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電力計測装置 コモンズ

国内特許コード P130008850
整理番号 2011-038-1
掲載日 2013年3月28日
出願番号 特願2012-072532
公開番号 特開2013-205120
登録番号 特許第5979413号
出願日 平成24年3月27日(2012.3.27)
公開日 平成25年10月7日(2013.10.7)
登録日 平成28年8月5日(2016.8.5)
発明者
  • 辻本 浩章
出願人
  • 公立大学法人大阪市立大学
発明の名称 電力計測装置 コモンズ
発明の概要 【課題】小型であり、1つの素子で有効電力、無効電力、力率、皮相電力といった測定項目を計測できる電力計測装置が望まれている。
【解決手段】電源に対して負荷と並列に連結するための一対の連結端と、磁性膜部の両端に設けられた一対のセンサ端子を有し、前記センサ端子の一端は前記連結端の一方に接続され、前記磁性膜部の長手方向が前記接続線の電流が流れる方向と略平行になるように前記接続線に隣接配置されるセンサ素子と、前記センサ素子のセンサ端子の他端に並列に接続されたn個のバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの各々に直列に接続された位相調整器と、前記位相調整器を選択的に接続する選択スイッチと、一端が選択スイッチに接続され、他端が前記連結端の他方に接続される計測抵抗と、前記センサ端子のそれぞれを計測端子とし、前記計測端子間の電圧を計測する電圧検出部とを有することを特徴とする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


交流では電圧と電流に位相差があるため、これに起因する無効電力が発生する。誘導電動機の消費電力である有効電力の計測や省エネ取組みだけでなく、エネルギー有効活用徹底の視点から、無効電力や皮相電力や力率等の計測による、電力の可視化が重要になってきている。



誘導電動機における消費電力は、入力電圧、入力電流、周波数により、また負荷の大きさにより、大きく変動する。従来は電流、電圧、電流-電圧の位相差(θ)を個別に計測した後、電圧×電流×力率(cosθ)を演算によって算出していた。



消費電力を計測するために、電流を計測する手段としてCT(Current Transformer)やシャント抵抗による方式が多く使われていた。しかし、CT(Current Transformer)は設置スペースに制約があり、かつ高価である。したがって、様々な箇所で消費電力を計測したい場合の使用は容易でない。また、シャント抵抗方式は設置スペースに制約があり、かつ無駄なエネルギーを消費し、付随的に発熱問題が残る。



一方、従来から、より小型の電力測定器として、ホール素子を利用したものが提案されている。特許文献1では、2つのホール効果素子を用いて有効電力、無効電力および位相や力率を計測する。また、特許文献2では、ホール効果素子による計測時に、発生する制御電流に起因する自己磁界誤差項の影響を考慮し、負荷の電力を正確に計測するものである。

産業上の利用分野


本発明は電力を計測する装置に係るものであり、特に磁性膜の磁気抵抗効果を利用した電力計測装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
負荷で消費される電力を測定する電力測定装置であって、
長手方向が前記負荷に流れる電流と略平行になるように配置される磁性膜部と、
前記磁性膜部の一端と接続されて、前記磁性膜部を通過する電流の通過周波数帯および位相を調整する調整部と、
前記磁性膜部と縦続接続される計測抵抗と、
前記磁性膜部の両端間の電圧を検出する電圧検出部と、を備え、
前記調整部は、前記電圧検出部からの出力電圧が最大となるよう位相を調整することができ、かつ、位相調整量をゼロとすることもできる電力測定装置。

【請求項2】
前記調整部は、
前記磁性膜部の一端に並列接続される複数のバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタのそれぞれに直列に接続される位相調整器と、
前記位相調整器からの出力の1つを選択するスイッチと、
を有する、請求項1に記載の電力測定装置。

【請求項3】
前記電圧検出部からの出力電圧が最大となるときの位相に基づいて、力率角を算出する制御装置を備える、請求項1または2に記載の電力測定装置。

【請求項4】
前記電圧検出部からの出力電圧が最大となるときの前記出力電圧に基づいて、皮相電力を算出する制御装置を備える、請求項1または2に記載の電力測定装置。

【請求項5】
前記調整部による位相調整量がゼロであるときの前記電圧検出部からの出力電圧に基づいて、有効電力を算出する制御装置を備える、請求項1または2に記載の電力測定装置。

【請求項6】
前記磁性膜部には、前記負荷に流れる電流とは非平行な導体が設けられる、請求項1乃至5のいずれかに記載の電力測定装置。

【請求項7】
前記磁性膜部は、印加される磁界の変化に対する抵抗変化が略一定である、請求項1乃至6のいずれかに記載の電力測定装置。


国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012072532thum.jpg
出願権利状態 登録


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