JPS63243886A - 力率計 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は３相交流電路等の力率を測定する力率計に係
り、更に詳しく言えば、線間電圧に対する負荷電流の進
み遅れの位相極性検出手段を備えたディジタル形の力率
計に関するものである。

〔従来の技術〕

従来は一般にアナログ形の力率計が使用されており、例
えば被測定電路の電圧と電流を検出して方形波電圧に波
形整形し、その立ち上がり時点の位相差φに比例した大
きさの電圧を形成して、該電圧を中央値を１とし左右に
ｃｏｓφなる非直線目盛が施されたメータに加え、力率
ｃｏｓφを指示させるようにしている。

この場合、電圧成分を表す方形波電圧の立ち上がり時点
において、例えば電流成分を表す方形波電圧がＨレベル
のときは進み位相でＬレベルのときは遅れ位相とし、そ
れに応じて−又は十の位相極性信号を発し、メータの指
針を左（進み）右（遅れ）に振らせるようになっている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来装置は、被４１す定電路の電圧に対する電流の
進み遅れの位相極性をメータの左右の振れで表すので、
回路も比較的簡単である。

しかしながら、例えば雑音等の妨害波があるとメータの
指示がふらついて不安定となるため進み遅れが判明しな
いことがあり、これを無くしようとすると回路が複雑化
してコストアップを招くという欠点がある。また、最近
では、被測定電路の電圧など他の電気量の測定には、例
えばマイクロコンピュータを備えたディジタル形の測定
器が一般に利用されるようになってきているので、現場
用としては少なくともアナログ形の力率計とディジタル
形の他の測定器とを合わせて２台用、なする必要があり
、室外作業の場合には特に不便さがあった・ この発明は上記の点に鑑みなされたもので、その第１の
目的は、雑音等の妨害波があっても進み遅れの力率値を
安定に表示するディジタル形の力率計を実現することに
ある。また、この発明の第２の目的は、例えば他のディ
ジタル計８（１１器に組み込み、その有するマイクロコ
ンピュータを共用して測定が行えるようにした力率計を
提供することにある。

〔発明の構成〕

この発明の実施例が示されている第１図を参照すると、
この力率計においては、例えば被測定電路１における電
圧成分を表す方形波電圧の立ち上がりを検出する立ち上
がり検出器５と、その電流成分を表す方形波電圧のレベ
ルを測定するレベル検出器９と、上記立ち上がり検出器
５とレベル検出））ｔ９の出力により進み、遅れの位相
極性を検出する極性検出器１４、及びこの進み、遅れの
検出結果を保持し、所定回数検出後進み遅れの位相極性
を最終的に判定する極性設定器１５とを備えている。

〔測定原理〕

第２図（Ａ）を併せて参照すると、同図（イ）には例え
ば被測定電路１の電圧Ｖと、この電圧Ｖに対して遅れ位
相の電流Ｉ　ＬＡＯ及び進み位相の電流ＩＬい。が示さ
れている。同図（ハ）には、上記電圧Ｖを例えばゼロク
ロスコンパレータにて方形波電圧ＶＶに波形整形した例
が示されており、（ニ）、（ホ）には」１記２つの′ｉ
ｔｉ流を電圧に変換したのち、それぞれゼロクロスコン
パレータにて同様に方形波電圧Ｖｉに波形整形した例が
示されている。

ここで、（ロ）に示されるように被測定電路の電圧■と
は非同期の所定タイミングでｑち上がり検出器５が検出
動作を行い、電圧ＶＶの立ち上がりを例えば１１．１２
・・・・・・の時点で検出したものとすると、レベル検
出器９にてその時点における電流成分を表す電圧Ｖｉの
レベルを測定すれば、それがＬレベルかＩ−Ｉレベルか
によって極性検出器１４にて遅れ進みの位相極性が検出
できる。この場合、１−、記電圧Ｖｖの立ち下がり時点
にて電圧Ｖｉのレベルを検出してもよい。この検出結果
は例えば極性設定器１６に送られてそのレジスタに一時
的に保持され、所定回数測定後、遅れ又は進みの位相極
性の最終設定がなされるようになっている。

この実施例においては、例えば電圧Ｖｖの立ちｌ−がり
時点における電圧Ｖｉのレベルを検出し。

それが１．レベルであれば遅れの位相極性を表すデータ
として保持するが、Ｈレベルの場合には無視するように
されている。この測定は所定回数繰り返され、１同以上
Ｌレベルが検出されれば最終判定において位相極性は「
遅れ」と設定される。しかしＩ、レベルが検出されず、
すべてがＨレベルであった場合には「進み」と設定され
るようになっている。なお、電圧ＶＶの立ち下がり時点
で電圧Ｖｉのレベルを検出してもよい。この場合には上
記とは逆になり、Ｌレベルの検出データは無視され、１
回以」−Ｈレベルが検出されればその位相極性は「遅れ
」と設定されることになる。

第２図（［３）を参照しながら上記位相極性の検出１す
１作を補足説明すると、同図（へ）には第２図（Ａ）の
（ロ）、（ハ）、（ニ）がまとめて示されている。ここ
で、し。。ｌ　ｔｏ＋・・・ｔｎは電圧ＶＶの実際の立
ち」二がり時点とする。同図（ト）には上記電圧Ｖｖの
立ち］二がり時点し。０が拡大して示されており、ｔは
検出タイミングで、■、［相］、◎、・・・は検出時点
を表すものとすると、■においては電圧■νの立ち上が
りは検出されず、＠、Ｏにおいては、電圧■７の立ち上
がりが検出され、この時点における電圧Ｖ　ｉはともに
Ｈレベルで「進み」を、萄味するが、この検出データは
」−記したように無視される。

同図（チ）のし。においても、電圧ＶｊのＬレベルは検
出されず、＠、Ｏの時点で検出されたＨレベルのデータ
は同様に無視される。同図において。

各検出時点■ないしＯは例えば左方へずれているが、こ
れは上記したように検出タイミングｔが電圧■νの繰り
返し周期と非同期のため、その周波数に関連した時間ピ
ッチで相対的な位置が変化することによる。

同図（す）及び（ヌ）における電圧Ｖｖの立ち上がりｔ
、とｔ２においては、それぞれ（ロ）の時点で電圧Ｖｉ
のＬレベルが検出され、このデータは保持されて位相極
性の最終判定に用いられる。

〔実　施　例〕

再び第１図を参照すると、この力率計の電圧入力部には
例えば被４１１１定電路１の電圧成分■を検出する電圧
検出器２と、その検出出力を適宜のレベルに調′４さす
る減衰器３と、その調整された電圧を方形波電圧Ｖｖに
整形する波形整形器４が設けられ、整形された方形波電
圧Ｖｖは例えば立ち上がり検出器５に加えられるように
なっている。

また、電流入力部には例えば上記被測定電路１の電流成
分１を検出する電流検出器６と、その検出出力を適宜な
レベルの電圧に変換する電流／Ｔｌ！圧変換器７と、そ
の変換された電流成分を表す電圧を１−記聞様に方形波
電圧Ｖｉに整形する波形整形器８が設けられ、整形され
た方形波電圧Ｖｉは例えばレベル検出器９と上記立ち上
がり検出器５に加えられるようになっている。

力率測定の際には、この立ち上がり検出器５において例
えば波形整形器４から加えられた電圧成分を表す方形波
電圧Ｖｖと、波形整形器８から加えられた電流成分を表
す方形波電圧Ｖｉの各立ち上がりが検出され、この検出
出力は位相差信号発生器１０に入力される。位相差信号
発生器１０においては、人力された上記２つの信号から
例えばその時間差に比例した大きさの位相差信号■φを
形成し、力率測定部１１に送出する。力率測定部１１は
この位相差信号■φを力率信号ｃｏｓφに変換するとと
もに、上記極性設定器１５における位相極性の最終判定
が例えば遅れ位相と設定された場合には力率信号ｃｏｓ
φのデータをそのまま表示器１２に送出し、その最終判
定が進み位相と設定された場合には上記ｃｏｓφのデー
タに例えば−を付して送出するようになっている。

次に、第３図を参照しながら進み遅れの位相極性測定に
ついて説明する。同図（Ａ）に示されるように、測定に
当っては初期値設定器１６に例えば初期値として「進み
」を設定し、以後の測定において遅れ（Ｌレベル）が検
出された場合のみ極性設定器１５のレジスタにその検出
回数を累積セットする。

次に、所定の測定回数を測定回数設定器１７にセラ１−
　して測定を開始する。

所定回数の測定が終了した時点で１回以上遅れが検出さ
れていれば、極性設定設定器１５はその位相極性を最終
結果として例えば遅れを設定し、遅れが１回も検出され
ず、進み（Ｈレベル）のみが検出された場合には進みを
設定して力率測定部１１に伝える。

第：３図（１３）には、各位相極性測定における動作内
容の一例が示されている。すなわち、測定開始と同時に
例えば測定打ち切り器１８内のタイマをセットシ、立ち
上がり検出器５にて電圧Ｖｖの立ちｌ−がりを検出する
。もし、電圧ＶｖがＯレベルでなければレベル０に戻る
まで検出を繰り返し、所定時間経過してもＯレベルにな
らなければタイマからの指令によりタイムアウトにされ
１例えば大和処理１；９１３によりそのレジスタに電圧
入力無し、すなわち欠相とセットされて？１ｉｌｌ定が
打ち切られる。

電圧Ｖｖが一旦しベルＯに戻ったならば、次にはレベル
１への）ｌち上がりが検出される。この場合、所定時間
内に１″ｌち」二からなければ」〕記同様にタイムアウ
トとなり、欠相として処理される。立ち１−がりが検出
されれば、レベル検出器９にて電流レベルの検出が行わ
れる。この場合、電流レベルを表す電圧ＶｉがＯレベル
であれば、例えば極性検出器１４の出力により極性設定
器１５に設けられた遅れ設定用レジスタの１つがセット
され、上記電圧Ｖｉがレベル１であれば、レジスタには
変化がな（次のステップの位相極性測定へ進むようにさ
れている。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、この力率計は例えば被測
定電路の電圧の立ち上がりを検出する立ち上がり検出器
と、その立ち上がり時点における上記波ｌｌｌす定電路
の電流レベルがＯか１かを検出するレベル検出器を有し
、このレベル検出器の出力がレベルＯの場合に例えば「
遅れ」の位相極性信号を発する極性検出器と、この極性
検出器からの上記位相極性信号により所定のレジスタに
「遅れ」を累積セットするとともに、所定回数測定後上
記セットされた遅れ回数の有無によって上記被測定電路
の電圧に対する電流の進み遅れの位相極性を最終的に設
定する極性設定器とを備えていいる。

したがってこの力率計によれば、個々の測定時における
雑音等の影響が多回測定によって平均化され１本来の進
み遅れの位相極性が安定な状態で得られるので、上記各
ユニットを例えばマイクロコンピュータ（１９）に置き
換えると高精度で、かつ、高速のディジタル形力率計を
提供することができる。

また、この力率計を他のディジタル測定器に組み込み、
例えばその有するマイクロコンピュータを共用とすれば
、力率計を備えた比較的低価格で多機能の現場用計測器
を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

添付図面はいずれもこの発明による力率計の実施例に係
り、第１図はその構成を示すブロック線図、第２図（Ａ
）及び第２図（Ｂ）は測定原理説明図、第３図（Ａ）及
び第３図（Ｂ）はこの力率計の位相極性測定を例えばマ
イクロコンピュータにて制御する場合の一例を示す流れ
線図である。 図中、１は被測定電路、２は電圧検出器、４゜８は波形
整形器、５は立ち上がり検出器、６は電流検出器、９は
レベル検出器、１０は位相差検出器、１１は力率測定部
、１４は極性検出器、１５は極性設定器、１７は測定回
数設定器である。 特許出願人　　　日置電機株式会社 代理人　弁理士　　　大　原　　拓　也第２図（刈 第２図（Ｂ） 第３図（Ａ） ００口り 第３図（Ｂ） ：如ステップの位祠極イ生測定へ　　　　　　　ｔｉ入
力索ムの処理入（欠相）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定電路の電圧と電流をそれぞれ検出して方形波電圧
   に変換し、その位相差に比例した大きさの電圧を形成し
   て測定することにより上記被測定電路の力率を求めると
   ともに、上記位相差の遅れ、進みに応じて上記力率に所
   定の位相極性符号を与える位相極性検出手段を備えた力
   率計において、上記位相極性検出手段は、上記被測定電
   路の電圧成分を表す一方の方形波電圧の立ち上がり（又
   は立ち下がり）時点において上記被測定電路の電流成分
   を表す他方の方形波電圧のレベルを所定回検出するレベ
   ル検出手段と、 該レベル検出手段からの検出レベルの大小により所定の
   位相極性信号を形成する極性検出手段と、該極性検出手
   段からの上記位相極性信号の一方の信号を累積保持し、
   該保持数が１以上もしくは０であるかにより対応する位
   相極性符号を上記力率測定部に送出する極性設定手段と
   を備えていることを特徴とする力率計。