JPH0723754Y2 - 力率検出装置 - Google Patents
力率検出装置Info
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- JPH0723754Y2 JPH0723754Y2 JP547993U JP547993U JPH0723754Y2 JP H0723754 Y2 JPH0723754 Y2 JP H0723754Y2 JP 547993 U JP547993 U JP 547993U JP 547993 U JP547993 U JP 547993U JP H0723754 Y2 JPH0723754 Y2 JP H0723754Y2
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- power factor
- circuit
- waveform
- voltage
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は電圧及び電流の両波形の
位相差から力率を検出する力率検出装置に関する。
位相差から力率を検出する力率検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の力率検出装置を図３のブロック図
を参照して説明する。同図において、１及び２は零クロ
スコンパレータ回路であり、その回路は図４に示すごと
く、抵抗１１、１２及びコンデンサ１３からなるフィル
タ回路と、コンパレータ回路１４と、抵抗１５と、ＮＯ
Ｔ回路１６とから構成されている。零クロスコンパレー
タ回路１にはＵ−Ｗ相間電圧ＶUW、零クロスコンパレー
タ回路２にはＶ相電流ＩV が入力される（実際は抵抗器
を介して電圧成分に変化して入力する）。３は零クロス
コンパレータ回路１及び２の出力ＷA 及びＷB を入力す
るＡＮＤ回路、４はＡＮＤ回路３の出力をゲートとする
カウンタ回路、５は零クロスコンパレータ回路１の出力
ＷA をゲートとするカウンタ回路である。６はカウンタ
回路４及び５の出力から力率角を検出するθ検出回路、
７はθの値から力率を検出するＣＯＳテーブルである。
を参照して説明する。同図において、１及び２は零クロ
スコンパレータ回路であり、その回路は図４に示すごと
く、抵抗１１、１２及びコンデンサ１３からなるフィル
タ回路と、コンパレータ回路１４と、抵抗１５と、ＮＯ
Ｔ回路１６とから構成されている。零クロスコンパレー
タ回路１にはＵ−Ｗ相間電圧ＶUW、零クロスコンパレー
タ回路２にはＶ相電流ＩV が入力される（実際は抵抗器
を介して電圧成分に変化して入力する）。３は零クロス
コンパレータ回路１及び２の出力ＷA 及びＷB を入力す
るＡＮＤ回路、４はＡＮＤ回路３の出力をゲートとする
カウンタ回路、５は零クロスコンパレータ回路１の出力
ＷA をゲートとするカウンタ回路である。６はカウンタ
回路４及び５の出力から力率角を検出するθ検出回路、
７はθの値から力率を検出するＣＯＳテーブルである。
【０００３】次にまず図３に示す従来の力率検出装置に
ついて説明する。Ｕ−Ｗ相間電圧ＶUWが零クロスコンパ
レータ回路１に入力されると、パルス波形ＷA が出力さ
れる。また、Ｖ相電流ＩV が零クロスコンパレータ回路
２に入力されると、パルス波形ＷB が出力される。これ
らのパルス信号波形ＷA ，ＷB はＡＮＤ回路３に入力さ
れ、パルス波形ＷA ，ＷB の論理積がＡＮＤ回路３から
パルス波形ＷC として出力される。カウンタ回路４でＡ
ＮＤ回路３の出力パルス波形ＷC の幅をカウントし、カ
ウント値Ｃ２する。一方、カウンタ回路５は零クロスコ
ンパレータ回路１のパルス出力ＷA が入力されると、そ
の幅をカウントし、カウント値Ｃ１する。これらのカウ
ント値Ｃ１，Ｃ２がθ検出回路６に入力され、力率角θ
が検出できる。この力率角θはＣＯＳテーブル７にて力
率に変換されて出力される。
ついて説明する。Ｕ−Ｗ相間電圧ＶUWが零クロスコンパ
レータ回路１に入力されると、パルス波形ＷA が出力さ
れる。また、Ｖ相電流ＩV が零クロスコンパレータ回路
２に入力されると、パルス波形ＷB が出力される。これ
らのパルス信号波形ＷA ，ＷB はＡＮＤ回路３に入力さ
れ、パルス波形ＷA ，ＷB の論理積がＡＮＤ回路３から
パルス波形ＷC として出力される。カウンタ回路４でＡ
ＮＤ回路３の出力パルス波形ＷC の幅をカウントし、カ
ウント値Ｃ２する。一方、カウンタ回路５は零クロスコ
ンパレータ回路１のパルス出力ＷA が入力されると、そ
の幅をカウントし、カウント値Ｃ１する。これらのカウ
ント値Ｃ１，Ｃ２がθ検出回路６に入力され、力率角θ
が検出できる。この力率角θはＣＯＳテーブル７にて力
率に変換されて出力される。
【０００４】次に、図３に示す従来の力率検出装置の動
作を図５及び図６を参照して説明する。Ｕ−Ｗ相間電圧
ＶUWとＶ相電流ＩV との位相関係は、図５に示すように
力率が１．０の場合はＶUWとＩV の位相差は丁度９０°
遅れとなる。進み力率０では同相すなわち位相差０°、
遅れ力率０では逆相すなわち１８０°となる。
作を図５及び図６を参照して説明する。Ｕ−Ｗ相間電圧
ＶUWとＶ相電流ＩV との位相関係は、図５に示すように
力率が１．０の場合はＶUWとＩV の位相差は丁度９０°
遅れとなる。進み力率０では同相すなわち位相差０°、
遅れ力率０では逆相すなわち１８０°となる。
【０００５】まず、図６の力率１．０の場合について説
明する。電圧波形ＶUWは零クロスコンパレータ回路１に
て波形整形されパルス波形ＷA に変換される。一方、Ｖ
相電流ＩV は零クロスコンパレータ回路２にて波形整形
されパルス波形ＷB2に変換される。それぞれのパルス波
形ＷA とＷB2とがＡＮＤ回路３に入力され、その論理積
の結果がパルス波形ＷC2として出力される。このパルス
波形ＷA の幅をカウンタ回路５でカウントし、カウント
値Ｃ１とする。パルス波形ＷC2の幅をカウンタ回路４で
カウントし、カウント値Ｃ２とする。
明する。電圧波形ＶUWは零クロスコンパレータ回路１に
て波形整形されパルス波形ＷA に変換される。一方、Ｖ
相電流ＩV は零クロスコンパレータ回路２にて波形整形
されパルス波形ＷB2に変換される。それぞれのパルス波
形ＷA とＷB2とがＡＮＤ回路３に入力され、その論理積
の結果がパルス波形ＷC2として出力される。このパルス
波形ＷA の幅をカウンタ回路５でカウントし、カウント
値Ｃ１とする。パルス波形ＷC2の幅をカウンタ回路４で
カウントし、カウント値Ｃ２とする。
【０００６】そして、それぞれのカウント値Ｃ１，Ｃ２
がθ検出回路６で演算され、（１）式により力率角θが
求められる。 θ＝９０°−｛（Ｃ２／Ｃ１）・１８０°｝ …（１） 図６の場合、パルス波形ＷA の幅に対するパルス波形Ｗ
C2の幅は、丁度１／２となるため、 θ＝９０°−｛（１／２）・１８０°｝＝０° とな
る。
がθ検出回路６で演算され、（１）式により力率角θが
求められる。 θ＝９０°−｛（Ｃ２／Ｃ１）・１８０°｝ …（１） 図６の場合、パルス波形ＷA の幅に対するパルス波形Ｗ
C2の幅は、丁度１／２となるため、 θ＝９０°−｛（１／２）・１８０°｝＝０° とな
る。
【０００７】また力率が進み０の場合は図７に示す如く
電圧，電流が同相となり、パルス波形ＷA のカウント値
Ｃ１とパルス波形ＷC3のカウント値Ｃ２は等しくなるた
め、 θ＝９０°−｛（１／１）・１８０°｝＝−９０° と
なる。
電圧，電流が同相となり、パルス波形ＷA のカウント値
Ｃ１とパルス波形ＷC3のカウント値Ｃ２は等しくなるた
め、 θ＝９０°−｛（１／１）・１８０°｝＝−９０° と
なる。
【０００８】一方、遅れ力率０の時は図８に示す如く電
圧，電流の位相差は１８０°、ＡＮＤ回路３の出力は０
となり、カウント値Ｃ２も０となる。したがって、 θ＝９０°−｛（０／１）・１８０°｝＝９０° とな
る。
圧，電流の位相差は１８０°、ＡＮＤ回路３の出力は０
となり、カウント値Ｃ２も０となる。したがって、 θ＝９０°−｛（０／１）・１８０°｝＝９０° とな
る。
【０００９】このように演算された力率角θを図９に示
すＣＯＳテーブルにて力率（ｐｆ）に変換し検出するこ
とができる。
すＣＯＳテーブルにて力率（ｐｆ）に変換し検出するこ
とができる。
【００１０】
【考案が解決しようとする課題】上記したような力率検
出装置では、例えば図１０のように整流負荷時に現れる
高調波を含んだ電流波形ＩV になると、零クロスコンパ
レータ回路２の出力は図１０のＷB5の如くそのパルス幅
は基本波力率が１．０にも拘らず狭くなる。したがっ
て、パルス波形ＷA とＷB5の論理積ＷC5の幅も狭くな
り、カウント値Ｃ２も少なくなる。本来なら、カウント
値Ｃ２はＵ−Ｗ相間電圧ＶUWのパルス波形ＷAのカウン
ト値Ｃ１の１／２になる筈だが、図１０の電流波形の場
合ＷC5のカウント値Ｃ２はパルス波形ＷA のカウント値
Ｃ１の１／３になり力率は遅れ０．８７と検出されてし
まい誤差がでる。
出装置では、例えば図１０のように整流負荷時に現れる
高調波を含んだ電流波形ＩV になると、零クロスコンパ
レータ回路２の出力は図１０のＷB5の如くそのパルス幅
は基本波力率が１．０にも拘らず狭くなる。したがっ
て、パルス波形ＷA とＷB5の論理積ＷC5の幅も狭くな
り、カウント値Ｃ２も少なくなる。本来なら、カウント
値Ｃ２はＵ−Ｗ相間電圧ＶUWのパルス波形ＷAのカウン
ト値Ｃ１の１／２になる筈だが、図１０の電流波形の場
合ＷC5のカウント値Ｃ２はパルス波形ＷA のカウント値
Ｃ１の１／３になり力率は遅れ０．８７と検出されてし
まい誤差がでる。
【００１１】本考案は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は電圧及び電流波形から正確な位相差を検
出することのできる力率検出装置を提供することにあ
る。
で、その目的は電圧及び電流波形から正確な位相差を検
出することのできる力率検出装置を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、電圧及び電流波形を入力し、前記各波形
を零クロスコンパレータにて波形整形した後、ＡＮＤ回
路に入力して得られる当該ＡＮＤ回路の出力幅と、前記
電圧波形を零クロスコンパレータにて波形整形した出力
幅との比から力率を検出する力率検出装置において、前
記各零クロスコンパレータの前段に同一周波数特性のロ
ーパスフィルタを設けて前記電圧及び電流波形に含まれ
る高調波を除去するようにしたことを特徴とする。
に、本考案は、電圧及び電流波形を入力し、前記各波形
を零クロスコンパレータにて波形整形した後、ＡＮＤ回
路に入力して得られる当該ＡＮＤ回路の出力幅と、前記
電圧波形を零クロスコンパレータにて波形整形した出力
幅との比から力率を検出する力率検出装置において、前
記各零クロスコンパレータの前段に同一周波数特性のロ
ーパスフィルタを設けて前記電圧及び電流波形に含まれ
る高調波を除去するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【作用】本考案によると、電圧及び電流波形にローパス
フィルタを設けることで波形の高調波成分を除去し基本
波成分のみとすることができ、これにより正確な位相差
を検出することができるので力率も正確に求められる。
フィルタを設けることで波形の高調波成分を除去し基本
波成分のみとすることができ、これにより正確な位相差
を検出することができるので力率も正確に求められる。
【００１４】
【実施例】本考案の実施例を図を参照して説明する。図
１は本考案の一実施例のブロック図であり、図３と同一
符号のものは同一機能を有するものであり、その説明は
省略する。図１に示すように、Ｕ−Ｗ相電圧ＶUWと零ク
ロスコンパレータ回路１の間にローパスフィルタ回路８
を設ける。またＶ相電流ＩV と零クロスコンパレータ回
路２の間にもローパスフィルタ回路９を設ける。これら
のローパスフィルタ回路８及び９は、同一の遮断周波数
特性を有し、電圧及び電流波形に高調波を含む歪み波形
の高調波成分を除去し基本波成分を出力する作用を有す
る。したがって、ローパスフィルタ回路は基本波周波数
に対してはその定数により位相遅れが生じるが、電圧，
電流双方共全く同一の特性であるため相対的な位相関係
は損なわれることはない。
１は本考案の一実施例のブロック図であり、図３と同一
符号のものは同一機能を有するものであり、その説明は
省略する。図１に示すように、Ｕ−Ｗ相電圧ＶUWと零ク
ロスコンパレータ回路１の間にローパスフィルタ回路８
を設ける。またＶ相電流ＩV と零クロスコンパレータ回
路２の間にもローパスフィルタ回路９を設ける。これら
のローパスフィルタ回路８及び９は、同一の遮断周波数
特性を有し、電圧及び電流波形に高調波を含む歪み波形
の高調波成分を除去し基本波成分を出力する作用を有す
る。したがって、ローパスフィルタ回路は基本波周波数
に対してはその定数により位相遅れが生じるが、電圧，
電流双方共全く同一の特性であるため相対的な位相関係
は損なわれることはない。
【００１５】次に、本実施例の動作について説明する。
図２に示す如く、Ｕ−Ｗ相間電圧ＶUWはローパスフィル
タ回路８に入力され、そのローパスフィルタ回路８の定
数で決まる位相及び振幅の基本波波形ＷA1に変換され
る。例えば整流負荷時の電流波形は図２のＩV の如く方
形波状の波形となるが、ローパスフィルタ回路９に入力
されて高調波成分が除去される。その結果ローパスフィ
ルタ回路９の出力波形は図２のＷB1に示すように基本波
成分のみが出力される。ローパスフィルタ回路８及び９
の出力波形が零クロスコンパレータ回路１及び２に入力
される。ローパスフィルタ回路８及び９の出力波形は基
本波のみの波形となるため零クロスコンパレータ回路１
及び２の出力はＷA 及びＷBのように１８０°幅のパル
ス波形となる。これらの波形はＡＮＤ回路３に入力さ
れ、その出力ＷC がカウンタ回路４でカウントＣ２され
る。また、カウンタ回路５では電圧成分のＷA の幅がカ
ウントＣ１され、これらのカウント値Ｃ１，Ｃ２がθ検
出回路６に入力され力率角θが検出される。この力率角
θの値によってＣＯＳテーブル７により力率が検出され
る。したがって、図２の電流波形での力率は、従来回路
では遅れ力率０．８７として検出されていたが、本考案
によると図２に示す如くＷC の幅がＷA の幅に比較し丁
度１／２となるためθは（１）式によりθ＝０°とな
る。したがって、図７のＣＯＳテーブルから力率は１．
０となる。
図２に示す如く、Ｕ−Ｗ相間電圧ＶUWはローパスフィル
タ回路８に入力され、そのローパスフィルタ回路８の定
数で決まる位相及び振幅の基本波波形ＷA1に変換され
る。例えば整流負荷時の電流波形は図２のＩV の如く方
形波状の波形となるが、ローパスフィルタ回路９に入力
されて高調波成分が除去される。その結果ローパスフィ
ルタ回路９の出力波形は図２のＷB1に示すように基本波
成分のみが出力される。ローパスフィルタ回路８及び９
の出力波形が零クロスコンパレータ回路１及び２に入力
される。ローパスフィルタ回路８及び９の出力波形は基
本波のみの波形となるため零クロスコンパレータ回路１
及び２の出力はＷA 及びＷBのように１８０°幅のパル
ス波形となる。これらの波形はＡＮＤ回路３に入力さ
れ、その出力ＷC がカウンタ回路４でカウントＣ２され
る。また、カウンタ回路５では電圧成分のＷA の幅がカ
ウントＣ１され、これらのカウント値Ｃ１，Ｃ２がθ検
出回路６に入力され力率角θが検出される。この力率角
θの値によってＣＯＳテーブル７により力率が検出され
る。したがって、図２の電流波形での力率は、従来回路
では遅れ力率０．８７として検出されていたが、本考案
によると図２に示す如くＷC の幅がＷA の幅に比較し丁
度１／２となるためθは（１）式によりθ＝０°とな
る。したがって、図７のＣＯＳテーブルから力率は１．
０となる。
【００１６】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば出
力電圧及び出力電流を各零クロスコンパレータ回路の間
に同一周波数特性のローパスフィルタを挿入すること
で、出力電圧及び出力電流波形に歪みが生じても、ロー
パスフィルタ回路で高調波成分が除去され基本波成分の
みで以降の信号が処理されるため常に正確な力率を検出
することができる。
力電圧及び出力電流を各零クロスコンパレータ回路の間
に同一周波数特性のローパスフィルタを挿入すること
で、出力電圧及び出力電流波形に歪みが生じても、ロー
パスフィルタ回路で高調波成分が除去され基本波成分の
みで以降の信号が処理されるため常に正確な力率を検出
することができる。
【図１】本考案の一実施例のブロック構成図。
【図２】図１の動作を説明する図。
【図３】従来の力率検出回路のブロック構成図。
【図４】図３の零クロスコンパレータの回路図。
【図５】図３の電圧，電流の位相関係を表すベクトル
図。
図。
【図６】力率１．０の場合の従来の力率検出回路の動作
を説明する図。
を説明する図。
【図７】進み力率０の場合の従来の力率検出回路の動作
を説明する図。
を説明する図。
【図８】遅れ力率０の場合の従来の力率検出回路の動作
を説明する図。
を説明する図。
【図９】本考案及び従来の力率検出回路に組み込まれて
いるＣＯＳテーブルの図。
いるＣＯＳテーブルの図。
【図１０】高調波を含んだ電流波形の場合の従来の力率
検出回路の動作を説明する図。
検出回路の動作を説明する図。
１，２…零クロスコンパレータ回路、３…ＡＮＤ回路、
４，５…カウンタ回路、６…θ検出回路、７…ＣＯＳテ
ーブル、８，９…ローパスフィルタ回路、１１，１２，
１５…抵抗、１３…コンデンサ、１４…コンパレータ回
路、１６…ＮＯＴ回路。
４，５…カウンタ回路、６…θ検出回路、７…ＣＯＳテ
ーブル、８，９…ローパスフィルタ回路、１１，１２，
１５…抵抗、１３…コンデンサ、１４…コンパレータ回
路、１６…ＮＯＴ回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 電圧及び電流波形を入力し、前記各波形
を零クロスコンパレータにて波形整形した後、ＡＮＤ回
路に入力して得られる当該ＡＮＤ回路の出力幅と、前記
電圧波形を零クロスコンパレータにて波形整形した出力
幅との比から力率を検出する力率検出装置において、前
記各零クロスコンパレータの前段に同一周波数特性のロ
ーパスフィルタを設けて前記電圧及び電流波形に含まれ
る高調波を除去するようにしたことを特徴とする力率検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP547993U JPH0723754Y2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 力率検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP547993U JPH0723754Y2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 力率検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665872U JPH0665872U (ja) | 1994-09-16 |
| JPH0723754Y2 true JPH0723754Y2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=11612388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP547993U Expired - Lifetime JPH0723754Y2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 力率検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723754Y2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP547993U patent/JPH0723754Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0665872U (ja) | 1994-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |