JPH10142306A - 誘導型電力量計の調整方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、各調整装置の相互干渉と呼ばれる現
象に影響されず、各調整装置の必要とする操作量を一度
に決定する。 【解決手段】虚負荷試験器２１から誘導型電力量計２０
への力率及び電流量を複数に変化したときの誘導型電力
量計２０における円板９の回転速度を発光素子２４及び
受光素子２５により測定する第１の工程と、この円板９
の回転速度の測定結果に基づいて計算機２８により誘導
型電力量計２０の性能を表す定数群を求める第２の工程
と、この第２の工程により求められた定数群と予め求め
られた誘導型電力量計２０に装備された各調整装置、例
えば制動磁石や不平衡負荷調整ネジなどの操作量との関
係に基づいて計算機２８により各調整装置の操作量を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、組立後の誘導型電
力量計の指示値を正確にするために調整工程において、
誘導型電力量計に装備されている不平衡負荷調整ネジな
どの各調整装置を操作するときの操作量を決定する誘導
型電力量計の調整方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は単相３線式の誘導型電力量計の構
成図であって、同図(a) は正面図、同図(b) は側面図で
ある。この誘導型電力量計は、シャーシ１に対し、電圧
コイル２ａ，２ｂ、電圧コイル鉄芯３ａ、３ｂ、不平衡
負荷調整ネジ４、電流コイル５ａ、５ｂ、電流コイル鉄
芯６ａ、６ｂ、位相調整板７ａ、７ｂ、軽負荷調整装置
８、円板９、レジスタ１０、制動磁石１１及び図示しな
い固定部品などを設けた構成となっている。

【０００３】図８(a) の正面図に示す左側の電圧コイル
２ａ、電圧コイル鉄芯３ａ、電流コイル５ａ、電流コイ
ル鉄芯６ａ及び位相調整板７ａから構成されるユニット
を１側コイルと呼び、かつ右側の電圧コイル２ｂ、電圧
コイル鉄芯３ｂ、不平衡負荷調整ネジ４、電流コイル５
ｂ、電流コイル鉄芯６ｂ、位相調整板７ｂ及び軽負荷調
整装置８から構成されるユニットを３側コイルと呼ぶ。

【０００４】この３側コイルの特徴は、不平衡負荷調整
ネジ４と軽負荷調整装置８とを備えていることである。
図９は単相３線式の誘導型電力量計の配線図を示し、１
側コイルが計量する電力量と３側コイルが計量する電力
量との和が総電力量となる。

【０００５】図１０は電圧コイル２ａ、２ｂが発生する
磁束ｂｖ(t) 、電流コイルユニットが発生する磁束ｂｉ
(t) 、制動磁石１１が発生する磁束Ｂｂを示す。しかる
に、円板９に発生する回転トルクＤは、図１０に示すよ
うにＢｖとＢｉに比例し、かつＢｂに逆比例する。そし
て、回転トルクＤは、ｂｖ(t) とｂｉ(t) との位相差が
π／２のとき最大となる。

【０００６】又、制動磁石１１によるトルクＴ_m は、円
板９の回転数Ｎに比例するので、 Ｔ_m ＝Ｋ_m ・Ｎ …(1) ＤとＴ_m とが釣りあったときに円板９の回転数Ｎは、一
定数Ｎとなる。

【０００７】これにより、必要とする調整を行うことに
より、円板９の回転数Ｎを負荷が消費する電力に比例さ
せることができ、円板９の回転量をレジスタ１０で計量
することで、負荷が消費する積算電力を計量できる。

【０００８】このような誘導型電力量計では、その指示
値を正確にするために、一般に以下に示す６種類の調整
装置を操作する。 (a) 重負荷調整 制動磁石１１を図８(b) に示すように矢印Ｄ方向に動か
すことにより、制動磁石１１による制動トルクを変化さ
せる。

【０００９】(b) ３側コイルの不平衡負荷調整ネジ４を
回転させる。図１１に示すように不平衡負荷調整ネジ４
を回転させることで、電圧コイル鉄芯３ａ、３ｂの空間
Ｂが不平衡負荷調整ネジ４で充填され、これら電圧コイ
ル鉄芯３ａ、３ｂの磁気抵抗が減少し、電圧コイル２
ａ、２ｂが発生する磁束ｂｖ(t) が増加する。

【００１０】以上の操作で、３側コイルによる円板９の
駆動トルクを調整し、１側コイルによる駆動トルクと３
側コイルによる駆動トルクのバランスをとる。 (c) ３側コイルの位相調整板７を調整する。

【００１１】図１２の電流コイルユニットに示すよう
に、電流コイル５ａ、５ｂ、電流コイル鉄芯６ａ、６
ｂ、位相調整板７から、かかる電流コイルユニットから
発生する磁束ｂｉ(t) は、電流コイル５ａ、５ｂ上の電
流による磁束と位相調整板７上の電流による磁束の合成
になり、位相調整板７上の電流の大小により、磁束ｂｉ
(t) の位相は電流コイル５ａ、５ｂ上の電流の位相によ
り遅れる。

【００１２】そこで、位相調整板７に切込み１２を入れ
ることで、図１３に示す位相調整板７の等価回路の抵抗
Ｒ２が変化し、位相調整板７上の電流を変化させる。こ
れにより、電流コイルユニットが発生する磁束ｂｉ(t)
の位相を任意に調整でき、かつ磁束ｂｉ(t) の位相と電
圧コイル２ａ、２ｂによる磁束ｂｖ(t) の位相差を所要
の値に調整できる。

【００１３】(d) １側コイルの位相調整板７を調整す
る。 (e) 軽負荷調整装置８を操作する。 この軽負荷調整装置８は、導体によりリング状に形成さ
れたもので、電圧コイル５ａ、５ｂによる磁束ｂｖ(t)
に応じて軽負荷調整装置８に電流が流れる。そして、こ
の軽負荷調整装置８が発生する磁束と電圧コイル５ａ、
５ｂが発生する磁束との組み合わせで円板９に回転トル
クが発生する。

【００１４】この回転トルクは、軽負荷調整装置８と電
圧コイル５ａ、５ｂとの位置関係で変化し、両者が同心
のときにゼロになるので、図８(b) に示す矢印Ｃ方向に
軽負荷調整装置８の位置をずらすことで調整される。

【００１５】なお、この回転トルクは、電流値に関係な
く発生するので、電流値が非常に小さい軽負荷のときに
円板９の回転に大きく影響する。従って、軽負荷状態の
指示値を調整するときには、この軽負荷調整装置８を使
用する。

【００１６】次にこれら６種類の調整装置を操作しての
誘導型電力量計の調整方法を、例えば単相３線式電力量
計（定格１００Ｖ、３０Ａ）について説明する。 (a) 重負荷調整（粗調整） １側コイル、３側コイルに力率１の定格電流と定格電圧
を通電し、円板９の回転速度を測定し、この円板９の回
転速度が正確な値になるように重負荷調整を行う。

【００１７】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。 (b) 不平衡負荷調整（粗調整） ３側コイルにだけ、力率１の定格電流と定格電圧を通電
し、円板９の回転速度を測定し、この円板９の回転速度
が必要とする値（重負荷調整の２分の１）になるように
不平衡負荷調整ネジ４を回す。

【００１８】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。 (c) 軽負荷調整（粗調整） １側コイル、３側コイルに力率１の定格３０分の１の電
流と定格電圧を通電し、円板９の回転速度を測定し、こ
の円板９の回転速度が必要とする値になるように軽負荷
調整装置８を操作する。

【００１９】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。 (d) １側コイル力率負荷調整 １側コイルにだけ、力率０．５の定格電流と定格電圧を
通電し、円板９の回転速度を測定し、この円板９の回転
速度が必要とする値になるように１側コイルの位相調整
板７ａに切込み１２をいれる。

【００２０】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。 (e) 不平衡負荷調整（微調整） ３側コイルにだけ、力率１の定格電流と定格電圧を通電
し、円板９の回転速度を測定し、この円板９の回転速度
が必要とする値になるように不平衡負荷調整ネジ４を回
す。

【００２１】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。 (f) ３側コイル力率負荷調整 ３側コイルにだけ、力率０．５の定格電流と定格電圧を
通電し、円板９の回転速度を測定し、この円板９の回転
速度が必要とする値になるように３側コイルの位相調整
板７ｂに切込み１２をいれる。

【００２２】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。 (g) 重負荷調整（微調整） １側コイル、３側コイルに力率１の定格電流と定格電圧
を通電し、円板９の回転速度を測定し、この円板９の回
転速度が正確な値になるように重負荷調整を行う。

【００２３】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。 (h) 軽負荷調整（微調整） １側コイル、３側コイルに力率１の定格３０分の１の電
流と定格電圧を通電し、円板９の回転速度を測定し、こ
の円板９の回転速度が必要とする値になるように軽負荷
調整装置８を操作する。

【００２４】この調整は、普通１回で完了しないため、
３回程度繰り返す。一方、誘導型電力量計の調整方法と
して指示誤差測定法がある。この測定法は、円板９上に
形成されたクリープホールと呼ばれる穴を発光素子及び
受光素子で検出することで円板９の回転速度を測定し、
この回転速度及び標準の電力量から指示誤差を求めて各
調整装置の操作量を決定し、これら調整装置の操作を行
うものとなる。すなわち、調整工程は、指示誤差測定、
各調整装置の操作量の決定、各調整装置の操作を繰り返
すことになる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように誘導型電
力量計の調整方法では、粗調整と微調整とがあり、全て
で８種類の調整工程がある。そのうえ、それぞれの調整
工程において３回程度の繰り返しがあるため、合計２４
回の測定、調整作業が必要となり、調整作業が非常に煩
雑なものとなる。

【００２６】粗調整と微調整とが必要となる理由は、各
調整装置の相互干渉と呼ばれる現象にあり、例えば位相
調整板７ａ、７ｂに切込み１２を入れたとき、電流コイ
ルユニットが発生する磁束ｂｉ(t) の位相だけが変化す
れば問題ないが、位相と同時に磁束ｂｉ(t) の大きさも
変化する。このため、位相調整板７ａ、７ｂに切込み１
２を入れた後に、不平衡負荷調整ネジ４の操作が必要と
なる。

【００２７】又、不平衡負荷調整ネジ４を操作した場合
も、電圧コイル２ａ、２ｂが発生する磁束ｂｖ(t) の大
きさだけが変化するものでなく位相も変化する。このた
め、不平衡負荷調整ネジ４の操作の後に位相調整が必要
となる。

【００２８】このように調整は、再現なく繰り返すこと
になるが、ある程度のところで打ち切る必要があり、上
述の通り粗調整と微調整とを含む８種類の調整工程で調
整を行っている。

【００２９】一方、指示誤差測定法を用いた調整方法で
は、指示誤差測定、各調整装置の操作量の決定及び各調
整装置の操作を繰り返し、かつ上記粗調整と微調整との
８種類の調整工程を行うために、その調整に非常に時間
がかかる。

【００３０】そのうえ、軽負荷状態の指示誤差を測定す
る場合には、円板９の回転速度が非常に遅いため、例え
ば１回の測定に１分以上の時間がかかり、調整工程は非
常に時間のかかるものとなる。

【００３１】そこで本発明は、各調整装置の相互干渉と
呼ばれる現象に影響されず、各調整装置の必要とする操
作量を一度に決定できる誘導型電力量計の調整方法及び
その装置を提供することを目的とする。

【００３２】又、本発明は、誘導型電力量計の指示誤差
量を瞬時に測定して、調整時間を大幅に短縮できる誘導
型電力量計の調整方法及びその装置を提供することを目
的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、誘導
型電力量計への力率及び電流量を複数に変化したときの
誘導型電力量計における円板の回転速度を測定する第１
の工程と、円板の回転速度の測定結果に基づいて誘導型
電力量計の性能を表す定数群を求める第２の工程と、こ
の第２の工程により求められた定数群と予め求められた
誘導型電力量計に装備された各調整装置の操作量との関
係に基づいて各調整装置の操作量を求める第３の工程
と、を有する誘導型電力量計の調整方法である。

【００３４】請求項２によれば、請求項１記載の誘導型
電力量計の調整方法において、誘導型電力量計の１側コ
イルに加わる電圧をＶ₁ 、３側コイルに加わる電圧をＶ
₃ 、１側コイルに流れる電流をＩ₁ 、３側コイルに流れ
る電流をＩ₃ 、１側コイルに対しての負荷に供給される
電圧と電流との位相差をc1、３側コイルに対しての負荷
に供給される電圧と電流との位相差をc3、円板の摩擦ト
ルクをＴ_f 、定数群をＫ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、Ｋ
L 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3とすると、円板の回
転数Ｎは、 Ｎ＝｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃
cos((b3-a3)＋c3) ＋ＫL Ｖ₃ ² −Ｔ_f ｝÷（Ｋ_m ＋Ｋ
_p1Ｖ₁ ² ＋Ｋ_p3Ｖ₃ ² ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ_c3Ｉ₃ ² ） により表され、このうちの定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、
b3-a3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3を求め
る。

【００３５】請求項３によれば、請求項２記載の誘導型
電力量計の調整方法において、誘導型電力量計に通電さ
れる電圧が略一定の場合、円板の回転数Ｎを、 Ｎ＝｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃
cos((b3-a3)＋c3) ＋Ｈ_f ｝÷（Ｋ_p ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ
_c3Ｉ₃ ² ） として表し、このうちの定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3
-a3 、Ｈ_f 、Ｋ_p 、Ｋ_c1、Ｋ_c3を求める。

【００３６】請求項４によれば、請求項２記載の誘導型
電力量計の調整方法において、誘導型電力量計における
制動磁石による制動トルクが電流コイルの磁束による制
動トルクと比較して大きい場合、円板の回転数Ｎを、 Ｎ＝Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ c
os((b3-a3)＋c3) ＋Ｈ として表し、このうちの定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3
-a3 、Ｈを求める。

【００３７】請求項５によれば、請求項２記載の誘導型
電力量計の調整方法において、誘導型電力量計における
電圧コイルと電流コイルによる各駆動トルクが非線形性
を持つ場合、円板の回転数Ｎを、 Ｎ＝Ｋ₁₁Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1)＋Ｋ₁₂（Ｖ₁ Ｉ
₁ ）² cos((b1-a1) ＋ c1)＋Ｋ₃₁Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3-a3)
＋c3)＋Ｋ₃₂（Ｖ₃ Ｉ₃ ）² cos((b3-a3)＋ c3)＋Ｈ として表し、このうちの定数群Ｋ₁₁、Ｋ₁₂、b1-a1 、Ｋ
₃₁、Ｋ₃₂、b3-a3 、Ｈを求める。

【００３８】請求項６によれば、誘導型電力量計に装備
された各調整装置を操作して指示値を調整するときに、
各調整装置の操作量を決定する誘導型電力量計の調整装
置において、標準とする少なくとも電力量を測定する標
準器と、誘導型電力量計の円板の回転速度を検出する回
転速度検出手段と、この回転速度検出手段により検出さ
れた円板の回転速度及び標準器の測定結果に基づいて誘
導型電力量計の性能を表す定数群を求める定数群演算手
段と、この定数群演算手段により求められた定数群と予
め求められた誘導型電力量計に装備された各調整装置の
操作量との関係に基づいて各調整装置の操作量を求める
操作量演算手段と、を備えた誘導型電力量計の調整装置
である。

【００３９】請求項７によれば、請求項６記載の誘導型
電力量計の調整装置において、回転速度検出手段は、円
板に形成されたクリープホールを検出する発光素子と受
光素子から成るものである。

【００４０】請求項８によれば、誘導型電力量計に装備
された各調整装置を操作して指示値を調整する誘導型電
力量計の調整方法において、誘導型電力量計の円板の回
転速度を検出する第１の工程と、この第１の工程により
検出された円板の回転速度と標準とする電力量とに基づ
いて誘導型電力量計の指示誤差量を測定する第２の工程
と、この第２の工程により測定された指示誤差量に基づ
いて各調整装置を操作する第３の工程と、を有する誘導
型電力量計の調整方法である。

【００４１】請求項９によれば、誘導型電力量計に装備
された各調整装置を操作して指示値を調整する誘導型電
力量計の調整装置において、標準とする少なくとも電力
量を測定する標準器と、誘導型電力量計の円板の回転速
度を検出する回転速度検出手段と、この回転速度検出手
段により検出された円板の回転速度と標準器により測定
された電力量とに基づいて誘導型電力量計の指示誤差量
を測定する指示誤差測定手段と、を備えた誘導型電力量
計の調整装置である。

【００４２】請求項１０によれば、請求項９記載の誘導
型電力量計の調整装置において、回転速度検出手段は、
レーザドップラ速度計である。請求項１１によれば、請
求項９記載の誘導型電力量計の調整装置において、回転
速度検出手段は、空間フィルタ法速度計である。

【００４３】請求項１２によれば、請求項９記載の誘導
型電力量計の調整装置において、回転速度検出手段によ
り検出された前記円板の回転速度の一定時間における平
均値を求めて前記指示誤差測定手段に送る。

【００４４】

【発明の実施の形態】

(1) 以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図８と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。本発明の誘導型電力
量計の調整方法は、図８に示す誘導型電力量計への力率
及び電流量を複数に変化したときの誘導型電力量計にお
ける円板９の回転速度を測定する第１の工程と、この円
板９の回転速度の測定結果に基づいて誘導型電力量計の
性能を表す定数群を求める第２の工程と、この第２の工
程により求められた定数群と予め求められた誘導型電力
量計に装備された各調整装置、例えば制動磁石１１や不
平衡負荷調整ネジ４などの操作量との関係に基づいて各
調整装置の操作量を求める第３の工程とを有している。

【００４５】図１はかかる調整方法を適用した誘導型電
力量計の調整装置の全体構成図である。被試験器として
の誘導型電力量計２０は、図８に示す誘導型電力量計と
同一構成である。この誘導型電力量計２０は、虚負荷試
験器２１に接続されている。

【００４６】この虚負荷試験器２１には、誘導型電力量
計２０の他に、標準器としての有効電力量計２２及び無
効電力計２３が接続され、これら誘導型電力量計２０、
電力量計２２及び無効電力計２３に対して同一条件の電
圧値、電流量、力率等で通電を行うものである。

【００４７】この場合、虚負荷試験器２１は、電圧コイ
ル２ａ、２ｂと電流コイル５ａ、５ｂに別々に通電を行
い、誘導型電力量計２０、電力量計２２を駆動するもの
となっている。

【００４８】誘導型電力量計２０には、円板９の回転速
度を検出する回転速度検出手段としての発光素子２４及
び受光素子２５が備えられている。これら発光素子２４
及び受光素子２５は、円板９を介して対向配置され、こ
の円板９の円周縁側に形成されたクリープホール２６を
検出して円板９の回転速度に対応した電気信号を発生す
るものとなっている。

【００４９】これら発光素子２４及び受光素子２５によ
り発生した電気信号は、センサアンプ２７を通して計算
機２８に送られている。この計算機２８は、発光素子２
４及び受光素子２５により発生した電気信号を入力する
と共に、有効電力量計２２及び無効電力量計２３により
それぞれ測定された標準値としての有効電力量、無効電
力量に応じた電気信号を入力し、これら電気信号に基づ
いて誘導型電力量計２０の性能を表す定数群を求める定
数群演算手段と、この定数群演算手段により求められた
定数群と予め求められた誘導型電力量計２０に装備され
た各調整装置、例えば不平衡負荷調整ネジ４の操作量と
の関係に基づいて各調整装置の操作量を求める操作量演
算手段としての機能を有している。

【００５０】又、この計算機２８は、虚負荷試験器２１
に対して誘導型電力量計２０に通電する電流、電圧、力
率条件を指示し、自動的に測定を連続して行う機能を有
している。

【００５１】なお、計算機２８には、表示器２９が接続
され、各調整装置の操作量の操作量を表示するものとな
っている。一方、有効電力量計（標準器）２２は、Ｖ₁
Ｉ₁ cos(c1) 、Ｖ₃ Ｉ₃ cos(c3)の正確な値を出力し、
無効電力量計２３は、無効電力Ｖ₁ Ｉ₁ sin(c1) 、Ｖ₃
Ｉ₃ sin(c3) の値を出力する。この両者の出力から力率
c1、c3の正確な値を計算する。これら電力量計２２及び
無効電力量計２３の出力は、Ｖ₁ Ｉ₁ 、Ｖ₃ Ｉ₃ 、c1、
c3の正確な値として計算機２８に入力されるものとなっ
ている。

【００５２】ここで、計算機２８により算出される誘導
型電力量計２０の各調整装置に必要とする操作量を求め
る方法について説明する。先ず、円板９に作用するトル
クについて説明する。この円板９に作用するトルクは次
のものがある。 (a) １側コイルによる駆動トルクＤ₁ (b) ３側コイルによる駆動トルクＤ₃ (c) ３側コイルの軽負荷調整装置８による駆動トルクＴ
L (d) 制動磁石１１による制動トルクＴ_m (e) １側電圧コイル２ａの磁束による制動トルクＴ_p1 (f) ３側電圧コイル２ｂの磁束による制動トルクＴ_p3 (g) １側電流コイル５ａの磁束による制動トルクＴ_c1 (h) ３側電流コイル５ｂの磁束による制動トルクＴ_c3 (i) 摩擦トルクＴ_f 以下、これらトルクについて具体的に説明する。 (a) １側コイルによる駆動トルクＤ₁ を求める。

【００５３】１側コイルの電圧コイル２ａに加わる電圧
を次式で表す。 ｖ₁ ＝Ｖ₁ sin(wt) …(2) １側コイルの電圧コイル２ａは、インダクタンス成分が
大きいので、これに流れる電流の位相は電圧に対してほ
ぼπ／２遅れ、この位相遅れをπ／２＋a1と表す。よっ
て、電圧コイル２ａが発生する磁束ｂｖ(t) は次式で表
される。

【００５４】 ｂｖ(t) ＝Ｂｖ₁ sin(wt−π／２＋a1） …(3) １側コイルの電流コイル５ａに流れる電流を次式で表
す。 ｉ₁ (t) ＝Ｉ₁ sin(wt−c1） …(4) ここで、c1は負荷にかかる電圧と負荷に流れる電流の位
相差であり、力率１のときc1＝０rad 、力率０．５のと
きc1＝π／３rad である。

【００５５】１側電流コイル５ａには、位相調整板７ａ
があり、これにより１側電流コイル５ａが発生する磁束
の位相は、これに流れる電流の位相よりb1でけ遅れる。
よって、１側電流コイルユニットが発生する磁束は次式
で表される。

【００５６】 ｂｉ(t) ＝Ｂｉ₁ sin(wt−b1−c1） …(5) 電圧コイルによる磁束と電流コイルユニットによる磁束
の位相差をδとすると、この位相差δは次式で表され
る。

【００５７】 δ＝π／２＋a1−（b1＋c1） …(6) 電圧コイルによる磁束と電流コイルユニットによる磁束
により円板９に作用するトルクＤ₁ は、Ｂｖ₁ とＢｉ₁
に比例し、位相差δがπ／２のとき最大となる。比例定
数Ｋ₁ として、トルクＤ₁ を式で表すと次式となる。

【００５８】 Ｄ₁ ＝Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ sin (π／２＋a1−（b1＋c1)) ＝Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos (a1−（b1＋c1)) ＝Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((a1−b1) −c1） …(7) cos内の符号を反対にして、 Ｄ₁ ＝Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1−a1) ＋c1） …(8) (b) ３側コイルによる駆動トルクＤ₃ １側コイルによる駆動トルクＤ₁ と同様に、３側コイル
による駆動トルクＤ₃は、比例定数Ｋ₃ として次式で表
される。

【００５９】 Ｄ₃ ＝Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3−a3) ＋c3) …(9) (c) ３側コイルの軽負荷調整装置８による駆動トルクＴ
L この駆動トルクＴL は、次式で表される。

【００６０】 ＴL ＝ＫL Ｖ₃ ² …(10) ここで、比例定数をＫL とし、３側電圧コイルに印加さ
れる電圧をＶ₃ とする。 (d) 制動磁石１１による制動トルクＴ_m この制動トルクＴ_m は、次式で表される。

【００６１】 Ｔ_m ＝Ｋ_m Ｎ …(11) ここで、比例定数をＫ_m とし、円板９の回転数をＮとす
る。 (e) １側電圧コイル２ａの磁束による制動トルクＴ_p1 この制動トルクＴ_p1は、次式で表される。

【００６２】 Ｔ_p1＝Ｋ_p1ＮＶ₁ ² …(12) ここで、比例定数をＫ_p1とし、１側電圧コイル２ａに印
加される電圧をＶ₁ とする。 (f) ３側電圧コイル２ｂの磁束による制動トルクＴ_p3 この制動トルクＴ_p3は、次式で表される。

【００６３】 Ｔ_p3＝Ｋ_p3ＮＶ₃ ² …(13) ここで、比例定数をＫ_p3とする。 (g) １側電流コイル５ａの磁束による制動トルクＴ_c1 この制動トルクＴ_c1は、次式で表される。

【００６４】 Ｔ_c1＝Ｋ_c1ＮＩ₁ ² …(14) ここで、比例定数をＫ_c1とし、１側電圧コイル２ａに流
れる電流をＩ₁ とする。 (h) ３側電流コイル５ｂの磁束による制動トルクＴ_c3 この制動トルクＴ_c3は、次式で表される。

【００６５】 Ｔ_c3＝Ｋ_c3ＮＩ₃ ² …(15) ここで、比例定数をＫ_c3とし、３側電圧コイル２ｂに流
れる電流をＩ₃ とする。 (i) 摩擦トルクはＴ_f により表す。

【００６６】以上、(a) 〜(h) に示す各トルクが釣り合
った状態で円板９は回転する。従って、トルクの釣り合
い式は次式で表される。 Ｄ₁ ＋Ｄ₃ ＋ＴL ＝Ｔ_m ＋Ｔ_p1＋Ｔ_p3＋Ｔ_c1＋Ｔ_c3＋Ｔ_f …(16) この式に上記式(8) 〜(15)を代入して、 Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1−a1) ＋c1） ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3−a3) ＋c3）＋ＫL Ｖ² ＝Ｋ_m Ｎ＋Ｋ_p1ＮＶ₁ ² ＋Ｋ_p3ＮＶ₃ ² ＋Ｋ_c1ＮＩ₁ ² ＋Ｋ_c3ＮＩ₃ ² ＋Ｔ_f …(17) この式より円板９の回転数Ｎを求めると、 Ｎ＝｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3-a3)＋c3) ＋ＫL Ｖ₃ ² −Ｔ_f ｝ ÷（Ｋ_m ＋Ｋ_p1Ｖ₁ ² ＋Ｋ_p3Ｖ₃ ² ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ_c3Ｉ₃ ² ） …(18) により表される。

【００６７】一方、単相３線式の電力量は、次式で表さ
れる。 Ｐ＝Ｖ₁ Ｉ₁ cos(c1)＋Ｖ₃ Ｉ₃ cos(c3) …(19) しかるに、誘導型電力量計２０の各調整装置を操作する
ことで、上記式(18)の定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a
3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3を変化させ、
上記式(18)を可能な限り式(19)に近付けると、円板９の
回転数Ｎが電力Ｐに比例することになり、誘導型電力量
計２０の指示値が負荷で消費される電力量に一致し、電
力量計として機能することになる。

【００６８】従って、誘導型電力量計２０に通電する力
率と電流値とを変化させた数種類の条件下で、誘導型電
力量計２０の円板９の回転速度を測定し、この測定結果
から誘導型電力量計２０の性質を表す定数群Ｋ₁ 、b1-a
1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ
_c3が求められる。

【００６９】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。計算機２８は、自動的に測定を連続して
行うために、虚負荷試験器２１に対して誘導型電力量計
２０に通電する電流、電圧、力率条件を指示する。

【００７０】虚負荷試験器２１は、誘導型電力量計２
０、標準器としての有効電力量計２２及び無効電力量計
２３に対し、同一条件の電圧値、電流量、力率等で通電
を行い、これを数種類の電流値、力率に変化させる。

【００７１】このような力率と電流値とを変化させた数
種類の条件下で、誘導型電力量計２０は、円板９が回転
する。このときの円板９の回転を発光素子２４及び受光
素子２５により検出し、その電気信号をセンサアンプ２
７を通して計算機２８に送り、円板９の回転数Ｎを測定
する。

【００７２】ここで、定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a
3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3である未知数
は１０個あるので、誘導型電力量計２０に与える虚負荷
試験器２１からの力率と電流値とを変化させた１０種類
の条件下で、円板９の回転数Ｎの測定を行う。

【００７３】一方、力率と電流値とを変化させた１０種
類の条件下で、標準器としての電力量計２２の電力量及
び無効電力量計２３の力率も計算機２８に送られる。こ
の計算機２８は、発光素子２４及び受光素子２５により
発生した電気信号を入力すると共に、電力量計２２及び
無効電力量計２３によりそれぞれ測定された標準値とし
ての電力量、力率に応じた電気信号を入力し、これら電
気信号に基づいて誘導型電力量計２０の性能を表す定数
群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、ＫL、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ
_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3を求める。

【００７４】すなわち、このときの測定条件と測定値
は、以下のようになる。 １回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₁ 回転数Ｎ₁ ２回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₂ 回転数Ｎ₂ ３回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₃ 回転数Ｎ_３ ： ： １０回目の測定条件（Ｖ_１ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₁₀ 回転数Ｎ₁₀ 測定条件の数をｎとすると、この場合ｎ＝１０である。

【００７５】上記した１０種類のデータを上記式(18)に
代入すると、１０元連立方程式ができ、上記計算機２８
は、この１０元連立方程式を解くことで定数群Ｋ₁ 、b1
-a1、Ｋ₃ 、b3-a3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、
Ｋ_c3を求める。

【００７６】又、他に定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a
3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3を求める方法
として最小二乗法を用いる方法がある。上記方法と同様
に、誘導型電力量計２０に与える虚負荷試験器２１から
の力率と電流値とを変化させたｎ種類の条件下での測定
を行う。この場合、未知数が１０個あるので、ｎは１０
以上の値をとることが望ましい。

【００７７】ｉ回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ
₃ 、Ｉ₃ 、c3）i で測定し、このときの回転数をＮi と
する。ｉ＝１〜ｎであり、ｎ組のデータがあるとする。

【００７８】上記式(18)を変形し、ｉ番目の測定の誤差
項Ｅi を次式で表す。 Ｅi ＝［｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1−a1) ＋c1） ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3−a3) ＋c3）＋ＫL Ｖ₃ ² −Ｔf ｝ ÷（Ｋ_m ＋Ｋ_p1Ｖ₁ ² ＋Ｋ_p3Ｖ₃ ² ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ_c3Ｉ₃ ² ｝］ −Ｎi …(20) ここで、Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3は、ｉ番目の
測定条件である。

【００７９】誤差項Ｅi の総和Ｆは、次式で表される。 Ｆ＝Ｅ₁ ＋Ｅ₂ ＋……＋Ｅｉ＋……＋Ｅｎ …(21) ここで、誤差項Ｅi の総和Ｆが最小となるような定数群
Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、
Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3の組み合わせを求める。このためには
計算機２８において下記の１０元連立方程式を解くこと
で求まる。

【００８０】

【数１】

【００８１】以上の手順で求まる値が、必要とする定数
群の値である。又、別の方法として誤差項Ｅi の総和Ｆ
が最小となるような定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3
、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3の組み合わせ
を数値的に求めてもよい。

【００８２】次に計算機２８は、上記の如く求めた定数
群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ
_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3から、重負荷調整に必要な量、必要とす
る不平衡負荷調整ネジ４の回転量、必要とする位相調整
板７ａ、７ｂの切込み量、必要とする軽負荷調整装置８
の操作量を求める。

【００８３】先ず、予め各調整装置、すなわち重負荷調
整、不平衡負荷調整ネジ４、２個の位相調整板７ａ、７
ｂ、軽負荷調整装置８を操作したときに、これらの定数
群がどの様に変化するかを求めておく。

【００８４】これは、各調整装置を実際に操作し、その
状態での定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃、b3-a3 、ＫL 、Ｋ
_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3を上述した方法で求めても
よいし、誘導型電力量計２０の磁場解析を行い解析的に
求めてもよい。

【００８５】図２及び図３はこのようにして求めたデー
タのイメージを示しており、図２は不平衡負荷調整ネジ
４の回転量を変化させたときのＫ₃ とb3-a3 の変化を示
し、図３は位相調整板７ａ、７ｂの切込み量を変化させ
たときのＫ₃ とb3-a3 の変化を示す。

【００８６】説明を簡単にするために、ここでは３側コ
イルの不平衡負荷調整ネジ４と位相調整板７ａの調整量
の求め方について説明する。図２及び図３に示すように
不平衡負荷調整ネジ４と位相調整板７ａにより変化する
定数はＫ₃ とb3-a3 である。

【００８７】調整前のＫ₃ とb3-a3 は、目標値から外れ
ている。図２及び図３に示すデータを用いれば、これら
定数Ｋ₃ 、b3-a3 を目標値に一致させるために必要な不
平衡負荷調整ネジ４の回転量と位相調整板７ａの切込み
量の組み合わせを求めることができる。

【００８８】すなわち、図２に示すように不平衡負荷調
整ネジ４の調整前の回転量と調整後の回転量との差から
必要な不平衡負荷調整ネジ４の回転量が求められ、図３
に示すように位相調整板７ａの調整前の切込み量と調整
後の切込み量との差から必要な位相調整板７ａの切込み
量が求められる。

【００８９】この方法によれば、不平衡負荷調整ネジ４
の回転量と位相調整板７ａの切込み量とを一度で求める
ことができ、従来の問題である調整装置の相互干渉で必
要となっていた粗調整と微調整が不要となり、調整工程
の手間が大幅に低減される。

【００９０】ここで、定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a
3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_{c1、K c3}の目標値は、計
器定数から理論的に決定することもできるし、調整が完
了した標準器としての電力量計２２の定数を上述した方
法で測定することから決定することもできる。定数b1-a
1 、b3-a3 の目標値は通常ゼロである。

【００９１】なお、ここでは不平衡負荷調整ネジと位相
調整板７ａとについて説明したが、同様にして、全ての
調整装置、すなわち重負荷調整、不平衡負荷調整ネジ
４、２個の位相調整板７ａ、７ｂ、軽負荷調整装置８に
ついて上述した方法で定数群を求め、かつ図２及び図３
に示すようなデータを用いることで、各調整装置の必要
とする操作量を決定できる。

【００９２】このように上記第１の実施の形態によれ
ば、従来のように８種類の調整工程を繰り返すことな
く、力率及び電流値を変化させた数回の連続した測定と
予め求められた誘導型電力量計２０の各調整装置の操作
量との関係についてのデータ解析とに基づき、各調整装
置の相互干渉と呼ばれる現象に影響されず、一度に全て
の調整装置の操作量を決定することができる。 (2) 次に本発明の第２の実施の形態について説明する。

【００９３】この発明は、第１の実施の形態において、
誘導型電力量計２０の定数群の数を減らしてデータ処理
の手間を簡略化したものである。上記式(18)において誘
導型電力量計２０に通電される電圧は、ほぼ一定である
ので、ＫL Ｖ₃ ² とＫ_p1Ｖ₁ ² ＋Ｋ_p3Ｖ₃ ² を一定値と
考えることができる。従って、上記式(18)は、次式のよ
うに変形される。

【００９４】Ｈf ＝ＫL Ｖ₃ ² −Ｔf 、Ｋ_p ＝Ｋ_m ＋Ｋ
_p1Ｖ₁ ² ＋Ｋ_p3Ｖ₃ ² とおいて、円板９の回転数Ｎは、 Ｎ＝｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3-a3)＋c3) ＋Ｈ_f ｝ ÷（Ｋ_p ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ_c3Ｉ₃ ² ） …(22) となる。

【００９５】この円板９の回転数Ｎの式から、誘導型電
力量計２０の定数群は、Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、
Ｈ_f 、Ｋ_p 、Ｋ_c1、Ｋ_c3の８個に減ることになる。この
結果、これらの定数群を求めるために必要な測定条件の
数をｎ＝８に減らすことができる。

【００９６】すなわち、測定条件と測定値は、以下のよ
うになる。 １回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₁ 回転数Ｎ₁ ２回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₂ 回転数Ｎ₂ ３回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₃ 回転数Ｎ₃ ： ： ８回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₈ 回転数Ｎ₈ これら８種類のデータを上記式(22)に代入すると、８元
連立方程式ができ、これを計算機２８において解くこと
で定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、Ｈ_f 、Ｋ_p 、Ｋ
_c1、Ｋ_c3が求められる。

【００９７】以下、計算機２８は、このように求められ
た定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、Ｈ_f 、Ｋ_p 、Ｋ
_c1、Ｋ_c3から、上記同様に、例えば図２及び図３に示す
データを用いて、重負荷調整に必要な量、必要とする不
平衡負荷調整ネジ４の回転量、必要とする位相調整板７
ａ、７ｂの切込み量、必要とする軽負荷調整装置８の操
作量を求める。

【００９８】このように上記第２の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態と同様に、従来のように８種
類の調整工程を繰り返すことなく、力率及び電流値を変
化させた数回の連続した測定と予め求められた誘導型電
力量計２０の各調整装置の操作量との関係についてのデ
ータ解析とに基づき、各調整装置の相互干渉と呼ばれる
現象に影響されず、一度に全ての調整装置の操作量を決
定することができる。

【００９９】そのうえ、誘導型電力量計２０の定数群の
数を８個に減らしてデータ処理の手間を簡略化できる。 (3) 次に本発明の第３の実施の形態について説明する。

【０１００】この発明は、第１の実施の形態において、
誘導型電力量計２０の定数群の数を第２の実施の形態よ
りも減らしてデータ処理の手間を簡略化したものであ
る。制動磁石１１による制動トルクＴ_m は、電流コイル
５ａ、５ｂの磁束による制動トルクＴ_c1、Ｔ_c3と比較し
てはるかに大きいので、電流コイル５ａ、５ｂの磁束に
よる制動トルクＴ_c1、Ｔ_c3の項を無視する。従って、上
記式(22)は、次のように変形される。

【０１０１】Ｔ_m ＞＞Ｔ_c1＋Ｔ_c3からＫ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ_c3
Ｉ₃ ² ＝０と考え、Ｋpc＝Ｋ_p ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ_c3Ｉ₃
² とおいて、 Ｎ＝｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3-a3)＋c3) ＋Ｈ_f ｝÷Ｋ_pc …(23) Ｋ₁ ＝Ｋ₁ ／Ｋ_pc、Ｋ₃ ＝Ｋ₃ ／Ｋ_pc、Ｈ＝Ｈ_f ／Ｋ_pc
とおいて、円板９の回転数Ｎは、Ｎ＝Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos
((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3-a3)＋c3) ＋Ｈ
…(24)として表される。

【０１０２】従って、測定条件と測定値は、以下のよう
になる。 １回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₁ 回転数Ｎ₁ ２回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₂ 回転数Ｎ₂ ３回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₃ 回転数Ｎ₃ ： ： ５回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₅ 回転数Ｎ₅ これら５種類のデータを上記式(24)に代入すると、５元
連立方程式ができ、これを計算機２８において解くこと
で定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、Ｈが求められ
る。

【０１０３】以下、計算機２８は、このように求められ
た定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、Ｈから、上記同
様に、例えば図２及び図３に示すデータを用いて、重負
荷調整に必要な量、必要とする不平衡負荷調整ネジ４の
回転量、必要とする位相調整板７ａ、７ｂの切込み量、
必要とする軽負荷調整装置８の操作量を求める。

【０１０４】このように上記第３の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することが
でき、そのうえ、誘導型電力量計２０の定数群の数を５
個に減らしてデータ処理の手間をさらに簡略化できる。 (4) 次に本発明の第４の実施の形態について説明する。

【０１０５】この発明は、第１の実施の形態において、
電圧コイルと電流コイルによる駆動トルクＤ₁ 、Ｄ₃ が
非線形性を持つ場合についてである。コイルの鉄心が磁
気的に飽和している場合にこのモデル化が有効である。

【０１０６】上記第３の実施の形態と同様に、制動磁石
１１による制動トルクＴ_m は、電流コイル５ａ、５ｂの
磁束による制動トルクＴ_c1、Ｔ_c3と比較してはるかに大
きいので、各電流コイル５ａ、５ｂの磁束による制動ト
ルクＴ_c1、Ｔ_c3の項を無視する。

【０１０７】駆動トルクＤ₁ 、Ｄ₃ の非線形性を考慮し
た場合、上記式(24)は次のように変形される。すなわ
ち、円板９の回転数Ｎは、 Ｎ＝Ｋ₁₁Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₁₂（Ｖ₁ Ｉ₁ ）² cos((b1-a1) ＋ c1) ＋Ｋ₃₁Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3-a3)＋c3) ＋Ｋ₃₂（Ｖ₃ Ｉ₃ ）² cos((b3-a3)＋ c3)＋Ｈ …（２
５） として表される。

【０１０８】この式（２５）から定数群は、７個の定数
群Ｋ₁₁、Ｋ₁₂、b1-a1 、Ｋ₃₁、Ｋ₃₂、b3-a3 、Ｈとな
る。従って、測定条件と測定値は、以下のようになる。

【０１０９】 １回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₁ 回転数Ｎ₁ ２回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₂ 回転数Ｎ₂ ３回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₃ 回転数Ｎ₃ ： ： ７回目の測定条件（Ｖ₁ 、Ｉ₁ 、c1、Ｖ₃ 、Ｉ₃ 、c3）₇ 回転数Ｎ₇ これら７種類のデータを上記式(25)に代入すると、７元
連立方程式ができ、これを計算機２８において解くこと
で定数群Ｋ₁₁、Ｋ₁₂、b1-a1 、Ｋ₃₁、Ｋ₃₂、b3-a3 、Ｈ
が求められる。

【０１１０】以下、計算機２８は、このように求められ
た定数群Ｋ₁₁、Ｋ₁₂、b1-a1 、Ｋ₃₁、Ｋ₃₂、b3-a3 、Ｈ
から、上記同様に、例えば図２及び図３に示すデータを
用いて、重負荷調整に必要な量、必要とする不平衡負荷
調整ネジ４の回転量、必要とする位相調整板７ａ、７ｂ
の切込み量、必要とする軽負荷調整装置８の操作量を求
める。

【０１１１】このように上記第４の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することが
でき、そのうえ、誘導型電力量計２０の定数群の数を７
個に減らしてデータ処理の手間を簡略化でき、さらに電
圧コイルと電流コイルによる駆動トルクＤ₁ 、Ｄ₃ が非
線形性を持つ場合に調整精度を大幅に向上できる。 (5) 次に本発明の第５の実施の形態について説明する。
なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい
説明は省略する。

【０１１２】本発明の誘導型電力量計の調整方法は、誘
導型電力量計２０の円板９の回転速度を検出する第１の
工程と、この第１の工程により検出された円板９の回転
速度と標準とする電力量とに基づいて誘導型電力量計の
指示誤差量を測定する第２の工程と、この第２の工程に
より測定された指示誤差量に基づいて各調整装置を操作
する第３の工程とを有している。

【０１１３】図４はかかる調整方法を適用した誘導型電
力量計の調整装置の全体構成図である。虚負荷試験器２
１は、誘導型電力量計２０及び標準器としての電力量計
２２が接続され、これら誘導型電力量計２０及び電力量
計２２に対して同一条件の電圧値、電流量、力率等で通
電を行うものである。

【０１１４】誘導型電力量計２０には、レーザドップラ
速度計３０が備えられている。このレーザドップラ速度
計３０は、レーザ干渉計の基本原理を利用して、円板９
の回転速度の瞬時値を検出する回転速度検出手段として
の機能を有している。

【０１１５】このレーザドップラ速度計３０の具体的な
構成は、図５に示すように例えば３．１７ＭＨｚのレー
ザ光を出力するレーザ光源３１が備えられている。この
レーザ光源３１から出力されるレーザ光路上にビームス
プリッタＢＳ₁ を配置し、ここで参照光３２と物体光３
３とに分岐している。

【０１１６】このうち参照光３２の光路上には、プリズ
ムＰが配置され、このプリズムＰの反射光路上に音響光
学式変調器（ＢＲＡＧＧ ＣＥＬＬ）３４、ビームスプ
リッタＢＳ₂ 及びデテクタ３５が配置されている。

【０１１７】このうち音響光学式変調器３４は、参照光
３２に常に４０Ｎｈｚの周波数シフトを与えて、振動方
向を区別している。又、物体光の光路上には、ビームス
プリッタＢＳ₃ 及び集光レンズ３６が配置され、さらに
この光路の延長上に測定物、すなわち円板９が配置され
るものとなっている。

【０１１８】なお、ビームスプリッタＢＳ₃ の分岐光路
上には、ビームスプリッタＢＳ₂ が配置されている。そ
して、ビームスプリッタＢＳ₂ の分岐光路上には、デテ
クタ３８が配置されている。

【０１１９】各デテクタ３５、３８の出力端子は、演算
増幅器３９の各入力端子に接続され、これらデテクタ３
５、３８から出力された各電気信号を速度信号として増
幅出力するものとなっている。

【０１２０】このような構成であれば、レーザ光源３１
から出力されたレーザ光は、ビームスプリッタＢＳ₁ に
より参照光３２と物体光３３とに分割される。このうち
物体光３３は、ビームスプリッタＢＳ₂ を通過し、集光
レンス３６により測定物、すなわち円板９に集光され
る。

【０１２１】この円板９からの散乱光は、同一光路を戻
り、偏光の作用によりビームスプリッタＢＳ₂ で反射さ
れ、ビームスプリッタＢＳ₃ に進む。一方、参照光は、
プリズムＰで反射し、音響光学式変調器３４で周波数シ
フトが行われ、ビームスプリッタＢＳ₃ に進む。

【０１２２】このビームスプリッタＢＳ₃ 上において、
円板９からの散乱戻り光と参照光とが入射するが、これ
ら散乱戻り光と参照光との間には周波数差があるので強
度変調が発生し、これが各デテクタ３５、３８に入射す
る。

【０１２３】すなわち、振動物体（円板９）からの散乱
戻り光は、振動速度に比例したドップラシフトが発生し
ているので、ドップラ効果の基本公式に従って、振動物
体の速度を求めることができる。例えば３．１７ＭＨｚ
のレーザ光のドップラシフトは、１ｍ／ｓの振動速度に
相当する。

【０１２４】これらデテクタ３５、３８は、それぞれ入
射した光強度に応じた各電気信号に変換し、演算増幅器
３９に送る。なお、２つのデテクタ３５、３８を用いて
いるのは、ノイズとドリフトを抑えるためである。

【０１２５】この演算増幅器３９は、各デテクタ３５、
３８から出力された各電気信号を速度信号として増幅出
力する。一方、計算機４０は、レーザドップラ速度計３
０からの速度信号及び標準器としての電力量計２２によ
り測定された電力量とに基づいて誘導型電力量計２０の
指示誤差量を測定する指示誤差測定手段としての機能を
有している。

【０１２６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。虚負荷試験器２１は、誘導型電力量計２
０及び電力量計２２に対して同一条件の電圧値、電流
量、力率等で通電を行う。

【０１２７】これにより、誘導型電力量計２０は、通電
された電圧値、電流量に応じた回転速度で円板９が回転
する。又、電力量計２２は、通電された電圧値、電流量
及び力率に応じた正確な電力量を測定する。

【０１２８】この状態に、レーザドップラ速度計３０
は、誘導型電力量計２０で回転している円板９の回転速
度の瞬時値を検出し、これに応じた速度信号を出力す
る。計算機４０は、レーザドップラ速度計３０からの速
度信号及び標準器としての電力量計２２により測定され
た電力量とを入力し、これら速度信号及び標準の電力量
に基づいて誘導型電力量計２０の指示誤差量を求め、こ
の指示誤差量や円板９の回転速度を表示器２９に表示す
る。

【０１２９】従って、操作者は、表示器２９に表示され
た誘導型電力量計２０の指示誤差量に従って誘導型電力
量計２０の各調整装置、すなわち制動磁石１１を操作、
不平衡負荷調整ネジ４を回転、位相調整板７ａ、７ｂを
切込み、軽負荷調整装置８を操作して、誘導型電力量計
２０の指示値を誤差のないものとする。

【０１３０】すなわち、操作者は、表示器２９に表示さ
れる指示誤差量や円板９の回転速度を見ながら誘導型電
力量計２０の各調整装置の調整ができ、あたかもラジオ
のボリュームを回して所要の音量に合わせるような感覚
で、誘導型電力量計２０の調整が実施できる。

【０１３１】このように上記第５の実施の形態によれ
ば、誘導型電力量計２０の円板９の回転速度をレーザド
ップラ速度計３０により検出し、この検出された円板９
の回転速度と標準とする電力量とに基づいて誘導型電力
量計２０の指示誤差量を表示し、この指示誤差量に基づ
いて各調整装置を操作するようにしたので、従来のよう
に指示誤差測定、各調整装置の操作量の決定及び各調整
装置の操作を繰り返し作業する必要がなく、表示される
指示誤差量や円板９の回転速度を見ながら誘導型電力量
計２０の各調整装置の調整ができて、その調整時間を大
幅に短縮できる。さらに、容易に指示誤差量がゼロにな
るまで調整操作を続行できる。

【０１３２】なお、上記第５の実施の形態は、回転速度
検出手段としてレーザドップラ速度計３０の代わりに図
６に示すような空間フィルタ法速度計を用いてもよい。
この空間フィルタ法速度計は、ランプ４０及びセンサ４
１を光源・信号処理装置４２に接続し、測定物（円板
９）４３の回転速度を測定するものとなる。

【０１３３】この空間フィルタ法速度計の動作原理は、
次の通りである。図７に示すように測定物（円板９）４
３の表面には、自然光や投影光によるランダムな光ムラ
が分布している。

【０１３４】この測定物４３の移動方向に対し、直角方
向に一定間隔で配列されたスリット列（空間フィルタ）
４４を配置し、レンズ４５を通して測定物４３面にスリ
ット列を写し出す。

【０１３５】このようにして測定物４３の表面にスリッ
ト列を配置することにより、測定物４３の表面に存在す
る大小の光ムラ成分のうち、スリット４４のピッチ幅と
同じ大きさのムラ成分だけを抽出する。

【０１３６】この抽出された成分によって発生する反射
光量の変動をパルス信号に変換し、演算処理すること
で、測定物４３の速度及び距離Ｈが求められる。又、上
記第５の実施の形態は、レーザドップラ速度計３０又は
空間フィルタ法速度計により検出された円板９の回転速
度の一定時間における平均値を求め、この平均の回転速
度と標準とする電力量とに基づいて誘導型電力量計２０
の指示誤差量を求めるようにしてもよい。

【０１３７】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、各
調整装置の相互干渉と呼ばれる現象に影響されず、各調
整装置の必要とする操作量を一度に決定できる誘導型電
力量計の調整方法及びその装置を提供できる。

【０１３８】又、本発明によれば、誘導型電力量計の指
示誤差量を瞬時に測定して、調整時間を大幅に短縮でき
る誘導型電力量計の調整方法及びその装置を提供でき
る。を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる誘導型電力量計の調整装置の第
１の実施の形態を示す構成図。

【図２】不平衡負荷調整ネジの回転量を変化させたとき
の定数Ｋ₃ とb3-a3 の変化を示す図。

【図３】位相調整板の切込み量を変化させたときの定数
Ｋ₃ とb3-a3 の変化を示す図。

【図４】本発明に係わる誘導型電力量計の調整装置の第
５の実施の形態を示す構成図。

【図５】レーザドップラ速度計の具体的な構成図。

【図６】空間フィルタ法速度計の構成図。

【図７】空間フィルタ法速度計の動作原理を示す図。

【図８】単相３線式の誘導型電力量計の構成図。

【図９】単相３線式の誘導型電力量計の配線図。

【図１０】電圧コイル、電流コイルユニット及び制動磁
石が発生する磁束を示す図。

【図１１】不平衡負荷調整ネジの作用を示す図。

【図１２】位相調整板の作用を示す図。

【図１３】位相調整板への切込み作用を示す図。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ…電圧コイル ４…不平衡負荷調整ネジ、 ５ａ，５ｂ…電流コイル、 ７ａ，７ｂ…位相調整板、 ８…軽負荷調整装置、 ９…円板、 １１…制動磁石、 ２０…誘導型電力量計、 ２１…虚負荷試験器、 ２２…電力量計（標準器）、 ２３…力率計、 ２４…発光素子、 ２５…受光素子、 ２６…クリープホール、 ２８，４０…計算機、 ３０…レーザドップラ速度計。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導型電力量計への力率及び電流量を複
   数に変化したときの前記誘導型電力量計における円板の
   回転速度を測定する第１の工程と、 前記円板の回転速度の測定結果に基づいて前記誘導型電
   力量計の性能を表す定数群を求める第２の工程と、 この第２の工程により求められた前記定数群と予め求め
   られた前記誘導型電力量計に装備された各調整装置の操
   作量との関係に基づいて前記各調整装置の操作量を求め
   る第３の工程と、を有することを特徴とする誘導型電力
   量計の調整方法。
2. 【請求項２】 前記誘導型電力量計の１側コイルに加わ
   る電圧をＶ₁ 、３側コイルに加わる電圧をＶ₃ 、１側コ
   イルに流れる電流をＩ₁ 、３側コイルに流れる電流をＩ
   ₃ 、前記１側コイルに対しての負荷に供給される電圧と
   電流との位相差をc1、前記３側コイルに対しての負荷に
   供給される電圧と電流との位相差をc3、前記円板の摩擦
   トルクをＴ_f 、前記定数群をＫ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a
   3 、ＫL 、Ｋ_m 、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3とすると、前
   記円板の回転数Ｎは、 Ｎ＝｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃
   cos((b3-a3)＋c3) ＋ＫL Ｖ₃ ² −Ｔ_f ｝÷（Ｋ_m ＋Ｋ
   _p1Ｖ₁ ² ＋Ｋ_p3Ｖ₃ ² ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ_c3Ｉ₃ ² ） により表され、このうちの前記定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ
   ₃ 、b3-a3 、ＫL 、Ｋ_m、Ｋ_p1、Ｋ_p3、Ｋ_c1、Ｋ_c3を求
   めることを特徴とする請求項１記載の誘導型電力量計の
   調整方法。
3. 【請求項３】 前記誘導型電力量計に通電される電圧が
   略一定の場合、前記円板の回転数Ｎを、 Ｎ＝｛Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃
   cos((b3-a3)＋c3) ＋Ｈ_f ｝÷（Ｋ_p ＋Ｋ_c1Ｉ₁ ² ＋Ｋ
   _c3Ｉ₃ ² ） として表し、このうちの定数群Ｋ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3
   -a3 、Ｈ_f 、Ｋ_p 、Ｋ_{c1、K c3}を求めることを特徴とする
   請求項２記載の誘導型電力量計の調整方法。
4. 【請求項４】 前記誘導型電力量計における制動磁石に
   よる制動トルクが電流コイルの磁束による制動トルクと
   比較して大きい場合、前記円板の回転数Ｎを、 Ｎ＝Ｋ₁ Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1) ＋Ｋ₃ Ｖ₃ Ｉ₃ c
   os((b3-a3)＋c3) ＋Ｈとして表し、このうちの定数群Ｋ
   ₁ 、b1-a1 、Ｋ₃ 、b3-a3 、Ｈを求めることを特徴とす
   る請求項２記載の誘導型電力量計の調整方法。
5. 【請求項５】 前記誘導型電力量計における電圧コイル
   と電流コイルによる各駆動トルクが非線形性を持つ場
   合、前記円板の回転数Ｎを、 Ｎ＝Ｋ₁₁Ｖ₁ Ｉ₁ cos((b1-a1)＋c1)＋Ｋ₁₂（Ｖ₁ Ｉ
   ₁ ）² cos((b1-a1) ＋ c1)＋Ｋ₃₁Ｖ₃ Ｉ₃ cos((b3-a3)
   ＋c3)＋Ｋ₃₂（Ｖ₃ Ｉ₃ ）² cos((b3-a3)＋ c3)＋Ｈ として表し、このうちの定数群Ｋ₁₁、Ｋ₁₂、b1-a1 、Ｋ
   ₃₁、Ｋ₃₂、b3-a3 、Ｈを求めることを特徴とする請求項
   ２記載の誘導型電力量計の調整方法。
6. 【請求項６】 誘導型電力量計に装備された各調整装置
   を操作して指示値を調整するときに、前記各調整装置の
   操作量を決定する誘導型電力量計の調整装置において、 標準とする少なくとも電力量を測定する標準器と、 前記誘導型電力量計の円板の回転速度を検出する回転速
   度検出手段と、 この回転速度検出手段により検出された前記円板の回転
   速度及び前記標準器の測定結果に基づいて前記誘導型電
   力量計の性能を表す定数群を求める定数群演算手段と、 この定数群演算手段により求められた前記定数群と予め
   求められた前記誘導型電力量計に装備された各調整装置
   の操作量との関係に基づいて前記各調整装置の操作量を
   求める操作量演算手段と、を具備したことを特徴とする
   誘導型電力量計の調整装置。
7. 【請求項７】 前記回転速度検出手段は、前記円板に形
   成されたクリープホールを検出する発光素子と受光素子
   から成ることを特徴とする請求項６記載の誘導型電力量
   計の調整装置。
8. 【請求項８】 誘導型電力量計に装備された各調整装置
   を操作して指示値を調整する誘導型電力量計の調整方法
   において、 前記誘導型電力量計の円板の回転速度を検出する第１の
   工程と、 この第１の工程により検出された前記円板の回転速度と
   標準とする電力量とに基づいて前記誘導型電力量計の指
   示誤差量を測定する第２の工程と、 この第２の工程により測定された前記指示誤差量に基づ
   いて前記各調整装置を操作する第３の工程と、を有する
   ことを特徴とする誘導型電力量計の調整方法。
9. 【請求項９】 誘導型電力量計に装備された各調整装置
   を操作して指示値を調整する誘導型電力量計の調整装置
   において、 標準とする少なくとも電力量を測定する標準器と、 前記誘導型電力量計の円板の回転速度を検出する回転速
   度検出手段と、 この回転速度検出手段により検出された前記円板の回転
   速度と前記標準器により測定された電力量とに基づいて
   前記誘導型電力量計の指示誤差量を測定する指示誤差測
   定手段と、を具備したことを特徴とする誘導型電力量計
   の調整装置。
10. 【請求項１０】 前記回転速度検出手段は、レーザドッ
    プラ速度計であることを特徴とする請求項９記載の誘導
    型電力量計の調整装置。
11. 【請求項１１】 前記回転速度検出手段は、空間フィル
    タ法速度計であることを特徴とする請求項９記載の誘導
    型電力量計の調整装置。
12. 【請求項１２】 前記回転速度検出手段により検出され
    た前記円板の回転速度の一定時間における平均値を求め
    て前記指示誤差測定手段に送ることを特徴とする請求項
    ９記載の誘導型電力量計の調整装置。