JPS5837508B2 - 電力測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ひずみ波の電力測定装置に係り、特にひずみ
波のうちのある周波数成分についての無効電力戒分を測
定する電力測定装置に関する。

被電力測定回路の電圧および電流の両方が、ひずみ波交
流である場合、そのひずみ波電力のうちの各周波数成分
の分析を必要とすることがある。

本発明の目的は、ひずみ波交流の任意の周波数成分につ
いての無効電力を測定し得る新規な電力測定装置を提供
することにある。

ここで、被測定回路のひずみ波電圧Ｖを この場合ひずみ波の無効電力Ｐｒは Ｐｒ−ΣＶｋＩｋｓｉｎφｋ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・《３）ｌ であり各調波の無効電力の和に等しい。

以下、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明による無効電力測定方式の一実施例を
説明する図で、ひずみ波のある周波数或分についての無
効電力を求める方式を示す。

第１図にむいて、端子１１は、ひずみ波交流電圧ｖ｛（
１式）の入力端子、端子１２は、ひずみ波交流電流ｉ
（（２）式）の入力端子、１３は、ひずみ波の無効電力
のうち求めようとする周波数或分と同一周波数の正弦波
発振器、１４は正弦波発振器、１３の出力を９０°遅ら
せる移相器、１５，１６，１７，１８釦よび２３，２４
は乗算器、１９，２０，２Ｌ ２２は積分器、２５は減
算器、端子２６は１３の発振器と同一周波数の無効電力
戒分の出力端子である。

次に第１図の実施例に督ける演算の過程について述べる
。

入力のひずみ波電圧Ｖおよびｉ電流ｉは、それぞれ（１
）． （２）式であり、また、正弦波発振器１３の出力
ｕｋを とする。

ただし、ここでθｋはＶの第ｋ高調波戒分に対するｕｋ
の同一周波数或分の位相角とする。

本実施例では、ひずみ波ｖ＄−よびｉによる無効電力の
うち、その求めようとする周波数戒分は、発振器１３の
周波数によって決昔るため、以下の説明でｎ４），（５
Ｘに釦いて、ｋ−１の場合を例として述べる。

従って（４），（５Ｘは、それぞれ？なる。

ただし、ｕ１ とｕ′１ の実効値は等しいと設定し
た。

ひずみ波電圧ｖ Ｌよび正弦波発振器１３の出力が供給
される乗算器、１５とひずみ波電流ｉち−よび発振器１
３の出力が供給される乗算器、１６の出力は、それぞれ 同様にひずみ波電圧Ｖ＞よび移相器１４の出力が供給さ
れる乗算器１７、とひずみ波電庵ｉ釦よび移相器１４の
出力が供給される乗算器１Ｂの出力は、それぞれ ｕ Ｘｕ’，＝ （ Ｖ ｏ＋Σ，／’ＮｖｋＣＯＳ
ｋｗｔ ） Ｘ ｖ’２Ｕ １ｃｏｓ１ となる。

次に上式（８）？ （９Ｌ （１０）， （１１）の結
果、すなわち乗算器１５，１６，１７．１８の出力が、
それぞれ積分器１９，２０，２Ｌ ２２に導かれ、次の
演算を行なうと、それぞれ積分器１９，２０，２１．２
２の出力は、 積分器１９で、 となる。

ただし、積分期間Ｔ１ はｕ１ムよびｕ′１の一周期又
はその整数倍の期間とする。

１た、Ｕ１はｕｌ ＞よびｕ′１の実効値である。

ここで、Ｔ１ とＵ１は概知であるため（１２）〜（１
５）の演算は可能である。

演算を簡易化するためＵ１＝１と設定する。

（１２）〜（１５）式の式の展開について、（１２）式
を例として以下に示す。

（１２）式において、 即ち、（１２）にむいて■とｕ１の位相差の余弦（ｃｏ
ｓθ１ ）とＶの実効値戒分の積となる。

（１２）〜（１５）式の積分器の出力のうち、積分器１
９．２２の出力〔（１２）式と（１５）式〕は乗算器２
３へ導かれ、その出力は、（ １２） ， （ １５）
式より １た積分器２０．２１の出力［（１３）式と（１４）式
〕は乗算器２４へ導かれ、その出力は（１３），（１４
）式より となる。

乗算器２３むよび２４の出力〔（１６）式と（１７）式
〕は減算器２５に供給され、（１６）式一（１７）式の
演算が行なわれ、出力端子２６に減算器２５の出力が得
られる。

その出力は、となる。

（３拭のひずみ波の無効電力の定義から、（１８）式は
、ひずみ波の無効電力のうちの基本波成分を示している
。

以上は、（４）， （５）式のｋ＝１の場合について述
べたが、（４），（５Ｋのｋを２， ３， ４・・・
・・・ｎとすることにより、ひずみ波の無効電力のうち
の各調波或分が上述と同様に求められる。

第２図は、本発明による他の実施例でありスイッチＳ１
，Ｓ２ ・・・・・・・・・＋Ｓ７を設け、これらのス
イッチを図に示すように同期して発振器３１で１駆動す
る。

この発振器３１の出力波形は第３図に示すように１：１
のデューティ比を持ち、その周波数はひずみ波電圧電流
の周波数或分よりも十分高いものである。

スイッチＳ１，Ｓ２ぱ、それぞれ乗算器１５，１６へ、
ひずみ波電圧あるいは電流を選択して供給するものであ
り、乗算器１５へ電圧が供給されると乗算器１６には電
流が供給されるように駆動する。

スイッチＳ３，ｓ４は乗算器１５．１６の出力をそれぞ
れ、積分器１９．２０のいずれか、１た、積分器２１．
２２のいずれかに供給するものであり、積分器１９．２
１あるいは積分器２０，２２のいずれかに供給するよう
駆動する。

スイッチＳ５，Ｓ６は積分器１９．２１あるいは積分器
２０．２２の出力が乗算器２３に供給されるように駆動
される。

スイッチＳ７ぱ、乗算器２３の出力が直接加算器３４に
、あるいは極性反転回路３３を介して加算器３４に供給
されるように駆動する。

本実施例では、オす、スイッチＳｌ ｒ Ｓ２・・・
・・・Ｓ７が図のような状態で第１図実施例で述べた演
算が行なわれ乗算器２３の出力が加算器３４へ供給され
、その後スイッチＳ，，Ｓ２・・・・・・＋Ｓ７が同期
して切換り、そのときの乗算器２３の出力は極性反転回
路３３を介し加算器３４で、スイッチの切換り前の乗算
器２３の出力と加算される。

これにより、時分割的に無効電力の測定ができる。

第１図、第２図の実施例では、正弦波発振器１３、移相
器１４を用いて、位相が９０°異なった正弦波を得てい
るが、９０°位相の異なった正弦波を同時に得ることが
できる二相発振器を用いてもよい。

以上述べたように、本発明によると、ひずみ波の無効電
力を容易に測定することができる７

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による実施例のブロック図、第２図は
本発明による他の実施例のブロック図、第３図は第２図
の実施例に用いる発振器の出力波形図である。 １３・・・・・・正弦波発振器、１４・・・・・・移相
器、１５．１ Ｂ，１ ７．１ Ｂ，２３，２４・・・
・・・乗算器、１９，２０，２Ｌ ２２・・・・・・積
分器、２５・・・・・・減算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定周期と第１の正弦波を発振する第１の正１ 弦波発振手段と、この第１の正弦波に対し一周期４ 位相の相違した第２の正弦波を得る第２の正弦波発振手
   段と、入力するひずみ波電圧と前記第１の正弦波および
   前記第２の正弦波との積をそれぞれ出力する第１の乗算
   器と、入力するひずみ波電流と前記第１の正弦波および
   前記第２の正弦波との積をそれぞれ出力する第２の乗算
   器と、前記第１の乗算器の前記第１の正弦波についての
   出力を少なくとも一周期間積分する第１の積分器と、前
   記第１の乗算器の前記第２の正弦波についての出力を少
   なくとも一周期間積分する第２の積分器と、前記第２の
   乗算器の前記第１の正弦波についての出力を少なくとも
   一周期間積分する第３の積分器と、前記第２の乗算器の
   前記第２の正弦波についての出力を少なくとも一周期間
   積分する第４の積分器と、前記第１の積分器の出力と前
   記第４の積分器の出力の積から前記第２の積分器の出力
   と前記第３の積分器の出力積を減算する演算回路とを備
   えひずみ波の無効電力を測定することを特徴とする電力
   測定装置。