JPS62280654A

JPS62280654A - 電力検知回路

Info

Publication number: JPS62280654A
Application number: JP12219586A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Okada; 俊道岡田; Yoshihiro Sunaga; 義弘須永; Kimio Arai; 新井　公夫
Original assignee: I RAITEINGU SYST KK
Current assignee: I RAITEINGU SYST KK
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1987-12-05
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0682137B2

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば照明灯等の負荷で消費する電力を検知
する電力検知回路の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば照明灯等で消費する電力の測定には所謂２
電力計法を用いていた。第５図は単相３線式の交流電源
に接続した照明灯の電力を２電力計法を用いて検知する
従来の電力検知回路のブロック図である。第５図におい
て、５１ａ・５１ｂは電流検知信号増幅回路、５２ａ・
５２ｂは電圧検知信号増幅回路、５３ａ・５３ｂは掛算
回路、５４ａ・５４ｂは平均回路、５５は加算回路、５
６は負荷（照明灯）　、ＣＴＳ、・ＣＴｓｔは各々Ｒ相
・Ｔ相の電流を検知する変流器、Ｐ　Ｔ　ｓ　ｒ・ＰＴ
Ｓ２は各々ＲＮ間・ＮＴ間の電圧を検知する変圧器、Ｒ
ｓ＋’　ＲＳｔは抵抗である。またＲ−’Ｎ−Ｔは単相
３ｋＩＡ式交流の各相（ただし、Ｎ相は中性線）、■ｓ
＋　’　ＶＢ２は各々ＲＮ間−ＮＴ間の電圧、［、、・
１ｓｚは各々Ｒ相・Ｔ相に流れる電流である。

以上のように構成された従来の電力検知回路の動作につ
いて説明する。変流器ｃ’ｒｓ＋によって検知されたＲ
相に流れるｉｉ　＠ｌ　ｓ　＋に比例する検知信号と、
変圧器ＰＴｓｔによって検知されたＲＮ間の電圧ＶＳＩ
に比例する検知信号とは各々電流検知信号増幅回路５１
ａ・電圧検知信号増幅回路５２ａで増幅された後、掛算
回路５３ａで掛は合わされる。掛算回路５３ａの出力信
号、すなわち負荷５６の電力に比例する信号は平均回路
５４ａで平均化され、加算回路５５に送られる。一方、
同様にして、電流！。に比例する検知信号と電圧ＶＳＺ
に比例する検知信号とは増幅された後、掛は合わされ、
平均化されて、加算回路５５に送られる。加算回路５５
は平均回路５４ａと平均回路５４ｂとの出力信号を加算
して、照明灯が消費した電力に応じた出力信号を後段の
回路に発する。

（発明が解決しようとする問題点）この従来の２電力計法を用いた電力検知回路では、上述
の如く掛算器が２台、変圧器も２個必要となるので、従
来の電力検知回路を用いた制御装置は大型となり、近時
の小型・軽量化の要請に合わないだけでなり、装置が高
価であるという欠点があった。

本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、小
型かつ軽量で、しかも安価な電力検知回路を提供するこ
とを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明である電力検知回路のブロック図であり
、図において、１はＲ相に設けられた第１の電流検知手
段、２はＴ相に設けられた第２の電流検知手段、３は第
２の電流検知手段の出力信号の極性を反転する反転手段
、４は第１の電流検知手段１の出力信号と反転手段の出
力信号とを加算する加算手段、５は照明灯等の負荷であ
る。尚、Ｒ−Ｎ−Ｔは各々単相３相弐交流電源の各相で
あり、Ｎ相は中性線である。

（作用）負荷５に電源が印加されると、各相に電流が流れ、第１
の電流検知手段ｌはＲ相に流れる電流に比例した出力信
号を加算手段４に発し、第２の電流検知手段２はＴ相に
流れる電流に比例した出力信号を反転手段３に発する０
反転手段３は第２の電流検知手段２の出力信号の極性を
反転して加算手段４に送る。加算手段４は第１の電流検
知手段１の出力信号と反転手段３によって反転された第
２の電流検知手段２の出力信号とを加算し、負荷５の電
力に比例する出力信号を発する。

〔実施例〕

以下に本発明の１実施例を第１図乃至第４図を参照して
説明する。第２図は本発明の１実施例を示すブロック図
である０図において、ＣＴｌ’ＣＴ！は各々Ｒ相・Ｔ相
の電流を検知する変流器、１１は変流器ＣＴ　＋からの
信号を増幅する増幅回路、１２は変流器ＣＴ露からの信
号の極性を反転して増幅する反転増幅回路、１３は増幅
回路１１からの信号と反転増幅回路１２からの信号とを
加算する加算回路、１４は加算回路１３からの信号を整
流する整流回路、１５は整流回路１４からの信号を平均
化する平均回路、１６は負荷、Ｒ，・Ｒ，は抵抗である
。尚、Ｒ−Ｎ−Ｔは各々単相３線式交流の各相、１１　
・Ｉ２　・Ｉ、は各々Ｒ相・Ｔ相・Ｎ相の電流、ｖｌ　
・ｖ２は各々ＲＮ間・ＮＴ間の電圧である。

次に、上記の如く構成された回路の動作について説明す
る。照明灯である負荷１６に電力が供給されると、Ｒ相
の電流は変流器ＣＴ、により、一定の比率で減少されて
抵抗Ｒ１に流れる。すると、抵抗Ｒ＋の両端には電流１
．に比例した電圧が生じ、この電圧は増幅回路１１で増
幅された後、加算回路１３の第１の入力端子に送られる
。一方、Ｔ相の電流も変流器ＣＴ、により一定の比率で
減少されて抵抗Ｒ２に流れる。以下同様にして、抵抗Ｒ
２に生じた電圧は反転増幅回路１２で極性を反転した後
、加算回路１３の第２の入力端子に送られる。加算回路
１３では、第１の入力端子と第２の入力端子とに入力し
た信号を加算するが、両者の極性が逆になっており、ま
た両党圧はそれぞれＲ相・Ｔ相に流れる電流１＋Ｉｚに
比例しているので、実質的にはＲ相に流れる電流■１と
Ｔ相に流れる電流Ｉ！との差を取っていることになる。

ここで、この極性反転の向きは、もしＮ相に流れる電流
！、がＯで、ＩＩＩ　　１−Ｈｚ　　ｌ≠０ときに、加
算回路１３の出力が２１１１１又は２１ｚ２１になるよ
うなものとする。もし、変流器ＣＴ、−ｃＴｚの向き等
を逆にした場合は、反転増幅回路１２は単なる増幅回路
に置き換えなければならない、また、加算回路１３の出
力は交流であるので、Ａ／Ｄコンバータ等に入力しやす
い形とするために、整流回路１４により整流した後、平
均回路１５により平均化する。

次に、上記の如き構成の回路が何故簡易型の電力検知回
路として動作するのかについて説明する。

前記の２電力計法によると、第２図に示す回路の負荷電
力はＷｍＶ、ＩＩ　　ｃｏｓθ、＋Ｖ！　ｔ、ｃＯ３０
２である。この式で、ｃｏｓθ、、ｃｏｓθ重は負荷１
６の力率であるが、負荷１６は照明灯であり、一般的に
は高力率形の照明灯であるので、この場合の力率は、は
ぼ１に等しい、したがッテ、負荷電力はＷ”ＴＶＩ　　
ＩＩ　　ＩＶｚ　　Ｉｌ　となる。

また、ｖＩと■□とはＮ相を中心にしてベクトルを引い
ているので、電圧の向きが逆となる。さらに、現在では
電力事情が良いためにＩＶＩＩ−ＩＶｚ　　ｌ一定格電
圧、例えば１００Ｖとしても差し支えない、したがって
、負荷電力はＷ　”　Ｖ　＋　　ｒ　ｌ＋Ｖｚ　ｌｘ　
＝Ｖ　　（［＋　−Ｉｇ　　）一定格電圧×（１＋−１
１）となる、つまり、Ｒ相とＴ相の電流の差をとれば良
いことになるので、上記の構成により負荷１６の電力を
検知することができる。

尚、この計算は２電力計法に基づいているので、Ｎ相の
電流がＯでない場合でも成り立ち、したがって、上記の
構成により単相３線式交流に接続した負荷１６の電力を
確実に検知することができる。

第３図は本発明の１実施例を示す回路図である。

図において、Ｒ１・Ｒ□は第２図と同様である。

また図示しないが、単相３線式交流の各相であるＲ−Ｎ
−Ｔ、電圧Ｖ、−Ｖ、、電流Ｉｔ　　”Ｉｔ　　’１３
、変流器ＣＴＩ　　・ｃ’ｒ、　、負荷１６も第２図と
同様である。Ｒ３は単相３ｗＡ式交流のＲ相に設けた変
流器ＣＴ、の出力電流が流れるように、その変流器の出
力端子に並列に接続した抵抗、２゜はインバーテイング
入力に抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１！とダイオー
ドＤ、のカソードとが接続されたオペアンプ、Ｄｔはカ
ソードをダイオードＤ１のアノードと共にオペアンプ２
０の出力に、アノードを抵抗Ｒ１□の他端と共に、抵抗
Ｒ＋◆の一端に接続したダイオード、２１はインバーテ
イング人力に抵抗Ｒ１４と抵抗ＲＩ３とコンデンサＣ１
とが接続され、出力に抵抗ＲＩＳの他端とコンデンサＣ
８の他端とが接続されたオペアンプ、Ｒ３はＲ１と同様
に単相ａｖＡ式交流のＴ相に設けた変流器Ｃｒｔの出力
電流が流れるように、その変流器ＣＴ８の出力端子に並
列に接続した抵抗、２２はインバーテイング入力に抵抗
Ｒ１＆と抵抗Ｒ１？とが接続され、出力に抵抗Ｒｔ’ｓ
の他端と抵抗Ｒ１３の他端とが接続されたオペアンプで
ある。尚、抵抗Ｒ１・Ｒｘの他端と、オペアンプ２０・
２１・２２のノンインパーティイブ入力とは電源の基準
電位に接続されている。

次に、上記の如く構成された本実施例の動作について述
べる。負荷１６に電力が供給され、Ｒ相に電流がながれ
ると、変流器ＣＴ、によりＲ相に流れる電流に比例した
電流が抵抗Ｒ１に流れる。

これにより、Ｒ１に電圧が生じ、この電圧は抵抗Ｒ１１
に印加され、Ｒ１の電圧が正の場合は抵抗Ｒ目の側に流
れ出す、したがって、周知の如く抵抗Ｒ＋ａの一端は負
の電位で大きさが「抵抗値Ｒ１２／抵抗値Ｒ＋　＋　Ｊ
倍の電圧が生じる。逆に抵抗Ｒ，に生じた電圧が負のと
きには、オペアンプ２ｏの出力からダイオードＤ、のア
ノードを通ってｔＨ抗Ｒ目に電流が流れ出し、またオペ
アンプ２ｏの出力から抵抗ＲＩ！、抵抗Ｒ１４に流れ込
む電流はダイオードＤ２によりカントされるので、抵抗
ＲＩ４の一端の電圧はＯである。このため、第４図（ａ
）に示すＡ点に入った交流電圧波形は、Ｂ点では第４図
（ｂ）に示す半波整流された電圧波形となる。

また、抵抗Ｒ８の一端に生じた電圧はオペアンプ２２の
出力である０点では、同様に「抵抗値Ｒ１？／抵抗値Ｒ
＋ｈＪ倍に増幅され、その極性はＤ点とは逆の電圧波形
となる。この電圧は抵抗ＲＩ３を介してオペアンプ２０
のインバーテイング入力に電流を流し込む、このため、
オペアンプ２ｏのインパーティイブ入力には抵抗Ｒ２に
流れた電流によって生じた信号と、抵抗Ｒ８に流れた電
流にょって生じた信号とが合成されて加わる。そして、
前述の如く、この合成された信号は、Ｂ点では半波整流
された電圧波形となる。この半波整流された信号は抵抗
Ｒ１４を介してオペアンプ２１のインバーテイング入力
に送られるが、この信号の交流成分はコンデンサＣ３の
ために増幅されず、直流成分のみオペアンプ２１の出力
に増幅されて出てくるので、Ｂ点で半波整流された電圧
は、Ｅ点では更に平均化された電圧となる。この平均化
された電圧の損性はオペアンプ２１で再度反転されるの
で、正の電圧である。この電圧は、Ｒ相の電流とＴ相の
電流との差に比例するので、前述の如く、この電圧によ
り負荷１６の電力を検知するとかできる。尚、上記の実
施例では、第２図で１３が０のときを考えると分かるよ
うに、ＣＴ、とＣＴ冨との向き、及び電流■１　・Ｉｇ
　　・■、の向きを第２図に矢印で示すように設定した
ので、オペアンプ２２は反転増幅動作をおこなっている
。もし、第２図のこれらの向きを換えた場合には、反転
増幅動作を非反転増幅動作に換える必要がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、掛算器や変圧器を
使用していないので、小型かつ軽量で、しかも安価な電
力検知回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明である電力検知回路のブロック図、第２
図は本発明の１実施例を示すブロック図、第３図は本発
明の１実施例を示す回路図、第４図（ａ）　　・　（ｂ
）は電圧の波形図、第５図は従来の電力検知回路を示す
ブロック図である。１・・・第１の電流検知手段、２・・・第２の電流検知
手段、３・・・反転手段、４・・・加算手段、５・・・
負荷、Ｒ−Ｎ−Ｔ・・、単相３線式交流の各相。１１・・・増幅回路、１２・・・反転増幅回路、１３・
・・加算回路、１４・・・整流回路、１５・・・平均回
路、ＣＴ＋　　’　ＣＴ　２・・・変流器、２０・２１
・２２・・・オペアンプ。出願人　　株式会社　アイ・ライティング・システムビ２ヒ匡ｚト

Claims

【特許請求の範囲】

（１）単相３線式の交流電源に接続した負荷の電力を検
知する電力検知回路において、前記交流電源の中性線以
外の１線に流れる電流を検知する第１の電流検知手段と
、前記交流電源の中性線以外の他の１線に流れる電流を
検知する第２の電流検知手段と、前記第１の電流検知手
段又は前記第２の電流検知手段の出力信号の極性を反転
する反転手段と、前記第１の電流検知手段又は前記第２
の電流検知手段の出力信号のうち前記反転手段により極
性を反転されない出力信号と前記反転手段の出力信号と
を加算する加算手段とを設けたことを特徴とする電力検
知回路。