resistor R 1P and a capacitor C 1P , and similarly the output parts of switches S 2 and S 4 are connected in common to a resistor R 1N and a capacitor C 1P.
Connected to a low pass filter consisting of C 1N .
Therefore, with the above configuration, the voltage signal +
e i1 , -e i1 are pulse width modulated by the pulse width modulation circuit 11 and the pulse width duty cycle signal D,
Switches S 2 and S 3 and switches S 1 and S 4 are controlled to open and close alternately at D, and as a result, a DC signal e pP , which has the same absolute value and different polarity between positive and negative, is passed through a low-pass filter.
e pN can be obtained. The DC signals e pP and e pN are the product of the voltage signals e v1 and e i1 , that is, voltage signals proportional to the instantaneous power. Similarly, a DC voltage signal proportional to the product of e v2 and e i2 is extracted from the other phase, and the voltage signals extracted from these two phases are added and synthesized to obtain e pP and e pN . It is.

さらに、複数のローパスフイルタの出力部はそ
れぞれアナログスイツチSa,Sbを介して共通接続
され、この共通接続部に抵抗R2及びコンデンサ
C2を持つ積分回路13を介してヒステリシス特
性のコンパレータ回路14を接続している。これ
ら積分回路13、コンパレータ回路14はV―F
コンバータを構成する。このコンパレータ回路1
4の出力側に得られる信号の一部は前記アナログ
スイツチSa,Sbの開閉制御信号として用い、また
コンパレータ回路14の他方入力部である負入力
部に帰還する。15,16はインバータ回路であ
る。即ち、コンパレータ回路14は積分回路13
の出力電圧が一定電圧に達するごとに反転出力
し、これによつてスイツチSaおよびSbを交互に閉
じて電圧信号epP,epNを積分回路13に選択導入
するものである。この場合、積分回路13の出力
eQが一定値に達する時間はepP,epNの大きさに比
例するもので、電力に比例した周波数pを正確に
求めることができる。
Furthermore, the output parts of the plurality of low-pass filters are connected in common via analog switches S a and S b, respectively, and a resistor R 2 and a capacitor are connected to this common connection.
A comparator circuit 14 with hysteresis characteristics is connected via an integrating circuit 13 having C2 . These integrator circuit 13 and comparator circuit 14 are V-F
Configure the converter. This comparator circuit 1
A part of the signal obtained at the output side of the comparator circuit 14 is used as an opening/closing control signal for the analog switches S a and S b , and is also fed back to the negative input section, which is the other input section of the comparator circuit 14 . 15 and 16 are inverter circuits. That is, the comparator circuit 14 is the integrator circuit 13
Each time the output voltage reaches a certain voltage, it is inverted and output, whereby the switches S a and S b are alternately closed and the voltage signals e pP and e pN are selectively introduced into the integrating circuit 13 . In this case, the output of the integrating circuit 13
The time for e Q to reach a constant value is proportional to the magnitudes of e pP and e pN , and it is possible to accurately determine the frequency p that is proportional to the power.

以下、第3図に示す電力量計の動作について詳
細に説明する。パルス幅変調回路11は電圧信号
ev1をパルス幅変調して電圧信号ev1に比例したパ
ルス幅デユーテイ・サイクル信号Dを得る。今、
第5図のように論理信号“1”の区間をta、論理
信号“0”の区間をtbとするとev1=OVの附近に
ついてみれば、50%のデユーテイ・サイクル信号
Dではta=tbとなる。電圧信号ev1が正の場合はta
<tb、電圧信号evが負の場合はta>tbとなる。
The operation of the watt-hour meter shown in FIG. 3 will be described in detail below. The pulse width modulation circuit 11 is a voltage signal
e v1 is pulse width modulated to obtain a pulse width duty cycle signal D proportional to the voltage signal e v1 . now,
As shown in Figure 5, if the interval of the logic signal "1" is t a and the interval of the logic signal "0" is t b , then if we look at the vicinity of e v1 = OV, then for a duty cycle signal D of 50%, t a = t b . If the voltage signal e v1 is positive then t a
<t b , and when the voltage signal e v is negative, t a >t b .

そして、このデユーテイ・サイクル信号D,
を式で表わすと、 D=ta/T=er−ev1/2er ……(1) =tb/T=er+ev1/2er ……(2) となる。ここで、erはパルス幅変調回路11の基
準電圧である。従つて、第3図においてデユーテ
イ・サイクル信号でスイツチS1,S4を、デユー
テイ・サイクル信号DでスイツチS2,S3を開閉制
御すると、抵抗、コンデンサよりなるローパスフ
イルタの出力部には以下に示す電圧信号epP,epN
が得られる。
And this duty cycle signal D,
Expressed as a formula, D=t a /T= er −e v1 /2e r (1) =t b /T=e r +e v1 /2e r (2). Here, e r is the reference voltage of the pulse width modulation circuit 11. Therefore, in Fig. 3, if the duty cycle signal controls the opening and closing of switches S 1 and S 4 , and the duty cycle signal D controls the opening and closing of switches S 2 and S 3 , the output section of the low-pass filter consisting of a resistor and a capacitor will have the following output. The voltage signals e pP , e pN shown in
is obtained.

epP=ei1・+(−ei)・D =ei1er+ev1/2er+(−ei1er−ev1/2er) =ei1・ev1/er ……(3) epN=ei1・D+(−ei1)・ =ei1er−ev1/2er+(−ei1er+ev1/2er) =−ei1・ev1/er ……(4) つまり、電圧信号epP,epNは、それぞれ絶対値
の等しい極性の異なる正負の直流電圧(瞬時電力
に比例した正負の直流電圧)が得られる。もう1
つの相においても同様な手段によりepP,epNが得
られる。従つて、平衡三相三線式電力量計の場合
には2つのパルス幅変調回路11,11を持ち、
そのデユーテイ・サイクル信号の出力で各相の消
費電流に比例した電圧信号ei1,ei2を導入する第
1のスイツチ群S1〜S4および第2のスイツチ群S1
〜S4を開閉し、ローパスフイルタで加算合成して
epP,epNを得ている。
e pP = e i1・+(−e i )・D = e i1 e r +e v1 /2e r +(−e i1 e r −e v1 /2e r ) =e i1・e v1 /e r ...( 3) e pN =e i1・D+(−e i1 )・=e i1 e r −e v1 /2e r +(−e i1 e r +e v1 /2e r ) =−e i1・e v1 /e r … ...(4) In other words, the voltage signals e pP and e pN are positive and negative DC voltages (positive and negative DC voltages proportional to the instantaneous power) with different polarities and the same absolute value, respectively. One more
In the two phases, e pP and e pN can be obtained using the same method. Therefore, in the case of a balanced three-phase three-wire watt-hour meter, it has two pulse width modulation circuits 11, 11,
A first switch group S 1 to S 4 and a second switch group S 1 introduce voltage signals e i1 , e i2 proportional to the current consumption of each phase with the output of the duty cycle signal.
~Open and close S4 , add and synthesize using a low-pass filter.
e pP and e pN are obtained.

一方、スイツチSa,SbはスイツチS1〜S4とは非
同期で動作する。今、R1P=R1N≪R2とすると、
スイツチSa又はSbの開閉により、両スイツチSa
Sbの共通出力部の電圧信号enはepP,epNの電圧信
号が交互に得られることになる。
On the other hand, switches S a and S b operate asynchronously with switches S 1 to S 4 . Now, if R 1P = R 1N ≪R 2 , then
By opening and closing switch S a or S b , both switches S a ,
As the voltage signal e n of the common output section of S b , voltage signals of e pP and e pN are obtained alternately.

次に、この電圧信号epP,epNを周波数に変換す
る場合について第6図にて説明する。同図から明
らかなように区間tcではスイツチSaが閉成し、区
間tdではスイツチSbが閉成して(第6図b参照)、
スイツチSa,Sbの共通出力部には交互に電圧信号
epPおよびepNが得られ、これが積分回路13に供
給される。一方、コンパレータ回路14には比較
のための基準電圧ec=±ep/2が印加されている。
Next, the case of converting the voltage signals e pP and e pN into frequencies will be explained with reference to FIG. 6. As is clear from the figure, switch S a is closed in interval t c , and switch S b is closed in interval t d (see Figure 6b).
The common output section of switches S a and S b alternately receives voltage signals.
e pP and e pN are obtained and supplied to the integrating circuit 13. On the other hand, a reference voltage e c =±e p /2 is applied to the comparator circuit 14 for comparison.

即ち、区間tcではec=−ep/2、区間tdではec=+ ep/2の電圧がコンパレータ回路14の負入力部に 印加されている。That is, a voltage of e c =-e p / 2 is applied to the negative input portion of the comparator circuit 14 in the interval t c and a voltage of e c = + e p /2 in the interval t d .

従つて、区間tcで電圧信号epPを積分回路13に
供給すると、同回路13の積分出力eQは+ep/2か ら下降していく(第6図c参照)。そして、この
積分出力eQが−ep/2に到達すると、コンパレータ 回路14は反転動作を行なう。ここで、区間td
切り換わる。
Therefore, when the voltage signal e pP is supplied to the integrating circuit 13 in the interval t c , the integrated output e Q of the circuit 13 decreases from +e p /2 (see FIG. 6c). When this integral output e Q reaches -e p /2, the comparator circuit 14 performs an inversion operation. Here, it switches to section td .

この区間tdでは、電圧信号epNが積分回路13
に供給される。この場合、積分回路13の出力は
第6図cに示すように−ep/2から上昇に転ずる。
In this interval t d , the voltage signal e pN is
is supplied to In this case, the output of the integrating circuit 13 starts to rise from -e p /2 as shown in FIG. 6c.

そして、積分出力eQが+ep/2に達すると、コンパ レータ回路14が反転する。この時点で再び区間
tcに戻ることになる。
Then, when the integral output e Q reaches +e p /2, the comparator circuit 14 is inverted. At this point, the section again
I will return to t c .

従つて、このコンパレータ回路14の反転周期
Tfは、 Tf=tc+td=ep・R2C2/epP+ep・R2C2/epN =2ep・er・R2・C2/eil・ev1+ei2・ev2 ……(5) となり、コンパレータ回路14の出力周波数0
(5)式から、 f0=1/Tf =ei1・ev1+ei2・ev2/2ep・er・R2・C2 となる。ここで、ep,erはそれぞれ一定の基準電
圧であるため、出力周波数0はei1・ev1+ei2・ev2
即ち給電線の消費電流に比例した値となり、これ
をカウンタで計数すれば積算電力量を得ることが
できる。
Therefore, the inversion period of this comparator circuit 14
T f is, T f =t c +t d =e p・R 2 C 2 /e pP +e p・R 2 C 2 /e pN =2e p・e r・R 2・C 2 /e il・e v1 +e i2・e v2 ...(5), and the output frequency 0 of the comparator circuit 14 is
From equation (5), f 0 =1/T f =e i1・e v1 +e i2・e v2 /2e p・e r・R 2・C 2 . Here, since e p and e r are each constant reference voltage, the output frequency 0 is e i1・e v1 + e i2・e v2
That is, the value is proportional to the current consumption of the power supply line, and by counting this with a counter, the integrated power amount can be obtained.

従つて、以上のように電力量計を構成すれば、
給電線の負荷電圧および消費電流にそれぞれ比例
する電圧信号の各相乗算段階において絶対値が等
しく、かつ相反する極性を有する信号を得るとと
もに、これらの信号を多相合成してepP,epNを得
るようにしているので、オフセツト電圧を無視で
きて軽負荷時でも正確な電力量を得ることができ
る。
Therefore, if you configure the electricity meter as described above,
At each multiplication stage of voltage signals proportional to the load voltage and current consumption of the power supply line, signals having equal absolute values and opposite polarities are obtained, and these signals are multiphase synthesized to obtain e pP , e pN Since the offset voltage can be ignored, an accurate amount of power can be obtained even under light load.

次に、軽負荷時のオフセツト電圧誤差について
述べる。先ず、第3図に示す電力量計は第2図の
ような極性反転回路を有しないのでその固有オフ
セツト電圧はなくなる。しかし、従来と同様に積
分回路13およびコンパレータ回路14のオフセ
ツト電圧について懸念される。この場合、積分回
路13ではオフセツト電圧epS1はコンデンサC2
初期値として残るが、第7図に示すようにオフセ
ツト電圧のない時○イに対し、例えば負のオフセツ
ト電圧のある時○ロの積分出力eQは正方向積分と負
方向積分とは時間誤差が相殺するようになり、こ
のため2次的に小さな誤差しか現われないことに
なる。したがつて、オフセツト電圧によつて、
tc,tdは変化するが、周期Tは殆んど変化しない。
Next, we will discuss the offset voltage error at light loads. First, since the watt-hour meter shown in FIG. 3 does not have a polarity reversal circuit like that shown in FIG. 2, its inherent offset voltage is eliminated. However, as in the conventional case, there are concerns about the offset voltages of the integrating circuit 13 and the comparator circuit 14. In this case, in the integrating circuit 13, the offset voltage e pS1 remains in the capacitor C2 as an initial value, but as shown in FIG. In the integral output e Q , the time errors of the positive direction integration and the negative direction integration cancel each other out, and therefore only a small second-order error appears. Therefore, depending on the offset voltage,
Although t c and t d change, the period T hardly changes.

また、コンパレータ回路14のオフセツト電圧
にあつては、第8図に示すように比較電圧のレベ
ル自体は変化するが、積分回路13の行程は電圧
epで定まるので、オフセツト電圧の影響を受けな
い。第8図において○ハはオフセツト電圧誤差のな
い時の積分行程、○ニはオフセツト電圧epS2のある
積分工程であつてこれは(+ep/2+epS2)−(−ep
2 +epS2)=epで表わされる。このように、本構成の
ものは軽負荷になつても特に回路13,14のオ
フセツト電圧によつて誤差を生ずるようなことは
なくなる。
Regarding the offset voltage of the comparator circuit 14, although the level of the comparison voltage itself changes as shown in FIG.
Since it is determined by e p , it is not affected by offset voltage. In Fig. 8, ○C is the integral process when there is no offset voltage error, and ○D is the integral process with offset voltage e pS2 , which is (+e p /2 + e pS2 ) - (-e p /
2 +e pS2 )=e p . In this manner, even when the load is light, the circuit of this configuration does not cause any errors due to the offset voltages of the circuits 13 and 14.

また、第3図では中間タツプ付き変成器20を
用いて給電線の消費電流に比例した電圧信号±
ei1,±ei2を得ているが、第9図のように2次側巻
線に中間タツプのない変成器20を用いて電圧信
号±ei1,±ei2をスイツチS1〜S4およびローパス・
フイルタを介しepP,epNとして取り出すようにす
ることも可能である。但し、この構成ではepP
epNの振幅が第3図のものより1/2小さくなる。
In addition, in FIG. 3, a transformer 20 with an intermediate tap is used to generate a voltage signal ±
e i1 , ±e i2 are obtained, but as shown in Fig. 9, the voltage signals ±e i1 , ±e i2 are switched by using a transformer 20 without an intermediate tap in the secondary winding . and low-pass
It is also possible to extract them as e pP and e pN through a filter. However, in this configuration, e pP ,
e The amplitude of pN is 1/2 smaller than that in Figure 3.

また、第3図および第9図とは逆に消費電流に
比例した電圧信号±ei1,±ei2をパルス幅変調回路
11に導き、負荷電圧に比例した信号ev1,ev2
スイツチ群S1〜S4に導入する構成であつても同等
の機能が得られることは明らかである。
Moreover, contrary to FIGS. 3 and 9, voltage signals ±e i1 and ±e i2 proportional to the consumption current are guided to the pulse width modulation circuit 11, and signals e v1 and e v2 proportional to the load voltage are sent to the switch group. It is clear that equivalent functions can be obtained even if the configuration is introduced in S 1 to S 4 .

以上詳記したように本発明によれば、負荷電圧
および消費電流に比例する2つの信号の各相乗算
段階で絶対値の等しい極性の異なる区間電圧epP
epNを変成器、スイツチ群を介して得、これを後
段の積分回路およびヒステリシス特性のコンパレ
ータ回路に導入するようにしたので、極性反転回
路の除去によつてこれの固有オフセツト電圧を無
視でき、かつオフセツト電圧の変動であるオフセ
ツトドリフトも低減することができる。また積分
回路等のオフセツト電圧の相殺等によつて軽負荷
時でも正確な電力量を得ることができる。
As described in detail above, according to the present invention, at each multiplication stage of two signals proportional to the load voltage and current consumption, the section voltages e pP , which have the same absolute value and different polarities, e pP ,
Since e pN is obtained through a transformer and a group of switches and introduced into the subsequent integration circuit and hysteresis characteristic comparator circuit, its inherent offset voltage can be ignored by eliminating the polarity inversion circuit. In addition, offset drift, which is variation in offset voltage, can also be reduced. Furthermore, by offsetting the offset voltage of an integrating circuit, etc., it is possible to obtain an accurate amount of power even when the load is light.

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

第1図および第2図は従来の電力量計の構成
図、第3図は本発明に係る多相電力量計の一実施
例を示す構成図、第4図は第3図に示す電圧信号
+ei1,−ei1を取り出す一構成例を示す図、第5図
および第6図は第3図に示す電力量計の動作を説
明する図、第7図および第8図は積分回路および
コンパレータ回路のオフセツト電圧について説明
する図、第9図は本発明の他の実施例を説明する
構成図である。 ev……給電線の負荷電圧に比例する電圧信号、
ei……給電線の消費電流に比例する電圧信号、1
1……パルス幅変調回路、D……デユーテイ・サ
イクル信号、S1〜S4……第1のスイツチ群、Sa
Sb……第2のスイツチ群、R1P−C1P,R1N−C1N
……ローパス・フイルタ、13……積分回路、1
4……コンパレータ回路。
1 and 2 are configuration diagrams of a conventional watt-hour meter, FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of a polyphase watt-hour meter according to the present invention, and FIG. 4 is a voltage signal shown in FIG. 3. A diagram showing an example of a configuration for extracting +e i1 and -e i1 , Figures 5 and 6 are diagrams explaining the operation of the watt-hour meter shown in Figure 3, and Figures 7 and 8 are diagrams showing an integration circuit and a comparator. FIG. 9, which is a diagram for explaining the offset voltage of the circuit, is a configuration diagram for explaining another embodiment of the present invention. e v ...Voltage signal proportional to the load voltage of the feeder line,
e i ...Voltage signal proportional to the current consumption of the feeder line, 1
1...Pulse width modulation circuit, D...Duty cycle signal, S1 to S4 ...First switch group, S a ,
S b ... second switch group, R 1P −C 1P , R 1N −C 1N
...Low-pass filter, 13...Integrator circuit, 1
4...Comparator circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ある相の給電線の負荷電圧に比例した第1の
信号又は前記ある相の給電線の消費電流に比例し
た第2の信号によりパルス幅変調を行つて二極性
の第1のデユーテイ・サイクル信号を得る第1の
パルス幅変調回路と、前記ある相以外の給電線の
負荷電圧に比例した第3の信号又は前記ある相以
外の給電線の消費電流に比例した第4の信号によ
りパルス幅変調を行つて二極性の第2のデユーテ
イ・サイクル信号を得る第2のパルス幅変調回路
と、前記第1のパルス幅変調回路から出力される
第1のデユーテイ・サイクル信号で第1のスイツ
チ群を開閉制御してこのスイツチ群に導入される
前記第2の信号又は第1の信号を一対のローパ
ス・フイルタを通してそれぞれ絶対値が等しく極
性の異なる直流電圧に変換する第1の乗算回路
と、前記第2のパルス幅変調回路から出力される
第2のデユーテイ・サイクル信号で第2のスイツ
チ群を開閉制御してこのスイツチ群に導入される
前記第4の信号又は第3の信号を一対のローパ
ス・フイルタを通してそれぞれ絶対値が等しく極
性の異なる直流電圧に変換する第2の乗算回路
と、これら第1および第2の乗算回路の出力を加
算する乗算出力加算手段と、この乗算出力加算手
段により加算して得られた極性の異なる直流電圧
を交互に出力するスイツチ回路と、この回路から
取出された直流電圧を二重積分しこの積分出力が
正・負の所定電圧に達すると極性を反転して出力
し、この出力で前記スイツチ回路を駆動するV―
Fコンバータとを備えたことを特徴とする多相電
力量計。
1 A bipolar first duty cycle signal is generated by performing pulse width modulation with a first signal proportional to the load voltage of the feeder line of a certain phase or a second signal proportional to the consumption current of the feeder line of the certain phase. and a third signal proportional to the load voltage of the feeder line other than the certain phase or a fourth signal proportional to the consumption current of the feeder line other than the certain phase. a second pulse width modulation circuit that obtains a bipolar second duty cycle signal; and a first duty cycle signal output from the first pulse width modulation circuit that controls a first switch group. a first multiplier circuit that converts the second signal or the first signal introduced into the switch group into DC voltages having equal absolute values and different polarities through a pair of low-pass filters by controlling opening and closing; The second duty cycle signal output from the second pulse width modulation circuit controls the opening and closing of the second switch group, and the fourth signal or third signal introduced into this switch group is controlled by a pair of low-pass signals. a second multiplier circuit that converts the outputs of the first and second multiplier circuits into DC voltages that have the same absolute value and different polarities through a filter; A switch circuit that alternately outputs DC voltages with different polarities obtained from the above circuit, and a switch circuit that double-integrates the DC voltage taken out from this circuit, and when this integrated output reaches a predetermined positive or negative voltage, reverses the polarity and outputs it. And this output drives the switch circuit V-
A multiphase watt-hour meter characterized by comprising an F converter.
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