KR100621433B1 - Watt-hour meter including magnetic core - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자성코어를 갖는 적산전력계에 관한 것으로서, 특히 더욱 상세하게는 적산전력계에 내장된 변류기와 변압기의 코어를 자기적 특성이 우수한 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등으로 구성하고, 상기 코어의 자기적 특성을 전기적 신호로 효율적으로 변화시킴으로써, 상기 변압기와 변류기를 통한 전압 및 전류 값의 변환을 용이하게 할 수 있고, 사용 시간과 고전압(전류)에서의 사용 범위의 제한이 없이 반영구적인 자기적 특성 구현이 가능한 자성코어를 갖는 적산전력계에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated power meter having a magnetic core, and more particularly, the core of the current transformer and transformer built in the integrated power meter is composed of nanocrystalline alloys, amorphous alloys, ferrites, metal cores, etc. having excellent magnetic properties. By efficiently changing the magnetic properties of the core to an electrical signal, it is possible to facilitate the conversion of voltage and current values through the transformer and current transformer, and semi-permanent without limiting the use time and the use range at high voltage (current) The present invention relates to an integrated power meter having a magnetic core capable of implementing magnetic properties.
상기 본 발명은 전력을 전력공급처로부터 적산전력계와 부하부에 공급하는 전원부와; 상기 전원부로부터 공급받는 전력이 소모되는 부하부와; 상기 전원부와 부하부를 적산전력계 본체와 연결하는 단자부와; 상기 단자부와 연결되고, 적산전력계내의 구동전압을 검출하며, 상기 단자부의 전원단자와 부하단자에 연결된 전압 및 전류코일을 각각 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 중에서 어느 하나에 감고, 상기 단자부와 부하부 사이의 선로상에 걸리는 전압 및 전류를 소정의 레벨로 변환시키며, 상기 선로와 적산전력계 사이를 절연시키는 역할을 수행하고, 상기 아날로그 형태의 전압 및 전류를 A/D변환부로 인가시키는 전압 및 전류검출부와; 상기 전압 및 전류검출부로부터 아날로그 형태로 인가된 전압과 전류를 디지털 형태로 변환하고, 상기 디지털 형태의 데이터신호를 제어부로 전송하는 A/D변환부와; 시간정보를 출력하고, 이를 제어부로 전송하는 타이머부와; 전력량 연산프로그램이 저장되어 있고, 현재의 사용전력량과 현재까지 사용한 총전력량이 누적 계산된 적산전력량 데이터가 저장되는 데이터저장부와; 상기 타이머로부터 시간정보를 전송받고, 상기 A/D변환부로부터 디지털 형태로 변환된 전압과 전류를 전송받아 상기 전압에 의해 적산전력계를 동작시키며, 상기 전압과 전류 및 시간정보를 이용하여 현재의 사용전력량을 연산하고 상기 사용전력량과 데이터저장부에 저장된 종래의 적산전력량을 이용하여 현재까지 사용한 총전력량이 적산된 새로운 적산전력량을 계산하며, 상기 현재의 사용전력량과 새로운 적산전력량을 상기 데이터저장부에 저장하고, 전력량표시부에 표시하도록 전력량구동부에 제어신호를 인가하는 제어부와; 상기 제어부로부터 제어신호를 인가받아 전력량표시부의 구동상태를 제어하는 전력량구동부와; 상기 전력량구동부로부터의 제어신호에 따라 상기 제어부에서 연산된 현재의 사용전력량과 현재까지 사용한 총전력량을 합산한 적산전력량을 표시하는 전력량표시부로 구성됨을 특징으로 한다. The present invention provides a power supply unit for supplying power to the integrated power meter and the load from the power supply; A load part in which power supplied from the power supply part is consumed; A terminal unit connecting the power supply unit and the load unit with an integrated power meter body; Connected to the terminal portion, and detects the driving voltage in the integrated power meter, and wound the voltage and current coils connected to the power terminal and the load terminal of the terminal portion to any one of nanocrystalline alloy, amorphous alloy, ferrite, metal core, respectively, the terminal portion And converts the voltage and current applied to the line between the load and the load unit to a predetermined level, and insulates the line from the integrated power meter and applies the analog voltage and current to the A / D converter. And a current detector; An A / D converter for converting the voltage and current applied from the voltage and current detector in an analog form into a digital form and transmitting the digital data signal to a controller; A timer unit for outputting time information and transmitting the time information to the control unit; A data storage unit for storing a power amount calculation program and storing accumulated power amount data in which a current amount of used power and a total amount of used power are accumulated and calculated; Receives time information from the timer, receives the voltage and current digitally converted from the A / D converter and operates an integrated power meter according to the voltage, and uses the current by using the voltage, current, and time information. Calculates the amount of power and calculates a new integrated power amount accumulated by the total amount of power used up to now using the conventional integrated power amount stored in the data storage unit and the current power amount and the new integrated power amount to the data storage unit A control unit which stores the stored signal and applies a control signal to the power amount driving unit to display the power amount display unit; A power amount driver for controlling a driving state of the power amount display unit by receiving a control signal from the controller; And a power amount display unit for displaying the integrated power amount obtained by adding up the current power amount calculated by the controller and the total power amount used so far according to the control signal from the power amount driver.
따라서 본 발명은 적산전력계에 내장된 변류기와 변압기의 코어를 자기적 특성이 우수한 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등으로 구성하고, 쌍기 코어의 자기적 특성을 전기적 신호로 효율적으로 변화킴으로써, 상기 변압기와 변류기를 통한 전압 및 전류 값의 변환을 용이하게 할 수 있다. 또한 사용 시간과 고전압(전류)에서의 사용 범위의 제한이 없이 반영구적인 자기적 특성을 구현할 수 있는 효과를 갖는다. Therefore, the present invention comprises the core of the current transformer and transformer built in the integrated power meter composed of nano-crystalline alloy, amorphous alloy, ferrite, metal core with excellent magnetic properties, and efficiently change the magnetic properties of the dual phase core to an electrical signal. In this way, it is possible to facilitate the conversion of voltage and current values through the transformer and the current transformer. In addition, there is an effect that can implement a semi-permanent magnetic characteristics without limiting the use time and the range of use at high voltage (current).
적산전력계, 변압기, 변류기, 비정질 합금 코어, 나노 결정립 합금 코어, 페라이트 코어, 금속코어, 전산전력량Integrated power meter, transformer, current transformer, amorphous alloy core, nano grain alloy core, ferrite core, metal core, power consumption
Description
도 1은 종래의 아날로그 적산전력계를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a conventional analog integrated power meter.
도 2는 본 발명에 따른 적산전력계의 구성을 나타낸 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an integrated power meter according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 단자부를 나타낸 사시도.3 is a perspective view showing a terminal unit according to the present invention.
도 4a는 본 발명에 따른 변압기를 설명하기 위해 도시한 회로도.Figure 4a is a circuit diagram for explaining the transformer according to the present invention.
도 4b는 본 발명에 따른 변류기를 설명하기 위해 도시한 회로도. Figure 4b is a circuit diagram for explaining the current transformer according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1...적산전력계 2...전압코일1.
3...전류코일 4...회전판3.
5...제동자석 6...계량장치 및 표시부5. Braking
10...전원부 20...부하부10.
30...단자부 40...전압 및 전류검출부30.Terminal 40.Voltage and current detector
41...변압기 42...변류기41 Transformers 42 Transformers
43...자성코어 50...A/D변환부43.
51...전압A/D변환부 52...전류A/D변환부51 ... voltage A /
60...데이터저장부 70...타이머부60
80... 제어부 90...전력량구동부80
100...전력량표시부 101...현재사용전력량표시부100 ...
102...적산전력량표시부102.Integrated power display
본 발명은 자성코어를 갖는 적산전력계에 관한 것으로서, 특히 더욱 상세하게는 적산전력계에 내장된 변류기와 변압기의 코어를 자기적 특성이 우수한 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등으로 구성하고, 상기 코어의 자기적 특성을 전기적 신호로 효율적으로 변화시킴으로써, 상기 변압기와 변류기를 통한 전압 및 전류 값의 변환을 용이하게 할 수 있고, 사용 시간과 고전압(전류)에서의 사용 범위의 제한이 없이 반영구적인 자기적 특성 구현이 가능한 자성코어를 갖는 적산전력계에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated power meter having a magnetic core, and more particularly, the core of the current transformer and transformer built in the integrated power meter is composed of nanocrystalline alloys, amorphous alloys, ferrites, metal cores, etc. having excellent magnetic properties. By efficiently changing the magnetic properties of the core to an electrical signal, it is possible to facilitate the conversion of voltage and current values through the transformer and current transformer, and semi-permanent without limiting the use time and the use range at high voltage (current) The present invention relates to an integrated power meter having a magnetic core capable of implementing magnetic properties.
도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 종래의 아날로그 적산전력계(1)는 전압코일(2)과, 전류코일(3)과, 알루미늄재질의 회전판(4)과, 제동자석(5)과, 계량장치 및 표시부(6)로 구성되어 있고, 상기 회전판(4)은 전압코일(2)과 전류코일(3)이 권취된 자극(磁極)사이에 설치되어 있으며, 상측 자극은 부하와 병렬로 연결된 전압코일(2)에 의해 자화(磁化)되고, 하측 자극은 부하와 직렬로 연결된 전류코일(3)에 의해 자화되도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a conventional analog integrated
상기 전류코일(3)은 부하측과 직렬로 연결되어 있으며 그 위상은 부하측에 걸리는 전압(V)의 위상과 같지만, 전압코일(2)은 감긴 권선수가 많기 때문에 큰 임피던스를 갖게 되어, 전압(V)이 공급되면 전압자속은 전압보다 대략 90°지연된 위상을 갖는다. 또한, 전압코일(2)에 부하전류(I)가 흘러서 전류자속은 부하전류(I)와 같은 위상을 갖는다. 따라서, 전압자속과 전류자속 간에는 위상차에 대응하는 이동자계가 발생하고, 이에 대응하여 회전판(4)에 구동토크가 발생하여 회전판(4)이 회전된다. 상기 구동토크는 부하전력에 비례하고, 회전판(4)의 회전력은 전류(I)와 전압(V)의 곱에 비례한다. The
한편, 회전판(4)에는 제동자석(5)에 의해 회전속도에 비례하는 제어토크가 발생되고, 상기 회전판(4)은 구동토크와 제어토크가 평형을 이룬 상태에서 회전하여 회전판(4)의 단위시간당 회전수는 부하전력에 비례한다. 계량장치는 일정기간내에 회전판(4)이 회전한 수를 계량하여 그 기간 중의 전력량을 연산한다. 따라서, 회전판(4)과 계량장치와 전력량표시부 사이에 기어장치를 설치함으로써, 회전판(4)의 회전속도로부터 변속된 회전속도로 전력량표시부의 문자판을 회전시켜 사용자에게 사용전력량을 표시하도록 하였다.Meanwhile, a control torque proportional to the rotational speed is generated by the
그러나 이러한 종래의 아날로그 적산전력계는 전압코일(2)과 전류코일(3)의 위상차에 의해 회전판(4)을 회전시켜 적산전력량을 표시하도록 기계적으로 구성되어 있어 그 부피가 커 설치공간에 제약을 받고, 오랜 시간 사용에 따른 기계적 구성 부품에 마모가 발생하고, 고전압(전류)에서의 사용이 제한되는 문제점이 있었다. However, such a conventional analog integrated power meter is mechanically configured to display the integrated power amount by rotating the
이러한 문제점을 개선하기 위해 별도의 설치공사가 필요하지 않고, 설치공간 의 제약을 받지 않으며, 변압기와 변류기를 이용하여 전압 및 전류를 검출하고, 메모리를 장착하여 사용전력량 및 적산전력량을 저장하는 기능을 갖는 소형의 디지털 적산전력계가 개발되었다. In order to improve this problem, there is no need for separate installation work, and it is not restricted by the installation space, and it detects voltage and current by using transformer and current transformer, and installs memory to store the amount of used power and integrated power. Has developed a small digital integrated power meter.
그러나 이러한 디지털 적산전력계에 내장된 변류기와 변압기의 코어는 자기적 특성을 전기적 신호로 변환시에 있어서 그 효율이 떨어지고, 아날로그 적산전력계 보다는 개선되었으나 여전히 사용 시간과 고전압(전류)에서의 사용이 제한되는 문제점이 있었다. However, the cores of the current transformer and transformer built in the digital integrated wattmeter have a lower efficiency in converting magnetic characteristics into an electrical signal, and are improved than the analog integrated wattmeter, but still have limited use time and high voltage (current). There was this.
이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 적산전력계에 내장된 변류기와 변압기의 코어를 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등으로 구성하고, 상기 코어의 자기적 특성을 전기적 신호로 효율적으로 변화시킴으로써, 상기 변압기와 변류기를 통한 전압 및 전류 값의 변환을 용이하게 하는 자성코어를 갖는 적산전력계를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been conceived to solve the above problems, the core of the current transformer and transformer built in the integrated power meter is composed of a nano-crystalline alloy, amorphous alloy, ferrite, metal core, etc., the magnetic properties of the core is an electrical signal It is an object of the present invention to provide an integrated power meter having a magnetic core that facilitates the conversion of voltage and current values through the transformer and the current transformer by efficiently changing the power.
본 발명의 또 다른 목적은 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등의 우수한 자기적 특성을 이용하여, 사용 시간과 고전압(전류)에서의 사용 범위의 제한이 없이 반영구적인 자기적 특성을 구현할 수 있는 자성코어를 갖는 적산전력계를 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to realize semi-permanent magnetic properties without limiting the use time and the range of use at high voltage (current) by using excellent magnetic properties such as nano-crystalline alloys, amorphous alloys, ferrites, and metal cores. To provide an integrated power meter having a magnetic core capable of.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자성코어를 갖는 적산전력계는 전력을 전력공급처로부터 적산전력계와 부하부에 공급하는 전원부와; 상기 전원부로부터 공급받는 전력이 소모되는 부하부와; 상기 전원부와 부하부를 적산전력계 본체와 연결하는 단자부와; 상기 단자부와 연결되고, 적산전력계내의 구동전압을 검출하며, 상기 단자부의 전원단자와 부하단자에 연결된 전압 및 전류코일을 각각 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 중에서 어느 하나에 감고, 상기 단자부와 부하부 사이의 선로상에 걸리는 전압 및 전류를 소정의 레벨로 변환시키며, 상기 선로와 적산전력계 사이를 절연시키는 역할을 수행하고, 상기 아날로그 형태의 전압 및 전류를 A/D변환부로 인가시키는 전압 및 전류검출부와; 상기 전압 및 전류검출부로부터 아날로그 형태로 인가된 전압과 전류를 디지털 형태로 변환하고, 상기 디지털 형태의 데이터신호를 제어부로 전송하는 A/D변환부와; 전력량 연산프로그램이 저장되어 있고, 현재의 사용전력량과 현재까지 사용한 총전력량이 누적 계산된 적산전력량 데이터가 저장되는 데이터저장부와; 시간정보를 출력하고, 이를 제어부로 전송하는 타이머부와; 상기 타이머로부터 시간정보를 전송받고, 상기 A/D변환부로부터 디지털 형태로 변환된 전압과 전류를 전송받아 상기 전압에 의해 적산전력계를 동작시키며, 상기 전압과 전류 및 시간정보를 이용하여 현재의 사용전력량을 연산하고 상기 사용전력량과 데이터저장부에 저장된 종래의 적산전력량을 이용하여 현재까지 사용한 총전력량이 적산된 새로운 적산전력량을 계산하며, 상기 현재의 사용전력량과 새로운 적산전력량을 상기 데이터저장부에 저장하고, 전력량표시부에 표시하도록 전력량구동부에 제어신호를 인가하는 제어부와; 상기 제어부로부터 제어신호를 인가받아 전력량표시부의 구동상태를 제어하는 전력량구동부와; 상기 전력량구동부로부터의 제어신호에 따라 상기 제어부에서 연산된 현재의 사용전력량을 표시하는 현재사용전력량표시부와, 현재까지 사용된 총 전력량이 누적 계산된 적산전력량을 표시하는 적산전력량표시부를 포함하는 전력량표시부; 로 구성됨을 특징으로 한다.An integrated power meter having a magnetic core according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object comprises a power supply for supplying power from the power supply to the integrated power meter and the load; A load part in which power supplied from the power supply part is consumed; A terminal unit connecting the power supply unit and the load unit with an integrated power meter body; Connected to the terminal portion, and detects the driving voltage in the integrated power meter, and wound the voltage and current coils connected to the power terminal and the load terminal of the terminal portion to any one of nanocrystalline alloy, amorphous alloy, ferrite, metal core, respectively, the terminal portion Converts the voltage and current applied to the line between the load and the load unit to a predetermined level, and insulates the line from the integrated power meter and applies the analog voltage and current to the A / D converter. And a current detector; An A / D converter for converting the voltage and current applied from the voltage and current detector in an analog form into a digital form and transmitting the digital data signal to a controller; A data storage unit for storing a power amount calculation program and storing accumulated power amount data in which a current amount of used power and a total amount of used power are accumulated and calculated; A timer unit for outputting time information and transmitting the time information to the control unit; Receives time information from the timer, receives the voltage and current digitally converted from the A / D converter and operates an integrated power meter according to the voltage, and uses the current by using the voltage, current, and time information. Calculates the amount of power and calculates a new integrated power amount accumulated by the total amount of power used up to now using the conventional integrated power amount stored in the data storage unit and the current power amount and the new integrated power amount to the data storage unit A control unit which stores the stored signal and applies a control signal to the power amount driving unit to display the power amount display unit; A power amount driver for controlling a driving state of the power amount display unit by receiving a control signal from the controller; A power amount display unit including a current power consumption display unit for displaying the current power consumption calculated by the control unit according to the control signal from the power drive unit, and an integrated power amount display unit for displaying the integrated power amount accumulated cumulatively used up to now ; Characterized in that consisting of.
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또한 본 발명의 상기 코어는 나노 결정립 합금 코어, 비정질 합금 코어, 페라이트코어, 금속코어 중에서 어느 하나로 구성되는데, 상기 나노 결정립 합금 코어의 재질은 Fe-Si-B-Nb-Cu계, Fe-Zr-B계 중에서 어느 하나인 철계 나노 결정립 합금계이고, 상기 비정질 코어의 재질은 Co-Fe-Si-B계인 코발트계, Fe-Si-B계인 철계 중에서 어느 하나이며, 상기 페라이트코어의 재질은 Ni-Zn계, Ni-Cu-Zn계, Mg-Zn계 페라이트 중에서 어느 하나이고, 금속코어의 재질은 퍼멀로이(Permalloy), 슈퍼멀로이(Supermalloy), Mo 퍼멀로이, Sendust, Iron powder, Si-steel 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 한다. In addition, the core of the present invention is composed of any one of a nanocrystalline alloy core, an amorphous alloy core, a ferrite core, a metal core, the material of the nanocrystalline alloy core is Fe-Si-B-Nb-Cu-based, Fe-Zr- Iron-based nano-crystalline alloys of any one of the B-based, the material of the amorphous core is any one of the Co-Fe-Si-B-based cobalt-based, Fe-Si-B-based iron-based, the material of the ferrite core is Ni- One of Zn-based, Ni-Cu-Zn-based, Mg-Zn-based ferrite, and the metal core is made of Permalloy, Supermalloy, Mo Permalloy, Sendust, Iron powder, Si-steel It is characterized by that.
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이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성코어를 갖는 적산전력계를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an integrated power meter having a magnetic core according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 적산전력계의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 단자부를 나타낸 사시도이며, 도 4a는 본 발명에 따른 변압기를 설명하기 위해 도시한 회로도이다. 또한 도 4b는 본 발명에 따른 변류기를 설명하기 위해 도시한 회로도이다. 2 is a block diagram showing a configuration of an integrated power meter according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing a terminal unit according to the present invention, and FIG. 4A is a circuit diagram illustrating a transformer according to the present invention. 4b is a circuit diagram for explaining the current transformer according to the present invention.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자성코어를 갖는 적산전력계(1)는 전력을 전력공급처로부터 적산전력계와 부하부에 공급하는 전원부(10)와; 상기 전원부로부터 공급받는 전력이 소모되는 부하부(20)와; 상기 전원부와 부하부를 적산전력계 본체와 연결하는 단자부(30)와; 상기 단자부와 연결되고, 적산전력계내의 구동전압을 검출하며, 상기 단자부의 전원단자와 부하단자에 연결된 전압 및 전류코일을 각각 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 중에서 어느 하나에 감고, 상기 단자부와 부하부 사이의 선로상에 걸리는 전압 및 전류를 소정의 레벨로 변환시키며, 상기 선로와 적산전력계 사이를 절연시키는 역할을 수행하고, 상기 아날로그 형태의 전압 및 전류를 A/D변환부로 인가시키는 전압 및 전류검출부(40)와; 상기 전압 및 전류검출부로부터 아날로그 형태로 인가된 전압과 전류를 디지털 형태로 변환하고, 상기 디지털 형태의 데이터신호를 제어부로 전송하는 A/D변환부(50)와; 전력량 연산프로그램이 저장되어 있고, 현재의 사용전력량과 현재까지 사용한 총전력량이 누적 계산된 적산전력량 데이터가 저장되는 데이터저장부(60)와; 시간정보를 출력하고, 이를 제어부로 전송하는 타이머부(70)와; 상기 타이머로부터 시간정보를 전송받고, 상기 A/D변환부로부터 디지털 형태로 변환된 전압과 전류를 전송받아 상기 전압에 의해 적산전력계를 동작시키며, 상기 전압과 전류 및 시간정보를 이용하여 현재의 사용전력량을 연산하고 상기 사용전력량과 데이터저장부에 저장된 종래의 적산전력량을 이용하여 현재까지 사용한 총전력량이 적산된 새로운 적산전력량을 계산하며, 상기 현재의 사용전력량과 새로운 적산전력량을 상기 데이터저장부에 저장하고, 전력량표시부에 표시하도록 전력량구동부에 제어신호를 인가하는 제어부(80)와; 상기 제어부로부터 제어신호를 인가받아 전력량표시부의 구동상태를 제어하는 전력량구동부(90)와; 상기 전력량구동부로부터의 제어신호에 따라 상기 제어부(80)에서 연산된 현재의 사용전력량과 현재까지 사용한 총전력량을 합산한 적산전력량을 표시하는 전력량표시 부(100)로 구성된다. 2 and 3, an integrated
상기 전원부(10)는 전력공급처로부터 전력을 전송받아 적산전력계와 부하부에 공급한다. The
상기 부하부(20)는 전원부로부터 공급받는 전력이 소모되는 곳으로, 전력수용가에서 흔히 사용하는 컴퓨터, 냉장고, 세탁기, 텔레비전, 전등 등의 전기를 이용하여 동작하는 전기제품들에 의해 전력이 소모되는 곳이다. The
상기 단자부(30)는 상기 전원부(10)와 부하부(20)를 적산전력계 본체와 연결하는 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이 단자에 상기 전원부(10)와 연결되어 전원(AC)이 인가되는 전원단자(31, 31′)와 상기 부하부(20)와 연결되는 두 개의 부하단자(32, 32′)가 고정되고, 상기 전원단자(31, 31′)와 부하단자(32, 32′)에는 전선(33)이 끼워져 볼트(34)로 고정되는 구조로 형성되어 있으며, 상기 접지용 전원단자(31′)와 접지용 부하단자(32′)는 적산전력계의 내측에서 연결단자(35)로 볼트(34)를 통해 연결되고, 상기 연결단자(35)에는 전압 및 전류검출부내의 변압기와 연결되는 전압코일단자(36)가 결합되며, 상기 전원단자(31)와 부하단자(32)에는 전압 및 전류검출부내의 변류기와 연결되는 전류코일단(37)을 볼트(34)로 고정시켜 연결하여 구성한다. The
상기 전압 및 전류검출부(40)는 상기 단자부와 연결되어 있고, 상기 전압 및 전류 검출부(40)내의 상기 변압기(41)는 도 4a에 도시한 바와 같이, 자기적 특성이 우수한 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 중에서 어느 하나로 코어(43)를 형성하고, 상기 단자부의 전원단자와 연결되며, 상기 단자부와 부하부 사이의 선로상에 걸리는 전압을 소정의 레벨로 변환시켜 상기 선로와 적산전력계 사이를 절연시키는 역할을 수행하고, 상기 변압된 전압을 검출하여 사용 전력량을 연산하기 위한 데이터 및 적산전력계를 구동시키는 구동전력으로 활용한다. 또한 도 4b에 도시한 바와 같은, 상기 변류기(42)는 자기적 특성이 우수한 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 중에서 어느 하나로 코어(43)를 형성하고, 상기 단자부의 부하단자와 연결되며, 상기 단자부와 부하부 사이의 선로상에 걸리는 전류를 소정의 레벨로 변환시켜 상기 선로와 적산전력계 사이를 절연시키는 역할을 수행하고, 상기 변류된 전류를 검출하여 사용 전력량을 연산하기 위한 데이터로 활용한다. 여기서 나노 코어의 재질은 철계 나노 결정립 합금계이며, 상기 비정질 코어의 재질은 코발트계 합금, 철계 합금 중에서 어느 하나이며, 상기 페라이트코어의 재질은 Ni-Zn계, Ni-Cu-Zn계, Mg-Zn계 페라이트 중에서 어느 하나인 것이 가장 바람직하지만, Mn이 함유된 페라이트를 사용할 수 있다. 또한 상기 금속코어의 재질은 퍼멀로이(Permalloy ; Ni함량이 78.5%의 Ni-Fe합금), 초투자율을 높이고 절연저항을 높여 고주파 특성을 향상시킨 슈퍼멀로이(Supermalloy), Mo 퍼멀로이(Ni함량 79%, Mo함량 5%, Mn함량 0.5%, Fe함량 15.5%), Sendust, Iron powder, Si-steel 중에서 어느 하나인 것이 가장 바람직하지만, 고주파 특성을 향상시키기 위해 뮤메탈(Mumetal : Ni함량79%, Cr함량 1.5%, Cu함량 5%, Fe함량 14.5%)을 그 구성재질로 사용할 수도 있다. 또한 상기 나노 결정립 합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등 특히, 연자성 재료가 가지고 있는 저 전류에서도 자기적 포화가 이루어진다. The voltage and
상기 A/D변환부(50)는 상기 전압 및 전류검출부(40)로부터 인가된 아날로그 신호를 디지털 형태의 데이터신호로 변환하는 곳으로, 전압A/D변환부(51)는 상기 전압 및 전류검출부(40)내의 변압기(41)에 의해 검출된 전압값을 디지털 형태의 데이터신호로 변환하여 제어부로 전송하고, 전류A/D변환부(52)는 변류기(52)에 의해 검출된 전류값을 디지털 형태의 데이터신호로 변환하여 제어부로 전송한다. The A /
상기 데이터저장부(60)는 전력량 연산프로그램이 저장되고, 현재의 사용전력량과 현재까지 사용한 총전력량이 누적 계산된 적산전력량 데이터가 저장된다. The
상기 타이머부(70)는 현재의 시간을 출력하고, 시간정보를 사용전력량 계산의 데이터로 제어부에 제공한다. The
상기 제어부(80)는 상기 A/D변환부(50)로부터 디지털 형태로 변환된 전압과 전류를 전송받아 상기 전압에 의해 적산전력계를 동작시키고, 상기 타이머부(70)로부터 시간정보를 전송받고, 상기 데이터저장부(60)에 저장된 전력량 연산프로그램을 실행시킨다. 상기 전력량 연산프로그램이 수행되면 상기 A/D변환부(50)로부터 전송된 전압 및 전류를 이용하여 현재의 전압 및 전류 데이터를 검출하고, 상기 타이머부(70)로부터 전송된 시간정보를 이용하여 현재시간을 검출하여 현재의 사용전력량을 계산하며, 상기 계산된 현재의 사용전력량을 이용하여 상기 검출된 시간까지의 일정한 시간동안 사용한 전력량을 계산한 후, 데이터저장부(60)에 저장되어 있는 종래의 적산전력량과 합산하여 새로운 적산전력량을 구한다. 새롭게 연산된 상기 현재의 사용전력량과 적산전력량을 상기 데이터저장부(60)에 저장시키고, 전력량표시부에 표시하도록 전력량구동부에 제어신호를 인가한다. The
상기 전력량구동부(90)는 상기 제어부(80)로부터 제어신호를 인가받아 전력량표시부를 동작시키다. The power
상기 전력량표시부(100)는 상기 전력량구동부(90)의 제어에 따라 상기 제어부(80)에서 연산한 사용전력량을 나타내는 곳으로, 현재사용전력량표시부(101)는 현재의 사용전력량을 표시하고, 적산전력량표시부(102)는 현재까지 사용한 총전력량을 합산한 적산전력량을 표시한다. The amount of
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. As described above, various substitutions, modifications, and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention, and thus, the embodiments and the accompanying drawings are limited. It doesn't happen.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자성코어를 갖는 적산전력계는 다음과 같은 효과를 가진다.As described above, the integrated power meter having the magnetic core according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명은 적산전력계에 내장된 변류기와 변압기의 코어를 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등으로 구성하고, 상기 코어의 자기적 특성을 전기적 신호로 효율적으로 변화시킴으로써, 상기 변압기와 변류기를 통한 전압 및 전류 값의 변환을 용이하게 할 수 있다. First, the present invention comprises a core of a current transformer and a transformer built in an integrated power meter composed of a nano grain alloy, an amorphous alloy, a ferrite, a metal core and the like, and by efficiently changing the magnetic properties of the core into an electrical signal, The conversion of voltage and current values through the current transformer can be facilitated.
둘째, 본 발명은 나노 결정립합금, 비정질 합금, 페라이트, 금속 코어 등의 우수한 자기적 특성을 이용하여, 사용 시간과 고전압(전류)에서의 사용 범위의 제한이 없이 반영구적인 자기적 특성을 구현할 수 있다.Secondly, the present invention can realize semi-permanent magnetic properties without limiting the use time and the range of use at high voltage (current) by using excellent magnetic properties such as nano-crystalline alloys, amorphous alloys, ferrites, metal cores, and the like. .
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