JPS6259869A - 交流信号中の直流分検出回路 - Google Patents
交流信号中の直流分検出回路Info
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- JPS6259869A JPS6259869A JP20090485A JP20090485A JPS6259869A JP S6259869 A JPS6259869 A JP S6259869A JP 20090485 A JP20090485 A JP 20090485A JP 20090485 A JP20090485 A JP 20090485A JP S6259869 A JPS6259869 A JP S6259869A
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- capacitor
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- component
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、交流信号中に含まれている直流分を検出す
る回路に関する。
る回路に関する。
交流電圧あるいは交流電流に直流分が含まれていると、
いろいろな不都合を生じることを電気炉を例にして以下
に説明する。 第４図は交流加熱式電気炉の構成図であって、電力系統
１に接続されている変圧器２により電気炉３に最適の電
圧に変圧された交流電力がサイリスタ４を介して電気炉
３に供給される。このサイリスタ４は電気炉３への電流
または電力などを位相制御により所定値にするためのも
のであって、制御装置５からの信号により点弧位相が制
御される。すなわち変流器１１で検出される電気炉電流
信号、計器用変圧器１２と３２で検出される電力系統電
圧信号と電気炉電圧信号などが上述の制御装置５に導か
れて、これら検出信号と所定値との比較演算が行われる
ことにより、サイリスタ４に対する点弧位相の調整が行
われる。 電気炉３においては、電極３１から電気炉内の被加熱原
料に電流が流れることにより、当該原料が加熱されるの
であるが、この電気炉３で生成される物質によっては、
投入原料に酸化珪素や酸化アルミナなどが使用されるこ
とがある。これらの原料は、炉内の温度状°況や生成過
程において、いわゆる半導体の性質をもつことがある。 すなわち電極３１の周囲に半導体の性質を有する物質が
集合することにより、この交流加熱式電気炉にとっては
、電気炉に流れる電流の正の半波の大きさと負の半波の
大きさとが同じにならない、つまり直流分が含まれた電
流が流れることになる。 電気炉３に流れる交流電流に直流分が含まれるというこ
とは、当該電気炉３が正常に動作するのを妨げることに
なるし、電源側に接続されている変圧器２を偏磁させる
などの不都合も発生するので、直流分がどの程度含まれ
ているかを検出する必要がある。 電気炉３を効率よく運転し、さらに変圧器２の偏磁現象
を回避するなどのために、この電気炉３に流入する交流
電流または電力に含まれる直流分を素早く検出し、制御
装置１１！５はこれに対処する制御信号を出力しなけれ
ばならないのであるが、従来から存在する直流分メータ
などでは応答時間が長く、たとえば上述の電気炉の制御
、あるいは規制値を超える場合に警報を発令するなどの
用途には使用できないという不都合があった。
いろいろな不都合を生じることを電気炉を例にして以下
に説明する。 第４図は交流加熱式電気炉の構成図であって、電力系統
１に接続されている変圧器２により電気炉３に最適の電
圧に変圧された交流電力がサイリスタ４を介して電気炉
３に供給される。このサイリスタ４は電気炉３への電流
または電力などを位相制御により所定値にするためのも
のであって、制御装置５からの信号により点弧位相が制
御される。すなわち変流器１１で検出される電気炉電流
信号、計器用変圧器１２と３２で検出される電力系統電
圧信号と電気炉電圧信号などが上述の制御装置５に導か
れて、これら検出信号と所定値との比較演算が行われる
ことにより、サイリスタ４に対する点弧位相の調整が行
われる。 電気炉３においては、電極３１から電気炉内の被加熱原
料に電流が流れることにより、当該原料が加熱されるの
であるが、この電気炉３で生成される物質によっては、
投入原料に酸化珪素や酸化アルミナなどが使用されるこ
とがある。これらの原料は、炉内の温度状°況や生成過
程において、いわゆる半導体の性質をもつことがある。 すなわち電極３１の周囲に半導体の性質を有する物質が
集合することにより、この交流加熱式電気炉にとっては
、電気炉に流れる電流の正の半波の大きさと負の半波の
大きさとが同じにならない、つまり直流分が含まれた電
流が流れることになる。 電気炉３に流れる交流電流に直流分が含まれるというこ
とは、当該電気炉３が正常に動作するのを妨げることに
なるし、電源側に接続されている変圧器２を偏磁させる
などの不都合も発生するので、直流分がどの程度含まれ
ているかを検出する必要がある。 電気炉３を効率よく運転し、さらに変圧器２の偏磁現象
を回避するなどのために、この電気炉３に流入する交流
電流または電力に含まれる直流分を素早く検出し、制御
装置１１！５はこれに対処する制御信号を出力しなけれ
ばならないのであるが、従来から存在する直流分メータ
などでは応答時間が長く、たとえば上述の電気炉の制御
、あるいは規制値を超える場合に警報を発令するなどの
用途には使用できないという不都合があった。
この発明は、交流信号中に含まれている直流分を、きわ
めて短い応答時間で素早く検出できる直流分検出回路を
提供することを目的とする。
めて短い応答時間で素早く検出できる直流分検出回路を
提供することを目的とする。
この発明は、交流信号の任意の１サイクルを積分すると
き、この交流信号中に直流分が含まれていなければ積分
演算の結果が零になることに着目したものであって、こ
の積分演算の結果を次回の積分演算の結果が出るまでサ
ンプルホールド回路に保持しておき、このサンプルホー
ルド回路出力信号の大きさと極性から、どの程度の直流
分が含まれているかを素早く検出しようとするものであ
る。
き、この交流信号中に直流分が含まれていなければ積分
演算の結果が零になることに着目したものであって、こ
の積分演算の結果を次回の積分演算の結果が出るまでサ
ンプルホールド回路に保持しておき、このサンプルホー
ルド回路出力信号の大きさと極性から、どの程度の直流
分が含まれているかを素早く検出しようとするものであ
る。
第１図は本発明の実施例を示す回路図であり、第２図は
第１図に示す実施例回路に入力される交流信号の波形図
であって、この第１図と第２図により、以下に本発明の
詳細な説明する。 第１図において、符号５１なる演算増幅器には常時開な
る接点５４とコンデンサ５９との直列回路が並列に接続
され、さらに常時開なる接点５５も並列接続されており
、これらの入力側に常時開なる接点５３が備えられてい
るので、接点５３と５４とを閉状態、接点５５を開状態
にすれば、演算増幅器５１とコンデンサ５９とで積分回
路が形成され、人力信号Ｖｉが積分され、その演算結果
がＶｎとしてこの積分回路から出力される。 常時開なる接点５６と演算増幅器５２との直列回路は抵
抗６０を並列接続するとともに、常時閉なる接点５７と
コンデンサ６１との直列回路を上記演算増幅器５２のみ
に並列接続し、さらにこの接点５７とコンデンサ６１と
の結合点と基準電位との間を常時間なる接点５日を介し
て接続するよう構成し、これら３組の接点５６，５７．
５８を同時に動作させれば演算増幅器５２とコンデンサ
６１とでサンプルホールド回路が形成されるので、上述
の積分回路出力信号ｖｎをこのサンプルホールド回路に
移して保持させればこのＶｎをサンプルホールド回路か
らとり出すことができる。 積分回路に入力される信号Ｖｉが第２図に示す交流信号
波形であって、接点５５が開路状態にあり、この交流信
号が零点を通過する瞬間である時刻ｔ１から１サイクル
後の零点を通過する時刻１．までの期間は接点５３と５
４が閉路するようにすると、この期間中の入力交流信号
Ｖｉが積分されるので、交流信号の正の半波と負の半波
とが等しければ（すなわち直流分が零であるならば）７
この積分回路出力信号ＶｎＯ値は零となる。しかし入力
交流信号Ｖｉの正側に直流分が含まれていれば出力信号
Ｖｎは正のある値を示し、負側に直流分が含まれていれ
ばその逆の状態となる。すなわち入力交流信号Ｖｉの１
サイクル分を積分すれば、その演算結果の極性と大きさ
から入力交流信号Ｖｉ中の直流分の極性と大きさとを知
ることができる。 １サイクル後の時刻ｔ２に接点５３のみを開略し、接点
５４は閉路状態のままとすれば、積分演算結果Ｖｎを短
時間保持することができる。そこで１サイクル終了時点
の時刻ｔ８に接点５６と５８を閉路して接点５７を開路
させると演算増幅器５２の出力信号Ｖｏは急速に入力信
号Ｖｎと同じ値となり、コンデンサ６１にはこのＶｎな
る電位が充電される。コンデンサ６１が充電完了するの
に必要な時間が経過したのちの時刻ｔ、には接点５６と
５８とが開路し、接点５７が閉路することで、演算増幅
器５２とコンデンサ６１とで上述の電位が維持されるの
で出力信号Ｖｏとしてはコンデンサ６１の電位Ｖｎをと
り出すことができる。またこのサンプルホールド回路は
、前段の積分回路が次回の演算結果を出力するまで前記
の値を保持する。 上述の時刻ｔ３では積分回路の演算結果はサンプルホー
ルド回路に移されているので、ここで接点５５を閉路す
ることによりコンデンサ５９の電荷は放電されるので、
このコンデンサ５９が放電完了した時点で接点５４と５
５を開路させれば、積分器はりセント状態になって次回
の積分動作のために待機の状態となる。またサンプルホ
ールド回路は次回の積分演算結果が入力されるまで上記
の値を保持しつづける。 第３図は第１図に示す実施例回路における各部の動作を
あられした動作ダイヤグラムであって、第３図（イ）は
入力される交流信号Ｖｉの波形を、第３図（ロ）、（ハ
）、（二ｌ、 （ｔＪ、 ｆへ１．（ト１はそれぞれ接
点５３．５４゜５５、５６．５７．５８のオン・オフ動
作を、第３図（イ）。 は積分回路出力信号νｎの変化を、第３図（す）はサン
プルホールド回路出力信号ｖＯの変化をそれぞれあられ
している。 この第３図において、時刻１．からｔ２まで入力される
交流信号Ｖｌの第１周期、時刻ｔ８からｔ、までがＶｉ
の第２周期、時刻１＋＋からｔｌ！までがＶｉの第３周
期であり、この第３図においては奇数の周期に積分演算
が行われ、この奇数周期に引続く偶数周期において積分
演算結果がサンプルホールド回路に移されるとともに積
分回路をリセットしていることがわかる。この第３図（
イ）に示す交流信号Ｖｉの負側に直流分が含まれている
のでサンプルホールド回路出力信号Ｖｏにはその直流分
の極性と量とが示されている （第３図（す）参照）、
なお時刻ｔ、からｔ□までが積分回路をリセットさせる
ための時間である。 この第３図においては、積分演算を各奇数周期毎に行っ
ているが、この積分演算の周期を間引くこともできる。 また積分開始時点は入力交流信号Ｖｉが零になる時点と
しているが、この入力交流信号Ｖｉの周波数変動が小で
あるならば、積分開始時点を任意にしてもその演算結果
に差異を生じないのはもちろんである。
第１図に示す実施例回路に入力される交流信号の波形図
であって、この第１図と第２図により、以下に本発明の
詳細な説明する。 第１図において、符号５１なる演算増幅器には常時開な
る接点５４とコンデンサ５９との直列回路が並列に接続
され、さらに常時開なる接点５５も並列接続されており
、これらの入力側に常時開なる接点５３が備えられてい
るので、接点５３と５４とを閉状態、接点５５を開状態
にすれば、演算増幅器５１とコンデンサ５９とで積分回
路が形成され、人力信号Ｖｉが積分され、その演算結果
がＶｎとしてこの積分回路から出力される。 常時開なる接点５６と演算増幅器５２との直列回路は抵
抗６０を並列接続するとともに、常時閉なる接点５７と
コンデンサ６１との直列回路を上記演算増幅器５２のみ
に並列接続し、さらにこの接点５７とコンデンサ６１と
の結合点と基準電位との間を常時間なる接点５日を介し
て接続するよう構成し、これら３組の接点５６，５７．
５８を同時に動作させれば演算増幅器５２とコンデンサ
６１とでサンプルホールド回路が形成されるので、上述
の積分回路出力信号ｖｎをこのサンプルホールド回路に
移して保持させればこのＶｎをサンプルホールド回路か
らとり出すことができる。 積分回路に入力される信号Ｖｉが第２図に示す交流信号
波形であって、接点５５が開路状態にあり、この交流信
号が零点を通過する瞬間である時刻ｔ１から１サイクル
後の零点を通過する時刻１．までの期間は接点５３と５
４が閉路するようにすると、この期間中の入力交流信号
Ｖｉが積分されるので、交流信号の正の半波と負の半波
とが等しければ（すなわち直流分が零であるならば）７
この積分回路出力信号ＶｎＯ値は零となる。しかし入力
交流信号Ｖｉの正側に直流分が含まれていれば出力信号
Ｖｎは正のある値を示し、負側に直流分が含まれていれ
ばその逆の状態となる。すなわち入力交流信号Ｖｉの１
サイクル分を積分すれば、その演算結果の極性と大きさ
から入力交流信号Ｖｉ中の直流分の極性と大きさとを知
ることができる。 １サイクル後の時刻ｔ２に接点５３のみを開略し、接点
５４は閉路状態のままとすれば、積分演算結果Ｖｎを短
時間保持することができる。そこで１サイクル終了時点
の時刻ｔ８に接点５６と５８を閉路して接点５７を開路
させると演算増幅器５２の出力信号Ｖｏは急速に入力信
号Ｖｎと同じ値となり、コンデンサ６１にはこのＶｎな
る電位が充電される。コンデンサ６１が充電完了するの
に必要な時間が経過したのちの時刻ｔ、には接点５６と
５８とが開路し、接点５７が閉路することで、演算増幅
器５２とコンデンサ６１とで上述の電位が維持されるの
で出力信号Ｖｏとしてはコンデンサ６１の電位Ｖｎをと
り出すことができる。またこのサンプルホールド回路は
、前段の積分回路が次回の演算結果を出力するまで前記
の値を保持する。 上述の時刻ｔ３では積分回路の演算結果はサンプルホー
ルド回路に移されているので、ここで接点５５を閉路す
ることによりコンデンサ５９の電荷は放電されるので、
このコンデンサ５９が放電完了した時点で接点５４と５
５を開路させれば、積分器はりセント状態になって次回
の積分動作のために待機の状態となる。またサンプルホ
ールド回路は次回の積分演算結果が入力されるまで上記
の値を保持しつづける。 第３図は第１図に示す実施例回路における各部の動作を
あられした動作ダイヤグラムであって、第３図（イ）は
入力される交流信号Ｖｉの波形を、第３図（ロ）、（ハ
）、（二ｌ、 （ｔＪ、 ｆへ１．（ト１はそれぞれ接
点５３．５４゜５５、５６．５７．５８のオン・オフ動
作を、第３図（イ）。 は積分回路出力信号νｎの変化を、第３図（す）はサン
プルホールド回路出力信号ｖＯの変化をそれぞれあられ
している。 この第３図において、時刻１．からｔ２まで入力される
交流信号Ｖｌの第１周期、時刻ｔ８からｔ、までがＶｉ
の第２周期、時刻１＋＋からｔｌ！までがＶｉの第３周
期であり、この第３図においては奇数の周期に積分演算
が行われ、この奇数周期に引続く偶数周期において積分
演算結果がサンプルホールド回路に移されるとともに積
分回路をリセットしていることがわかる。この第３図（
イ）に示す交流信号Ｖｉの負側に直流分が含まれている
のでサンプルホールド回路出力信号Ｖｏにはその直流分
の極性と量とが示されている （第３図（す）参照）、
なお時刻ｔ、からｔ□までが積分回路をリセットさせる
ための時間である。 この第３図においては、積分演算を各奇数周期毎に行っ
ているが、この積分演算の周期を間引くこともできる。 また積分開始時点は入力交流信号Ｖｉが零になる時点と
しているが、この入力交流信号Ｖｉの周波数変動が小で
あるならば、積分開始時点を任意にしてもその演算結果
に差異を生じないのはもちろんである。
この発明によれば、直流分の含まれている交流信号の１
サイクル分を積分すれば、その演算結果から含まれてい
る直流分の大きさと極性とが求められるので、この積分
演算結果を次回の積分演算結果が得られるまでサンプル
ホールド回路に貯えるように回路を構成しているので、
きわめて短い応答時間で結果を知ることができる。それ
故電気炉のように直流分を検出して素早く制御する必要
のある装置にも使用できて、直流分の含有により生ずる
不都合（たとえば変圧器の偏磁など）を避けるのに大き
な効果を発揮できる。
サイクル分を積分すれば、その演算結果から含まれてい
る直流分の大きさと極性とが求められるので、この積分
演算結果を次回の積分演算結果が得られるまでサンプル
ホールド回路に貯えるように回路を構成しているので、
きわめて短い応答時間で結果を知ることができる。それ
故電気炉のように直流分を検出して素早く制御する必要
のある装置にも使用できて、直流分の含有により生ずる
不都合（たとえば変圧器の偏磁など）を避けるのに大き
な効果を発揮できる。
第１図は本発明の実施例を示す回路図であり、第２図は
第１図に示す実施例回路に入力される交流信号の波形図
、第３図は第１図に示す実施例回路における各部の動作
をあられした動作ダイヤグラムである。また第４図は交
流加熱式電気炉の構成図である。 １：電力系統、２：変圧器、３：電気炉、４：サイリス
タ、５：制御装置、１１：変流器、１２．３２＝計器用
変圧器、３１：電極、５１，５２：演算増幅器、５３〜
５８：接点、５９，６１：コンデンサ、６０：抵抗。
第１図に示す実施例回路に入力される交流信号の波形図
、第３図は第１図に示す実施例回路における各部の動作
をあられした動作ダイヤグラムである。また第４図は交
流加熱式電気炉の構成図である。 １：電力系統、２：変圧器、３：電気炉、４：サイリス
タ、５：制御装置、１１：変流器、１２．３２＝計器用
変圧器、３１：電極、５１，５２：演算増幅器、５３〜
５８：接点、５９，６１：コンデンサ、６０：抵抗。
Claims (1)
- １）積分回路と、この積分回路に交流信号の１サイクル
分を入力させる信号入力スイッチと、当該積分回路の演
算結果を次回の積分演算結果が出るまで保持するサンプ
ルホールド回路とで構成されている交流信号中の直流分
検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20090485A JPS6259869A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 交流信号中の直流分検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20090485A JPS6259869A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 交流信号中の直流分検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6259869A true JPS6259869A (ja) | 1987-03-16 |
Family
ID=16432193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20090485A Pending JPS6259869A (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 交流信号中の直流分検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6259869A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01178873A (ja) * | 1987-01-09 | 1989-07-17 | Merlin Gerin | インバータの出力トランスの１次巻線を流れる電流の直流分の測定回路 |
| US5093615A (en) * | 1989-03-16 | 1992-03-03 | Yazaki Corporation | Movement for an instrument having an electromagnetic control arrangement |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50123469A (ja) * | 1974-03-18 | 1975-09-27 |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP20090485A patent/JPS6259869A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50123469A (ja) * | 1974-03-18 | 1975-09-27 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01178873A (ja) * | 1987-01-09 | 1989-07-17 | Merlin Gerin | インバータの出力トランスの１次巻線を流れる電流の直流分の測定回路 |
| US5093615A (en) * | 1989-03-16 | 1992-03-03 | Yazaki Corporation | Movement for an instrument having an electromagnetic control arrangement |
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