JPH0682137B2 - 電力検知回路 - Google Patents
電力検知回路Info
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- JPH0682137B2 JPH0682137B2 JP12219586A JP12219586A JPH0682137B2 JP H0682137 B2 JPH0682137 B2 JP H0682137B2 JP 12219586 A JP12219586 A JP 12219586A JP 12219586 A JP12219586 A JP 12219586A JP H0682137 B2 JPH0682137 B2 JP H0682137B2
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- voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば照明灯等の負荷で消費する電力を検知
する電力検知回路の改良に関するものである。
する電力検知回路の改良に関するものである。
従来、例えば照明灯等で消費する電力の測定には所謂２
電力計法を用いていた。第５図は単相３線式の交流電源
に接続した照明灯の電力を２電力計法を用いて検知する
従来の電力検知回路のブロック図である。第５図におい
て、51a・51bは電流検知信号増幅回路、52a・52bは電圧
検知信号増幅回路、53a・53bは掛算回路、54a・54bは平
均回路、55は加算回路、56は負荷（照明灯）、CT51・CT
52は各々Ｒ相・Ｔ相の電流を検知する変流器、PT51・PT
52は各々RN間・NT間の電圧を検知する変圧器、R51・R52
は抵抗である。またＲ・Ｎ・Ｔは単相３線式交流の各相
（ただし、Ｎ相は中性線）、V51・V52は各々RN間・NT間
の電圧、I51・I52は各々Ｒ相・Ｔ相に流れる電流であ
る。
電力計法を用いていた。第５図は単相３線式の交流電源
に接続した照明灯の電力を２電力計法を用いて検知する
従来の電力検知回路のブロック図である。第５図におい
て、51a・51bは電流検知信号増幅回路、52a・52bは電圧
検知信号増幅回路、53a・53bは掛算回路、54a・54bは平
均回路、55は加算回路、56は負荷（照明灯）、CT51・CT
52は各々Ｒ相・Ｔ相の電流を検知する変流器、PT51・PT
52は各々RN間・NT間の電圧を検知する変圧器、R51・R52
は抵抗である。またＲ・Ｎ・Ｔは単相３線式交流の各相
（ただし、Ｎ相は中性線）、V51・V52は各々RN間・NT間
の電圧、I51・I52は各々Ｒ相・Ｔ相に流れる電流であ
る。
以上のように構成された従来の電力検知回路の動作につ
いて説明する。変流器CT51によって検知されたＲ相に流
れる電流I51に比例する検知信号と、変圧器PT51によっ
て検知されたRN間の電圧V51に比例する検知信号とは各
々電流検知信号増幅回路51a・電圧検知信号増幅回路52a
で増幅された後、掛算回路53aで掛け合わされる。掛算
回路53aの出力信号、すなわち負荷56の電力に比例する
信号は平均回路54aで平均化され、加算回路55に送られ
る。一方、同様にして、電流I52に比例する検知信号と
電圧V52に比例する検知信号とは増幅された後、掛け合
わされ、平均化されて、加算回路55に送られる。加算回
路55は平均回路54aと平均回路54bとの出力信号を加算し
て、照明灯が消費した電力に応じた出力信号を後段の回
路に発する。
いて説明する。変流器CT51によって検知されたＲ相に流
れる電流I51に比例する検知信号と、変圧器PT51によっ
て検知されたRN間の電圧V51に比例する検知信号とは各
々電流検知信号増幅回路51a・電圧検知信号増幅回路52a
で増幅された後、掛算回路53aで掛け合わされる。掛算
回路53aの出力信号、すなわち負荷56の電力に比例する
信号は平均回路54aで平均化され、加算回路55に送られ
る。一方、同様にして、電流I52に比例する検知信号と
電圧V52に比例する検知信号とは増幅された後、掛け合
わされ、平均化されて、加算回路55に送られる。加算回
路55は平均回路54aと平均回路54bとの出力信号を加算し
て、照明灯が消費した電力に応じた出力信号を後段の回
路に発する。
この従来の２電力計法を用いた電力検知回路では、上述
の如く掛算器が２台、変圧器も２個必要となるので、従
来の電力検知回路を用いた制御装置は大型となり、近時
の小型・軽量化の要請に合わないだけでなく、装置が高
価であるという欠点があった。
の如く掛算器が２台、変圧器も２個必要となるので、従
来の電力検知回路を用いた制御装置は大型となり、近時
の小型・軽量化の要請に合わないだけでなく、装置が高
価であるという欠点があった。
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、小
型かつ軽量で、しかも安価な電力検知回路を提供するこ
とを目的とするものである。
型かつ軽量で、しかも安価な電力検知回路を提供するこ
とを目的とするものである。
第１図は本発明である電力検知回路のブロック図であ
り、図において、１はＲ相に設けられた第１の電流検知
手段、２はＴ相に設けられた第２の電流検知手段、３は
第２の電流検知手段の出力信号の極性を反転する反転手
段、４は第１の電流検知手段１の出力信号と反転手段の
出力信号とを加算する加算手段、５は照明灯等の負荷で
ある。尚、Ｒ・Ｎ・Ｔは各々単相３相式交流電源の各相
であり、Ｎ相は中性線である。
り、図において、１はＲ相に設けられた第１の電流検知
手段、２はＴ相に設けられた第２の電流検知手段、３は
第２の電流検知手段の出力信号の極性を反転する反転手
段、４は第１の電流検知手段１の出力信号と反転手段の
出力信号とを加算する加算手段、５は照明灯等の負荷で
ある。尚、Ｒ・Ｎ・Ｔは各々単相３相式交流電源の各相
であり、Ｎ相は中性線である。
負荷５に電源が印加されると、各相に電流が流れ、第１
の電流検知手段１はＲ相に流れる電流に比例した出力信
号を加算手段４に発し、第２の電流検知手段２はＴ相に
流れる電流に比例した出力信号を反転手段３に発する。
反転手段３は第２の電流検知手段２の出力信号の極性を
反転して加算手段４に送る。加算手段４は第１の電流検
知手段１の出力信号と反転手段３によって反転された第
２の電流検知手段２の出力信号とを加算し、負荷５の電
力に比例する出力信号を発する。
の電流検知手段１はＲ相に流れる電流に比例した出力信
号を加算手段４に発し、第２の電流検知手段２はＴ相に
流れる電流に比例した出力信号を反転手段３に発する。
反転手段３は第２の電流検知手段２の出力信号の極性を
反転して加算手段４に送る。加算手段４は第１の電流検
知手段１の出力信号と反転手段３によって反転された第
２の電流検知手段２の出力信号とを加算し、負荷５の電
力に比例する出力信号を発する。
以下に本発明の１実施例を第１図乃至第４図を参照して
説明する。第２図は本発明の１実施例を示すブロック図
である。図において、CT1・CT2は各々Ｒ相・Ｔ相の電流
を検知する変流器、11は変流器CT1からの信号を増幅す
る増幅回路、12は変流器CT2からの信号の極性を反転し
て増幅する反転増幅回路、13は増幅回路11からの信号と
反転増幅回路12からの信号とを加算する加算回路、14は
加算回路13からの信号を整流する整流回路、15は整流回
路14からの信号を平均化する平均回路、16は負荷、R1・
R1は抵抗である。尚、Ｒ・Ｎ・Ｔは各々単相３線式交流
の各相、I1・I2・I3は各々Ｒ相・Ｔ相・Ｎ相の電流、V1
・V2は各々RN間・NT間の電圧である。
説明する。第２図は本発明の１実施例を示すブロック図
である。図において、CT1・CT2は各々Ｒ相・Ｔ相の電流
を検知する変流器、11は変流器CT1からの信号を増幅す
る増幅回路、12は変流器CT2からの信号の極性を反転し
て増幅する反転増幅回路、13は増幅回路11からの信号と
反転増幅回路12からの信号とを加算する加算回路、14は
加算回路13からの信号を整流する整流回路、15は整流回
路14からの信号を平均化する平均回路、16は負荷、R1・
R1は抵抗である。尚、Ｒ・Ｎ・Ｔは各々単相３線式交流
の各相、I1・I2・I3は各々Ｒ相・Ｔ相・Ｎ相の電流、V1
・V2は各々RN間・NT間の電圧である。
次に、上記の如く構成された回路の動作について説明す
る。照明灯である負荷16に電力が供給されると、Ｒ相の
電流は変流器CT1により、一定の比率で減少されて抵抗R
1に流れる。すると、抵抗R1の両端には電流I1に比例し
た電圧が生じ、この電圧は増幅回路11で増幅された後、
加算回路13の第１の入力端子に送られる。一方、Ｔ相の
電流も変流器CT2により一定の比率で減少されて抵抗R2
に流れる。以下同様にして、抵抗R2に生じた電圧は反転
増幅回路12で極性を反転した後、加算回路13の第２の入
力端子に送られる。加算回路13では、第１の入力端子と
第２の入力端子とに入力した信号を加算するが、両者の
極性が逆になっており、また両電圧はそれぞれＲ相・Ｔ
相に流れる電流I1・I2に比例しているので、実質的には
Ｒ相に流れる電流I1とＴ相に流れる電流I2との差を取っ
ていることになる。ここで、この極性反転の向きは、も
しＮ相に流れる電流I3が０で、｜I1｜＝｜I2｜≠０とき
に、加算回路13の出力が2|I1｜又は2|I2｜になるような
ものとなる。もし、変流器CT1・CT2の向き等を逆にした
場合は、反転増幅回路12は単なる増幅回路に置き換えな
ければならない。また、加算回路13の出力は交流である
ので、A/Dコンバータ等に入力しやすい形とするため
に、整流回路14により整流した後、平均回路15により平
均化する。
る。照明灯である負荷16に電力が供給されると、Ｒ相の
電流は変流器CT1により、一定の比率で減少されて抵抗R
1に流れる。すると、抵抗R1の両端には電流I1に比例し
た電圧が生じ、この電圧は増幅回路11で増幅された後、
加算回路13の第１の入力端子に送られる。一方、Ｔ相の
電流も変流器CT2により一定の比率で減少されて抵抗R2
に流れる。以下同様にして、抵抗R2に生じた電圧は反転
増幅回路12で極性を反転した後、加算回路13の第２の入
力端子に送られる。加算回路13では、第１の入力端子と
第２の入力端子とに入力した信号を加算するが、両者の
極性が逆になっており、また両電圧はそれぞれＲ相・Ｔ
相に流れる電流I1・I2に比例しているので、実質的には
Ｒ相に流れる電流I1とＴ相に流れる電流I2との差を取っ
ていることになる。ここで、この極性反転の向きは、も
しＮ相に流れる電流I3が０で、｜I1｜＝｜I2｜≠０とき
に、加算回路13の出力が2|I1｜又は2|I2｜になるような
ものとなる。もし、変流器CT1・CT2の向き等を逆にした
場合は、反転増幅回路12は単なる増幅回路に置き換えな
ければならない。また、加算回路13の出力は交流である
ので、A/Dコンバータ等に入力しやすい形とするため
に、整流回路14により整流した後、平均回路15により平
均化する。
次に、上記の如き構成の回路が何故簡易型の電力検知回
路として動作するのかについて説明する。前記の２電力
計法によると、第２図に示す回路の負荷電力はＷ＝V1I1
cosθ１＋V2I2cosθ２である。この式で、cosθ１、cos
θ２は負荷16の力率であるが、負荷16は照明灯であり、
一般的には高力率形の照明灯であるので、この場合の力
率は、ほぼ１に等しい。したがって、負荷電力はＷ≒V1
I1＋V2I2となる。また、V1とV2とはＮ相を中心にしてベ
クトルを引いているので、電圧の向きが逆となる。さら
に、現在では電力事情が良いために｜V1｜＝｜V2｜＝定
格電圧、例えば100Vとしても差し支えない。したがっ
て、負荷電力はＷ≒V1I1＋V2I2＝Ｖ（I1−I2）＝定格電
圧×（I1−I2）となる。つまり、Ｒ相とＴ相の電流の差
をとれば良いことになるので、上記の構成により負荷16
の電力を検知することができる。尚、この計算は２電力
計法に基づいているので、Ｎ相の電流が０でない場合で
も成り立ち、したがって、上記の構成により単相３線式
交流に接続した負荷16の電力を確実に検知することがで
きる。
路として動作するのかについて説明する。前記の２電力
計法によると、第２図に示す回路の負荷電力はＷ＝V1I1
cosθ１＋V2I2cosθ２である。この式で、cosθ１、cos
θ２は負荷16の力率であるが、負荷16は照明灯であり、
一般的には高力率形の照明灯であるので、この場合の力
率は、ほぼ１に等しい。したがって、負荷電力はＷ≒V1
I1＋V2I2となる。また、V1とV2とはＮ相を中心にしてベ
クトルを引いているので、電圧の向きが逆となる。さら
に、現在では電力事情が良いために｜V1｜＝｜V2｜＝定
格電圧、例えば100Vとしても差し支えない。したがっ
て、負荷電力はＷ≒V1I1＋V2I2＝Ｖ（I1−I2）＝定格電
圧×（I1−I2）となる。つまり、Ｒ相とＴ相の電流の差
をとれば良いことになるので、上記の構成により負荷16
の電力を検知することができる。尚、この計算は２電力
計法に基づいているので、Ｎ相の電流が０でない場合で
も成り立ち、したがって、上記の構成により単相３線式
交流に接続した負荷16の電力を確実に検知することがで
きる。
第３図は本発明の１実施例を示す回路図である。図にお
いて、R1・R2は第２図と同様である。また図示しない
が、単相３線式交流の各相であるＲ・Ｎ・Ｔ、電圧V1・
V2、電流I1・I2・I3、変流器CT1・CT2、負荷16も第２図
と同様である。R1は単相３線式交流のＲ相に設けた変流
器CT1の出力電流が流れるように、その変流器の出力端
子に並列に接続した抵抗、20はインバーティング入力に
抵抗R11と抵抗R12と抵抗R13とダイオードD1のカソード
とが接続されたオペアンプ、D2はカソードをダイオード
D1のアノードと共にオペアンプ20の出力に、アノードを
抵抗R12の他端と共に、抵抗R14の一端に接続したダイオ
ード、21はインバーティング入力に抵抗R14と抵抗R15と
コンデンサC1とが接続され、出力に抵抗R15の他端とコ
ンデンサC1の他端とが接続されたオペアンプ、R2はR1と
同様に単相３線式交流のＴ相に設けた変流器CT2の出力
電流が流れるように、その変流器CT2の出力端子に並列
に接続した抵抗、22はインバーティング入力に抵抗R16
と抵抗R17とが接続され、出力に抵抗R17の他端と抵抗R
13の他端とが接続されたオペアンプである。尚、抵抗R1
・R2の他端と、オペアンプ20・21・22のノンインバーテ
ィング入力とは電源の基準電位に接続されている。
いて、R1・R2は第２図と同様である。また図示しない
が、単相３線式交流の各相であるＲ・Ｎ・Ｔ、電圧V1・
V2、電流I1・I2・I3、変流器CT1・CT2、負荷16も第２図
と同様である。R1は単相３線式交流のＲ相に設けた変流
器CT1の出力電流が流れるように、その変流器の出力端
子に並列に接続した抵抗、20はインバーティング入力に
抵抗R11と抵抗R12と抵抗R13とダイオードD1のカソード
とが接続されたオペアンプ、D2はカソードをダイオード
D1のアノードと共にオペアンプ20の出力に、アノードを
抵抗R12の他端と共に、抵抗R14の一端に接続したダイオ
ード、21はインバーティング入力に抵抗R14と抵抗R15と
コンデンサC1とが接続され、出力に抵抗R15の他端とコ
ンデンサC1の他端とが接続されたオペアンプ、R2はR1と
同様に単相３線式交流のＴ相に設けた変流器CT2の出力
電流が流れるように、その変流器CT2の出力端子に並列
に接続した抵抗、22はインバーティング入力に抵抗R16
と抵抗R17とが接続され、出力に抵抗R17の他端と抵抗R
13の他端とが接続されたオペアンプである。尚、抵抗R1
・R2の他端と、オペアンプ20・21・22のノンインバーテ
ィング入力とは電源の基準電位に接続されている。
次に、上記の如く構成された本実施例の動作について述
べる。負荷16に電力が供給され、Ｒ相に電流がながれる
と、変流器CT1によりＲ相に流れる電流に比例した電流
が抵抗R1に流れる。これにより、R1に電圧が生じ、この
電圧は抵抗R11に印加され、R1の電圧が正の場合は抵抗R
12の側に流れ出す。したがって、周知の如く抵抗R14の
一端は負の電位で大きさが「抵抗値R12／抵抗値R11」倍
の電圧が生じる。逆に抵抗R1に生じた電圧が負のときに
は、オペアンプ20の出力からダイオードD1のアノードを
通って抵抗R11に電流が流れ出し、またオペアンプ20の
出力から抵抗R12、抵抗R14に流れ込む電流はダイオード
D2によりカットされるので、抵抗R14の一端の電圧は０
である。このため、第４図（ａ）に示すＡ点に入った交
流電圧波形は、Ｂ点では第４図（ｂ）に示す半波整流さ
れた電圧波形となる。また、抵抗R2の一端に生じた電圧
はオペアンプ22の出力であるＣ点では、同様に「抵抗値
R17／抵抗値R16」倍に増幅され、その極性はＤ点とは逆
の電圧波形となる。この電圧は抵抗R13を介してオペア
ンプ20のインバーティング入力に電流を流し込む。この
ため、オペアンプ20のインバーティング入力には抵抗R1
に流れた電流によって生じた信号と、抵抗R2に流れた電
流によって生じた信号とが合成されて加わる。そして、
前述の如く、この合成された信号は、Ｂ点では半波整流
された電圧波形となる。この半波整流された信号は抵抗
R14を介してオペアンプ21のインバーティング入力に送
られるが、この信号の交流成分はコンデンサC1のために
増幅されず、直流成分のみオペアンプ21の出力に増幅さ
れて出てくるので、Ｂ点で半波整流された電圧は、Ｅ点
では更に平均化された電圧となる。この平均化された電
圧の極性はオペアンプ21で再度反転されるので、正の電
圧である。この電圧は、Ｒ相の電流とＴ相の電流との差
に比例するので、前述の如く、この電圧により負荷16の
電力を検知するとができる。尚、上記の実施例では、第
２図でI3が０のときを考えると分かるように、CT1とCT2
との向き、及び電流I1・I2・I3の向きを第２図に矢印で
示すように設定したので、オペアンプ22は反転増幅動作
をおこなっている。もし、第２図のこれらの向きを換え
た場合には、反転増幅動作を非反転増幅動作に換える必
要がある。
べる。負荷16に電力が供給され、Ｒ相に電流がながれる
と、変流器CT1によりＲ相に流れる電流に比例した電流
が抵抗R1に流れる。これにより、R1に電圧が生じ、この
電圧は抵抗R11に印加され、R1の電圧が正の場合は抵抗R
12の側に流れ出す。したがって、周知の如く抵抗R14の
一端は負の電位で大きさが「抵抗値R12／抵抗値R11」倍
の電圧が生じる。逆に抵抗R1に生じた電圧が負のときに
は、オペアンプ20の出力からダイオードD1のアノードを
通って抵抗R11に電流が流れ出し、またオペアンプ20の
出力から抵抗R12、抵抗R14に流れ込む電流はダイオード
D2によりカットされるので、抵抗R14の一端の電圧は０
である。このため、第４図（ａ）に示すＡ点に入った交
流電圧波形は、Ｂ点では第４図（ｂ）に示す半波整流さ
れた電圧波形となる。また、抵抗R2の一端に生じた電圧
はオペアンプ22の出力であるＣ点では、同様に「抵抗値
R17／抵抗値R16」倍に増幅され、その極性はＤ点とは逆
の電圧波形となる。この電圧は抵抗R13を介してオペア
ンプ20のインバーティング入力に電流を流し込む。この
ため、オペアンプ20のインバーティング入力には抵抗R1
に流れた電流によって生じた信号と、抵抗R2に流れた電
流によって生じた信号とが合成されて加わる。そして、
前述の如く、この合成された信号は、Ｂ点では半波整流
された電圧波形となる。この半波整流された信号は抵抗
R14を介してオペアンプ21のインバーティング入力に送
られるが、この信号の交流成分はコンデンサC1のために
増幅されず、直流成分のみオペアンプ21の出力に増幅さ
れて出てくるので、Ｂ点で半波整流された電圧は、Ｅ点
では更に平均化された電圧となる。この平均化された電
圧の極性はオペアンプ21で再度反転されるので、正の電
圧である。この電圧は、Ｒ相の電流とＴ相の電流との差
に比例するので、前述の如く、この電圧により負荷16の
電力を検知するとができる。尚、上記の実施例では、第
２図でI3が０のときを考えると分かるように、CT1とCT2
との向き、及び電流I1・I2・I3の向きを第２図に矢印で
示すように設定したので、オペアンプ22は反転増幅動作
をおこなっている。もし、第２図のこれらの向きを換え
た場合には、反転増幅動作を非反転増幅動作に換える必
要がある。
以上説明したように本発明によれば、掛算器や変圧器を
使用していないので、小型かつ軽量で、しかも安価な電
力検知回路を提供することができる。
使用していないので、小型かつ軽量で、しかも安価な電
力検知回路を提供することができる。
第１図は本発明である電力検知回路のブロック図、第２
図は本発明の１実施例を示すブロック図、第３図は本発
明の１実施例を示す回路図、第４図（ａ）・（ｂ）は電
圧の波形図、第５図は従来の電力検知回路を示すブロッ
ク図である。 １…第１の電流検知手段、２…第２の電流検知手段、３
…反転手段、４…加算手段、５…負荷、Ｒ・Ｎ・Ｔ…単
相３線式交流の各相。11…増幅回路、12…反転増幅回
路、13…加算回路、14…整流回路、15…平均回路、CT1
・CT2…変流器、20・21・22…オペアンプ。
図は本発明の１実施例を示すブロック図、第３図は本発
明の１実施例を示す回路図、第４図（ａ）・（ｂ）は電
圧の波形図、第５図は従来の電力検知回路を示すブロッ
ク図である。 １…第１の電流検知手段、２…第２の電流検知手段、３
…反転手段、４…加算手段、５…負荷、Ｒ・Ｎ・Ｔ…単
相３線式交流の各相。11…増幅回路、12…反転増幅回
路、13…加算回路、14…整流回路、15…平均回路、CT1
・CT2…変流器、20・21・22…オペアンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−54470（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−65531（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】単相３線式の交流電源に接続した負荷の電
力を検知する電力検知回路において、前記交流電源の中
性線以外の１線に流れる電流を検知する第１の電流検知
手段と、前記交流電源の中性線以外の他の１線に流れる
電流を検知する第２の電流検知手段と、前記第１の電流
検知手段又は前記第２の電流検知手段の出力信号の極性
を反転する反転手段と、前記第１の電流検知手段又は前
記第２の電流検知手段の出力信号のうち前記反転手段に
より極性を反転されない出力信号と前記反転手段の出力
信号とを加算する加算手段とを設けたことを特徴とする
電力検知回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12219586A JPH0682137B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 電力検知回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12219586A JPH0682137B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 電力検知回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280654A JPS62280654A (ja) | 1987-12-05 |
| JPH0682137B2 true JPH0682137B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=14829916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12219586A Expired - Lifetime JPH0682137B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 電力検知回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682137B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1986
- 1986-05-29 JP JP12219586A patent/JPH0682137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62280654A (ja) | 1987-12-05 |
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