JPH055501Y2 - - Google Patents
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- JPH055501Y2 JPH055501Y2 JP1987039429U JP3942987U JPH055501Y2 JP H055501 Y2 JPH055501 Y2 JP H055501Y2 JP 1987039429 U JP1987039429 U JP 1987039429U JP 3942987 U JP3942987 U JP 3942987U JP H055501 Y2 JPH055501 Y2 JP H055501Y2
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- JP
- Japan
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- output
- analog switch
- circuit
- frequency
- filter
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- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 8
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、周波数補正手段を備えた無効電力変
換器に関するものである。
換器に関するものである。
周知のように無効電力は交流の電圧とこれと位
相の90°異なる交流電流の積として求められる。
このような無効電力を直流信号に変換する変換器
を電子回路を用いて構成する場合、90°移相手段
として普通コンデンサが用いられる。コンデンサ
は安価で入手も容易で移相手段として適している
が、周知のようにコンデンサは周波数によつてそ
のインピーダンスが変化する。その為、従来コン
デンサを移相手段とする無効電力変換器にあつて
は予め周波数を指定し、製造業者はその指定周波
数に見合つた回路定数で製造するようにしてい
た。しかし、指定周波数毎にそれに応じた変換器
を製造することは高価になり、製造者側にとつて
も、又ユーザ側にとつても得策ではない。この点
につき、変換器内部に周波数補正手段を設け、周
波数による影響を去するようにした装置も実用化
されている。このような周波数補正手段を有する
無効電力変換器は周波数無指定形となる為に便利
であるが、従来の周波数無指定形種の変換器は回
路構成が複雑で、その結果高価になつていた。例
えば、周波数検出信号の逆数を検出したのちその
周波数逆数信号をフイルタを用いてアナログ電圧
に変換し、このアナログ電圧と無効電圧値に対応
したアナログ電圧とを乗算することにより周波数
補償を行うようにしたものが知られている。しか
し、この様に互いのアナログ電圧を乗算する場合
その乗算手段は一般に回路構成が複雑で高価にな
る。その上に、ドリフトが発生しやすく高精度の
補正手段が得られない。
相の90°異なる交流電流の積として求められる。
このような無効電力を直流信号に変換する変換器
を電子回路を用いて構成する場合、90°移相手段
として普通コンデンサが用いられる。コンデンサ
は安価で入手も容易で移相手段として適している
が、周知のようにコンデンサは周波数によつてそ
のインピーダンスが変化する。その為、従来コン
デンサを移相手段とする無効電力変換器にあつて
は予め周波数を指定し、製造業者はその指定周波
数に見合つた回路定数で製造するようにしてい
た。しかし、指定周波数毎にそれに応じた変換器
を製造することは高価になり、製造者側にとつて
も、又ユーザ側にとつても得策ではない。この点
につき、変換器内部に周波数補正手段を設け、周
波数による影響を去するようにした装置も実用化
されている。このような周波数補正手段を有する
無効電力変換器は周波数無指定形となる為に便利
であるが、従来の周波数無指定形種の変換器は回
路構成が複雑で、その結果高価になつていた。例
えば、周波数検出信号の逆数を検出したのちその
周波数逆数信号をフイルタを用いてアナログ電圧
に変換し、このアナログ電圧と無効電圧値に対応
したアナログ電圧とを乗算することにより周波数
補償を行うようにしたものが知られている。しか
し、この様に互いのアナログ電圧を乗算する場合
その乗算手段は一般に回路構成が複雑で高価にな
る。その上に、ドリフトが発生しやすく高精度の
補正手段が得られない。
本考案はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、コンデンサを移相手段として用い
た無効電力変換器であつて、周波数無指定形の装
置を比較的簡単な回路構成で、小形、安価で得る
ことができるようにしたものである。
されたもので、コンデンサを移相手段として用い
た無効電力変換器であつて、周波数無指定形の装
置を比較的簡単な回路構成で、小形、安価で得る
ことができるようにしたものである。
本考案は上記の目的を達成するために、交流電
圧をパルス幅信号に変調するパルス幅変調回路、
交流電流を90°移相させる移相回路、前記パルス
幅変調回路の出力によつて駆動され前記移相回路
の出力を断続する第１のアナログスイツチ、この
第１のアナログスイツチを通過した信号が加えら
れる第１のフイルタ、前記交流電圧を方形波に変
換する方形波変換器、この方形波変換器の出力に
よつてトリガされ一定時間幅のパルスを発生する
単安定マルチバイブレータ、及びこの単安定マル
チバイブレータの出力によつて駆動され前記第１
のフイルタの出力を断続する第２のアナログスイ
ツチ、この第２のアナログスイツチを通過した信
号が加えられる第２のフイルタ、とで無効電力変
換器を構成したものである。以下、実施例につい
て詳細に説明する。
圧をパルス幅信号に変調するパルス幅変調回路、
交流電流を90°移相させる移相回路、前記パルス
幅変調回路の出力によつて駆動され前記移相回路
の出力を断続する第１のアナログスイツチ、この
第１のアナログスイツチを通過した信号が加えら
れる第１のフイルタ、前記交流電圧を方形波に変
換する方形波変換器、この方形波変換器の出力に
よつてトリガされ一定時間幅のパルスを発生する
単安定マルチバイブレータ、及びこの単安定マル
チバイブレータの出力によつて駆動され前記第１
のフイルタの出力を断続する第２のアナログスイ
ツチ、この第２のアナログスイツチを通過した信
号が加えられる第２のフイルタ、とで無効電力変
換器を構成したものである。以下、実施例につい
て詳細に説明する。
第１図は本考案に係る無効電力変換器の一実施
例の回路接続図である。図において、Viは周波
数がの交流電圧、Iiは同じく電流を示すもので
ある。１０は入力交流電圧Viの大きさをこれに
対応したパルス幅信号に変調するパルス幅変調回
路である。パルス幅変調回路１０はその回路構成
を特に限定するものではないが、実施例では交流
電圧Viを積分する積分器１１とヒステリシスを
もち前記積分器の出力が加えられる比較器１２及
びこの比較器の出力を積分器１１に帰還する帰還
抵抗１３よりなる回路が用いられている。このパ
ルス幅変調回路は例えば実公昭57−12451号等で
既に周知のものである。２０は交流電圧Viを方
形波に変換する方形波変換器で、演算増幅器２１
と一対のツエナーダイオード２２より構成されて
いる。３０はコンデンサ３１と抵抗素子３２を含
む単安定マルチバイブレータ（以下、単安定マル
チという）である。この単安定マルチは方形波変
換器２０の出力の立上りでトリガされ、コンデン
サ３１と抵抗素子３２の値で定まる一定幅のパル
スを出力する。
例の回路接続図である。図において、Viは周波
数がの交流電圧、Iiは同じく電流を示すもので
ある。１０は入力交流電圧Viの大きさをこれに
対応したパルス幅信号に変調するパルス幅変調回
路である。パルス幅変調回路１０はその回路構成
を特に限定するものではないが、実施例では交流
電圧Viを積分する積分器１１とヒステリシスを
もち前記積分器の出力が加えられる比較器１２及
びこの比較器の出力を積分器１１に帰還する帰還
抵抗１３よりなる回路が用いられている。このパ
ルス幅変調回路は例えば実公昭57−12451号等で
既に周知のものである。２０は交流電圧Viを方
形波に変換する方形波変換器で、演算増幅器２１
と一対のツエナーダイオード２２より構成されて
いる。３０はコンデンサ３１と抵抗素子３２を含
む単安定マルチバイブレータ（以下、単安定マル
チという）である。この単安定マルチは方形波変
換器２０の出力の立上りでトリガされ、コンデン
サ３１と抵抗素子３２の値で定まる一定幅のパル
スを出力する。
４０は交流電流Iiを90°移相させる移相回路で、
演算増幅器４１とこの演算増幅器の帰還回路に接
続されたコンデンサ４２と抵抗素子４３で構成さ
れている。コンデンサ４２はこれに加えられる交
流電流Iiの周波数でそのインピーダンスが変化す
るものである。なお、抵抗素子４３はドリフト防
止用で、原理的には不用のものである。５０はア
ナログスイツチ、６０はフイルタである。フイル
タ６０は演算増幅器６１とその帰還回路に接続さ
れたコンデンサ６２、抵抗素子６３及び入力抵抗
６４よりなるもので、入力抵抗６４の一端は前記
位相回路４０に接続されている。アナログスイツ
チ５０は前記したパルス幅変調回路１０の出力に
よつて駆動されるもので、入力抵抗６４の他端と
演算増幅器６１との間に接続されている。７０は
アナログスイツチ、８０はフイルタである。フイ
ルタ８０は演算増幅器８１とその帰還回路に接続
されたコンデンサ８２と抵抗素子８３及び入力抵
抗８４よりなるもので、入力抵抗８４の一端はフ
イルタ６０に接続されている。アナログスイツチ
７０は単安定マルチ３０の出力によつて駆動され
るもので、入力抵抗８４の他端と演算増幅器８１
との間に接続されている。９０は無効電力に対応
した直流電圧Eoを取り出す出力端子である。こ
のような構成に係る回路についてその動作を説明
すると次の如くなる。
演算増幅器４１とこの演算増幅器の帰還回路に接
続されたコンデンサ４２と抵抗素子４３で構成さ
れている。コンデンサ４２はこれに加えられる交
流電流Iiの周波数でそのインピーダンスが変化す
るものである。なお、抵抗素子４３はドリフト防
止用で、原理的には不用のものである。５０はア
ナログスイツチ、６０はフイルタである。フイル
タ６０は演算増幅器６１とその帰還回路に接続さ
れたコンデンサ６２、抵抗素子６３及び入力抵抗
６４よりなるもので、入力抵抗６４の一端は前記
位相回路４０に接続されている。アナログスイツ
チ５０は前記したパルス幅変調回路１０の出力に
よつて駆動されるもので、入力抵抗６４の他端と
演算増幅器６１との間に接続されている。７０は
アナログスイツチ、８０はフイルタである。フイ
ルタ８０は演算増幅器８１とその帰還回路に接続
されたコンデンサ８２と抵抗素子８３及び入力抵
抗８４よりなるもので、入力抵抗８４の一端はフ
イルタ６０に接続されている。アナログスイツチ
７０は単安定マルチ３０の出力によつて駆動され
るもので、入力抵抗８４の他端と演算増幅器８１
との間に接続されている。９０は無効電力に対応
した直流電圧Eoを取り出す出力端子である。こ
のような構成に係る回路についてその動作を説明
すると次の如くなる。
第２図イ示すような波形の交流電圧Viはパル
ス幅変調回路１０と方形波変換器２０に加えられ
る。パルス幅変調回路１０に加えられた交流電圧
Viはその大きさに対応したパルス幅信号に変調
され、そのパルス幅変調信号はアナログスイツチ
５０に加えられる。方形波変換器２０に加えられ
た交流電圧Viはその周波数に応じた第２図ロ
に示す如く周期Ｔ（＝１／）の方形波パルスに
変換される。この方形波出力は単安定マルチ３０
に加えられ、単安定マルチは方形波パルスの立上
りによりトリガされて第２図ハで示す如く時間幅
ｔ１，ｔ２で示されるパルスを発生する。時間幅
ｔ１はコンデンサ３１と抵抗素子３２とで定まり
一定なもので、（ｔ１＋ｔ２＝１／）の関係が
ある。単安定マルチ３０が発生する上記のような
パルスはアナログスイツチ７０に加えられる。
ス幅変調回路１０と方形波変換器２０に加えられ
る。パルス幅変調回路１０に加えられた交流電圧
Viはその大きさに対応したパルス幅信号に変調
され、そのパルス幅変調信号はアナログスイツチ
５０に加えられる。方形波変換器２０に加えられ
た交流電圧Viはその周波数に応じた第２図ロ
に示す如く周期Ｔ（＝１／）の方形波パルスに
変換される。この方形波出力は単安定マルチ３０
に加えられ、単安定マルチは方形波パルスの立上
りによりトリガされて第２図ハで示す如く時間幅
ｔ１，ｔ２で示されるパルスを発生する。時間幅
ｔ１はコンデンサ３１と抵抗素子３２とで定まり
一定なもので、（ｔ１＋ｔ２＝１／）の関係が
ある。単安定マルチ３０が発生する上記のような
パルスはアナログスイツチ７０に加えられる。
一方、交流電流Iiは移相回路４０に加えられて
90°その位相がシフトされる。位相回路４０の出
力をeoとすると、 eo＝Ii・（１／ω）∠90° ……(1) となる。ここで、ω＝（１／2π）であるので、
(1)式は eo∝（１／）・Iin∠90° ……(2) となる。(2)式から明らかなように、90°移相され
た交流電流Iiは入力交流電流Iiの周波数に逆比
例する。即ち、周波数に依存したものとなる。
位相回路４０を通つた交流電流Iiは抵抗素子６４
を介してアナログスイツチ５０に加えられる。ア
ナログスイツチ５０は前記したようにパルス幅変
調回路１０の出力により断続される。その結果、
アナログスイツチ５０の出力側には交流電圧Vi
と90°移相された交流電流Iiとの積、即ち無効電力
に対応した信号が表われる。この信号はフイルタ
６０に加えらて下式で表わされる直流信号に変換
される。
90°その位相がシフトされる。位相回路４０の出
力をeoとすると、 eo＝Ii・（１／ω）∠90° ……(1) となる。ここで、ω＝（１／2π）であるので、
(1)式は eo∝（１／）・Iin∠90° ……(2) となる。(2)式から明らかなように、90°移相され
た交流電流Iiは入力交流電流Iiの周波数に逆比
例する。即ち、周波数に依存したものとなる。
位相回路４０を通つた交流電流Iiは抵抗素子６４
を介してアナログスイツチ５０に加えられる。ア
ナログスイツチ５０は前記したようにパルス幅変
調回路１０の出力により断続される。その結果、
アナログスイツチ５０の出力側には交流電圧Vi
と90°移相された交流電流Iiとの積、即ち無効電力
に対応した信号が表われる。この信号はフイルタ
６０に加えらて下式で表わされる直流信号に変換
される。
Eo′∝（１／）・Vi・Ii∠90° ……(3)
この無効電力に対応した直流信号はアナログス
イツチ７０を介してフイルタ８０に加えられる。
アナログスイツチ７０は交流電圧Viの周期Ｔに
比例し、単安定マルチ３０が出力する第２図ハで
示すパルス幅信号によつて断続される。このパル
ス幅信号のｔ１期間は一定であるので、このパル
ス幅信号によつて断続されるアナログスイツチ７
０の断続回数は周波数に比例する。よつて、こ
のアナログスイツチを通り、フイルタ８０により
直流信号に変換された直流出力Eoは下式で表わ
される如く周波数の項が無くなる。
イツチ７０を介してフイルタ８０に加えられる。
アナログスイツチ７０は交流電圧Viの周期Ｔに
比例し、単安定マルチ３０が出力する第２図ハで
示すパルス幅信号によつて断続される。このパル
ス幅信号のｔ１期間は一定であるので、このパル
ス幅信号によつて断続されるアナログスイツチ７
０の断続回数は周波数に比例する。よつて、こ
のアナログスイツチを通り、フイルタ８０により
直流信号に変換された直流出力Eoは下式で表わ
される如く周波数の項が無くなる。
Eo∝（１／）・・Vi・Ii∠90°
∴Eo∝Vi・Ii∠90° ……(4)
(4)式で表わされる電圧Eoは無効電力に対応し、
かつ周波数の影響を受けない直流信号として端子
90より取り出される。
かつ周波数の影響を受けない直流信号として端子
90より取り出される。
第３図は単安定マルチ３０によつて駆動される
アナログスイツチ７０の詳細な動作説明図で、横
軸に周波数を、縦軸に（ｔ１／Ｔ）をとつてあ
る。Ａ，Ｂ点において周波数が増加するとそれ
につれて（ｔ１／Ｔ）、即ち平均時間幅が増加す
る。Ｂ点はフルスケールで、このＢ，Ｃ点を結ぶ
線はｔ１＝１／（2＝０）の関係がある。又、
Ｃ−Ｄ間は入力波形の２周期で１回単安定マルチ
３０が動作する領域で、Ｂ−Ｃ間及びＣ−Ｄ間は
周波数に比例しないので使用することができな
い。本考案においてはａ−ｂ間の周波数領域（実
施例では45〜65Hz）で使用するようになつてお
り、この間を使用することにより、(4)式で示す無
効電力に対応した直流出力Eoは周波数に全く
影響することのない電圧となる。
アナログスイツチ７０の詳細な動作説明図で、横
軸に周波数を、縦軸に（ｔ１／Ｔ）をとつてあ
る。Ａ，Ｂ点において周波数が増加するとそれ
につれて（ｔ１／Ｔ）、即ち平均時間幅が増加す
る。Ｂ点はフルスケールで、このＢ，Ｃ点を結ぶ
線はｔ１＝１／（2＝０）の関係がある。又、
Ｃ−Ｄ間は入力波形の２周期で１回単安定マルチ
３０が動作する領域で、Ｂ−Ｃ間及びＣ−Ｄ間は
周波数に比例しないので使用することができな
い。本考案においてはａ−ｂ間の周波数領域（実
施例では45〜65Hz）で使用するようになつてお
り、この間を使用することにより、(4)式で示す無
効電力に対応した直流出力Eoは周波数に全く
影響することのない電圧となる。
以上説明したように、本考案においては周波数
に影響されない無効電力変換器が得られる。従つ
て、製造者側においては周波数に関して無指定な
ので効率良く製造することができる。しかも、単
安定マルチバイブレータを用い、その出力周波数
信号で直接アナログスイツチをオン・オフさせる
ことにより周波数補償を行うように構成したの
で、アナログ電圧同志を乗算する場合に比較して
回路構成が簡単で安価にでき、しかも単にスイツ
チをオン・オフさせるだけなので本考案によれば
極めて精度の高い周波数補正手段を備えた無効電
力変換器を得ることができる。
に影響されない無効電力変換器が得られる。従つ
て、製造者側においては周波数に関して無指定な
ので効率良く製造することができる。しかも、単
安定マルチバイブレータを用い、その出力周波数
信号で直接アナログスイツチをオン・オフさせる
ことにより周波数補償を行うように構成したの
で、アナログ電圧同志を乗算する場合に比較して
回路構成が簡単で安価にでき、しかも単にスイツ
チをオン・オフさせるだけなので本考案によれば
極めて精度の高い周波数補正手段を備えた無効電
力変換器を得ることができる。
第１図は本考案に係る変換器の一実施例の回路
図、第２図及び第３図は夫々第１図の変換器の動
作を説明する為の図である。 １０……パルス幅変調回路、２０……方形波変
換器、３０……単安定マルチバイブレータ、４０
……移相回路、５０，７０……アナログスイツ
チ、６０，８０……フイルタ。
図、第２図及び第３図は夫々第１図の変換器の動
作を説明する為の図である。 １０……パルス幅変調回路、２０……方形波変
換器、３０……単安定マルチバイブレータ、４０
……移相回路、５０，７０……アナログスイツ
チ、６０，８０……フイルタ。
Claims (1)
- 交流電圧をパルス幅信号に変調するパルス幅変
調回路、交流電流を90°移相させる移相回路、前
記パルス幅変調回路の出力によつて駆動され前記
移相回路の出力を断続する第１のアナログスイツ
チ、この第１のアナログスイツチを通過した信号
が加えられる第１のフイルタ、前記交流電圧を方
形波に変換する方形波変換器、この方形波変換器
の出力によつてトリガされ一定時間幅のパルスを
発生する単安定マルチバルブレータ、この単安定
マルチバイブレータの出力によつて駆動され前記
第１のフイルタの出力を断続する第２のアナログ
スイツチ、この第２のアナログスイツチを通過し
た信号が加えられる第２のフイルタ、及びこの第
２のフイルタの出力を取り出す出力端子よりなる
無効電力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987039429U JPH055501Y2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987039429U JPH055501Y2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63146765U JPS63146765U (ja) | 1988-09-28 |
| JPH055501Y2 true JPH055501Y2 (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=30852587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987039429U Expired - Lifetime JPH055501Y2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH055501Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273464A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 無効電力計 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP1987039429U patent/JPH055501Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62273464A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 無効電力計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63146765U (ja) | 1988-09-28 |
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