JPH0926445A - Method for measuring phase angle, power factor, and power - Google Patents

Method for measuring phase angle, power factor, and power

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JPH0926445A
JPH0926445A JP7176090A JP17609095A JPH0926445A JP H0926445 A JPH0926445 A JP H0926445A JP 7176090 A JP7176090 A JP 7176090A JP 17609095 A JP17609095 A JP 17609095A JP H0926445 A JPH0926445 A JP H0926445A
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JP
Japan
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pulse
power
output
circuit
voltage
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JP7176090A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsugio Nagai
次男 永井
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly calculate phase angle by inputting two signals of AC voltage and AC power supply voltage obtained by converting AC power supply current to a pulse gate circuit between phase angles, and being based on a pulse increase obtained from the output of a pulse counter. SOLUTION: The power supply voltage of a load 2 is stepped down by a transformer 3 and is inputted to a comparator 6. Also, a load current is detected by a current transformer 4 for measuring instrument, a resistor 5 is connected to an output terminal, and the load current is converted into AC voltage and is inputted to a comparator 7. Then, the current is inputted to a pulse gate circuit between phase angles which is constituted of, for example, comparators 6 and 7 which continue only while the phases of two signals deviate, NOT circuits 10 and 12, an AND circuit 11, and a photo coupler 13. Further, a pulse generator 14 and a pulse counter are connected via the pulse gate circuit and a phase angle is calculated based on the pulse increment obtain from the output of the pulse counter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流の位相角、力
率及び電力の計測方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring an AC phase angle, a power factor and an electric power.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、セメント工場その他に設置され
ているバケットエレベータやトラフチェンコンベアなど
の交流電源を使用した装置において、駆動系の故障や人
の巻き込み事故などの異常事態を可及的に早く検知して
対応するシステムの開発が望まれる。
2. Description of the Related Art Generally, in an apparatus using an AC power source such as a bucket elevator or a trough chain conveyor installed in a cement factory or the like, an abnormal situation such as a drive system failure or an accident involving a person is promptly as soon as possible. Development of a system that detects and responds is desired.

【0003】かかる異常事態の場合、通常、急激な過負
荷を招くことから、その電力を常に監視し、過負荷時に
直ちに電源を遮断し重大な損傷を防止し得る所謂過負荷
保護装置が必要である。
In the case of such an abnormal situation, a sudden overload is usually caused. Therefore, a so-called overload protection device capable of constantly monitoring the power and immediately shutting off the power at the time of overload to prevent serious damage is required. is there.

【0004】従来、上記異常事態の監視方法として、力
率や有効電力を監視して行う方法が採用されている。
Conventionally, as a method of monitoring the above-mentioned abnormal situation, a method of monitoring the power factor and active power has been adopted.

【0005】しかし乍ら、従来の方法ではその測定原理
上、応答時間が0.5〜1秒と異常事態に対応するには
余りに長く充分な監視機能を有していないのが実状であ
る。
However, in the conventional method, the response time is 0.5 to 1 second, which is too long to cope with an abnormal situation and does not have a sufficient monitoring function in view of the measuring principle.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の異常
事態に対して可及的に超高速で応答し対処することので
きる基礎となる交流の位相角、力率及び電力の計測方法
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a basic AC phase angle, power factor and power measuring method capable of responding to and dealing with the above-mentioned abnormal situation at an extremely high speed. It is provided.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源電流
を交流電圧に変換した交流電圧と交流電源電圧との2つ
の信号を、該2つの信号の位相がずれた間のみ導通する
位相角間パルスゲート回路に入力し、更に該パルスゲー
ト回路を介してパルス発生器とパルスカウンタを接続
し、パルスカウンタの出力より求めたパルス増加分を基
に位相角を算出することを特徴とする位相角の計測方法
である。また該位相角を余弦演算して力率を算出する力
率の計測方法である。更に、交流電源電流を交流電圧に
変換した交流電圧と交流電源電圧との2つの信号の夫々
のピーク値及び前記の力率を基に電力を算出する電力の
計測方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a phase angle between two signals, an AC voltage obtained by converting an AC power supply current into an AC voltage and an AC power supply voltage, is conducted only while the two signals are out of phase. A phase angle characterized by inputting to a pulse gate circuit, further connecting a pulse generator and a pulse counter through the pulse gate circuit, and calculating a phase angle based on the pulse increment obtained from the output of the pulse counter. Is a measuring method. Further, it is a power factor measuring method for calculating a power factor by calculating a cosine of the phase angle. Further, it is a power measuring method for calculating power based on the peak value of each of the two signals of the AC voltage obtained by converting the AC power supply current into the AC voltage and the AC power supply voltage, and the power factor.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に準じて本発明を
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0009】図1は本発明の一実施例の原理的構成を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the principle configuration of an embodiment of the present invention.

【0010】1は単相交流電源である。説明を簡便にす
るために単相電力回路としているが、多相交流電力回路
においても適用できるのは勿論のことである。
Reference numeral 1 is a single-phase AC power source. Although a single-phase power circuit is used for the sake of simplicity, it is needless to say that it can be applied to a multi-phase AC power circuit.

【0011】2は負荷でこの負荷の電源電圧を変圧器3
で降圧しコンパレータ6に入力する。
Reference numeral 2 is a load, and the power supply voltage of this load is applied to the transformer 3
The voltage is stepped down and is input to the comparator 6.

【0012】また、負荷電流は計器用変流器4で検出
し、出力端子に抵抗器5を接続し、負荷電流を交流電圧
に変換し、コンパレータ7に入力する。
The load current is detected by the instrument current transformer 4, a resistor 5 is connected to the output terminal, the load current is converted into an AC voltage, and the AC voltage is input to the comparator 7.

【0013】本明細書で述べる実施例では、交流電圧や
交流電流を適当な電圧の交流電圧に変換するために、変
圧器や計器用変流器を用いているが電圧や電流を比較的
に変換できるあらゆる方式が適用できる。
In the embodiments described in this specification, a transformer or a current transformer for a meter is used to convert an AC voltage or an AC current into an AC voltage having an appropriate voltage. Any conversion method can be applied.

【0014】コンパレータ6と7の出力回路は、それぞ
れツェナーダイオード8,9を接続し正電圧のみ取出し
ている。
The output circuits of the comparators 6 and 7 are connected to Zener diodes 8 and 9, respectively, to extract only the positive voltage.

【0015】コンパレータ7の出力電圧はNOT回路1
0に入力し、NOT回路10の出力は、AND回路11
の入力端子の1つに入力する。
The output voltage of the comparator 7 is the NOT circuit 1
0, and the output of the NOT circuit 10 is the AND circuit 11
Input to one of the input terminals of.

【0016】また、AND回路11のもう一つの入力端
には、コンパレータ6の出力を入力する。
The output of the comparator 6 is input to the other input terminal of the AND circuit 11.

【0017】AND回路11の出力はNOT回路12
(NPNトランジスタのオープンコレクタ)に入力し、
フォトカプラ13の発光ダイオードのカソード側に接続
し、アノード側には限流抵抗器23を介して正電圧が供
給される。
The output of the AND circuit 11 is the NOT circuit 12
Input to (Open collector of NPN transistor),
The photo coupler 13 is connected to the cathode side of the light emitting diode, and a positive voltage is supplied to the anode side through the current limiting resistor 23.

【0018】一方、パルス発生器14の正極出力は、フ
ォトカプラ13の出力トランジスタを介してプログラマ
ブルコントローラ(以下PCという)17の正極パルス
入力端子19−1に接続し、パルス発生器14の負極出
力は、直接PC17の負極パルス入力端子19−2に接
続する。
On the other hand, the positive output of the pulse generator 14 is connected to the positive pulse input terminal 19-1 of the programmable controller (hereinafter referred to as PC) 17 through the output transistor of the photocoupler 13, and the negative output of the pulse generator 14 is connected. Is directly connected to the negative pulse input terminal 19-2 of the PC 17.

【0019】パルス発生器14は常にパルスを発生させ
ておき、その周波数は固定である。
The pulse generator 14 always generates a pulse and its frequency is fixed.

【0020】また、コンパレータ7の出力回路には、抵
抗器16を介してフォトカプラ15の発光ダイオードの
アノードに接続する。
The output circuit of the comparator 7 is connected to the anode of the light emitting diode of the photocoupler 15 via the resistor 16.

【0021】フォトカプラ15の出力トランジスタは、
PC17のディジタル入力端子18−1,18−2に接
続する。
The output transistor of the photocoupler 15 is
It is connected to the digital input terminals 18-1 and 18-2 of the PC 17.

【0022】なお、21−1,21−2は電源端子であ
る。
Reference numerals 21-1, 21-2 are power supply terminals.

【0023】図2は図1のように構成したときの各部の
波形チャートを表わしたものである。
FIG. 2 shows a waveform chart of each part when configured as shown in FIG.

【0024】図1の実施例では遅れ力率の計測方法につ
いて述べているが、原理上、進み力率の計測もできる。
Although the embodiment of FIG. 1 describes the method of measuring the lagging power factor, it is also possible to measure the leading power factor in principle.

【0025】以下の説明は、図1と図2に基づき述べ
る。
The following description is based on FIGS. 1 and 2.

【0026】31はコンパレータ6に入力される交流電
源電圧波形で、出力波形は33のようになる。
Reference numeral 31 is an AC power supply voltage waveform input to the comparator 6, and the output waveform is as shown by 33.

【0027】32はコンパレータ7に入力される負荷電
流波形で、出力波形は34のようになる。
Reference numeral 32 is a load current waveform input to the comparator 7, and the output waveform is as 34.

【0028】この出力波形34をNOT回路10に入力
して、この出力波形が35のようになる。
The output waveform 34 is input to the NOT circuit 10 and the output waveform becomes as shown by 35.

【0029】コンパレータ6の出力波形33とNOT回
路10の出力波形はAND回路11に入力するとその出
力波形は36のようになる。
When the output waveform 33 of the comparator 6 and the output waveform of the NOT circuit 10 are input to the AND circuit 11, the output waveform becomes 36.

【0030】図2から明らかなように、AND回路11
の出力波形36の波形の幅は、交流電源電圧と負荷電流
の位相角と等しくなることが分かる。
As is apparent from FIG. 2, the AND circuit 11
It can be seen that the width of the waveform of the output waveform 36 is equal to the phase angle of the AC power supply voltage and the load current.

【0031】出力波形36はNOT回路に入力されるた
め、パルスゲートであるフォトカプラ13の出力トラン
ジスタは、出力波形36の電圧が高い間のみ、即ち、位
相角の間だけパルス発生器14のパルスがPC17のパ
ルス入力端子19−1,19−2に入力される。
Since the output waveform 36 is input to the NOT circuit, the output transistor of the photocoupler 13, which is a pulse gate, outputs the pulse of the pulse generator 14 only while the voltage of the output waveform 36 is high, that is, during the phase angle. Is input to the pulse input terminals 19-1 and 19-2 of the PC 17.

【0032】そこで、コンパレータ6,7とNOT回路
10,12とAND回路11およびフォトカプラ13な
どで構成される回路を位相角間パルスゲート回路と定義
する。
Therefore, a circuit composed of the comparators 6 and 7, the NOT circuits 10 and 12, the AND circuit 11 and the photocoupler 13 is defined as a pulse gate circuit between phase angles.

【0033】ここで、コンパレータ6,7は単に正弦波
交流のゼロクロス間の電圧を増巾して矩形波として取出
すために用いているのでゼロクロス検出回路などの他の
方法によることができるのは当然である。
Since the comparators 6 and 7 are simply used to increase the voltage between the zero crosses of the sine wave alternating current and extract it as a rectangular wave, it goes without saying that other methods such as a zero cross detection circuit can be used. Is.

【0034】また、パルスゲートに用いているフォトカ
プラ13はスイッチングトランジスタなどのスイッチン
グ機能を有するあらゆる素子が適用できる。
As the photocoupler 13 used for the pulse gate, any element having a switching function such as a switching transistor can be applied.

【0035】また、本実施例では、NOT回路をコンパ
レータ7の出力側に接続しているがこれはコンパレータ
6の出力側に接続しても何ら差支えない。
Further, in this embodiment, the NOT circuit is connected to the output side of the comparator 7, but this may be connected to the output side of the comparator 6 without any problem.

【0036】要するに、位相角間パルスゲート回路に入
力される2つの交流入力の位相がずれた間のみパルスゲ
ートが開く、あらゆる論理回路の組合せが適用できる。
In short, any combination of logic circuits can be applied in which the pulse gate is opened only when the phases of the two alternating current inputs to the phase angle pulse gate circuit are shifted.

【0037】PC17のパルス入力端子19−1,19
−2にパルスが入力し終えると、フォトカプラ15が導
通しPC17のディジタル入力端子18−1,18−2
が導通し、PC17はこの導通の立上りを検出し、以下
の力率演算を実行する。
Pulse input terminals 19-1 and 19 of the PC 17
-2, the photocoupler 15 becomes conductive when the pulse is completely input to the digital input terminals 18-1 and 18-2 of the PC 17.
Is conducted, and the PC 17 detects the rise of this conduction and executes the following power factor calculation.

【0038】以下に力率演算の方法について述べる。The power factor calculation method will be described below.

【0039】パルス発生器の周波数は、固定されて既知
であり、これをK(Hz)とし、交流電源1の周波数を
F(Hz)とする。
The frequency of the pulse generator is fixed and known, and is K (Hz), and the frequency of the AC power supply 1 is F (Hz).

【0040】PC17に入力されたパルス増加分をN
(P)とすると、 交流1周期の時間T=1/F(秒) 1パルス当たりの時間t=1/K(秒/P) 交流1周期の角度=360(度) ゆえに位相角θ(度)は下式で求められる。
The pulse increment input to the PC 17 is N
Assuming that (P), the time of one cycle of AC T = 1 / F (second) The time per pulse t = 1 / K (second / P) The angle of one cycle of AC = 360 (degree) Therefore, the phase angle θ (degree ) Is calculated by the following formula.

【0041】 Q=360tN/T=360FN/K(度) この位相角θの余弦をPC17で演算し力率が求められ
る。
Q = 360 tN / T = 360 FN / K (degrees) The PC 17 calculates the cosine of this phase angle θ to obtain the power factor.

【0042】PC17は、求めた力率をアナログ出力に
変換し、アナログ出力端子20−1,20−2にアナロ
グ出力する。22は力率指示計(遅れ・進み力率を指示
できる)である。
The PC 17 converts the obtained power factor into an analog output and outputs the analog output to the analog output terminals 20-1 and 20-2. Reference numeral 22 is a power factor indicator (which can indicate a delay / advance power factor).

【0043】なおPC17の通信機能を用いて求めた力
率を通信データで伝送できるのは当然である。
Of course, the power factor obtained by using the communication function of the PC 17 can be transmitted as communication data.

【0044】PC17は、この処理を交流の1周期毎に
実行するので極めて高速応答の力率計測が可能となる。
Since the PC 17 executes this processing every AC cycle, it is possible to measure the power factor with an extremely high speed response.

【0045】本実施例では、交流の1周期毎に力率計測
しているが、コンパレータ6の出力波形33と出力波形
35の排他的論理和回路を用いれば、半周期毎にパルス
ゲートを開閉できるので半周期毎に力率計測することも
できる。
In this embodiment, the power factor is measured for each cycle of alternating current, but if the exclusive OR circuit of the output waveform 33 and the output waveform 35 of the comparator 6 is used, the pulse gate is opened and closed every half cycle. Since it is possible, the power factor can be measured every half cycle.

【0046】なお、符合37,38で示す曲線は夫々、
電圧ピーク値、電流ピーク値を示す。
The curves indicated by the reference numerals 37 and 38 are respectively
The voltage peak value and the current peak value are shown.

【0047】図3は、遅れ力率および進み力率の計測が
できる本発明の実施例の一態様である。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention capable of measuring the delay power factor and the advance power factor.

【0048】以下、図3、図4及び図5に基づき説明す
る。
Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 3, 4 and 5.

【0049】コンパレータ41には、交流電源電圧信号
を入力し、コンパレータ42には、交流負荷電流を交流
電圧に変換して入力する。
An AC power supply voltage signal is input to the comparator 41, and an AC load current is converted into an AC voltage and input to the comparator 42.

【0050】コンパレータ41の出力とコンパレータ4
2の出力は、排他的論理和回路(以下EOR回路とい
う)43に入力し、このEOR回路43の出力はAND
回路44−1と44−2の入力の一つに入力する。
Output of comparator 41 and comparator 4
The output of 2 is input to an exclusive OR circuit (hereinafter referred to as an EOR circuit) 43, and the output of this EOR circuit 43 is ANDed.
Input to one of the inputs of circuits 44-1 and 44-2.

【0051】AND回路44−1のもう一つの入力には
コンパレータ41の出力を入力し、AND回路44−2
のもう一つの入力にはコンパレータ42の出力を入力す
る。
The output of the comparator 41 is input to the other input of the AND circuit 44-1 and the AND circuit 44-2 is used.
The output of the comparator 42 is input to the other input of the.

【0052】なお図3において48−2はAND回路、
24はNOT回路及び30は抵抗器である。
In FIG. 3, 48-2 is an AND circuit,
24 is a NOT circuit and 30 is a resistor.

【0053】いま、遅れ力率のとき、即ち、コンパレー
タ42の入力位相がコンパレータ41の入力より遅れて
いるときの各部の波形チャートは次のようになる。
Now, in the case of the delay power factor, that is, when the input phase of the comparator 42 is behind the input of the comparator 41, the waveform chart of each part is as follows.

【0054】遅れ力率の場合の波形チャートを示す図4
において51はコンパレータ41の入力波形、52はコ
ンパレータ42の入力波形、53はコンパレータ41の
出力波形、54はコンパレータ42の出力波形である。
FIG. 4 showing a waveform chart in the case of a delay power factor.
In FIG. 5, 51 is an input waveform of the comparator 41, 52 is an input waveform of the comparator 42, 53 is an output waveform of the comparator 41, and 54 is an output waveform of the comparator 42.

【0055】また53と54をEOR回路43に入力
し、その出力波形が55となる。
Further, 53 and 54 are input to the EOR circuit 43, and the output waveform thereof is 55.

【0056】この出力波形55とコンパレータ41の出
力波形53とを入力したAND回路104−1の出力波
形が56のようになる。
The output waveform of the AND circuit 104-1 into which the output waveform 55 and the output waveform 53 of the comparator 41 are input is as 56.

【0057】その結果、コンパレータ41の入力とコン
パレータ42との位相角の間のみパルスゲートであるフ
ォトカプラ45は導通し、この間のみパルス発生器46
からのパルスをPC17のパルス入力端子19−1,1
9−2に入力することとなる。一方、入力されたパルス
をもとに力率演算開始のタイミングは次のしくみで得
る。
As a result, the photocoupler 45, which is a pulse gate, conducts only during the phase angle between the input of the comparator 41 and the comparator 42, and the pulse generator 46 only during this period.
From the pulse input terminals 19-1, 1 of PC17
It will be input to 9-2. On the other hand, the timing for starting the power factor calculation based on the input pulse is obtained by the following mechanism.

【0058】コンパレータ41の出力は、その入力電圧
が負極になると同時に正電位となり(以下ONするとい
う)AND回路47−1の入力の一つに入力され、他の
もう一つの入力端子は、コンパレータ2の出力がONし
ていないのでAND回路47−2がOFFしており、N
OT回路50−2の出力はONするのでAND回路47
−1の出力はONし、AND回路48−1の入力の一つ
に入力され、コンパレータ42の出力がONするまで待
機すると共に、NOT回路50−1により、AND回路
47−2の出力がONしないようインタロックする。
The output of the comparator 41 becomes a positive potential at the same time that its input voltage becomes negative and is input to one of the inputs of the AND circuit 47-1 (hereinafter referred to as ON), and the other input terminal is the comparator. Since the output of 2 is not turned on, the AND circuit 47-2 is turned off, and N
Since the output of the OT circuit 50-2 is turned on, the AND circuit 47
The output of -1 is turned on, is input to one of the inputs of the AND circuit 48-1, and waits until the output of the comparator 42 is turned on, and the output of the AND circuit 47-2 is turned on by the NOT circuit 50-1. Interlock so as not to.

【0059】そして、コンパレータ42の出力は、位相
角分遅れてONし、その結果、AND回路48−1の出
力がONし、フォトカプラ49−1が導通し、PC17
のディジタル入力端子18−1,18−2がONする。
The output of the comparator 42 is turned on with a delay of the phase angle, as a result, the output of the AND circuit 48-1 is turned on, the photocoupler 49-1 is turned on, and the PC 17 is turned on.
The digital input terminals 18-1 and 18-2 are turned on.

【0060】PC17は、このディジタル入力の立上り
検出をすると、パルス入力端子19−1,19−2から
入力されたパルス増加分をもとに遅れ力率を演算し、力
率指示計22(遅れ・進み力率を指示できる。)にアナ
ログ出力する。
When the PC 17 detects the rising edge of the digital input, the PC 17 calculates the delay power factor based on the pulse increment input from the pulse input terminals 19-1 and 19-2, and outputs the power factor indicator 22 (delay).・ Progress power factor can be indicated.) Is analog output.

【0061】進み力率のときは、遅れ力率とは逆にフォ
トカプラ49−2が導通し、PC17は進み力率を演算
し、力率指示計22にアナログ出力する。
In the case of the advance power factor, the photocoupler 49-2 conducts in the opposite manner to the delay power factor, the PC 17 calculates the advance power factor, and outputs it to the power factor indicator 22 in an analog manner.

【0062】図5は、進み力率の場合の図4に対応する
図である。
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 in the case of the advance power factor.

【0063】図6は、本発明を応用した力率と電力を計
測する実施例の1例を示したものである。
FIG. 6 shows an example of an embodiment for measuring power factor and electric power to which the present invention is applied.

【0064】図1の実施例に交流電源電圧と交流電流の
ピーク値を検出するために、それぞれピーク値検出器3
9,40等を付加したものである。
In order to detect the peak value of the AC power supply voltage and the AC current in the embodiment of FIG.
9, 40, etc. are added.

【0065】以下に、電力測定のしくみについて説明す
る。
The mechanism of power measurement will be described below.

【0066】交流電源電圧は、ピーク値検出器39に入
力され、また、交流電流は、ピーク値検出器40に入力
され、それぞれ正電圧のときのピーク値をホールドして
PC17のアナログ入力端子25−1,25−2と27
−1,27−2に入力される。
The AC power supply voltage is input to the peak value detector 39, and the AC current is input to the peak value detector 40. The peak value when the voltage is positive is held and the analog input terminal 25 of the PC 17 is held. -1, 25-2 and 27
-1, 27-2 are input.

【0067】ここで、交流電源電圧に換算したピーク値
をEm 、交流負荷電流に換算したピーク値をIm 、力率
をPFとすると、図6の負荷2の消費電力Pは、 P=電圧実効値×電流実効値×PF となる。
Assuming that the peak value converted into the AC power supply voltage is E m , the peak value converted into the AC load current is I m , and the power factor is PF, the power consumption P of the load 2 in FIG. 6 is P = The voltage effective value × current effective value × PF.

【0068】ここに、電圧実効値=Em /√2 電流実効値=Im /√2 故に消費電力Pを求める式は P=(Em /√2)×(Im /√2)×PF となる。Here, the voltage effective value = E m / √2 and the current effective value = I m / √2 Therefore, the formula for calculating the power consumption P is P = (E m / √2) × (I m / √2) × It becomes PF.

【0069】PC17は、力率演算後、電圧ピーク値と
電流ピーク値をそれぞれアナログ入力端子25−1,2
5−2および27−1,27−2から読込んで上式の演
算を行い電圧と電源のピーク値をリセットするためディ
ジタル出力端子24−1,24−2および26−1,2
6−2を短絡するディジタル出力をONする。
After calculating the power factor, the PC 17 outputs the voltage peak value and the current peak value to the analog input terminals 25-1 and 25-2, respectively.
Digital output terminals 24-1, 24-2 and 26-1, 2 to read from 5-2 and 27-1, 27-2 and reset the voltage and the peak value of the power source by performing the above-mentioned calculation.
Turn on the digital output that shorts 6-2.

【0070】PC17は、求めた力率と電力を1周期毎
にアナログ出力し、力率指示計22と電力指示計28に
計測値を指示する。
The PC 17 analog-outputs the obtained power factor and electric power for each cycle, and instructs the power factor indicator 22 and the electric power indicator 28 on the measured values.

【0071】本実施例では、演算処理にPCを用いてい
るが、特にPCに限定されない。
In this embodiment, the PC is used for the arithmetic processing, but it is not limited to the PC.

【0072】本実施例は、単相交流力率・電力の計測で
あるが、平衡3相負荷の場合も測定が可能であり、交流
電源電圧と交流負荷電流の検出は各1点ずつでよい。
Although the present embodiment measures the single-phase AC power factor and power, it is possible to measure even the balanced three-phase load, and the AC power supply voltage and the AC load current can be detected by one point each. .

【0073】3相交流の不平衡負荷では交流電源電圧と
交流負荷電流の検出をそれぞれ2点ずつ、いわゆる2電
力計法で測定することが可能である。
With a three-phase AC unbalanced load, it is possible to measure the AC power supply voltage and the AC load current at two points each by the so-called two-power meter method.

【0074】[0074]

【効果】以上説明したように、本発明は、交流の位相
角、力率及び電力を1週期毎に計測できる特徴がある。
[Effect] As described above, the present invention is characterized in that the AC phase angle, the power factor, and the electric power can be measured every one week.

【0075】この特徴を生かして、バケットエレベータ
やトラフチェンコンベアなどの輸送機のように内部故障
で急凌な過負荷を招く負荷の場合、その電力を常に監視
し、過負荷時に直ちに電源を遮断し重大な損傷を防止で
きる、いわゆる過負荷保護装置に最適である。
Taking advantage of this feature, in the case of a load such as a transport machine such as a bucket elevator or a trough chain conveyor that causes a sudden overload due to an internal failure, the power is constantly monitored and the power is immediately shut off when the overload occurs. It is ideal for so-called overload protection devices that can prevent serious damage.

【0076】上述のように本発明は、超高速で電力回路
の位相角,力率のみならず電力も計測できるため、電力
回路の過渡現象解析や電動機駆動機器の過負荷保護など
に威力を発揮する極めて有益な発明である。
As described above, the present invention can measure not only the phase angle and power factor of the power circuit but also the power at an ultra-high speed, so that it is effective for transient phenomenon analysis of the power circuit and overload protection of the motor drive equipment. It is a very useful invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る計測法の原理的構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of a measuring method according to the present invention.

【図2】図1における各部の波形チャートを示す図面で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a waveform chart of each part in FIG.

【図3】遅れ、進み力率が測定できる本発明に係る力率
の計測法の原理的構成図である。
FIG. 3 is a principle configuration diagram of a power factor measuring method according to the present invention capable of measuring delay and advance power factors.

【図4】遅れ力率の場合の図3における各部の波形チャ
ートを示す図面である。
FIG. 4 is a drawing showing a waveform chart of each part in FIG. 3 in the case of a delay power factor.

【図5】進み力率の場合の図3における各部の波形チャ
ートを示す図面である。
FIG. 5 is a drawing showing a waveform chart of each part in FIG. 3 in the case of a forward power factor.

【図6】本発明の力率及び電力の計測法の原理的構成図
である。
FIG. 6 is a principle configuration diagram of a power factor and power measuring method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 負荷 3 変圧器 4 計器用変流器 5 抵抗器 6,7 コンパレータ 8,9 ツェナーダイオード 10,12 NOT回路 11 AND回路 13,15 フォトカプラ 14 パルス発生器 16 抵抗器 17 プログラマブルコントローラ 18−1,18−2 ディジタル入力端子 19−1 正極パルス入力端子 19−2 負極パルス入力端子 20−1,20−2 アナログ出力端子 21−1,21−2 電源端子 22 力率指示計 23 限流抵抗器 24−1,24−2,26−1,26−2 ディジタル
出力端子 25−1,25−2,27−1,27−2 アナログ入
力端子 28 電力指示計 29 NOT回路 30 抵抗器 31 コンパレータ6に入力される交流電源電圧波形 32 コンパレータ7に入力される負荷電流波形 33 コンパレータ6からの出力波形 34 コンパレータ7からの出力波形 35 NOT回路10からの出力波形 36 AND回路11からの出力波形 37 電圧ピーク値 38 電流ピーク値 39,40 ピーク値検出器 41,42 コンパレータ 43 排他的論理和回路 44−1,44−2 AND回路 45 フォトカプラ 46 パルス発生器 47−1,47−2,48−1,48−2 AND回路 49−1,49−2 フォトカプラ 50−1,50−2 NOT回路 51 コンパレータ41の入力波形 52 コンパレータ42の入力波形 53 コンパレータ41の出力波形 54 コンパレータ42の出力波形 55 EOR回路43の出力波形 56 AND回路44−1の出力波形
1 AC power supply 2 Load 3 Transformer 4 Current transformer for instrument 5 Resistor 6,7 Comparator 8,9 Zener diode 10,12 NOT circuit 11 AND circuit 13,15 Photocoupler 14 Pulse generator 16 Resistor 17 Programmable controller 18 -1, 18-2 Digital input terminal 19-1 Positive pulse input terminal 19-2 Negative pulse input terminal 20-1, 20-2 Analog output terminal 21-1, 21-2 Power supply terminal 22 Power factor indicator 23 Current limiting Resistors 24-1, 24-2, 26-1, 26-2 Digital output terminals 25-1, 25-2, 27-1, 27-2 Analog input terminals 28 Power indicator 29 NOT circuit 30 Resistor 31 Comparator AC power supply voltage waveform 32 input to 6 load current waveform 33 input to comparator 7 Comparator 6 Output waveform from 34 Output waveform from comparator 35 Output waveform from NOT circuit 36 Output waveform from AND circuit 37 Voltage peak value 38 Current peak value 39, 40 Peak value detector 41, 42 Comparator 43 Exclusive logic AND circuit 44-1, 44-2 AND circuit 45 Photocoupler 46 Pulse generator 47-1, 47-2, 48-1, 48-2 AND circuit 49-1, 49-2 Photocoupler 50-1, 50- 2 NOT circuit 51 Input waveform of comparator 41 52 Input waveform of comparator 42 53 Output waveform of comparator 41 54 Output waveform of comparator 42 55 Output waveform of EOR circuit 43 56 Output waveform of AND circuit 44-1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源電流を交流電圧に変換した交流
電圧と交流電源電圧との2つの信号を、該2つの信号の
位相がずれた間のみ導通する位相角間パルスゲート回路
に入力し、更に該パルスゲート回路を介してパルス発生
器とパルスカウンタを接続し、パルスカウンタの出力よ
り求めたパルス増加分を基に位相角を算出することを特
徴とする位相角の計測方法。
1. A two-phase signal, an AC voltage obtained by converting an AC power supply current into an AC voltage and an AC power supply voltage, is input to a phase-angle pulse gate circuit that conducts only while the two signals are out of phase, and further, A method for measuring a phase angle, characterized in that a pulse generator and a pulse counter are connected via the pulse gate circuit, and the phase angle is calculated based on the pulse increment obtained from the output of the pulse counter.
【請求項2】 請求項1において算出された位相角を余
弦演算して力率を算出することを特徴とする力率の計測
方法。
2. A method of measuring a power factor, which is characterized by calculating a cosine of the phase angle calculated in claim 1 to calculate a power factor.
【請求項3】 交流電源電流を交流電圧に変換した交流
電圧と交流電源電圧との2つの信号の夫々のピーク値及
び請求項2において算出された力率を基に電力を算出す
ることを特徴とする電力の計測方法。
3. The power is calculated based on the peak value of each of the two signals of the AC voltage and the AC power supply voltage obtained by converting the AC power supply current into the AC voltage and the power factor calculated in claim 2. And how to measure the power.
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