JPS6237176Y2 - - Google Patents
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- JPS6237176Y2 JPS6237176Y2 JP1979151795U JP15179579U JPS6237176Y2 JP S6237176 Y2 JPS6237176 Y2 JP S6237176Y2 JP 1979151795 U JP1979151795 U JP 1979151795U JP 15179579 U JP15179579 U JP 15179579U JP S6237176 Y2 JPS6237176 Y2 JP S6237176Y2
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- Japan
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- change
- operational amplifier
- output
- terminal
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、電力系統の保護継電器（以下、リ
レーと適宜記す）等の使われる交流電気量の変化
分導出装置に関するものである。特に最近よく使
用されるようになつた演算増巾器を用いて交流電
気量の変化分を導出しようとするものである。
レーと適宜記す）等の使われる交流電気量の変化
分導出装置に関するものである。特に最近よく使
用されるようになつた演算増巾器を用いて交流電
気量の変化分を導出しようとするものである。
従来の交流電気量変化分導出装置は、図示して
いないが、例えば交流を直流に変換して、直流を
コンデンサで記憶し、これをチヨツパで交流に直
し、これと瞬時値との差により交流電気量変化分
を導き出す方式のものであつた。（例えば特公昭
46−10632号公報） このような従来装置は交流を一亘直流に変換
し、更に直流を交流に変換するなどしてその回路
構成が複雑であつたので、この考案は同様の目的
を簡易な回路構成で、安価に達成しようとするも
のである。
いないが、例えば交流を直流に変換して、直流を
コンデンサで記憶し、これをチヨツパで交流に直
し、これと瞬時値との差により交流電気量変化分
を導き出す方式のものであつた。（例えば特公昭
46−10632号公報） このような従来装置は交流を一亘直流に変換
し、更に直流を交流に変換するなどしてその回路
構成が複雑であつたので、この考案は同様の目的
を簡易な回路構成で、安価に達成しようとするも
のである。
こゝで、この考案の実施例の説明をするに先立
ち、演算増巾器について説明する。
ち、演算増巾器について説明する。
第１図は一般の演算増巾器OPの概要を示す図
で、演算増巾器OPは反転入力端子V-（で表
示）、非反転入力端子V+（で表示）、出力端子
V0を有している。もちろん演算増巾器OPには、
半導体回路網であるから、図示していないが直流
電源端子も備えられている。一般に演算増巾器
OPは次の特性を持つている。
で、演算増巾器OPは反転入力端子V-（で表
示）、非反転入力端子V+（で表示）、出力端子
V0を有している。もちろん演算増巾器OPには、
半導体回路網であるから、図示していないが直流
電源端子も備えられている。一般に演算増巾器
OPは次の特性を持つている。
(1) 入力インピーダンス…端子V-・V+より見る
オーム値…はＭΩオーダであり、実用上∞と考
える。
オーム値…はＭΩオーダであり、実用上∞と考
える。
(2) 入力端子V-とV+の間（との間）の電圧
ＶIが、出力V0に増巾されてらわれるが、その
増巾率は20，000〜50，000程度であり、実用上
∞の増巾率と考えてよい。
ＶIが、出力V0に増巾されてらわれるが、その
増巾率は20，000〜50，000程度であり、実用上
∞の増巾率と考えてよい。
(3) 従つて端子との間は実用上常にOV（シ
ヨート）と、考えてよい。但し(1)より入力イン
ピーダンスは∞である。
ヨート）と、考えてよい。但し(1)より入力イン
ピーダンスは∞である。
以上の性質を考えれば、第２図〜第４図のよう
な基本回路が考えられる。図において、V1とV2
は（入力電圧が交流の場合は瞬時値とし、演算増
巾器OPの応答の遅れは無視できるものとする。）
R1，R2，R3，R4は抵抗器、I1とI2は入力電圧V1，
V2により供給される電流である。
な基本回路が考えられる。図において、V1とV2
は（入力電圧が交流の場合は瞬時値とし、演算増
巾器OPの応答の遅れは無視できるものとする。）
R1，R2，R3，R4は抵抗器、I1とI2は入力電圧V1，
V2により供給される電流である。
第２図に示す回路は次のように作動し、反転増
巾器の作用を持つ (1) 入力インピーダンスは∞だから、R3の値に
よらずV+＝OV (2) 〜間はシヨートと考えられるから、V-
＝OV (3) 従つて、入力電圧V1によつて供給される電
流I1はI1＝V1／R1となる。
巾器の作用を持つ (1) 入力インピーダンスは∞だから、R3の値に
よらずV+＝OV (2) 〜間はシヨートと考えられるから、V-
＝OV (3) 従つて、入力電圧V1によつて供給される電
流I1はI1＝V1／R1となる。
(4) 入力インピーダンスは端子も∞だから、I1
はそのまゝR2に流れるので、出力V0＝（V-）−
R2・I1＝−Ｒ２／Ｒ１×V1、即ち入力V1の反対の極性 に出力がなるので、反転増巾器と言い、その入力
端子を反転端子と呼ぶことにする。
はそのまゝR2に流れるので、出力V0＝（V-）−
R2・I1＝−Ｒ２／Ｒ１×V1、即ち入力V1の反対の極性 に出力がなるので、反転増巾器と言い、その入力
端子を反転端子と呼ぶことにする。
第３図は次のように作動し、非反転増巾器の作
用を持つ。
用を持つ。
(1) 抵抗器R4によらずV+＝V2となる。
(2) 従つてV-＝V+＝V2である。
(3) 次に電流I1は
I1＝Ｏ−Ｖ−／Ｒ１＝−Ｖ−／Ｒ１＝−Ｖ２／Ｒ１
となる。
(4) 出力V0は
V0＝V-−R2I1＝V2−R2×（−Ｖ２／Ｒ１）
＝Ｒ１＋Ｒ２／Ｒ１×V2
となる。即ち入力V2に対して同極性の出力V0
が与えられるので非反転増巾器と言い、その入
力端子を非反転端子と呼ぶことにする。
が与えられるので非反転増巾器と言い、その入
力端子を非反転端子と呼ぶことにする。
第４図に示す回路は次のように作動し、いわゆ
る差動増巾器を持つ。
る差動増巾器を持つ。
但し、第４図の場合はR4＝R1，R3＝R2と選択
するものとする。
するものとする。
(1) 入力インピーダンスは∞であるから、
I2＝V2／R3＋R4 ∴V+＝R3・I2＝Ｒ３／Ｒ３＋Ｒ４×
V2 (2) との間はOVであるから V-＝V+＝Ｒ３／Ｒ３＋Ｒ４・V2 である。
V2 (2) との間はOVであるから V-＝V+＝Ｒ３／Ｒ３＋Ｒ４・V2 である。
(3) 従つて
I1＝Ｖ１−Ｖ−／Ｒ１＝Ｖ１／Ｒ１−Ｒ３／・Ｒ１（
Ｒ３＋Ｒ４）・V2 であり、この電流が抵抗R2に流れることにな
る。
Ｒ３＋Ｒ４）・V2 であり、この電流が抵抗R2に流れることにな
る。
(4) ∴V0＝V-−R2I1＝V-−R2・Ｖ１−Ｖ−／Ｒ１
＝Ｒ１＋Ｒ２／Ｒ１V-−Ｒ２／Ｒ１V1＝Ｒ１＋
Ｒ２／Ｒ１×Ｒ３／Ｒ３＋Ｒ４ V2 −Ｒ２／Ｒ１V1＝Ｒ２／Ｒ１（V2−V1） （∴R4＝R1，R3＝R2） 即ち出力V0は入力V1とV2の差電圧に比例した
値となり、差動増巾器の機能を持つことにな
る。
Ｒ２／Ｒ１×Ｒ３／Ｒ３＋Ｒ４ V2 −Ｒ２／Ｒ１V1＝Ｒ２／Ｒ１（V2−V1） （∴R4＝R1，R3＝R2） 即ち出力V0は入力V1とV2の差電圧に比例した
値となり、差動増巾器の機能を持つことにな
る。
以上に詳しく演算増巾器OPの特性を上げて説
明したが、以下このような優れた特性を持つ演算
増巾器を使つて得られるこの考案による交流電気
量変化分導出装置を説明する。
明したが、以下このような優れた特性を持つ演算
増巾器を使つて得られるこの考案による交流電気
量変化分導出装置を説明する。
第５図はこの考案の一実施例を示す接続図であ
り、Ｃコンデンサ、Ｌはリアクトル、R′は抵抗
器、Ｖは交流入力電圧を示すものである。
り、Ｃコンデンサ、Ｌはリアクトル、R′は抵抗
器、Ｖは交流入力電圧を示すものである。
コンデンサＣ及び抵抗器R′を含むリアクトル
Ｌは、第４図に示す抵抗器R3に対応する。即
ち、第５図における演算増巾器OPは差動増巾器
形であり、抵抗R4とR1は等しく、コンデンサＣ
とリアクトルＬと抵抗R′とからなる並列共振回
路と共振周波数における等価抵抗値は抵抗R2と
等しく選んでいる。なお、R′はコンデンサＣ及
びリアクトルＬの抵抗分を示す等価抵抗である。
これによつて、コンデンサＣ及びリアクトルＬは
理想的な要素として扱う。
Ｌは、第４図に示す抵抗器R3に対応する。即
ち、第５図における演算増巾器OPは差動増巾器
形であり、抵抗R4とR1は等しく、コンデンサＣ
とリアクトルＬと抵抗R′とからなる並列共振回
路と共振周波数における等価抵抗値は抵抗R2と
等しく選んでいる。なお、R′はコンデンサＣ及
びリアクトルＬの抵抗分を示す等価抵抗である。
これによつて、コンデンサＣ及びリアクトルＬは
理想的な要素として扱う。
このようにすれば第５図は次のように作動す
る。なお第６図イ，ロは第５図の動作を説明する
波形図である。
る。なお第６図イ，ロは第５図の動作を説明する
波形図である。
(1) 入力ＶがOVで継続中のとき、
I2＝Ｏ→V+＝V-＝Ｏ→I1＝Ｏ→V0＝OV
(2) 入力Ｖが存在し、一定値を保つているとき、
コンデンサ及びリアクトルＬからなる並列共
振回路の共振時の抵抗値をR3とし、R3＝R2，
R4＝R1とすると、第４図に於てV1＝V2＝Ｖで
あるから出力V0＝OV (3) 入力Ｖが急変したとき、 第５図の入力端子には、入力Ｖが急変して
も、並列共振回路のために変化後の値にならず
変化前の電圧（Ｖ＝ＶB）による値が与えられ
る。即ち V+＝ＶB×Ｒ２／Ｒ１＋Ｒ２ である。従つて第５図の端子にはV-＝V+で
あるから、変化前の電圧が与えられている。他
方抵抗R1の入力側には変化後の電圧Ｖ＝ＶAが
与えられているので、抵抗R1に流れる電流I1は I1＝ＶＡ−Ｖ−／Ｒ１ という変化の前後の差（変化分）に相当する値
となり、このI1はR2にも流れるので出力V0は となり、入力Ｖの変化分に比例した出力が得ら
れることになる（但し符号はマイナス）。
振回路の共振時の抵抗値をR3とし、R3＝R2，
R4＝R1とすると、第４図に於てV1＝V2＝Ｖで
あるから出力V0＝OV (3) 入力Ｖが急変したとき、 第５図の入力端子には、入力Ｖが急変して
も、並列共振回路のために変化後の値にならず
変化前の電圧（Ｖ＝ＶB）による値が与えられ
る。即ち V+＝ＶB×Ｒ２／Ｒ１＋Ｒ２ である。従つて第５図の端子にはV-＝V+で
あるから、変化前の電圧が与えられている。他
方抵抗R1の入力側には変化後の電圧Ｖ＝ＶAが
与えられているので、抵抗R1に流れる電流I1は I1＝ＶＡ−Ｖ−／Ｒ１ という変化の前後の差（変化分）に相当する値
となり、このI1はR2にも流れるので出力V0は となり、入力Ｖの変化分に比例した出力が得ら
れることになる（但し符号はマイナス）。
次に第６図イ，ロにより前記変化の状態を最も
理解しやすい２つのケースで説明する。
理解しやすい２つのケースで説明する。
第６図イは入力ＶがＯに急変したときの図であ
る。入力Ｖの変化の前後を問わずV+＝V-＝
Ｒ１／Ｒ１＋Ｒ２・ＶB（ＶBはＶの変化直前の値）であ り、変化後はＶ＝OV、従つてI1＝−Ｖ−／Ｒ１＝ −Ｒ２／Ｒ１（Ｒ１＋Ｒ２）・ＶBとなる。出力V0＝（V
-）−R2I1で あるから、V0＝（V-）−（−Ｖ１／Ｒ１）R2＝Ｒ１＋Ｒ
２／Ｒ１V-＝ Ｒ２／Ｒ１ＶB即ち変化分△Ｖ＝ＶB−Ｏ＝ＶBに比例し
た 出力V0が得られる。この様子を第６図イに図示
したもので、出力V0はＯとなる前の入力Ｖの極
性を保つ（変化分の逆位相となつている）。この
ケースは第４図でV1＝Ｏ，V2＝ＶBに相当するの
で、第３図の非反転増巾器と似た機能となつてい
る。
る。入力Ｖの変化の前後を問わずV+＝V-＝
Ｒ１／Ｒ１＋Ｒ２・ＶB（ＶBはＶの変化直前の値）であ り、変化後はＶ＝OV、従つてI1＝−Ｖ−／Ｒ１＝ −Ｒ２／Ｒ１（Ｒ１＋Ｒ２）・ＶBとなる。出力V0＝（V
-）−R2I1で あるから、V0＝（V-）−（−Ｖ１／Ｒ１）R2＝Ｒ１＋Ｒ
２／Ｒ１V-＝ Ｒ２／Ｒ１ＶB即ち変化分△Ｖ＝ＶB−Ｏ＝ＶBに比例し
た 出力V0が得られる。この様子を第６図イに図示
したもので、出力V0はＯとなる前の入力Ｖの極
性を保つ（変化分の逆位相となつている）。この
ケースは第４図でV1＝Ｏ，V2＝ＶBに相当するの
で、第３図の非反転増巾器と似た機能となつてい
る。
第６図ロは入力ＶがＯからＶに急変したときの
図である。この場合にも演算増巾器の端子の電
圧V+は急にＶにならず、しばらくの間V+＝OVと
なつている。他方端子には瞬時値のＶが印加さ
れ、V-＝V+＝OVを考え合せると、第２図の反転
増巾器と似た特性となり、出力V0はV0＝−R2I1
＝−R2・Ｖ／Ｒ１・Ｖと変化分に比例した出力とな る。但し第６図イは変化分は入力Ｖの逆極性だつ
たのに対し、第６図ロは入力Ｖと同極性のために
符号が第６図イとロでは異つている。
図である。この場合にも演算増巾器の端子の電
圧V+は急にＶにならず、しばらくの間V+＝OVと
なつている。他方端子には瞬時値のＶが印加さ
れ、V-＝V+＝OVを考え合せると、第２図の反転
増巾器と似た特性となり、出力V0はV0＝−R2I1
＝−R2・Ｖ／Ｒ１・Ｖと変化分に比例した出力とな る。但し第６図イは変化分は入力Ｖの逆極性だつ
たのに対し、第６図ロは入力Ｖと同極性のために
符号が第６図イとロでは異つている。
第６図イ、ロ共に変化分出力は漸減することを
示しているが、これは並列共振回路の時定数１／ＣＲ （Ｒ＝Ｒ４Ｒ′／Ｒ４＋Ｒ′）によつてきまるもので、
設計によ り任意に選択可能である。
示しているが、これは並列共振回路の時定数１／ＣＲ （Ｒ＝Ｒ４Ｒ′／Ｒ４＋Ｒ′）によつてきまるもので、
設計によ り任意に選択可能である。
ところで、例えば電力系統の接点点事故などの
発生に伴なう電気量の変化分を導出するにあたつ
ては、接地事故の発生直前の値を記憶するため記
憶回路を設ける必要があるが、前述のように演算
増巾器は入力インピーダンスが極めて大きい（無
限大とみなしうる）ので、上述の記憶回路の構成
要素（コンデンサＣ、リアクトルＬ）を小さい値
で設計することができ、しかも、演算増巾器は出
力インピーダンスが極めて小さいので、演算増巾
器の負荷としては、大きな負荷を接続することが
できる。
発生に伴なう電気量の変化分を導出するにあたつ
ては、接地事故の発生直前の値を記憶するため記
憶回路を設ける必要があるが、前述のように演算
増巾器は入力インピーダンスが極めて大きい（無
限大とみなしうる）ので、上述の記憶回路の構成
要素（コンデンサＣ、リアクトルＬ）を小さい値
で設計することができ、しかも、演算増巾器は出
力インピーダンスが極めて小さいので、演算増巾
器の負荷としては、大きな負荷を接続することが
できる。
尚、実施例に示された装置を保護リレーの分野
に適用した場合について簡単に述べると、 モー継電器や方向継電器などのように電圧が動
作トルクの発生に必要なタイプのものでは、至近
端事故などにより電圧が零になり、そのため動作
できなくなることがある。一般に、この種のリレ
ーの動作時間は20ms程度であるので変化分の振
巾は第６図からも明らかなように減衰波形である
が50ms程度までは充分な振幅値を持つように設
計できる点を考慮すれば、電圧が急に零になつた
としてもその電圧変化分を記憶値としてリレーに
与えることにより、そのような場合でも、この種
のリレーを充分作動させることができる。
に適用した場合について簡単に述べると、 モー継電器や方向継電器などのように電圧が動
作トルクの発生に必要なタイプのものでは、至近
端事故などにより電圧が零になり、そのため動作
できなくなることがある。一般に、この種のリレ
ーの動作時間は20ms程度であるので変化分の振
巾は第６図からも明らかなように減衰波形である
が50ms程度までは充分な振幅値を持つように設
計できる点を考慮すれば、電圧が急に零になつた
としてもその電圧変化分を記憶値としてリレーに
与えることにより、そのような場合でも、この種
のリレーを充分作動させることができる。
特に、この考案の装置では記憶回路を構成する
コンデンサＣ、リアクトルＬが小電力型のもので
よいので、リレーと組合わせて使用するにあたり
設計上、製作上種々の点で利点がある。
コンデンサＣ、リアクトルＬが小電力型のもので
よいので、リレーと組合わせて使用するにあたり
設計上、製作上種々の点で利点がある。
以上の説明で明らかなように、この考案は、演
算増巾器とLC共振回路とを組合わせることによ
り、簡単で安価な構成で交流入力電気量の変化分
を充分大きな値にて出力端子より導出することが
できるものである。
算増巾器とLC共振回路とを組合わせることによ
り、簡単で安価な構成で交流入力電気量の変化分
を充分大きな値にて出力端子より導出することが
できるものである。
第１図は演算増巾器の入力端子、出力端子を説
明する接続図、第２図、第３図、第４図は演算増
巾器の基本動作を説明する接続図、第５図はこの
考案の交流電気量変化分導出装置の一実施例を示
す接続図、第６図は第５図の動作を説明する波形
図である。 図において、OPは演算増巾器、V0は出力端
子、V+は非反転端子、V-は反転端子、R1，R2，
R3，R4，R′は抵抗器、Ｃはコンデンサ、Ｌはリ
アクトルである。なお、図中の同一符号は同一又
は相当部分を示すものとする。
明する接続図、第２図、第３図、第４図は演算増
巾器の基本動作を説明する接続図、第５図はこの
考案の交流電気量変化分導出装置の一実施例を示
す接続図、第６図は第５図の動作を説明する波形
図である。 図において、OPは演算増巾器、V0は出力端
子、V+は非反転端子、V-は反転端子、R1，R2，
R3，R4，R′は抵抗器、Ｃはコンデンサ、Ｌはリ
アクトルである。なお、図中の同一符号は同一又
は相当部分を示すものとする。
Claims (1)
- 交流入力電気量を第１の抵抗を介して反転入力
端子に導入し、かつ上記交流入力電気量を第２の
抵抗を介して非反転入力端子にそれぞれ導入した
演算増幅器と、上記非反転入力端子及びアース間
にコンデンサ及びリアクトルを並列接続されて上
記交流入力電気量のもつ周波数に対して共振させ
た並列共振回路とを備え、上記演算増幅器の出力
端子より上記交流入力電気量の変化分を導出する
ようにした交流電気量変化分導出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979151795U JPS6237176Y2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979151795U JPS6237176Y2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5644368U JPS5644368U (ja) | 1981-04-22 |
| JPS6237176Y2 true JPS6237176Y2 (ja) | 1987-09-22 |
Family
ID=29382726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979151795U Expired JPS6237176Y2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237176Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4430787Y1 (ja) * | 1968-12-12 | 1969-12-18 |
-
1979
- 1979-10-31 JP JP1979151795U patent/JPS6237176Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4430787Y1 (ja) * | 1968-12-12 | 1969-12-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5644368U (ja) | 1981-04-22 |
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