JPS5831249Y2 - 電気機器の稼動効率測定装置 - Google Patents

電気機器の稼動効率測定装置

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JPS5831249Y2
JPS5831249Y2 JP5790679U JP5790679U JPS5831249Y2 JP S5831249 Y2 JPS5831249 Y2 JP S5831249Y2 JP 5790679 U JP5790679 U JP 5790679U JP 5790679 U JP5790679 U JP 5790679U JP S5831249 Y2 JPS5831249 Y2 JP S5831249Y2
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好文 安藤
政市 大森
知治 藤田
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東京電力株式会社
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【考案の詳細な説明】 この考案は電動機及び変圧器等の電気機器を運転状態の
ま\で無負荷運転時間、負荷運転時間等各種負荷状態に
むける運転時間を計測することによって各種の稼動効率
をチェックする電気機器の稼動効率測定装置に関する。
電力設備にむいてこの電力設備内に設置され運転される
電動機及び変圧器等の各種の電気機器のそれぞれ実際の
稼動効率をチェックすることは、電気機器の適切な運転
方法の検討や、その電力設備に適当な電気機器の選定や
、電力設備の効果的な運営を図る場合等に必要なことで
ある。
このような目的で測定される電気機器の稼動効率として
、いろいろの負荷状態に釦げる運転時間を、ある条件を
基底とする時間と比較して求める方法があるが、この場
合、両者の時間の測定には現在2つ以上の要素を1台の
測定器で、取扱いが簡易で、しかも適切な測定をするも
のはない。
この装置は運転中でも電気機器を停止することなく容易
に各種の使用状態にむける稼動効率を1台の測定器で測
定できるようにし、かつ本装置の基本型は基底とする要
素外と、測定対象の要素外とに対応するそれぞれの時間
を、1つの入力で計量するようにしたものである。
例えば、本装置により電動機のある運転時間内の有効稼
動効率を測定しようとする場合は、1つのクランプ型C
Tを使用して全運転時間Toと有効運転とされている6
0〜100%の間の負荷時運転時間T1を計量してTl
/TOX100(%)によって求めることができる。
しかし、稼動効率には上記、した運転時間内の有効稼動
効率の他に全時間内または運転時間内における無負荷運
転時間率、過負荷稼動率、不良稼動率及び、全時間内有
効稼動率、並びに特定負荷稼動率等が挙げられる、この
中でも全時間内有効稼動率と全時間内過負荷運転稼動率
などは特に必要とされるものと思われ、かつこれらの稼
動率が同一時間帯にち・いて、同時に計測できれば、そ
のブタは更に貴重なものとなるが、時間をも−いて別別
に計測する場合は測定時間がそれだけ長くなり、かつ測
定時間の条件も厳密には同じとはいえないので、データ
としては不十分の場合がある。
しかし、数種のデータを同時に計測するには、同じ測定
装置を数台揃えなげればならず、不経済である。
この考案は上記事項に鑑み成されたもので、電気機器を
運転状態のま\で、電気機器の配線に1つのクランプ変
流器をクランプすることによって、この1つの変流器か
らの入力で基底とする要素外と測定対象とする要素外と
に対応するそれぞれの時間を計量するように前記クラン
プ変流器に2つの要素外の時間を計量するそれぞれの時
間計を動作させる回路を接続して、1つの入力で2つの
要素外の計量を可能にすることで取扱いを簡単にし、装
置を簡単に小型軽量化して安価に構成したものを基本型
とすると共に、前記測定対象とする要素外に対応する時
間を計量する時間計及び測定対象に従って前記時間計の
動作を制御する回路を複数組設けて前記クランプ変流器
に接続し、1つの基底とする要素外と複数の測定対象と
する要素外とに対応するそれぞれの時間を計量するよう
に構成して同時に測定できる測定項目の拡大によって測
定要素の多重化と、測定時間及び測定に要する手間を省
き、かつ信頼性の高い測定を行なうことができる電気機
器の稼動効率測定装置を提供することを目的とするもの
である。
以下この考案の電気機器の稼動効率測定装置を実施例に
よって説明する。
第1図はこの考案の電気機器の稼動効率測定装置の簡単
なブロック図であり、図において、CTはクランプ変流
器、SWlは切換スイッチ、Bは電源回路、Cは整流回
路、Xばり、設定回路J、LO比較検出回路Dりリレー
接点S4及び時間計HMOからなる基底とする要素外を
測定する測定回路であり、YばL設定回路に、L比較検
出回路E、H設定回路M、H比較検出回路F、IJワレ
一点S5.S6及び時間計HM1からなる測定対象とす
る要素外を測定する測定回路であり、Nはリミッタ−回
路である。
以下、これらを詳細に説明すると、第2図は回路図を示
すもので、図に釦いて、電源回路Bは、交流100v入
力を電圧降下させた交流出力を切替スイッチSW1と整
流回路Cを介して直流に変換してLo比較検出回路り。
L比較検出回路E、H比較検出回路Fの各演算増幅器O
PI tOPz s□OP3に出力すると共に、電源回
路B内の整流定電圧回路で直流定電圧に変換してLo設
定回路J、L設定回路に、H設定回路M 、’Llo比
較検出回路り、L比較検出回路E。
H比較検出回路F及びリミッタ−回路Nに出力す。
るものである。
そして電源回路Bは電源表示灯HD4及び抵抗R25と
、雑音防止のためのノイズフィルターNFと、電源トラ
ンスTRと、この電源トランスTRの一方の二次巻線L
2に並列に接続されたコンデンサC13及び可変抵抗V
、R4と、電源トランスTRの他方の二次巻線L3に接
続さ。
れたコンデンサCn ’t C]、 2 、チョークコ
イルL4tL5及び整流ブリッジREC2と、この整流
ブリッジREC2の出力側に接続されたコンデンサC1
4゜C1,5tci61C175C18及び定電圧素子
AVRで構成される。
上記可変抵抗VR,iは設定ダイヤルを構成し、可変抵
抗VR4の両端は切替スイッチSW1のb端子(設定側
)に接続され、最大6Vの交流電圧を出力する。
一方、電源トランスTRの他方の二次巻線L3に接続さ
れた整流、定電圧回路の出力側端子d 、、eには直流
定電圧が出力される。
整流回路Cは切替スイッチSW1を介して入力される交
流入力を整流、波形整形してLO比較検出回路り、L比
較検出回路E、H比較検出回路F及びIJ ミツター回
路Nのそれぞれ演算増幅器・OPl、OPz、O20,
O12に出力するもので、整流ブリッジREC1と蒐ダ
イ、オードD1と、抵抗R1と、コンデンサC1とで構
成され、■側のf端子はそれぞれ抵抗R3,R8,R1
3,R19を介してOPIの■側、OPzの■側、O2
0の一側、O12の■側の入力端子に接続される。
また、上記電源回路B及び整流回路Cに接続される基底
とする要素外を測定する測定回路Xと測定対象とする要
素外を測定する測定回路Yの回路構成を以下に述べるが
、両者はほぼ共通する回路構成をとるため、両者を区分
せずに以下回路の機能毎にまとめて説明する。
。′Lo・設定回路Jは成る基底とする要素外の基準と
なる電流値を設定してり。
比較検出回路りを動作させ、L設定回路には測定対象と
する要素外すなわち成る一定幅範囲の下限電流値を設定
してL比較検出回路Eを動作させ、■設定回路Mは前記
測定対象とする要素外の成る一定範囲の上限電流値を設
定してH比較検出回路Fを動作させるもので、Lo設定
回路Jは抵抗R2と可変抵抗VR1、L設定回路には抵
抗R7と可変抵抗VR2、H設定回路Mは抵抗”R12
と可変抵抗VR3とで構成され、電源回路B・の■側d
端子とe側と端子との間に並列に接続され、ると共に、
可変抵抗VRIの可変端子は演算増幅器OPtの○側端
子に、可変抵抗VR2の可変端子は演算増幅器0P20
○側端子に、また可変抵抗VR3の可変端子は演算増幅
器OP3の■側端子に接続サレ、各可変抵抗VR1tV
Rz 5VR3は設定ダイヤルによって抵抗値が可変す
るように構成されている。
Lo比較検出回路りは上記LO設定回路Jによって設定
された電流値に相当する電位と、測定時に演算増幅器O
P1に入力される電位とを比較検出して時間計I(MO
の動作を制御する為のもので、電源回路Bの■側出力端
子dと○側出力端子eとの間に並列に接続された演算増
幅器OP、1と、コンデンサC2とダイオードD2とリ
レ・−RYlと、トランジスタT r 1 と、抵抗
R4t R5及び抵抗R6と、リレーRY1に電磁的に
制御される接点S1と、表示灯MDIと、時間計HMO
′に接続されるリレーR’Y’1に電磁的に制御さ、れ
る接点S4とで構成される。
次にL比較検出回路Eは上記り設定回路Kによって設定
された電流値に相当する電位と、測定時に演算増幅器O
P2に入力される電位とを比較検出して時間計HM1の
動作を制御する為のもので、上記Lo比較検出回路りの
構成と同じく、演算増幅器OP2と、コンデンサC3と
、ダイ・オードD3と、リレーRY2と、トランジスタ
Tr 2 と、抵抗R9、Rto及び抵抗R11と、
リレーRY2に電磁的に制御される接点S2と、表示灯
HD2と、リレーRY2に電磁的に制御される接点S5
とで構成され、接点S5は下記H比較検出回路Fの接点
S6と、時間計MHIとに直列に接続され交流電源の間
に接続される。
■比較検出回路Fは上記H設定回路Mによつ、て設定ぎ
れた電流値に相当する電位と、測定時に演算増幅器OP
3に入力される電位とを比較検出して時間計HM1の動
作を制御する為のもので、演算増幅器OP3と、コンデ
ンサC4と、ダイオードD4と、リレーRY3と、トラ
ンジスタTr3と、抵抗R14,R15及び抵抗R16
と、リレーRY3に電磁的に制御される接点S3と、表
示灯HD3とで構成され、リレーRY3に制御される接
点S6は時間計HM1と直列に交流電源に接続される。
上記演算増幅器OP1.OP2.OP3はいずれも■側
の入力端子の電位か9側の入力端子の電位より高い場合
にONして出力するような特性を有するものである。
また、HMOは前記接点S4が閉成されたときに作動す
る基底とする要素外の時間を計測する時間計、HMlは
前記接点55186が同時に閉成されたときに作動する
測定対象とする要素外の時間を計測する時間計である○ 以上のように基底とする要素外を測定する測定回路X及
び測定対象とする一要素分を測定する測定回路Yは構成
されている。
さらに、リミッタ−回路Nは、電流計[有]を異常入力
から保護するもので、電源回路Bのd、e端子の間に接
続された抵抗R17、R18tR2o 、Rzl と
、演算増幅器OP4と、コンデンサC5と、ダイオード
D5と、トランジスタTr4 と、リレーRY4と、端
子fと演算増幅器0P40間に接続された抵抗R19と
、切替スイッチSW1と整流ブリッジREC1の間に電
流計■と並列に抵抗R22を介して接続されたリレーR
Y4に制御される接点S7とで構成され、演算増幅器O
P4のe個入力端子には抵抗R17とR1,8とで構成
されるディバイダーの接続点が接続され■個入力端子に
は抵抗R19を介して端子fが接続され、演算増幅器O
P4は■側の設定入力電位がG側の入力電位より高い場
合にONして出力するような特性を有するものである。
電流計[有]は切替スイッチSWlと整流回路Cの間に
接続され、クランプ変流器CTの電流切替スイッチSW
3のレンジに対応するスケールを有する。
以上の各回路及び電気部品は装置本体内に収納される。
そして、電流検出部を構成するクランプ変流器CTは電
気機器の配線Wにクランプすることによって配線Wを流
れる電気機器の運転電流の大きさを検出する為のもので
、出力側はコードを介して装置本体内の切替スイッチS
Wlのa端子(測定側)に接続される。
また、クランプ変流器CTに設けられた電流切替スイッ
チSW3は被測定配線Wを流れる電流の大きさに応じて
レンジを選択し、各レンジの最大出力を一定の低い電圧
にして出力電流を調整している。
かかる構成を有する電気機器の稼動効率測定装置におい
て、本装置の動作を実際の測定を例にあげて説明する。
まず、3相、200V、4極、容量1.5KW(7)電
型誘導電動機の運転時間内有効稼動率を測定するとする
と、上記電動機の試験成績表より求めると、50Hzで
は無負荷時電流値I o = 3,7 A。
負荷60係時電流値IL=49A、負荷100咎時電流
値IH=66Aとなる。
一方、運転時間内有効稼動率は有効運転時間/全運転時
間X100係で求まり、有効運転時間は上記電動機では
負荷60%から負荷100%で運転される時間である。
したがって、Lo設定回路Jを■oに、L設定回路Kを
ILに、H設定回路MをIHにそれぞれセットすること
になる。
第2図において動作を説明すると、最初上記電流値の設
定を設定電流値の小さい方から順に行なう。
そこで、切替スイッチSW1を設定側であるb端子にす
る。
ただし、設定前のすべての設定ダイヤルはあらかじめO
位置の状態にしである。
まず、LO設定回路JでIOを設定する場合には、可変
抵抗VR4の設定ダイヤルをOから徐々に廻して電流計
■が3.7Aを指示するようにセットする。
このとき、端子fに接続された演算増幅器OPIのの個
入力端子は電流計[有]の指示3.7Aに対応する電位
を有する。
従って■側はe側より電位が高いので演算増幅器OP1
はONしてリレーRY1は励磁され、接点Sl、S4は
閉じる。
次にLO設定回路Jの可変抵抗VRIの設定ダイヤルを
00位置から徐々に廻すと、演算増幅器OP1のe個入
力端子の電位は徐々に高くなり、■個入力端子より高く
なると、演算増幅器OP1はOFFするのでトランジス
タTrl をOFFすると共に、リレーRY1もOF
F して接点S1゜S4を開いて表示灯HD、を消灯さ
せ、時間計HMOを停止させる。
したがって、表示灯HD1が消灯する寸前で可変抵抗V
R1の調整を止めればIDの設定は完了する。
L設定回路KにかげるILの設定はLO設定回路Jの手
順と全く同様である。
この場合は、演算増幅器OP2により接点S2と85が
開閉し時間計HM1を制御する。
H設定回路Mにおける1、Hの設定も、ILO設定回路
Jにおける■Dの設定と同様な手順で行なう。
ただ、演算増幅器OP3の■、O入力端子が0PIOP
2とは逆の為に可変抵抗VR4の設定を終って、可変抵
抗VR3の設定ダイヤルを0から徐々に廻す場合にはす
でに演算増幅器OP3のe個入力端子の電位が高く、O
12はOFF状態にあり、表示灯HD3は消灯して卦り
、時間計HM1を動作させる接点S6は開いている。
そして可変抵抗VR3の設定ダイヤルを廻しての側がe
側より高くなる点になればO12はONL、表示灯HD
3が発光し時間計HM1をONする接点S6は閉じるの
でその瞬間に設定すればよい。
以上の設定を終えた後に切替スイッチSW1をa端子(
測定側)に切替え、電動機の配線W・kjクランプ変流
器Tをクランプすればクランプ変流器CTに配線Wを流
れる電動機の運転電流に比例した誘導電流が発生して各
比較検出回路の演算増幅器に出力される。
そして、各演算増幅器では前記設定の電位と比較して接
点S5!S6及びS4を制御して時間計HM1及びHM
Oを動作させる。
例えば、電動機の運転電流が4Aの不良負荷運転時では
接点52585は開き、接点S3.S6は閉じて、有効
負荷運転時間を測定する時間計HM1は動作しないが、
接点S lt S 4は閉じて全運転時間を測定する時
間計HMOは動作する。
次に、運転電流が6Aの有効負荷運転時には接点S’、
2+S5.S、39.S6は閉じ、接点S 1 t S
4も閉じるために時間計HM1.HMQはともげ動作
する。
また、運転電流7Aの過負荷運転時には接点S 2 w
85は閉じ、接点S3.S6は開くため時間計HM1は
動作しないが時間計HMO,,は動作、している。
なお・、リミッタ−回路Nは測定時に電動機の起動電流
等の過大電流から電流計■を保護するもので、電流計■
に許容以上の電流り揮れた場合に、リレー3.¥4に制
画す:れる接点S7が閉じて電流計■に流れ界篭流を絨
抗に2龜に分流するようにするもので辷り、レーR’Y
4 ti副制御る演算増幅器OP4の動作の設定は抵
抗R17とR18の抵抗比により決めている。
このようにして1日、1週間、1ケ月等の単位でクラン
プ変流器を電動機回路に設置しておけば全運転時間及び
全有効負荷運転時間が計測され、運転時間内有効稼動効
率を求めることができる。
次に第3図に示すブロック図は、この考案の他の実施例
を示すものである。
この実施例は第1図のブロック図に、チ・ける測定対象
とする要素外の測定回路Yをさらに3個付加したもので
:、動作原理は上記実施例と全く同一である。
この実施例によれば、上記実施例より測定項目が拡大す
る。
例えば、基底とする要素外を測定する測定回路Xで全運
転時間を測定し、第1番目(上方から、以下同じ)の測
定対象め要素外を測定する測定回路Yで全有効負荷運転
時間(60〜100%負荷運転時間)を測定し、以下、
第2番目の測定回路Yで全過負荷運転時間(100〜1
25幅負荷運転時間)を測定し、第3番目の測定回路Y
で全不良負荷運転時間(0〜60係負荷運転時間)′を
測定し、第4番目の測定回路Yで全無負荷運転、時間(
0φ以下負荷運転時間)を測定することによって、全運
転時間内の有効稼動率、過負荷稼動率、不良稼動率及び
無負荷稼動率を同時に測定するものである。
一般に測定時間(1日、1週間、1ケ月)によって負荷
状態は変動する為に、別の時間帯に別々に各種稼動率を
測定して比較しても信頼性のないデータになる虞れがあ
るのみならず、徒らに時間を要することになるが、この
実施例では同時に各種効率を測定でき信頼性の高い測定
を短時間に行なうことができる。
なお、測定対象とす、る要素外を測定する測定回路は0
的に応じて適当1な数だげ設げることができる。
:・ ・以上述
べたよ、うに、1この考案の電気機器の稼動効率測定装
置での大きな特徴は1個のクランプ変流器からの入力に
よって基底とする要素と測定対象とする要素の入力時間
を計量できるようにした為に取扱いが簡易で、また回路
も簡単になり、小型にして安価に構成することができる
ことである。
また測定対象の要素外の入力時間を複数計量でき□□る
ように構成−たこ1とによって、測定要素の多重化を図
亘;測宅時間及び測定に要する手間3省き、かつ信頼性
の高い測定を行なうことが可能となって実用上の効果は
犬Iものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案め電気機器の稼動効率計測装置の一実
施例を示すブロック図、第2図は同じく回路図、第3図
は他の実施例を示すブロック図である。 CT・・・クランプ変流器、SWl・・・切替スイッチ
、B・・・電源回路、C・・・整流回路、J・・・Lo
設定回路、K・・・L設定回路、M・・・H設定回路、
D・・・LO比較検出回路、E・・・L比較検出回路、
F・・・H比較検出回路、S4+ S5 + S6・・
・接点、HMO,HMl−8@−闇討、VRt IVR
29VR3、VB2.−・可変抵抗、OP i 、OP
210 P 3・・・演算増幅器、RYl 、RY
2 、RY3・・・リレー。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. クランプ変流器CTと、このクランプ変流器CTの出力
    が一方の切替端子aに接続された切替スイッチSW、と
    、この切替スイッチSW1の共通端子Cに接続された整
    流回路Cと、前記切替スイッチSW1の他方の切替端子
    すに出力側を接続された交流出力を可変するための可変
    抵抗VR4と整流装置を有する電源回路Bと、この電源
    回路Bおよび前記整流回路Cに接続された基底とする要
    素外を測定する測定回路Xと、前記電源回路Bおよび整
    流回路Cに接続された測定対象とする要素外を測定する
    少なくとも1以上の測定回路Yと、からなり、前記基底
    とする要素外を測定する測定回路Xは前記整流装置の出
    力側に並列に接続された可変抵抗VR,によって構成さ
    れる基底とする要素外の電位を設定するためのり、設定
    回路Jと、このり、設定回路Jの可変枡杭■R1の可変
    端子に一方の入力を接続され前記整流回路Cの出力側に
    他方の入力を接続されて両入力電位を比較し前記整流回
    路Cによる入力電位がより大きい時に動作する演算増幅
    器OPlと、この演算増幅器OPxによって動作するリ
    レーRYIと、このリレーRY1に制御される接点S4
    とで構成される基底とする要素外の入力を前記Lo設定
    回路Jの設定電位と比較して検出するLO比較検出回路
    りと、このLO比較検出回路りの接点S4に制御される
    基底とする要素外の入力時間を計量する時間計HMOと
    からなり、また測定対象とする要素外を測定する測定回
    路Yは前記整流装置の出力側に並列に接続された可変抵
    抗vR2によって構成される測定対象とする要素外の下
    限の電位を設定するためのL設定回路にと、このL設定
    回路にの可変抵抗器vR2の可変端子に一方の人力を接
    続され前記整流回路Cの出力側に他方の入力を接続され
    て両入力電位を比較し前記整流回路Cによる入力電位が
    より大きい時に動作する演算増幅器OP2と、この演算
    増幅器OP2によって動作するリレーRY2と、このリ
    レーRY2に制御される接点S5とで構成される測定対
    象とする要素外の入力を前記り設定回路にの設定電位と
    比較して検出するL比較検出回路Eと、前記整流装置の
    出力側に並列に接続された可変抵抗VR3によって構成
    される測定対象とする要素外の上限の電位を設定するた
    めのH設定回路Mと、このH設定回路Mの可変抵抗vR
    3の可変端子に一方の人力を接続され前記整流回路Cの
    出力側に他方の入力を接続されて両入力電位を比較しH
    設定回路Mの可変抵抗VR3による入力電位がより大き
    い時に動作する演算増幅器OP3と、この演算増幅器O
    P3によって動作するリレーRY3と、このリレーRY
    3に制御される接点S6とで構成される測定対象とする
    要素外の入力を前記H設定回路Mの設定電位と比較して
    検出するH比較検出回路Fと、このH比較検出回路Fの
    接点S6および前記り比較検出回路Eの接点S5に制御
    される測定対象とする要素外の人力時間を計量する時間
    計HM1とからなることを特徴とする電気機器の稼動効
    率測定装置。
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