JPH04116783U - 電力計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交流電源８から負荷９へ供給する電力を測定
する電力計１０において、計器損失を測定する際リード
線の手作業による着け替えを簡易化する。 【構成】 交流電源８から負荷９に加わる電路電圧を電
圧測定部１２にて測定するとともに、上記電路から負荷
９に流れる電流を電流測定部１３にて測定し、測定した
電圧、電流に基づいて上記交流電源８から負荷９に供給
される電力を求める電力計において、上記負荷電流によ
り電流測定部１３に発生する電圧降下を電圧測定部１２
にて測定し、同電流測定部１３の損失電力を求めて上記
供給電力を補正する際、上記電圧測定部１２の一方のリ
ード線を所定の電圧端子２と電流端子４へ周期的に切り
換え接続するためのスイッチＳを備えている。 【効果】 手作業によるリード線の着け替えを不要、及
び接続ミス等の防止。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は電力計に係り、さらに詳しく言えば、交流電源から負荷に供給する 電力を測定する際、計器損失の補正を行なう電力計に関するものである。

【０００２】

【従来例】

図３には計器損失を補正する電力計の一般的な例が示されている。すなわち同 図（Ａ）において、電力計７は例えば電圧端子１，２と電流端子３，４及びコモ ン端子Ｃを備え、電圧端子１−２間に電圧測定部５を接続し、電流端子３−４間 には電流測定部６を接続する。また、上記電圧端子１と電圧端子３および電圧端 子２とコモン端子Ｃをそれぞれ接続する。

【０００３】 この状態で、例えば電流端子３とコモン端子Ｃ間に交流電源８を接続し、電流 端子４とコモン端子Ｃ間に負荷９を接続する。ここで例えば電源電圧をｖ、負荷 側に流れる電流をｉとすると、電源電圧ｖは電圧測定部５にて測定され、実効値 Ｖに変換される。この場合、負荷側に流れる電流ｉはその一部が電圧測定部５に 分流するが、その入力インピーダンスが極めて高いため分流電流は微小であるか ら無視し、すべての電流は電流測定部６を通って負荷９へ流れるものとみなすこ とができる。よってその電流ｉを電流測定部６により測定して実効値Ｉに変換し 、電圧ｖと電流ｉの位相差θを図示しない位相差測定部にて測定すると、電源８ から負荷側に供給される消費電力すなわち有効電力ｐは ｐ＝ＶＩｃｏｓθ …………（１） にて求まる。

【０００４】 この場合、例えば電流ｉによる電流測定部６と負荷９の電圧降下をそれぞれｖ （Ａ），ｖ（Ｌ）、その実効値をＶ（Ａ），Ｖ（Ｌ）とし、電流ｉと電圧ｖ（Ａ ），ｖ（Ｌ）間の位相差をθ（Ａ），θ（Ｌ）とすると、式（１）の測定電力ｐ は ｐ＝Ｖ（Ａ）Ｉｃｏｓθ（Ａ）＋Ｖ（Ｌ）Ｉｃｏｓθ（Ｌ）…………（２） で表す電力を測定したことと等価になる。ここで、右辺第１項は電流測定部６で 消費される電力を表し、一般には計器損失と言われる。負荷９に消費される電力 は上式の第２項であるから、 Ｖ（Ｌ）Ｉｃｏｓθ（Ｌ）＝ｐ−Ｖ（Ａ）Ｉｃｏｓθ（Ａ）…………（２ａ） である。上式に式（１）を代入すると、 Ｖ（Ｌ）Ｉｃｏｓθ（Ｌ）＝ＶＩｃｏｓθ−Ｖ（Ａ）Ｉｃｏｓθ（Ａ） …………（３） となる。式（３）において、右辺第１項の値は式（１）の測定により既知である から、第２項の計器損失がわかれば負荷９の消費電力は計算により求めることが できる。

【０００５】 計器損失を知るためには電流測定部６の電圧降下Ｖ（Ａ）を測定する必要があ り、一般には図３の（Ｂ）に示すような方法が採られている。すなわち、たとえ ば電圧測定部５から電圧端子２への配線を外して破線で示すようにに電流端子４ に接続し、電流端子３−４間の電圧Ｖ（Ａ）を電圧測定部５にて測定するととも に負荷電流Ｉを電流測定部６により測定する。なお、電圧Ｖ（Ａ）と電流Ｉの位 相差θ（Ａ）は図示しない位相差測定部にて測定する。これにより計器損失が求 まる。あるいは図３（Ｂ）の接続をしてまず計器損失を測定し、次に同図（Ａ） に示すように接続して式（１）の消費電力ｐを測定したのち、式（３）に基づい て負荷電力に対する計器損失の補正を行なってもよい。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来装置においては計器損失を測定する際、電圧測定部の一方のリード線 を電圧端子から電流端子へ手作業などにより着け替えるようにしている。しかし 他の端子に接続されているリード線もあるので、それらと交差している場合には 装置取扱者にとって着け替え作業は煩わしく、また、接続ミス等もあり得るので 好ましくない。

【０００７】 この考案は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、手作業等によ るリード線の着け替えをしないで計器損失が測定できるようにした使い勝手のよ い電力計を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る電力計の要部を抜粋した図１によると、同電力計１０は、従来 装置の電圧測定部及び電流測定部とほぼ同様に構成された電圧測定部１２と電流 測定部１３を備えている。

【０００９】 上記課題を解決するためこの電力計は更にスイッチＳを有し、たとえば電圧測 定部１２の一方のリード線は従来装置と同様に電圧端子１に接続するが、他方の リード線は上記スイッチにて電圧端子２と電流端子４へ交互に所定の周期で自動 的に切り換え接続するようになっている。

【００１０】

【作用】

上記スイッチを操作すると、計器損失を測定する際の手作業等によるリード線 の着け替えが同スイッチにて代行される。

【００１１】

【実施例】

図２にこの考案の実施例を示す。同図において、電力計１０は例えば電力変換 部１１とＡＤコンバータ１５、及びＣｐＵ１６、メモリ１７、表示部１８、操作 部１９にて構成されている。電力変換部１１は、例えば上記図１に示した電圧端 子１，２、電流端子３，４、コモン端子Ｃ、電圧測定部１２、電流測定部１３の ほか、電力変換器１４とスイッチＳを備えている。この実施例においては、スイ ッチＳは例えば上記操作部１９からの駆動信号により周期的に接点ａとｂへ切り 換え接続されるようになっている。

【００１２】 ここで、例えば電圧端子３とコモン端子Ｃ間に交流電源８を接続し、電流端子 ４とコモン端子Ｃ間に負荷９を接続すると、スイッチＳが図示のように接点ａ側 に切り換えられている場合には、交流電源８の電源電圧ｖが電圧測定部１２にて 測定され、電力変換器１４に加えられる。また、負荷９に流れる電流ｉは電流測 定部１３にて測定されたのち電流を意味する電圧ｖ（ｉ）に変換され、電力変換 器１４に加えられる。

【００１３】 電力変換器１４は例えば入力する２つの交流電圧ｖとｖ（ｉ）をそれぞれ直流 の実効値に変換するＡＣ／ＤＣ変換機能と、変換した２つの直流電圧の掛け算機 能、及び上記交流電圧ｖとｖ（ｉ）間の位相差θを検出する位相差検出機能を備 えている。すなわち、電圧測定部１２で測定された電源電圧ｖからはその実効値 を表す直流電圧Ｖを形成し、電流測定部１３で測定された負荷電流ｉの変換電圧 ｖ（ｉ）からは電流の実効値Ｉを意味する直流電圧Ｖ（Ｉ）を形成するとともに 、この２つの電圧の積Ｖ×Ｖ（Ｉ）を形成してＡ／Ｄコンバータ１５へ送出する 。また、例えば上記交流電圧ｖとｖ（ｉ）間の位相差θを検出し、θに比例した 時間長を有する直流電圧Ｖ（θ）を形成して同様にＡ／Ｄコンバータ１５へ送出 する。

【００１４】 Ａ／Ｄコンバータ１５は電力変換器１４から加わる上記積の電圧Ｖ・Ｖ（Ｉ） と位相差を意味する電圧Ｖ（θ）をディジタル変換し、そのデータを例えばメモ リ１７に入力する。ＣｐＵ１６はメモリ１７のデータを読み出して例えばＶ・Ｖ （Ｉ）からは上記電源電圧の実効値Ｖと負荷電流の実効値Ｉとの積ＶＩを演算し 、位相差を表す電圧Ｖ（θ）からはθの値を算出してｃｏｓθを演算するととも に、上記式（１）に示す電力ｐを演算し、この電力演算データをメモリ１７に入 力する。

【００１５】 次に、上記電力変換部１１のスイッチＳを例えば接点ｂ側に切り換え、計器損 失を測定する。この場合、電圧測定部１２は負荷電流ｉによって電流測定部１３ に発生する電圧降下ｖ（Ａ）を測定し、電流測定部１３は上記と同様に負荷電流 ｉを測定して電流を意味する電圧ｖ（ｉ）を出力する。電力変換器１４は上記電 圧降下の測定電圧ｖ（Ａ）から例えばその実効値Ｖ（Ａ）を形成し、電流を意味 する電圧ｖ（ｉ）からは上記と同様の実効値Ｖ（Ｉ）を形成するとともに、それ らを掛け算した電圧Ｖ（Ａ）×Ｖ（Ｉ）をＡ／Ｄコンバータ１５へ送出する。ま た、電力変換器１４は例えば上記入力電圧ｖ（Ａ）とｖ（ｉ）から電流測定部１ ３における電圧、電流間の位相差θ（Ａ）を検出し、このθ（Ａ）に比例した直 流電圧Ｖ（θＡ）を形成してＡ／Ｄコンバータ１５へ送出する。

【００１６】 Ａ／Ｄコンバータ１５はこれらの電圧をディジタル変換してそれぞれメモリ１ ７に入力する。ＣｐＵ１６はメモリ１７から積の電圧データＶ（Ａ）Ｖ（Ｉ）と 位相差の電圧データＶ（θＡ）を読み出し、電流測定部１３における計器損失Ｖ （Ａ）Ｉｃｏｓθ（Ａ）を計算してメモリに入力する。更に、上記スイッチＳが 接点ａ側に接触しているとき測定した式（１）の電力データｐと上記計器損失デ ータとにより式（３）の演算を行ない、計器損失を補正した負荷電力Ｖ（Ｌ）Ｉ ｃｏｓθ（Ｌ）を算出し、これを例えば最終データとしてメモリに保持させる。 表示部１８はこの最終データ及び必要により途中のデータを表示したりプリント アウトする。操作部１９は各部の動作を制御するようになっている。

【００１７】 また、上記スイッチＳは例えば操作部１９からの駆動信号により接点ａとｂを 交互に切り換え、これより測定データが逐次更新される。接点の切り換え周期は 、例えば操作部１９の図示しないキーボードにて所望の時間を設定するようにな っている。

【００１８】

【効果】

以上、詳細に説明したように、この考案に係る電力計は例えば交流電源８から 負荷９へ電力を供給する電路の電圧を電圧測定部１２にて測定し、上記電路に流 れる負荷電流を電流測定部１３にて測定するとともに、同電流測定部に発生する 計器損失を測定するため電圧測定部１２の一方のリード線を上記電流測定部１３ の電流路へ周期的に切り換え接続するスイッチＳを備えている。

【００１９】 したがってこの考案によると、リード線の着け替えを手作業で行なう必要が無 く、かつ、リード線の接続ミス等も防止でき、更に変動する負荷電力の測定にも 対応可能な極めて使い勝手のよい電力計を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る電力計の要部を抜粋した原理
図。

【図２】この考案を適用した電力計の構成を示すブロッ
ク線図。

【図３】従来装置における計器損失の測定方法を示すブ
ロック線図。

【符号の説明】

１，２ 電圧端子 ３，４ 電流端子 ８ 交流電源 ９ 負荷 １０ 電力計 １２ 電圧測定部 １３ 電流測定部 Ｓ スイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源（８）から負荷（９）へ電力
   （ｐ）を供給する電路を電力計（１０）の電圧端子
   （１，２）と電流端子（３，４）及びコモン端子（Ｃ）
   に接続し、上記電圧端子（１，２）間における電路電圧
   を電圧測定部（１２）にて測定するとともに、上記一方
   の電流端子（３）から電流測定部（１３）及び他方の電
   流端子（４）を経て上記負荷（９）に流れる電流を同電
   流測定部（１３）により測定して上記供給電力（ｐ）を
   求め、かつ、上記電流により上記電流測定部（１３）に
   発生する電圧降下を上記電圧測定部（１２）にて測定し
   て同電流測定部（１３）における損失電力を求め、しか
   るのち上記供給電力（ｐ）から上記損失電力を差し引い
   た値を上記負荷（９）の消費電力となす計器損失補正形
   の電力計において、上記電圧測定部（１２）の一方のリ
   ード線を上記所定の電圧端子（２）と所定の電流端子
   （４）へ周期的に切り換え接続可能とするスイッチ
   （Ｓ）が設けられていることを特徴とする電力計（１
   ０）。