JPH0353172A - 誤差補償形変成器 - 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〕 この発明は誤差補償形変戒器、特に一次側と二次側の位
相補償を行う誤差補償形変戒器の改良に関するものであ
る． 〔従来の技術〕 第３図は従来の誤差補償形変流器の概略構成を示す回路
図である。この図において（１）（２）は入力端子、（
３）は変流器で、鉄心（４）とこの鉄心に巻装された一
次巻線（勺と二次巻線（６）とを有し、一次巻線（５）
は入力端子（１１（２）に接続されている．（７）は演
算増幅器で、二次巻線（６）の一端に接続された反転入
力端子（８）と、補償インピーダンスｚｃを介して二次
巻線（６）の他端に接続された非反転入力端子（９）と
、出力端子ａωとを有する。Ｒ２は演算増幅器の出力端
子と反転入力端子（８）との間に接続された帰還抵抗、
Ｒ１は同じく出力端子と非反転入力端子（９）との間に
接続された帰還抵抗、（＋１）（＋２）は出力端子であ
る９第４図は、第３図に示す回路のうち変流器（３）の
部分を等価回路で示したものである．この等価回路にお
いて変流器の二次漏れインピーダンスをＺ２、二次誘起
電圧をＥ．、二次電流を１２、演算増幅器（７）の非反
転入力端子の電圧をＥ１、出力端子の電圧をＥ０とすれ
ば、演算増幅器（７）の増幅度が十分大きい場合には下
式が成立する。

Ｅｏ＝ＥＩＲ２・Ｉ２　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）εｒ
＝Ｚｅ−Ｅｏ／　（Ｒｔ＋Ｚａ）　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・＋２］また、 Ｅ醜＝Ｚ２　・　Ｔｚ＋Ｅ１　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３
＋ここで、｛１）（２）式より、 Ｅｌｌ＝−　（Ｒ２／Ｒｌ）　−　　（Ｒｔ＋ｚａ）　
−　１２　　−−−・−（ＡｌＥＩ＝−　（Ｒ２／Ｉｌ
＋＞・Ｚｃ・■２　　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（５１が導かれる．さらに（３１　（５１式より
、Ｅ−＝２２・１２　　（Ｒ２／Ｒｌ）　・Ｚ．・１２
＝　（Ｚ２−　（Ｒ２／ｌ　−　Ｚ．）　−　ｒ２−・
−・−（６１が求められる。

変流器の誤差を零にするためには、二次誘起電圧を零に
すればよい．（６）式においてＥ．＝　Ｏの条件を求め
ると、 ｚ．＝　（Ｒ＋／Ｒ２）・Ｚ２　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）となる．
したがって、第３図の回路において、（７）式を満足す
るように、抵抗Ｒ１，　Ｒ２、補償インピーダンス２ゎ
を選べば、一次側と二次側との間に位相差のない変流器
を形戊できる。また、第５図は従来の誤差補償形変圧器
の概略構成を示す回路図である。第３図の回路と比較し
た場合、変流器（３）の？わりに変圧器（ｌ３）が接続
され、その一次巻線（Ｉ４）が限流抵抗Ｒｌｌを介して
入力端子（１）（２）に接続されている点を除けば回路
構成は同様であるため説明を省略する。第６図は第５図
に示す回路のうち、限流抵抗Ｒｌｌおよび変圧器（ｌ３
）の部分を等価回路で示したものである．この等価回路
において、入力電圧をｅ、限流抵抗Ｒ．を含む変圧器（
１３）の一次呵インピーダンスをＺ．、二次漏れインピ
ーダンスを２２、励磁電流を１．、励磁インピーダンス
をｚ．．演算増幅器（７）の非反転入力端子の電圧をＥ
１、出力端子の電圧をＥ０とすれば、演算増幅器（７）
の増幅度が十分大きい場合には下式が戊立する。

Ｌ　＝　Ｉ２　＋　Ｔ−　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（８ｌＥ０＝ＥＩ　　Ｒ２・Ｉ２　　・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（９）ＥＩ＝ＺＣ−　Ｅ６／　＜Ｒｌ＋Ｚｅ）　　
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（＋０１ま
た、 ｅ　＝Ｚ＋　’　Ｉ．＋Ｚ．−　１２＋Ｚｃ・Ｅｏ／　
（　Ｒ，＋Ｚｃ）＝Ｚ．，−１■千ｚ．．・Ｉ．　　・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（１１）である。ここで、（９ｌ　ＱＯＩ式より、Ｅ
ｏ＝−Ｒ２−　（Ｒ＋＋Ｚｃ）　−　１２／Ｒｌ　　−
・−−−−−−−−・（Ｉ２’）であるから、（ＩＩ＞
（＋２）式より、ｅ　＝Ｌ・ｒ＋＋Ｌ−　１２　　Ｒｚ
・Ｚａ・１２／ＲＪ＝＝Ｚ，・ｔｌ＋　（Ｚ２−（Ｒ２
／Ｒｌ）　・Ｚｃ）　−　１２・・・・・・・・・・・
・・・・（１３）となる． 変圧器の誤差を零にするためには、Ｚ１１．＝０とすれ
ばよい．　（１１）（１３＞式からその条件を求めると
、 Ｌ　　（　Ｒ２／　Ｒｌ　）・ｚｃｌ＝０　　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（ｌ４）すなわち
、 Ｚｃ＝　（Ｒｌ／Ｒ２）・Ｚ２　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１５）となり
、変流器の場合の（７）式と同じになる。したがって、
変圧器の場合は、限流抵抗Ｒｌ１が漏れリアクタンスに
比べて十分に大きければ、電流ｒ２は電流１．と等しく
なり、入力電圧ｅと同相になる。

なお、第３図、第５図のいずれの場合にも二次漏れイン
ピーダンスＺ２は、二次巻線直流抵抗に負うところが大
きいので、補償素子である補償インピーダンスＺｃはイ
ンピーダンスでなく、抵抗としてもよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の装置は以上のように構或されているが、変流器、
変圧器のいずれの場合にも、二次漏れインピーダンスｚ
２は直流抵抗に負うところが多いため、上述した（７）
式および（ｌ５）式に示される条件、即ちｚｅ＝　（Ｒ
ｌ／Ｒ２）・Ｚ２を満足するように各定数’Ｚｚ を選ぶと、演算増幅器（７）は、負帰還率　　　と正Ｒ
ｌ＋ミｌ ｚＣ 帰還率　　　が同一となり、直流増幅率が極めてＲ＋　
＋Ｚｃ 大きくなって、その入力オフセット電圧およびそのドリ
フト等によって、出力が直流レベルで変動し、動作が非
常に不安定になるという問題点があった． この発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、出力が直流レベルで変動することなく、非常に
安定した動作をする誤差補償形変戒器を提供しようとす
るものである． 〔課題を解決するための手段および作用〕この発明に係
る誤差補償形変戒器は、変戒器の二次側に接続された第
１の増幅器の出力を、直流増幅率が極めて大きく、交流
増幅率が極めて小さ？第２の増幅器を介して第１の増幅
器の非反転入力端子に帰還させ、第１の増幅器の出力に
生ずる直流ドリフトを打消すようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は変流器に実施した場合の概略構成を示す回路図であ
る．この図において入力端子（１）（２）、出力端子（
Ｉ１）（１２）、変流器口）、演算増幅器（７）及び帰
還抵抗ＲＩ．Ｒ２は従来のものと同様であるが、この実
施例では演算増幅器（７）を第１の増幅器と称する。又
、（１６）は第２の増幅器で、一方の入力端子（ｌ７）
は抵抗Ｒ２１を介して第１の増幅器の出力端子００１に
接続され、他方の入力端子（ｌ８）は接地されている。

Ｃ２■は第２の増幅器の一方の入力端子（ｌ７〉と出力
端子（１９）との間に接続されたコンデンサ、Ｚｃは第
２の増幅器の出力端子（１９）と第１の増幅器の非反転
入力端子（９）との間に接続された補償インピーダンス
である．このような構成において第２の増幅器（１６）
は、抵抗Ｒ２■とコンデンサＣ２■とで反転形の積分回
路を構戒しており、その直流増幅率αは極めて大きく、
交流増幅率βは極めて小さくなっている。従って、その
出力Ｅ２は、直流分をＥ２ａｃ、交流分をＥ２ａＣとす
ると、ε２ｄｅ＝−α・ＥＯｄｃ　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（ｌ６
）Ｅ２１１ｅ＝−β・ＥｏａｃξＯ　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（１７）となる．た
だしＥｏａａは、第１の増幅器（７）の出力ε０のうち
の直流分、Ｅｏａ。は同じく交流分を表わす。

次にこの実施例の作用について説明する，　（１７）式
に示すように、Ｅ２１＃０であるので、交流的には、第
２の増幅器（１６）の出力は、接地と同電位である。従
って第３図に示す如く、補償インピーダンスＺｃが、二
次巻線（６）の他端に接続されたのと等価になるので、
第３図と同じ動作、すなわち、変流器（３）の励磁電流
が零になり、誤差が極めて小さい変流器として作用する
． 次に、直流動作における安定度について説明する．二次
漏れインピーダンスＺ２および補償インピーダンスｚ０
が直流抵抗であるとし、上述のＺｃ一（Ｒｌ／Ｒ２）・
ｚ２の条件を満足するものとする。この場合、第１の増
幅器（７）の非反転入力端子（９）の電位Ｅ１の直流分
をＥ　ｌｉｅとすると、次の式が戒立する．また、第１
の増幅器（７）の増幅度（ｒＭループ利得〉は極めて大
きい。従ってその反転入力端子（ｌ８）の電位は、非反
転入力端子（９）の電位と同じになるように動作するの
で、次の式が成立する．（ｌ８）式に（ｌ６）式を代入
すると （＋９）　（２０）式より、 Ｒｔ　　　　　　　　　ｌｃ　　　　　　ｌｘ（　　　
０α−ｋ＋＋１ｃ　＋Ｒｚ＋ｌｚ　）ＥＯｄＣ＝　ＯＦ
【鳴’ｒｌｔ ．　　　Ｒｌ ”　Ｒ＋＋’ｃ・αＥａｄｃ＝Ｏ　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（２ｌ）（　’．’
Ｚ．＝　　（　Ｒｌ／Ｒ２）　　・Ｚ２）（２ｌ）式に
おいて、αは極めて大きいのでα→■とするとＥｏａｃ
→０となり、第１の増幅器（７）の出力の直流分は零に
収束し、安定な動作をする。

第２図はこの発明の他の実施例を示すもので、変圧器に
実施した場合の回路図を示すものである．第１図に示す
実施例と比較した場合、変流器（３）の代わりに変圧器
（１３）が接続され、その一次巻線（１４）が限流抵抗
Ｒｌ１を介して入力端子（１）（２）に接続されている
点を除けば回路構成は同様であるため説明を省略する． また、この実施例の作用については第１図に示す実施例
と全く同等であるため作用の説明も省略する． なお、二次漏れインピーダンスＺ２は、第１図．第２図
のいずれの実施例においても二次巻線直流抵抗に負うと
ころが大きいため、補償素子である補償インピーダンス
Ｚｃはインピーダンスでなく、抵抗としてもよい。また
以上の各実施例では、励磁電流を零にした場合について
説明したが、２個の変流器あるいは変圧器の出力の位相
を同一にしたい場合や、変圧器と変流器の位相を同一に
したい場合などには、必ずしも励磁電流を零とする必要
はない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、変戒器の二次側に接続
された第１の増幅器の出カを、直流増幅率が極めて大き
く、交流増幅率が極めて小さい第２の増幅器を介して第
１の増幅器の非反転入力端子に帰還するようにしている
ため、ドリフトのない安定した誤差補償形変或器を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す回路図、第３図は従来の誤差
補償形変流器を示す回路図、第４図は第３図の等価回路
を示す回路図、第５図は従来の誤差補償形変圧器を示す
回路図、第６図は第５図の等価回路を示す回路図である
． 図において（３）は変流器、（ｌ３）は変圧器、Ｒｌｌ
は限流抵抗、（７）は第１の増幅器、（ｌ６）は第２の
増幅器、Ｒ．，　Ｒ．は帰還抵抗、Ｚ０は補償インピー
ダンスである． なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　反転入力端子と非反転入力端子とを有し、出力端子と
   反転入力端子との間及び出力端子と非反転入力端子との
   間に夫々帰還抵抗を接続すると共に、反転入力端子に変
   成器の二次側出力を入力するようにした第１の増幅器お
   よび第１の増幅器の出力を入力とし、極めて大きい直流
   増幅率と、極めて小さい交流増幅率とを有し、出力を第
   １の増幅器の非反転入力端子に帰還することにより、第
   １の増幅器の出力に生ずる直流ドリフトを打消すように
   された第２の増幅器を備えた誤差補償形変成器。