JPH0666848A - 積算計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のように入力の極性および位相を考慮す
る必要がなく、容易に電力量を管理な積算計を提供す
る。 【構成】 電路３２に流れる電流を検出するＣＴ１から
出力される交流電流１ａを入力とし、電流−電圧変換器
２，実効値演算回路３およびＶ／Ｆ変換器４による信号
処理により電路３２に流れる電流に比例した周波数を有
するパルス４ａを作成し、このパルス４ａを分周器５に
より所定の分周比で分周することで、電路３２における
所定の電流積算値の増加に対応したパルス５ａ，５ｂを
得る。そして、表示カウンタ６によりパルス数を計数す
ることで電流積算値を求めて電力量として表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、負荷に供給される電
力量を管理するための積算計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、負荷に供給される電力量を管理す
るための積算計として、電力積算計が用いられている。
この電力積算計を図４を参照しながら説明する。図４は
従来の積算計の構成を示すブロック図である。図４にお
いて、２１は変流器（以下「ＣＴ」という。）、２２は
電流−電圧変換器、２３は掛算器、２４は平均値算出
器、２５は電圧−周波数変換器（以下「Ｖ／Ｆ変換器」
という。）、２６は分周器、２７は表示カウンタ、２８
は外部パルス出力回路、２９は電源トランス、３０は電
源回路、３１は交流電源、３２は電路、３３は負荷、２
００は積算計である。

【０００３】図４に示すように、積算計２００は、電流
−電圧変換器２２と、掛算器２３と、平均値算出器２４
と、Ｖ／Ｆ変換器２５と、分周器２６と、表示カウンタ
２７と、外部パルス出力回路２８とからなる。この積算
計２００には、交流電源３１および負荷３３間の電路３
２に介挿させた変流器２１から出力される交流電流Ｉ
と、電路３２に印加される交流電圧Ｖとが入力される。

【０００４】また、積算計２００には、電路３２に電源
トランス２９を介して接続された電源回路３０により電
力が供給される。このように構成された従来の積算計の
動作について説明する。ＣＴ２１により、電路３２に流
れる交流電流Ｉが検出され、電流−電圧変換器２２に入
力される。電流−電圧変換器２２では、入力された交流
電流Ｉを交流電圧２２ａに変換し、掛算器２３に出力す
る。また、掛算器２３には負荷３３に印加される交流電
圧Ｖも入力される。

【０００５】掛算器２３では、電流−電圧変換器２２か
らの交流電圧２２ａと、電路３２からの交流電圧Ｖとが
掛け算され、この掛け算した交流電圧２３ａを平均値算
出器２４に出力する。平均値算出器２４では、掛算器２
３からの交流電圧２３ａの平均値を算出して直流電圧２
４ａをＶ／Ｆ変換器２５に出力する。この平均値算出器
２４の出力である直流電圧２４ａの値は、負荷３３に供
給される電力に応じた値となる。

【０００６】Ｖ／Ｆ変換器２５では、平均値算出器２４
からの直流電圧２４ａに比例した周波数を有するパルス
２５ａを分周器２６に出力する。分周器２６では、Ｖ／
Ｆ変換器２５から出力されたパルス２５ａを所定の分周
比で分周することにより所定の電力積算値の増加に対応
したパルス２６ａ，２６ｂを表示カウンタ２７および外
部パルス出力回路２８に出力する。

【０００７】そして、表示カウンタ２７により、分周器
２６からのパルス２６ａのパルス数が計数され、この計
数値を電力量として表示される。また、外部パルス出力
回路２８により、分周器２６からのパルス２６ｂのデュ
ーティ比およびパルス幅を整形して外部に出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された従来の積算計２００では、ＣＴ２１から
の交流電流Ｉと、電路３２からの交流電圧Ｖとを入力と
しているため、正確に電力量を計測するには、上記の交
流電流Ｉと交流電圧Ｖの極性を考慮し、正しく配線を行
うことが必要であった。

【０００９】また、電力量の計測には力率が重要な要素
となるが、ＣＴ２１により交流電流Ｉを電流−電圧変換
器２２に入力する際、または電流−電圧変換器２２にお
ける交流電流Ｉから交流電圧２２ａへの変換の際に、電
流と電圧に位相のずれが生じると力率が変動し、正確に
電力量を測定することができないという問題があった。

【００１０】さらに、従来の積算計では、電子電力量計
として使用する場合には、規格に合わせると、構造面お
よび機能面の点から高価となる問題があった。この発明
の目的は、上記問題点に鑑み、従来のように入力の極性
および位相を考慮する必要がなく、容易に電力量を管理
することができる積算計を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の積算計
は、電路に流れる電流を検出する変流器から出力された
交流電流を交流電圧に変換する電流−電圧変換器と、こ
の電流−電圧変換器から出力された交流電圧の実効値を
算出して直流電圧を出力する実効値演算回路と、この実
効値演算回路から出力された直流電圧に応じた周波数を
有するパルスを出力する電圧−周波数変換器と、この電
圧−周波数変換器から出力されたパルスを分周する分周
器と、この分周器から出力されたパルスを計数しこの計
数結果を表示する表示カウンタとを備えたものである。

【００１２】請求項２記載の積算計は、請求項１記載の
積算計において、実効値演算回路の出力が比較器の基準
レベルを超えたときにアラーム信号を出力するようにし
たものである。請求項３記載の積算計は、請求項２記載
の積算計において、アラーム信号に基づいて発光ダイオ
ードを点灯させるものである。

【００１３】請求項４記載の積算計は、請求項２または
３記載の積算計において、基準レベルを可変としたもの
である。

【００１４】

【作用】この発明の構成によれば、電路に流れる電流を
検出する変流器から出力される交流電流を入力とし、電
流−電圧変換器，実効値演算回路，電圧−周波数変換器
および分周器による信号処理により電路における電流積
算値の増加に対応したパルスを作成し、表示カウンタに
よりパルス数を計数することで電流積算値を求め、電力
量として表示する。このように、電路に流れる交流電流
のみを入力とし、電路における電流積算値を求めて電力
量とするため、従来のように入力の極性および位相を考
慮する必要がなく、容易に電力量を管理することができ
る。

【００１５】さらに、請求項２記載の構成によれば、請
求項１記載の構成において、実効値演算回路の出力が比
較器の基準レベルを超えたときにアラーム信号を出力す
るようにしたことにより、電路に流れる過電流を検出す
ることができる。また、請求項３記載の構成によれば、
請求項２記載の構成において、アラーム信号に基づいて
発光ダイオードを点灯させることにより、容易に電路の
過電流を検出して認識することができる。

【００１６】また、請求項４記載の構成によれば、請求
項２または３記載の構成において、基準レベルを可変と
したことにより、アラーム信号の出力基準を適宜設定す
ることができる。

【００１７】

【実施例】

〔第１の実施例〕図１はこの発明の第１の実施例の積算
計の構成を示すブロック図である。図１において、１は
変流器（以下「ＣＴ」という。）、２は電流−電圧変換
器、３は実効値演算回路、４は電圧−周波数変換器（以
下「Ｖ／Ｆ変換器」という。）、５は分周器、６は表示
カウンタ、７は外部パルス出力回路、８は電源トラン
ス、９は電源回路、３１は交流電源、３２は電路、３３
は負荷、１００は積算計である。

【００１８】図１に示すように、積算計１００は、電流
−電圧変換器２と、実効値演算回路３と、Ｖ／Ｆ変換器
４と、分周器５と、表示カウンタ６と、外部パルス出力
回路７とからなる。電流−電圧変換器２は、電路３２に
流れる電流を検出するＣＴ１から出力された交流電流１
ａを交流電圧２ａに変換するものである。

【００１９】実効値演算回路３は、電流−電圧変換器２
から出力された交流電圧２ａの実効値を算出して直流電
圧３ａに変換するものである。Ｖ／Ｆ変換器４は、実効
値演算回路３から出力された直流電圧３ａに応じた周波
数を有するパルス４ａに変換するものである。分周器５
は、Ｖ／Ｆ変換器４から出力されたパルス４ａを所定の
分周比に分周するものである。

【００２０】表示カウンタ６は、分周器５から出力され
たパルス５ａを計数しこの計数結果を表示するものであ
る。外部パルス出力回路７は、ゲートＩＣからなる論理
回路により構成したものであり、分周器５から出力され
たパルス５ｂのデューティ比とパルス幅を整形して外部
に出力するものである。

【００２１】また、電源トランス８の１次側を電路３２
に接続し、２次側を電源回路９の入力端子に接続してあ
る。電源回路９は、電源トランス８により降圧された２
次電圧を整流して直流電圧を積算計１００に出力するも
のであり、この電源回路９は積算計１００を動作させる
ための電力を供給する。このように構成した第１の実施
例の積算計の動作を説明する。

【００２２】ＣＴ１により電路３２に流れる電流を検出
し、この検出電流となる交流電流１ａを電流−電圧変換
器２に出力する。電流−電圧変換器２では、ＣＴ１から
出力された交流電流１ａを交流電圧２ａに変換して実効
値演算回路３に出力する。実効値演算回路３では、電流
−電圧変換器２から出力された交流電圧２ａの実効値を
算出して直流電圧３ａをＶ／Ｆ変換器４に出力する。

【００２３】Ｖ／Ｆ変換器４では、実効値演算回路３か
ら出力された直流電圧３ａに比例した周波数を有するパ
ルス４ａを分周器５に出力する。分周器５では、Ｖ／Ｆ
変換器４から出力されたパルス４ａを分周することによ
り、パルス４ａを所定の電流積算値の増加に対応したパ
ルス５ａ，５ｂに変換し、表示カウンク６および外部パ
ルス出力回路７に出力する。

【００２４】そして、表示カウンタ６により、分周器５
から出力されたパルス５ａのパルス数を計数し、この計
数値、すなわち電流積算値を電力量として表示する。ま
た、外部パルス出力回路７は、分周器５から出力された
パルス５ｂのデューティ比とパルス幅を整形して外部に
出力する。このように第１の実施例によれば、電路３２
に流れる電流を検出するＣＴ１から出力される交流電流
１ａを入力とし、電流−電圧変換器２，実効値演算回路
３およびＶ／Ｆ変換器４による信号処理により電路３２
に流れる電流に比例した周波数を有するパルス４ａを作
成し、このパルス４ａを分周器５により所定の分周比で
分周することで、電路３２における所定の電流積算値の
増加に対応したパルス５ａ，５ｂを得る。そして、表示
カウンタ６によりパルス数を計数することで電流積算値
を求めて電力量として表示する。したがって、電路３２
に流れる交流電流１ａのみを入力とし、電流積算値、す
なわち電路３２における電流時間積を求めて電力量とす
るため、従来のように入力の極性および位相を考慮する
必要がなく、容易に電力量を管理することができる。

【００２５】〔第２の実施例〕図２はこの発明の第２の
実施例の積算計の構成を示すブロック図である。図２に
おいて、１０は比較器となるコンパレータである。な
お、図１と同符号の部分は同様の部分を示す。図２に示
すように、この第２の実施例が上述の第１の実施例と異
なる点は、コンパレータ１０を設けた点である。

【００２６】コンパレータ１０の一方の入力端子には、
実効値演算回路３から出力する直流電圧３ａを入力し、
他方の入力端子１０ａには、基準レベルとなる基準電圧
を入力してある。このように構成した第２の実施例の動
作を説明する。第１の実施例と同様に、ＣＴ１から出力
した交流電流１ａに対して、電流−電圧変換器２，実効
値演算回路３，Ｖ／Ｆ変換器４および分周器５により、
信号処理を行って所定の電流積算値の増加に対応したパ
ルス５ａ，５ｂを作成し、表示カウンタ６により、パル
ス５ａのパルス数を計数することで電流積算値を求めて
電力量として表示する。この際、実効値演算回路３は、
電流−電圧変換器２から出力した交流電圧２ａの実効値
である直流電圧３ａをＶ／Ｆ変換器４とともにコンパレ
ータ１０にも出力する。

【００２７】コンパレータ１０は、入力された直流電圧
３ａと、基準レベルとなる基準電圧とを比較する。そし
て、直流電圧３ａが基準電圧を超えたときにはアラーム
信号１０ｂを出力する。ここで、電路３２に過電流（定
格を超えた電流）が流れたとすると、これに応答して実
効値変換回路３から出力される直流電圧３ａが上昇す
る。したがって、直流電圧３ａが基準電圧を超えること
により、コンパレータ１０がアラーム信号１０ｂを出力
する。これにより、電路３２に流れる過電流を検出する
ことができる。

【００２８】このように第２の実施例によれば、実効値
演算回路３から出力される直流電圧３ａの大きさは、電
路３２に流れる電流の大きさに対応している。したがっ
て、実効値演算回路３から出力される直流電圧３ａをコ
ンパレータ１０に入力し、基準電圧と比較することで、
電路３２に流れる過電流を検出することができる。 〔第３の実施例〕図３はこの発明の第３の実施例の積算
計の構成を示すブロック図である。

【００２９】図３において、１１は可変抵抗、１２は発
光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）、１３は制御
用トランジスタである。なお、図２と同符号の部分は同
様の部分を示す。図３に示すように、この第３の実施例
が上述の第２の実施例と異なる点は、可変抵抗１１，Ｌ
ＥＤ１２および制御用トランジスタ１３を設けた点であ
る。

【００３０】コンパレータ１０の一方の入力端子には、
実効値演算回路３から出力する直流電圧３ａを入力し、
他方の入力端子には、電源および可変抵抗１１からなる
直列回路の出力に接続してある。また、コンパレータ１
０の出力端子は、制御用トランジスタ１３のベースに接
続し、この制御用トランジスタ１３のコレクタにはＬＥ
Ｄ１２を接続し、エミッタを接地してある。

【００３１】このように構成した第３の実施例の積算計
の動作を説明する。第１の実施例と同様に、ＣＴ１から
出力した交流電流１ａを入力とし、電流−電圧変換器
２，実効値演算回路３，Ｖ／Ｆ変換器４および分周器５
により、信号処理を行って所定の電流積算値の増加に対
応したパルス５ａ，５ｂを作成し、表示カウンタ６によ
り、パルス５ａのパルス数を計数することで電流積算値
を求めて電力量として表示する。この際、実効値演算回
路３は、電流−電圧変換器２から出力した交流電圧２ａ
の実効値である直流電圧３ａをＶ／Ｆ変換器４とともに
コンパレータ１０にも出力する。

【００３２】コンパレータ１０は、実効値変換回路３か
ら出力される直流電圧３ａと、基準レベルとなる基準電
圧とを比較し、直流電圧３ａが基準電圧を超えたときに
はアラーム信号１０ｂを出力する。このアラーム信号１
０ｂは正電位の信号であり、これにより、アラーム信号
１０ｂが出力されると制御用トランジスタ１３がオン状
態となり、ＬＥＤ１２が点灯する。

【００３３】したがって、電路３２に過電流が流れ、こ
れに応答して実効値変換回路３から出力される直流電圧
３ａが上昇した場合、直流電圧３ａが基準電圧を超える
ことで、コンパレータ１０によりアラーム信号１０ｂが
出力され、これによりＬＥＤ１２が点灯する。これによ
り、電路３２に過電流が流れたことを容易に認識するこ
とができる。なお、電路３２の電流が減少して実効値変
換回路３から出力される直流電圧３ａがコンパレータ１
０の基準電圧よりも小さくなった場合には、制御用トラ
ンジスタ１３がオフ状態となることでＬＥＤ１２は消灯
する。

【００３４】また、可変抵抗１１によりコンパレータ１
０に入力する基準電圧が可変となる。これにより、アラ
ーム信号１０ｂの出力基準を自由に設定することができ
る。すなわち、コンパレータ１０の基準電圧として大き
な値を設定すれば、電路３２に流れる電流の多少の増加
では、アラーム信号１０ｂが出力されることがなく、Ｌ
ＥＤ１２の点灯による警報に対する信頼性を高めること
ができる。

【００３５】このように第３の実施例によれば、コンパ
レータ１０から出力されるアラーム信号１０ｂによりＬ
ＥＤ１２を駆動するようにしたことにより、実効値変換
回路３から出力される直流電圧３ａが基準電圧を超えた
ときにＬＥＤ１２を点灯させることで、容易に電路３２
の過電流を検出して認識することができる。また、可変
抵抗１１によりコンパレータ１０に入力する基準電圧を
可変としたことにより、アラーム信号１０ｂの出力基準
を自由に設定することができ、ＬＥＤ１２の点灯による
警報に対する信頼性を高めることができる。

【００３６】以上のように第１，第２および第３の実施
例によれば、電路３２に流れる電流を検出するＣＴ１か
ら出力される交流電流１ａを入力とし、電流−電圧変換
器２，実効値演算回路３，Ｖ／Ｆ変換器４および分周器
５による信号処理により電路３２における電流積算値の
増加に対応したパルス５ａ，５ｂを作成し、表示カウン
タ６によりパルス数を計数することで電流積算値を求
め、電力量として表示する。このように、電路３２に流
れる交流電流１ａのみを入力とし、電流積算値、すなわ
ち電路３２における電流時間積を求めて電力量とするた
め、従来のように入力の極性および位相を考慮する必要
がなく、容易に電力量を管理することができる。

【００３７】さらに、第２の実施例によれば、実効値演
算回路３から出力される直流電圧３ａをコンパレータ１
０に入力し、基準電圧と比較することで、電路３２に流
れる過電流を検出することができる。また、第３の実施
例によれば、コンパレータ１０から出力されるアラーム
信号１０ｂによりＬＥＤ１２を駆動するようにしたこと
により、実効値変換回路３から出力される直流電圧３ａ
が基準電圧を超えたときにＬＥＤ１２を点灯させること
で、容易に電路３２の過電流を検出して認識することが
できる。また、可変抵抗１１によりコンパレータ１０に
入力する基準電圧を可変としたことにより、アラーム信
号１０ｂの出力基準を適宜設定することができ、電路３
２に流れる過電流検出に対する信頼性を高めることがで
きる。

【００３８】なお、第１，第２および第３の実施例で
は、電源回路９により積算計１００に電力を供給した
が、これに限らず、制御用の他の電源（図示せず）によ
り給電しても良い。また、第２の実施例では、比較器と
してコンパレータ１０を用いたが、これ限らず、リレー
（図示せず）を用い、このリレーの接点出力をアラーム
信号としても良い。

【００３９】また、第３の実施例では、アラーム信号１
０ｂによりＬＥＤ１２を駆動するようにしたが、これに
限らず、ブザーを駆動しても良い。

【００４０】

【発明の効果】この発明の積算計によれば、電路に流れ
る電流を検出する変流器から出力される交流電流のみを
入力とし、電流−電圧変換器，実効値演算回路，電圧−
周波数変換器および分周器による信号処理により電路に
おける電流積算値の増加に対応したパルスを作成し、表
示カウンタによりパルス数を計数することで電流積算値
を求めて電力量として表示したため、従来のように入力
の極性および位相を考慮する必要がなく、容易に電力量
を管理することができる。

【００４１】さらに、請求項２記載の積算計によれば、
請求項１記載の積算計において、実効値演算回路の出力
が比較器の基準レベルを超えたときにアラーム信号を出
力するようにしたことにより、電路に流れる過電流を検
出することができる。また、請求項３記載の積算計によ
れば、請求項２記載の積算計において、アラーム信号に
基づいて発光ダイオードを点灯させることにより、容易
に電路の過電流を検出して認識することができる。

【００４２】また、請求項４記載の積算計によれば、請
求項２または３記載の積算計において、基準レベルを可
変としたことにより、アラーム信号の出力基準を適宜設
定することができ、電路に流れる過電流検出に対する信
頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の積算計の構成を示す
ブロック図である。

【図２】この発明の第２の実施例の積算計の構成を示す
ブロック図である。

【図３】この発明の第３の実施例の積算計の構成を示す
ブロック図である。

【図４】従来の積算計の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ ＣＴ（変流器） １ａ 交流電流 ２ 電流−電圧変換器 ２ａ 交流電圧 ３ 実効値演算回路 ３ａ 直流電圧 ４ Ｖ／Ｆ変換器（電圧−周波数変換器） ４ａ パルス ５ 分周器 ５ａ パルス ６ 表示カウンタ １０ コンパレータ（比較器） １０ｂ アラーム信号 １２ ＬＥＤ（発光ダイオード） ３２ 電路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電路に流れる電流を検出する変流器から
   出力された交流電流を交流電圧に変換する電流−電圧変
   換器と、 この電流−電圧変換器から出力された交流電圧の実効値
   を算出して直流電圧を出力する実効値演算回路と、 この実効値演算回路から出力された直流電圧に応じた周
   波数を有するパルスを出力する電圧−周波数変換器と、 この電圧−周波数変換器から出力されたパルスを分周す
   る分周器と、 この分周器から出力されたパルスを計数しこの計数結果
   を表示する表示カウンタとを備えた積算計。
2. 【請求項２】 実効値演算回路の出力が比較器の基準レ
   ベルを超えたときにアラーム信号を出力するようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の積算計。
3. 【請求項３】 アラーム信号に基づいて発光ダイオード
   を点灯させることを特徴とする請求項２記載の積算計。
4. 【請求項４】 基準レベルを可変としたことを特徴とす
   る請求項２または３記載の積算計。