JPS5952767A - 三相電力検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、三相交流の一相の電流と（（ｉ＞の二相間の
電圧を用いて有効策力を検出するための三相電力検出回
路に関するものである。

第１図は従来公知の無効電力検出回路を示す回路図であ
る。同図において、１は＠号合成回路、２１′ｌ：平均
値化増幅回路、Ｒ１〜Ｊ１・４はそれぞれ抵抗器、ＤＪ
、Ｄ２はそれぞれダイオード、ＣＴ１．ＣＴ２はそれぞ
れ変流器、ＰＴｌ、ＶＴ２はそれぞれ変圧器、である。

第２図は、第１図における三相交流（ｎ相、Ｓ相、Ｔ相
）の電圧と電流の関係を示したベクトル図である。同図
において、各相の電圧はＶＲ７ｖｓ。

ＶＴで表わされ、各相の電流はＩＲ、Ｉｓ　、　ＩＴで
表わされ、Ｓ相とＴ相の間の電圧は’ＶＳＴで表わされ
ており、Ｒ相の電圧■Ｒと電流ＩＲの間には位相差θの
あることが示されている。

第３図は第１図の回路における各部の電圧波形を示した
波形図である。実線は、Ｒ相の電圧ｖＲと電流ｌＲとの
位相差θが０度のときの波形を示し、破線は位相差θが
６０度のときの波形を示している。

第１図乃至第３図を参照して第１図の回路動作を説明す
る。

変流器ＣＴＩ、ＣＴ２を介してＲ相の電流ＩＲが、信号
合成回路１において、ダイオードＤＩ　＋　Ｄ２のアノ
ード側へ入力され、変圧器ＰＴ１．ＰＴ２を介して、Ｓ
相とＴ相の間の電圧ｖｓＴが、抵抗器几１とＲ２の接続
点と抵抗器Ｒ３とＲ４の接続点との間に入力される。

このとき、抵抗器Ｒ１の両端間に生じる電圧ｅ１の波形
は第３図に示す如くである。抵抗器Ｒ２の両端間に生じ
る電圧ｅ２も同様な波形を示す。次に、抵抗器Ｒ３の両
端間に生じる電圧ｅ３は、ダイオードＤ１による整流作
用の故に、第３図に示す如き正方向の波形となシ、同様
に、抵抗器Ｒ４の両端間に生じる電圧ｅ４も、ダイオー
ドＤ２による整流作用の故に、第３図に示す如き負方向
の波形になる。そして電圧ｅ３とｅ４を合成した電圧ｅ
が平均値化増幅回路２に入力される。

合成電圧ｅの波形は第３図に示す如くであるが、このう
ち実線は、先にも述べたように、電圧ｖＲと電流ＩＲの
位相差θが０度のとき、つまシ無効電力零のときの波形
を示し、破線は位相θが６０度のとき、つまり遅れ無効
電力が発生しているときの波形である。そこで、合成電
圧ｅについて、少ガくもその波形の１周期について平均
値を求めれば、その平均値は無効電力を表わすものであ
ることが理解できるであろう。

第３図の実線の場合、波形ｅは正側、負側とはｙ対称な
波形であるので、その１周期にわたる平均値ははｙ零で
あυ、このことは無効電力零に対応する。同様に破線の
場合には、波形ｅは負側に大きな半波を描いているため
、その１周期にわたる平均値は負の値を示し、これが遅
れ無効電力を表わす。図示していないが、進み無効電力
が発生しているときには、波形ｅは、正側に大きな半波
を描くこととなり、その平均値は正の値を示す。

以上により、平均値化増幅回路２から出力される直流電
圧Ｅ、によシ無効電力を検出（測定）することができる
。

さて、上述した如き従来の無効電力検出回路を利用して
有効電力を検出するには、第２図のベクトル図において
、Ｓ相とＴ相の間の相間電圧ＶＳＴの位相を９０度だけ
進め、Ｒ相電圧ｖＲの位相と一致させた上で、第１図の
回路に入力するようにすればよく、このようにすれば平
均値化増幅回路２の直流出力Ｅｑとして、有効電力を検
出できる。

しかしながら、上述のような方法においては、相間電圧
ＶｓＴの位相を進めてＲ相電圧ｖＲのそれに一致させる
ことが技術的に難しく、充分な精度をもった位相合せが
出来ないため、有効電力の検出精度が低いという問題点
があった。

本発明は、上述の如き従来技術の問題点を解決するため
になされたものであシ、従って本発明の目的は、上述の
ような位相合せを必要とすることなく、高い精度をもっ
て有効電力を検出することのできる検出回路を提供する
ことにある。

本発明の構成の要点は、上述の如き従来公知の無効電力
検出回路において、信号合成回路の出力電圧ｅを用いて
皮相電力を検出する回路を更に付加し、無効電力と共に
皮相ｍ力をも検出するようにし、この両者を用いて演算
によシ有効ｍ力を検出するようにした点にある。

次に図を参照して本発明の一実施例を説明する。

第４図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、３は整流平均値化増幅回路、４は絶対値回
路、５は演算増幅回路、である。そのほか、第１図にお
けるのと同じ記号は同じ物を示している。

第４図においては、信号合成回路１の出力電圧ｅを用い
て、平均値化増幅回路２により無効電力Ｅｑを求めるだ
けでなく、整流平均値イ（′、増幅回路３を用いて皮相
電力Ｅ８を求めている。無効電力Ｅｑと皮相電力Ｅｇが
求まれば、周知のようｅこ、次の式から有効電力Ｅｐは
求め得る筈である。

Ｅｐ＝み７１丁　　　　　　　・・曲・・・（１）次に
整流平均値化増幅回路３の動作原理を説明する。回路３
は、要するに第３図に示す電圧ｅを全波整流し、その後
、少なくも１サイクル期間にわたってその平均値をとり
、Ｒ８として出力する回路である。全波整流してから平
均をとっているので、その平均値Ｅ８は皮相電力を表わ
すものであることは、容易に理解できるであろう。

無効電力Ｅｑと皮相電力Ｅ８が求まれば、上記（１）式
による演算を行なって有効電力Ｅｐを求め得る筈である
が、本実施例では、そのような厳格な方法を採らず、簡
略な方法によって近似値を求めている。

す々わち絶対値回路４によって、無効電力Ｅ、の絶対値
を求め、次に演算増幅回路５において、皮相電力Ｅ８と
無効電力Ｅｑの絶対値との差を求め、これを有効電力Ｅ
ｐとして出力している。

第５図は本発明の一実施例を示す具体的回路図である。

同図において、１は信号合成回路である。

平均値化増幅回路２において、演算増幅器■Ｃ１とコン
デンサＣ５によりミラー積分器を構成し、入力信号の平
均値をとっておυ、そのほか、Ｒ５＋Ｒ２６は入力抵抗
、抵抗Ｒ７、Ｒ，ｖｉは反転増幅器としての■Ｃ１の帰
還回路を構成している。

整流平均値化増幅回路３（ておいてａｌ、二つの演ｑ−
増幅器■Ｃ２，■Ｃ３により、入力信号の絶対値を求め
（全波活流したことと等価）、更にコンデンサＣ６と■
Ｃ３によりミラー積分器をイ゛ｉ’；成し２、平均値を
求めでいる。絶対値回路４においては、二つの演算増幅
器■Ｃ２，■Ｃ５により入力信号の絶対値を求めでいる
。演算増幅器１′各５においては、ブロック３からの信
号とブロック４からの信閃との差を演算増幅器ＩＣ６に
おいて求め、かつ増幅してＪツルとして出力している。

以上説明した通りであるから、本発明によれば、相間直
圧の位相合せを要することなく、精ｌ（（の高い有効電
力の検出を行なうことができる。

本発明による有効電力検出回路は、進相コンデンサの開
閉制御による負荷力率の改善システムにおいて、夜間な
どの蜂負荷時にはコンデンサをすべて遮断することによ
シ無用な制御を避けるなどの目的で負荷電力を検出する
のに用いて好適である。

なお、本発明による三相電力検出回路は、無効電力と皮
相電力を個別に求め得るものであるから、三相力率検出
にも応用できることは述べるまでもないであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の無効電力検出回路を示す回路図、第
２図は第１図におゆる三相交流の電圧と電流の関係を示
したベクトル図、第３図は第１図の回路における各部の
電圧波形を示した波形図、第４図は本発明の一実施例を
示すブロック図、第５図は本発明の一実施例を示す具体
的回路図、である。 符号説明 １・・・・・・信号合成回路、２・・・・・・平均値化
増幅回路、３・・・・・・整流平均値化増幅回路、４・
・・・・・絶対値回路、５・・・・・・演算増幅回路 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清 第１図 Ｒ５Ｔ ｓ−ｒ 第３図 １ ３７６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）第１の抵抗と第２の抵抗を直列接続してなる第１の
   直列回路と、第３の抵抗と第４の抵抗を直列接続してな
   る第２の直列回路と、前記第１の直列回路の一端と第２
   の直列回路の一端との間、および前記第１の直列回路の
   他端と第２の直列回路の他端との間、にそれぞれ同一極
   性方向で接続された合計２個の一方向性素子と、から成
   る信号合成回路に・おいて、被測定対象である三相交流
   から取シ出した一相の電流を前記２個の一方向性素子の
   アノードとアノードの間に入力し、他の二相間の電圧を
   前記第１の抵抗と第２の抵抗の接続点と第３の抵抗と第
   ４の抵抗の接続点との間に入力し、前記２個の一方向性
   素子のカソードとカソードの間から出力される合成電圧
   の少なくも１サイクル期間における平均値を求めて前記
   三相交流の無効電力を検出する手段と、前記合成電圧を
   全波整流した後、少なくもその１サイクル期間における
   平均値を求めて皮相電力を検出する手段とを有し、検出
   された無効電力と皮相電力とから演算によって有効電力
   を検出するようにしたこ七を特徴とする三相電力検出回
   路。