JP7119701B2 - Power supplies and power systems - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置および電源システムに関する。 The present invention relates to power supply devices and power supply systems.
送配電線(以下、「電線」と略す)に対して、カレントトランス部が装着されることがある。当該カレントトランス部を用いることで、電線の周囲に生じる磁界からの電磁誘導により、所定の電力を得たり、電線に流れる電流を測定したりすることができる(例えば、特許文献1)。 A current transformer unit is sometimes attached to a transmission/distribution line (hereinafter abbreviated as "electric wire"). By using the current transformer unit, it is possible to obtain a predetermined electric power and measure the current flowing through the electric wire by electromagnetic induction from the magnetic field generated around the electric wire (for example, Patent Document 1).
本発明の目的は、カレントトランス部から得られる電力を負荷に供給しつつ、電線に流れる電流の測定精度を向上させることができる技術を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique capable of improving the accuracy of measuring the current flowing through a wire while supplying power obtained from a current transformer to a load.
本発明の一態様によれば、
電線を囲むように環状に設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記測定部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
を備える
電源装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
a core provided in an annular shape so as to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
connected to the measuring unit, calculating the load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and calculating the current based on the induced voltage generated in the coil and the load resistance a current calculation unit for
A power supply is provided comprising:
本発明の他の態様によれば、
電源装置および監視装置を備える電源システムであって、
前記電源装置は、
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記負荷の1つとして前記電源部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に係る情報を外部に送信する送信部と、
を有し、
前記監視装置は、
前記送信部から前記負荷電流および前記負荷電圧に係る情報を受信し、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部を有する
電源システムが提供される。
According to another aspect of the invention,
A power system comprising a power supply and a monitoring device,
The power supply device
a core provided to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
a transmission unit connected to the power supply unit as one of the loads, and transmitting information related to the load current and the load voltage measured by the measurement unit to the outside;
has
The monitoring device
receiving information about the load current and the load voltage from the transmitting unit, calculating the load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and generating an induced voltage in the coil; and a current calculator that calculates the current based on the load resistance.
本発明の更に他の態様によれば、
電線を囲むように環状に設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせる第1コイルおよび第2コイルと、
前記第1コイルに接続され、前記第1コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記第2コイルに接続され、前記第2コイルに生じた誘起電圧を測定する第2コイル側測定部と、
前記第2コイル側測定部に接続され、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
を備える
電源装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
a core provided in an annular shape so as to surround the electric wire;
a first coil and a second coil that are wound around the core and generate an induced current by electromagnetic induction based on a change in the magnetic flux generated in the core by the current flowing through the electric wire;
a power supply unit connected to the first coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the first coil;
a second coil-side measurement unit connected to the second coil and measuring an induced voltage generated in the second coil;
a current calculation unit connected to the second coil-side measurement unit and calculating the current based on the induced voltage measured by the second coil-side measurement unit;
A power supply is provided comprising:
本発明の更に他の態様によれば、
電源装置および監視装置を備える電源システムであって、
前記電源装置は、
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせる第1コイルおよび第2コイルと、
前記第1コイルに接続され、前記第1コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記第2コイルに接続され、前記第2コイルに生じた誘起電圧を測定する第2コイル側測定部と、
前記負荷の1つとして前記電源部に接続され、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に係る情報を外部に送信する送信部と、
を有し、
前記監視装置は、
前記送信部から前記誘起電圧に係る情報を受信し、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に基づいて前記電流を算出する電流算出部を有する
電源システムが提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A power system comprising a power supply and a monitoring device,
The power supply device
a core provided to surround the electric wire;
a first coil and a second coil that are wound around the core and generate an induced current by electromagnetic induction based on a change in the magnetic flux generated in the core by the current flowing through the electric wire;
a power supply unit connected to the first coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the first coil;
a second coil-side measurement unit connected to the second coil and measuring an induced voltage generated in the second coil;
a transmission unit connected to the power supply unit as one of the loads and transmitting to the outside information related to the induced voltage measured by the second coil side measurement unit;
has
The monitoring device
A power supply system is provided that includes a current calculator that receives information about the induced voltage from the transmitter and calculates the current based on the induced voltage measured by the second coil-side measuring unit.
本発明によれば、カレントトランス部から得られる電力を負荷に供給しつつ、電線に流れる電流の測定精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the measurement accuracy of the electric current which flows into an electric wire can be improved, supplying the electric power obtained from a current transformer part to load.
<発明者の得た知見>
まず、発明者の得た知見について説明する。
<Knowledge acquired by the inventor>
First, the knowledge obtained by the inventor will be described.
近年では、カレントトランス部を用い、電線の周囲に生じる磁界からの電磁誘導により所定の電力を得る電源装置において、当該電力を得ることと、電線に流れる電流を測定することとを両立することが求められている。これらを両立する方法としては、(i)カレントトランス部を2つ設ける場合と、(ii)カレントトランス部を1つのみ設ける場合と、に分類される。 In recent years, in a power supply device that uses a current transformer section and obtains a predetermined amount of power through electromagnetic induction from a magnetic field generated around an electric wire, it has become possible to achieve both obtaining the electric power and measuring the current flowing through the electric wire. It has been demanded. Methods for achieving both of these are classified into (i) the case where two current transformer sections are provided and (ii) the case where only one current transformer section is provided.
発明者等は、鋭意検討の結果、(i)および(ii)のそれぞれの場合において固有の課題が生じうることを見出した。 As a result of intensive studies, the inventors have found that each of the cases (i) and (ii) may have unique problems.
(i)カレントトランス部を2つ設ける場合
カレントトランス部を2つ設ける場合では、2つのカレントトランス部のうちの一方は、電力を得る電源用として用いられ、他方は、電線の電流を測定する測定用として用いられる。
(i) When Two Current Transformer Sections are Provided When two current transformer sections are provided, one of the two current transformer sections is used as a power supply for obtaining electric power, and the other is used to measure the electric current of the electric wire. Used for measurement.
しかしながら、この場合では、2つのカレントトランス部の分だけ部材数が増加していた。また、2つのカレントトランス部の分だけ、電源装置のサイズが大きくなっていた。 However, in this case, the number of members has increased by the two current transformer sections. In addition, the size of the power supply device is increased by the two current transformer portions.
また、この場合では、2つのカレントトランス部のそれぞれは、既設の電線に装着することができるように、軸方向に沿って半割りされる。このため、2つのカレントトランス部のそれぞれを電線に装着する際には、半割されたコア半割部同士を、それらの軸を一致させて結合させる必要がある。 Also, in this case, each of the two current transformer sections is split in half along the axial direction so that it can be attached to an existing electric wire. Therefore, when attaching the two current transformer sections to the electric wire, it is necessary to align the axes of the halved core halves and join them together.
しかしながら、電源装置の機構上で、2つのカレントトランス部におけるコア半割部同士を結合させることが困難であった。特に、2つのカレントトランス部の両方において同時にコア半割部同士が結合するように、各コア半割部の結合面を位置調整することが非常に困難となっていた。 However, due to the mechanism of the power supply device, it was difficult to connect the core halves of the two current transformer sections. In particular, it has been very difficult to adjust the positions of the joint surfaces of the core halves so that the core halves of both of the two current transformer sections are joined together at the same time.
これらの結果、カレントトランス部を2つ設ける場合では、製造コストが増加する傾向があった。 As a result, when two current transformer units are provided, the manufacturing cost tends to increase.
(ii)カレントトランス部を1つのみ設ける場合
カレントトランス部を1つのみ設ける場合では、所定の処理を実行する負荷が、例えば、整流機能を有する電源部を介して、カレントトランス部のコイルに接続される。測定部は、例えば、コイルと負荷との間に接続され、コイルに生じた誘起電圧を測定するよう構成される。このような構成により、測定部が測定した誘起電圧に基づいて、電線に流れる電流を算出することができる。
(ii) When Only One Current Transformer Section is Provided When only one current transformer section is provided, a load that executes a predetermined process is applied to the coil of the current transformer section via a power supply section having a rectifying function, for example. Connected. The measurement unit is, for example, connected between the coil and the load and configured to measure the induced voltage generated in the coil. With such a configuration, the current flowing through the wire can be calculated based on the induced voltage measured by the measurement unit.
しかしながら、この場合、負荷が所定の処理を実行しているときに、負荷の処理状況に応じて、負荷の抵抗(以下、負荷抵抗ともいう)が変動する可能性があった。負荷抵抗が変動すると、測定部が測定した誘起電圧に基づいて、電線の電流を正確に算出することができなかった。その結果、カレントトランス部を1つのみ設ける場合では、電線に流れる電流の測定精度が低下する可能性があった。 However, in this case, while the load is executing a predetermined process, the resistance of the load (hereinafter also referred to as load resistance) may fluctuate according to the processing status of the load. If the load resistance fluctuates, the electric current in the wire cannot be accurately calculated based on the induced voltage measured by the measuring unit. As a result, when only one current transformer section is provided, there is a possibility that the measurement accuracy of the current flowing through the electric wire is lowered.
したがって、カレントトランス部から得られる電力を負荷に供給しつつ、電線に流れる電流の測定精度を向上させることができる技術が望まれていた。 Therefore, there is a demand for a technique capable of improving the measurement accuracy of the current flowing through the electric wire while supplying the power obtained from the current transformer to the load.
本発明は、発明者等が見出した上記(i)および(ii)の知見に基づくものである。 The present invention is based on the above findings (i) and (ii) found by the inventors.
<本発明の第1実施形態>
(1)電源装置
本発明の第1実施形態に係る電源装置10について説明する。図1は、本実施形態に係る電源装置を示す概略構成図である。
<First embodiment of the present invention>
(1) Power Supply Device A
図1に示すように、本実施形態の電源装置10は、電線100からの電磁誘導を利用して所定の電力を発生させるよう構成されている。本実施形態では、電源装置10を、例えば、電線物理量測定装置として応用した場合について説明する。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態の電源装置10は、例えば、カレントトランス部200と、電源部300と、測定部410と、制御部500と、無線部620と、物理量測定部640と、を備えている。なお、以下において、「カレントトランス」との用語を「CT」と略すことがある。
The
(電線)
本実施形態において、電線100は、例えば、いわゆる架空送電線として構成されている。具体的には、電線100は、例えば、鋼心アルミ撚線(ACSR)などである。この場合、電線100は、例えば、架線時の張力を負担する中心部と、中心部の外周を覆うように複数の素線が撚り合わせられて設けられ、送電時の電流を流す導体として構成される撚線層と、を有している。中心部を構成する素線は、例えば、アルミ覆鋼線(AC線)である。撚線層を構成する素線は、例えば、アルミニウム(Al)またはAl合金からなっている。
(Electrical wire)
In this embodiment, the
(カレントトランス部)
CT部200は、例えば、コア220と、コイル240と、を有している。コア220は、電線100の外周を囲むように環状に設けられている。また、コア220は、磁性体からなっている。コア220を構成する磁性体は、例えば、フェライトなどである。コイル240は、コア220の少なくとも一部に巻回されている。このような構成により、電線100に流れる電流によって電線100の周囲でコア220に生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導によりコイル240に誘導電流を生じさせることができる。
(current transformer)
The
以下、CT部200内で電線100に流れる電流をI1とし、コイル240に生じる誘導電流をI2とし、コイル240に生じる誘起電圧をE2とする。
Hereinafter, the current flowing through the wire 100 in the
本実施形態では、CT部200は、例えば、1つのみ設けられている。すなわち、CT部200は、電源用と電流測定用とを兼ねている。
In this embodiment, for example, only one
また、コア220は、例えば、軸方向に沿って半割りされており、第1コア半割部222および第2コア半割部224を有している。これにより、既設の電線100に対してCT部200を容易に取り付けることができる。
Further, the
なお、図1では、コイル240が第1コア半割部222のみに巻回されているよう示したが、コイル240は、所定のリード線を介して第1コア半割部222および第2コア半割部224に亘って巻回されていてもよい。
Although FIG. 1 shows that the
(電源部)
電源部300は、例えば、CT部200のコイル240に接続され、該コイル240に生じた誘導電流に基づいて、後述する所定の負荷に対して電力を供給するよう構成されている。ここでいう「負荷」とは、所定の処理を実行する機能部のことを意味し、本実施形態では、後述する制御部500、無線部620および物理量測定部640が当該負荷に相当する。
(Power supply part)
The
本実施形態では、電源部300は、例えば、保護部320と、整流部340と、波形整形部360と、を有している。
In this embodiment, the
保護部320は、例えば、サージ電流から負荷を保護するよう構成されている。すなわち、保護部320は、例えば、電源部300にサージ電圧が印加されたときに、負荷にサージ電流が流れないように該サージ電流を逃がすよう構成されている。具体的には、保護部320は、例えば、ツェナーダイオード(不図示)などを有している。
The
整流部340は、例えば、コイル240に生じた交流の誘導電流を直流に整流するよう構成されている。具体的には、整流部340は、例えば、ブリッジ接続された4つのダイオード(不図示)を有している。
The rectifying
波形整形部360は、例えば、整流部340よりも負荷側に設けられ、直流に整流された誘導電流I2の波形を負荷に適した電流の波形(定電流波形)に整形するよう構成されている。具体的には、波形整形部360は、例えば、少なくとも整流部340に並列に接続されるコンデンサ(不図示)を有している。
The
本実施形態では、保護部320、整流部340および波形整形部360は、例えば、コイル240から負荷側に向けてこの順で(並列に)配置されている。
In this embodiment, the
(測定部)
測定部410は、例えば、コイル240と負荷との間に接続され、負荷側に流れる負荷電流と、負荷側に印加される負荷電圧と、を測定するよう構成されている。測定部410により測定される負荷電流および負荷電圧は、負荷側の負荷抵抗を求めるために用いられる。
(Measuring part)
The measuring
ここでいう「負荷側」とは、測定部410よりも負荷側に接続されている部分のことを意味し、すなわち、測定部410および負荷の間における電源部300の少なくとも一部と、負荷と、を含む部分のことを意味する。また、負荷側に流れる「負荷電流」とは、例えば、電源部300の少なくとも一部および負荷に流れる合成電流のことを意味し、負荷側に印加される負荷電圧とは、例えば、電源部300の少なくとも一部および負荷に印加される合成電圧(整流前の交流電圧)のことを意味する。以下、負荷電流をILとし、負荷電圧をVLとし、負荷抵抗をRとする。
The “load side” here means a portion connected to the load side rather than the measuring
本実施形態では、測定部410は、例えば、少なくとも整流部340よりもコイル240側に接続されている。これにより、整流部340および波形整形部360などが有する寄生抵抗の成分も含めた負荷抵抗Rを求めることができる。
In this embodiment, the measuring
ここでは、測定部410は、例えば、コイル240と保護部320との間に接続されている。これにより、電源部300の全体および負荷を含む合成抵抗としての負荷抵抗Rを測定することができる。なお、定常時には保護部320に電流が流れないので、測定部410がコイル240と保護部320との間に接続されていても、保護部320を、負荷抵抗Rの算出において無視することができる。
Here, the
本実施形態では、測定部410は、例えば、電圧測定部412と、電流測定部414と、を有している。
In this embodiment, the measuring
電圧測定部412は、例えば、コイル240に対して並列に接続されている。これにより、電圧測定部412は、コイル240に生じる誘起電圧E2を測定することができる。
The
本実施形態では、電圧測定部412は、例えば、電流測定部414よりもコイル240側に接続されている。これにより、後述の電流測定部414のシャント抵抗414rに依存せずに、コイル240に生じる誘起電圧E2を精度良く測定することができる。
In this embodiment, the
電流測定部414は、例えば、電圧測定部412と電源部300との間で、コイル240に対して直列に接続されている。電流測定部414は、例えば、シャント抵抗414rと、電圧計414vと、を有している。シャント抵抗414rは、コイル240に対して直列に接続されている。電圧計414vは、シャント抵抗414rに対して並列に接続されている。シャント抵抗414rの抵抗をrとし、電圧計414vが測定する電圧をVAとしたとき、負荷電流ILは、IL=VA/rにより求めることができる。なお、電圧測定部412の内部抵抗は無限大とみなすことができるので、負荷電流ILは、コイル240に生じる誘導電流I2と等しいと考えることができる。
本実施形態では、負荷電圧VLは、電圧測定部412が測定した誘起電圧E2と、電流測定部414が測定した負荷電流ILとに基づいて、VL=E2-rILにより求めることができる。つまり、本実施形態では、電圧測定部412が測定した誘起電圧E2に基づいて、負荷電圧VLが間接的に求められる(間接的に測定される)。
In this embodiment, the load voltage V L is obtained by V L =E 2 -rI L based on the induced voltage E 2 measured by the
(制御部)
制御部500は、例えば、負荷の1つとして電源部300に接続され、電源部300からの電力により制御部500以外の負荷を制御するよう構成されている。
(control part)
The
制御部500は、例えば、電流算出部520を有している。電流算出部520は、例えば、測定部410に接続され、電線100に流れる電流I1を算出するよう構成されている。具体的には、電流算出部520では、例えば、以下の手順により、電流I1が算出される。
The
まず、測定部410が測定した負荷電流ILと、測定部410が測定した誘起電圧E2から間接的に求められる負荷電圧VLと、に基づいて、負荷側の負荷抵抗Rを、R=VL/ILにより算出する。負荷抵抗Rを算出したら、コイル240に生じる誘起電圧E2および負荷抵抗Rに基づいて、以下の式(1)により、電線100に流れる電流I1を算出することができる。
I1=E2NK/(R+r) ・・・(1)
ただし、Nはコイル240の巻き数であり、Kは結合係数である。
First, based on the load current IL measured by the measuring unit 410 and the load voltage VL indirectly obtained from the induced voltage E2 measured by the measuring
I1= E2NK /(R+r) ( 1 )
where N is the number of turns of
このようにして、負荷抵抗Rが変動したとしても、変動する負荷抵抗Rを算出することで、電線100に流れる電流I1を精度良く算出することができる。 Thus, even if the load resistance R fluctuates, the current I1 flowing through the electric wire 100 can be calculated with high accuracy by calculating the fluctuating load resistance R. FIG.
本実施形態では、制御部500は、例えば、MCU(Micro Controller Unit)(不図示)により構成されている。具体的には、制御部500を構成するMCUは、例えば、プロセッサ(不図示)と、メモリ(不図示)と、1つ以上のタイマ(不図示)と、I/Oポート(不図示)と、を有している。プロセッサは、メモリに格納された所定のプログラムを実行することにより、負荷を制御したり、電流算出部520として機能したりするよう構成されている。メモリは、上述のプログラムと、後述の物理量測定部640が測定した電線100の物理量に係る情報(各種データ)と、を記憶する。タイマは、物理量測定部640の測定周期や無線部620の送受信周期の基準となっている。I/Oポートには、電源部300および負荷が接続されている。これらのMCUを構成する各部は、全てひとつの集積回路に組み込まれている。なお、制御部500は、MCUが有するメモリとは別に、例えば、FROM(Frash Read-Only Memory)等の外部メモリを有していてもよい。
In this embodiment, the
(物理量測定部)
物理量測定部640は、例えば、負荷の1つとして電源部300に接続され、電源部300から供給される電力により、電線100に係る物理量を測定するよう構成されている。ここでいう電線100に係る物理量とは、例えば、電線100の温度、電線100の振動、電線100の弛度などである。
(Physical quantity measurement unit)
The physical
物理量測定部640は、例えば、温度センサ部(不図示)である。これにより、電線100の温度を測定することができる。温度センサ部は、例えば、温度に応じた電圧を出力する熱電対を有している。なお、温度センサ部は、温度に応じて抵抗が変化するサーミスタを有していてもよい。
The physical
また、物理量測定部640は、例えば、振動センサ部(不図示)である。これにより、電線100の振動を測定することができる。
Also, the physical
また、物理量測定部640は、例えば、GPS(Global Positioning System)(不図示)である。これにより、電線100の振動や電線100の弛度などを測定することができる。
Also, the physical
物理量測定部640は、例えば、上述の温度センサ部、振動センサ部およびGPSのうち少なくともいずれかを有している。なお、電線100に流れる電流I1を測定する測定部410も、物理量測定部640の1つと考えてもよい。
The physical
また、物理量測定部640は、例えば、制御部500に接続されている。制御部500は、例えば、電線100に係る物理量を(所定のタイミングで)測定するよう、物理量測定部640を制御する。
Also, the physical
(無線部(送信部、送受信部))
無線部620は、例えば、負荷の1つとして電源部300に接続され、所定の情報を無線で送受信するよう構成されている。
(Radio section (transmitting section, transmitting/receiving section))
The
無線部620は、例えば、少なくとも制御部500に接続され、物理量測定部640が測定した各種データを無線で外部に送信するよう構成されている。なお、無線部620は、例えば、物理量測定部640に接続され、物理量測定部640が測定した各種データを直接受けるよう構成されていてもよい。制御部500は、例えば、無線部620による各種データの送受信を制御する。
The
また、本実施形態では、無線部620は、例えば、いわゆるマルチホップ無線通信(バケツリレー方式)で各種データを伝送するよう構成されている。具体的には、例えば、電線物理量測定装置としての電源装置10を複数有する送電設備監視システム(電力伝送システム)では、複数の電線物理量測定装置が電線100の軸方向に沿って、所定の間隔で配置される。複数の電線物理量測定装置のうち、所定の電線物理量測定装置の無線部620では、例えば、まず、隣り合う前段側(上流側)の電線物理量測定装置からの各種データを受信する。所定の電線物理量測定装置の無線部620において、前段側の電線物理量測定装置から各種データを受信したら、該前段側の電線物理量測定装置の各種データと、自身の各種データとを集約する。所定の電線物理量測定装置の無線部620において各種データを集約したら、所定の電線物理量測定装置を挟んで前段側の電線物理量測定装置と反対側に隣り合う後段側(下流側)の電線物理量測定装置に向けて、集約した各種データを送信する。このような各種データの集約と送信とを、複数の電線物理量測定装置のそれぞれにおいて順次繰り返していく。集約した各種データが最後段の電線物理量測定装置まで送信されたら、該最後段の電線物理量測定装置は、例えば、集約した各種データをデータ集約伝送装置(不図示)に送信する。データ集約伝送装置は、例えば、電線100へ電力を供給する電力供給源としての電気事業者に向けて、集約した各種データを無線または有線で送信する。電気事業者は、各種データに基づいて、電線100への送電容量を制御する。このようにマルチホップ無線通信で各種データを伝送することで、個々の電線物理量測定装置が有する無線部620に必要な電力を低減しつつ、複数の電線物理量測定装置全体としての伝送距離を長くすることができる。
In addition, in this embodiment, the
また、本実施形態では、無線部620は、例えば、各種データを所定周期で繰り返し送信するようになっている。無線部620が各種データを送信する周期は、例えば、3分である。これにより、電線100へ電力を供給する電気事業者は、電線物理量測定装置から送信される各種データに基づいて、電線100の温度や電線100の電流をリアルタイムで把握することができる。電線100の温度や電線100の電流をリアルタイムで把握することで、当該リアルタイムでの電線100の温度や電線100の電流に基づいて、電線100への送電容量を制御することができる。その結果、電線100への効率的な送電を実現することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the
(2)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
(2) Effects According to the Present Embodiment According to the present embodiment, one or more of the following effects can be obtained.
(a)本実施形態の電源装置10では、測定部410が、負荷側に流れる負荷電流ILと、負荷側に印加される負荷電圧VLと、を測定する。電流算出部520は、測定部410が測定した負荷電流ILおよび負荷電圧VLに基づいて、負荷側の負荷抵抗Rを算出する。これにより、負荷が所定の処理を実行しているときに、負荷の処理状況に応じて、負荷抵抗Rが変動したとしても、当該変動する負荷抵抗Rを算出することができる。当該変動する負荷抵抗Rを算出することで、コイル240に生じる誘起電圧E2および負荷抵抗Rに基づいて、電線100に流れる電流I1を精度良く算出することができる。その結果、CT部200から得られる電力を負荷に供給しつつ、電線100に流れる電流I1の測定精度を向上させることができる。
(a) In the
(b)CT部200が電源用と測定用とを兼ねることで、CT部200を1つのみにすることができる。これにより、CT部200に係る部材数を削減し、電源装置10のサイズの拡大を抑制することができる。
(b) Only one
また、CT部200を1つのみにすることで、電源装置10の機構を簡略化することができる。ここで、CT部を2つ設ける場合では、上述のように、電源装置の機構上で、2つのCT部におけるコア半割部同士を結合させることが困難であった。これに対し、本実施形態では、CT部200を1つのみにすることで、第1コア半割部222および第2コア半割部224同士を容易に結合させることができ、電源装置10の機構を簡略化することができる。
Also, by using only one
これらの結果、本実施形態では、電源装置10の製造コストの増加を抑制することが可能となる。
As a result, in this embodiment, it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the
(c)測定部410が測定した負荷電流ILおよび負荷電圧VLに基づいて、負荷抵抗Rを求めることで、負荷抵抗Rの変動状況を把握することができる。これにより、負荷の処理状況を間接的に把握することができる。さらには、電源装置10の不具合時の診断に活用することもできる。
(c) By obtaining the load resistance R based on the load current IL and the load voltage VL measured by the
(d)測定部410は、少なくとも整流部340よりもコイル240側に接続されている。これにより、所定の処理を実行する負荷の抵抗成分だけでなく、整流部340および波形整形部360などが有する寄生抵抗の成分も含めた負荷抵抗Rを求めることができる。つまり、変動する可能性がある抵抗成分を全て合成した負荷抵抗Rを適切に求めることができる。その結果、電線100に流れる電流I1の測定精度を安定的に向上させることができる。
(d) The
(3)第1実施形態の変形例
上述の第1実施形態は、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、上述の第1実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の第1実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
(3) Modifications of First Embodiment The first embodiment described above can be modified as in the following modifications, if necessary. Hereinafter, only elements different from the above-described first embodiment will be described, and elements that are substantially the same as those described in the above-described first embodiment will be given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
(3-1)第1実施形態の変形例1-1
図2を用い、本実施形態の変形例1-1に係る電源装置10について説明する。図2は、本実施形態の変形例1-1に係る電源装置を示す概略構成図である。
(3-1) Modification 1-1 of the first embodiment
A
本実施形態の変形例1-1の電源装置10では、測定部410の構成が、上述の実施形態と異なっている。
In the
(測定部)
本変形例では、電圧測定部412は、例えば、電流測定部414よりも負荷側において、電源部300に対して並列に接続されている。これにより、負荷側に印加される負荷電圧VLを精度良く測定することができる。
(Measuring part)
In this modification, the
本変形例では、電流測定部414は、例えば、コイル240と電圧測定部412との間で、コイル240に対して直列に接続されている。これにより、電流測定部414は、コイル240に生じる誘導電流I2を測定することができる。なお、本変形例においても、電圧測定部412の内部抵抗は無限大とみなすことができるので、負荷電流ILは、コイル240に生じる誘導電流I2と等しいと考えることができる。
In this modification, the
本変形例では、コイル240に生じる誘起電圧E2は、電圧測定部412が測定した負荷電圧VLと、電流測定部414が測定した負荷電流ILに基づいて、E2=rI2+VLにより求めることができる。つまり、本実施形態では、電圧測定部412が測定した負荷電圧VLに基づいて、コイル240に生じる誘起電圧E2が間接的に求められる。
In this modification, the induced voltage E2 generated in the coil 240 is E2 = rI2+VL based on the load voltage VL measured by the
(電流算出部)
本変形例の電流算出部520では、まず、測定部410が測定した負荷電流ILおよび負荷電圧VLに基づいて、負荷側の負荷抵抗Rを、R=VL/ILにより算出する。負荷抵抗Rを算出したら、電圧測定部412が測定した負荷電圧VLから間接的に求められる誘起電圧E2と、負荷抵抗Rと、に基づいて、上述の式(1)により、電線100に流れる電流I1を算出することができる。
(current calculator)
In the
(効果)
本変形例のように、電圧測定部412は、電流測定部414よりも負荷側に接続されていても、電線100に流れる電流I1を精度良く算出することができる。
(effect)
As in this modified example, even if the
本変形例によれば、電圧測定部412は、電流測定部414よりも負荷側に接続されていることで、電流測定部414のシャント抵抗414rに依存せずに、負荷側に印加される負荷電圧VLを精度良く測定することができる。
According to this modification, the
(3-2)第1実施形態の変形例1-2
次に、本実施形態の変形例1-2に係る電源装置10について説明する。
(3-2) Modification 1-2 of the first embodiment
Next, a
本実施形態の変形例1-2の電源装置10では、制御部500の制御方法が、上述の実施形態と異なっている。
In the
(制御部)
本変形例では、制御部500は、例えば、測定部410が負荷電流ILおよび負荷電圧VLを測定しているときに、負荷が実行する処理を特定(制限)するよう構成されている。なお、ここでいう「処理を特定(制限)する」とは、複数の処理の中から一部の処理に限定したり、複数の処理の全てを実行させなかったりすることを意味する。具体的には、制御部500は、例えば、測定部410が負荷電流ILおよび負荷電圧VLを測定しているときに、電線100の物理量を測定しないよう物理量測定部640を制御する。また、制御部500は、例えば、測定部410が負荷電流ILおよび負荷電圧VLを測定しているときに、情報の送受信を行わないよう無線部620を制御する。
(control part)
In this modification, the
(効果)
本変形例によれば、制御部500が測定部410の測定状況に応じて負荷の処理を特定することで、負荷抵抗Rの変動自体を抑制することができる。負荷抵抗Rの変動自体を抑制することで、当該負荷抵抗Rの変動に起因して、算出される負荷抵抗Rに誤差が生じることを抑制することができる。その結果、電線100に流れる電流I1の測定精度をより安定的に向上させることができる。
(effect)
According to this modification, the
(3-3)第1実施形態の変形例1-3
次に、本実施形態の変形例1-3に係る電源装置10について説明する。
(3-3) Modification 1-3 of the first embodiment
Next, a
以下で説明する本実施形態の変形例1-3の電源装置10のように、CT部200および測定部410を構成してもよい。
The
(CT部)
次に、図3を用い、本変形例のCT部200のコア220が有する磁化特性について説明する。図3は、変形例1-3のコアの磁化特性を示す図である。
(CT department)
Next, magnetization characteristics of the
ここで、電線100の周囲に生じる磁界強度Hは、電線100に流れる電流I1に比例する。電流I1が通常、正弦波の波形を有するため、磁界強度Hは、電流I1に比例した正弦波の波形を有することとなる。このような磁界強度Hの変化のなかで、コア220では、磁束Φ(=BS、B:磁束密度、S:面積)に変化が生じる。したがって、以下の式(2)により、コア220に生じる磁束Φの変化量に基づいて、電磁誘導によりコイル240に誘導電流I2が生じることとなる。
I2=(N/R)(dΦ/dt) ・・・(2)
ただし、上述のように、Nはコイル240の巻き数であり、Rは負荷抵抗である。
Here, the magnetic field strength H generated around the electric wire 100 is proportional to the current I1 flowing through the
I2 =(N/R)(dΦ/dt) (2)
where, as mentioned above, N is the number of turns of
そこで、本変形例では、コイル240に過剰な誘導電流I2が生じることがないように、コア220に生じる磁束Φの増加が抑制されている。
Therefore, in this modified example, an increase in the magnetic flux Φ generated in the
具体的には、図3に示すように、本変形例のコア220は、例えば、電線100に流れる電流I1の電流値が電線100の許容電流値以下であるときに、該電線100の周囲に生じる磁界に対して磁気飽和するよう構成されている。これにより、過剰な電力の発生を抑制することができる。
Specifically, as shown in FIG. 3 , the
なお、ここでいう「磁気飽和」とは、磁界強度Hに対して磁束密度Bが一定に飽和することを意味する。 The term "magnetic saturation" used herein means that the magnetic flux density B is constantly saturated with respect to the magnetic field intensity H.
また、ここでいう「許容電流値」とは、電線100が(損傷することなく)流すことができる電流I1の最大値のことを意味する。なお、図3における「最大磁界強度」とは、電線100の電流値が許容電流値であるときに、電線100の周囲に生じる磁界強度の最大値のことを意味する。
Also, the "permissible current value" here means the maximum value of the current I1 that the electric wire 100 can flow (without being damaged). In addition, the "maximum magnetic field strength" in FIG. 3 means the maximum value of the magnetic field strength generated around the
コア220の磁化特性(磁化曲線)は、例えば、単調増加領域MRと、磁気飽和点SPと、飽和領域SRと、を有している。単調増加領域MRは、例えば、磁界強度Hに対して、磁束密度Bが単調増加する領域である。飽和領域SRは、例えば、磁界強度Hに対して、磁束密度Bが一定に飽和する領域である。磁気飽和点SPは、例えば、磁界強度Hに対して、単調増加領域MRから飽和領域SRに変化する点である。
The magnetization characteristic (magnetization curve) of the
本変形例のコア220では、例えば、磁気飽和点SPが、最大磁界強度Hp以下に位置している。つまり、電線100に流れる電流I1の電流値が電線100の許容電流値以下であるときに、コア220が磁気飽和することとなる。
In the
コア220が磁気飽和すると、コア220の磁束密度Bが一定となるため、コア220の磁束Φの変化量が0となる。このため、上述の式(2)から、コイル240に生じる誘導電流I2が0(A)となる。その結果、誘導電流I2の波形が正弦波から乖離することとなる。
When the
具体的に、図4Aおよび図4Bを用い、コア220が磁気飽和する場合の、コイル240で生じる誘導電流I2の波形について説明する。図4Aおよび図4Bは、変形例1-3でのコイルで生じる誘導電流I2の波形を示す図である。図4Aおよび図4Bでは、コイル240に対して所定の線形抵抗を接続した場合(つまり負荷抵抗Rが一定の場合)の誘導電流I2の波形を示している。また、図4Aおよび図4Bは、それぞれ、電流I1の電流値が、磁界強度が磁気飽和点SP付近となる電流値のとき、および、電流I1の電流値が、磁界強度が飽和領域SR内となる電流値のときの、誘導電流I2の波形を示している。なお、電流I1の電流値は許容電流値以下である。
Specifically, the waveform of the induced current I2 generated in the
図4Aおよび図4Bに示すように、電線100に流れる電流I1の電流値が電線100の許容電流値以下であるときに、コア220が磁気飽和することで、例えば、電線100に流れる電流I1の電流値が大きくなるにつれて、コイル240で生じる誘導電流I2の波形を、正弦波の一部が欠けた波形とし、該正弦波から乖離させることができる。誘導電流I2の波形を上記波形とすることで、電流I1の電流値が大きくなるにつれて、誘導電流I2の電流値を積算した積分値を、コア220が磁気飽和せず誘導電流I2が正弦波として得られる場合の誘導電流I2の電流値を積算した積分値よりも減少させることができる。つまり、電線に流れる電流I1の増加があったとしても、負荷にとって必要のない過剰な電力の発生を抑制することができる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the current value of the current I1 flowing through the wire 100 is equal to or less than the allowable current value of the
なお、上述の「コア220が磁気飽和せず誘導電流I2が正弦波として得られる場合」とは、コア220の磁化特性における単調増加領域MRの傾きが実際の単調増加領域MRの傾きと等しく、磁気飽和点SPが最大磁界強度Hpよりも高い場合であって、誘導電流I2が正弦波として得られる場合のことを意味している。
Note that the above-mentioned "when the
また、図4Bに示すように、電線100に流れる電流I1の電流値が電線100の許容電流値以下であるときに、コア220が磁気飽和することで、例えば、誘導電流I2の電流値の絶対値がピーク値(誘導電流ピーク値、PK)から低下するとき(DT)の傾きを、誘導電流I2の電流値の絶対値がピーク値(PK)まで上昇するとき(UT)の傾きよりも急峻にすることができる。誘導電流I2の電流値の絶対値を急峻に低下させることで、正弦波の一部を確実に欠落させることができる。その結果、過剰な電力の発生を抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 4B, when the current value of the current I1 flowing through the wire 100 is equal to or less than the allowable current value of the
また、図4Bに示すように、コア220が磁気飽和し、上述の式(2)において磁束Φの変化量が0となることで、誘導電流I2の波形は、該誘導電流I2の電流値の絶対値がピーク値から低下した後に、該誘導電流I2の電流値が所定時間0Aで一定となる零電流領域(ZT)を有している。誘導電流I2の波形が零電流領域(ZT)を有することで、正弦波の一部が欠落した時間を確実に確保することができる。その結果、過剰な電力の発生を安定的に抑制することができる。
In addition, as shown in FIG. 4B, the
なお、図4Aおよび図4Bに示すように、コイル240で生じる誘導電流I2の波形が正弦波の一部が欠けた波形となったとしても、電源部300の波形整形部360により、負荷に適した電流の波形(定電流波形)に整形されることとなる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, even if the waveform of the induced current I2 generated in the
また、図4Aおよび図4Bで示した誘導電流I2の波形を示すコア220では、例えば、コア220が磁気飽和し始めるときの電線100の電流I1の電流値は、電線100の電流I1のピーク値が変動しうる運用範囲の下限値に対して±10%以内である。これにより、電線100の電流I1のピーク値についての上記運用範囲略全体に亘って、コア220の磁気飽和性を得ることができる。すなわち、電線100の電流I1の電流値が上記運用範囲の下限値よりも大きくなったら、すぐにコア220を磁気飽和させることができる。電流I1の電流値が上記運用範囲の下限値であるときに充分な電力が得られるようにCT部200および電源部300を設計しておけば、電流I1のピーク電流値の定常範囲全体に亘って、負荷に対して必要のない過剰な電力が供給されることを抑制することができる。
Further, in the
(測定部)
本変形例では、上述のように、コア220が磁気飽和するよう構成され、コイル240で生じる誘導電流I2の波形が正弦波の一部が欠けた波形となるため、負荷電流ILおよび負荷電圧VLのそれぞれの波形も、正弦波の一部が欠けた波形となる。
(Measuring part)
In this modification, as described above, the
そこで、本変形例では、測定部410は、例えば、負荷電流ILおよび負荷電圧VLのそれぞれの実効値またはピーク値を測定する。なお、実効値とは、積分値に相当する。
Therefore, in this modified example,
(効果)
(a)コア220は、電線100に流れる電流I1の電流値が電線100の許容電流値以下であるときに、該電線100の周囲に生じる磁界に対して磁気飽和するよう構成されている。これにより、電流I1の電流値が大きくなるにつれて、誘導電流I2の波形を、正弦波の一部が欠けた波形とし、該正弦波から乖離させることができる。誘導電流I2の波形を上記波形とすることで、電流I1の電流値が大きくなるにつれて、誘導電流I2の電流値を積算した積分値を、コア220が磁気飽和せず誘導電流I2が正弦波として得られる場合の誘導電流I2の電流値を積算した積分値よりも減少させることができる。また、電流I1の電流値が大きくなったときの、誘導電流I2の電流値を積算した積分値の上昇率を、電流I1の電流値を積算した積分値の上昇率よりも小さくすることができる。つまり、電線100に流れる電流I1の増加があったとしても、負荷にとって必要のない過剰な電力の発生を抑制することができる。その結果、安定的な電力を得ることが可能となる。
(effect)
(a) The
(b)測定部410が、負荷電流ILおよび負荷電圧VLのそれぞれの実効値またはピーク値を測定することで、負荷電流ILおよび負荷電圧VLのそれぞれの値を一定の値に特定することができる。これにより、コア220が磁気飽和することに起因して、負荷電流ILおよび負荷電圧VLのそれぞれの波形が正弦波から乖離したとしても、負荷抵抗Rを正確に算出することができる。その結果、コア220が磁気飽和したとしても、電線100に流れる電流I1を精度良く算出することができる。
(b) The
<本発明の第2実施形態>
本実施形態の電源装置10では、CT部200が2つのコイルを有する点などが第1実施形態と異なる。以下、第1実施形態の変形例と同様に、第1実施形態と異なる要素についてのみ説明する。
<Second embodiment of the present invention>
The
(1)電線物理量測定装置
図5を用い、本実施形態に係る電源装置10について説明する。図5は、本実施形態に係る電源装置を示す概略構成図である。
(1) Electric Wire Physical Quantity Measuring Device A
本実施形態の電源装置10は、例えば、CT部200と、電源部300と、第2コイル側測定部440と、制御部500と、無線部620と、物理量測定部640と、を備えている。
The
(CT部)
本実施形態のCT部200は、例えば、1つのコア220に対して、2つのコイル240を有している。2つのコイル240のうち一方を「第1コイル242」とし、他方を「第2コイル244」とする。
(CT department)
The
本実施形態では、例えば、第1コイル242が電源用として用いられ、第2コイル244が電流測定用として用いられる。
In this embodiment, for example, the
本実施形態のコア220は、上述の第1実施形態と同様に、軸方向に沿って半割りされており、第1コア半割部222および第2コア半割部224を有している。例えば、第1コイル242は、第1コア半割部222に巻回され、第2コイル244は、第2コア半割部224に巻回されている。
A
(電源部)
本実施形態の電源部300は、例えば、第1コイル242に接続され、該第1コイル242に生じた誘導電流に基づいて、負荷に対して電力を供給するよう構成されている。例えば、電源部300は、保護部320、整流部340および波形整形部360を有し、保護部320、整流部340および波形整形部360は、第1コイル242から負荷側に向けてこの順で(並列に)配置されている。波形整形部360には、例えば、負荷としての、制御部500、物理量測定部640および無線部620が並列に接続されている。
(Power supply part)
The
(第2コイル側測定部)
本実施形態では、第2コイル244には、例えば、線形抵抗700が接続されている。例えば、第2コイル244と線形抵抗700との間には、第2コイル244と並列に、第2コイル側測定部440が接続されている。
(Second coil side measurement unit)
In this embodiment, a
第2コイル側測定部440は、例えば、第2コイル244に生じた誘起電圧E2を測定するよう構成されている。
The second coil
(電流算出部)
制御部500が有する電流算出部520は、例えば、第2コイル側測定部440に接続され、第2コイル側測定部440が測定した誘起電圧E2に基づいて、以下の式(3)により、電線100に流れる電流I1を算出するよう構成されている。
I1=E2N2K/R2 ・・・(3)
ただし、N2は第2コイル244の巻き数であり、Kは結合係数である。
(current calculator)
The
I1 = E2N2K / R2 ( 3 )
where N2 is the number of turns of the
(筐体)
電源装置10は、例えば、電線100の外側に、CT部200、電源部300、制御部500、物理量測定部640の一部、無線部620、線形抵抗700および第2コイル側測定部440を保持する筐体(不図示)を有している。
(Case)
The
筐体は、例えば、軸方向に沿って半割りされた第1筐体半割部(不図示)および第2筐体半割部(不図示)を有している。第1筐体半割部は、例えば、第1コイル242が巻回された第1コア半割部222と、電源部300と、物理量測定部640の一部と、無線部620と、を収容している。なお、物理量測定部640としての温度センサ部は、第1筐体半割部の外側に設けられていてもよい。一方、第2筐体半割部は、例えば、第2コイル244が巻回された第2コア半割部224と、線形抵抗700と、第2コイル側測定部440と、を収容している。
The housing has, for example, a first housing half (not shown) and a second housing half (not shown) that are split in half along the axial direction. The first housing half part accommodates, for example, the first core
このように、第1コイル242に関連する部材が第1筐体半割部内に収容され、第2コイル244に関連する部材が第2筐体半割部内に収容されている。
Thus, the members associated with the
(2)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
(2) Effects According to the Present Embodiment According to the present embodiment, one or more of the following effects can be obtained.
(a)本実施形態の電源装置10では、1つのコア220に対して、所定の電力を得るための第1コイル242と、電線100に流れる電流I1を測定するための第2コイル244と、を分離することで、第2コイル244側には、抵抗が変動する負荷ではなく、抵抗が一定である線形抵抗700を接続することができる。すなわち、第2コイル244側では、抵抗の変動を抑制することができる。第2コイル244側での抵抗の変動を抑制することで、上述の式(3)により、電線100に流れる電流I1を安定的に算出することができる。
(a) In the
(b)本実施形態では、コア220は、軸方向に沿って半割りされている。また、第1コイル242は、第1コア半割部222に巻回され、第2コイル244は、第2コア半割部224に巻回されている。これにより、第1コイル242に関連する部材を第1筐体半割部内に収容し、第2コイル244に関連する部材を第2筐体半割部内に収容することができる。各コイルに関連する部材ごとに収容する筐体を分けることで、第1筐体半割部および第2筐体半割部のそれぞれの内部での配線を短縮し、第1筐体半割部および第2筐体半割部の間で配線が跨ることを抑制することができる。その結果、既設の電線100に対して電源装置10を容易に装着するとともに、電源装置10を容易に組み立てる(製造する)ことができる。
(b) In this embodiment, the
(3)第2実施形態の変形例
上述の第2実施形態は、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、第1実施形態の変形例と同様に、上述の第2実施形態と異なる要素についてのみ説明する。
(3) Modifications of Second Embodiment The above-described second embodiment can be modified as in the following modifications, if necessary. Only elements different from the above-described second embodiment will be described below, as in the modification of the first embodiment.
(3-1)第2実施形態の変形例2-1
図6を用い、本実施形態の変形例2-1に係る電源装置10について説明する。図6は、本実施形態の変形例2-1に係る電源装置を示す概略構成図である。
(3-1) Modified example 2-1 of the second embodiment
A
本実施形態の変形例2-1の電源装置10では、第1コイル側測定部420が設けられている点が、上述の実施形態と異なっている。
The
(第1コイル側測定部)
第1コイル側測定部420は、例えば、第1コイル242と負荷との間に接続され、負荷側に流れる負荷電流ILと、負荷側に印加される負荷電圧VLと、を測定するよう構成されている。第1コイル側測定部420により測定される負荷電流ILおよび負荷電圧VLは、負荷側の負荷抵抗Rを求めるために用いられる。
(First coil side measurement unit)
The first coil
第1コイル側測定部420は、例えば、少なくとも整流部340よりも第1コイル242側に接続されている。これにより、第1実施形態と同様に、整流部340および波形整形部360などが有する寄生抵抗の成分も含めた負荷抵抗Rを求めることができる。
The first coil
(電流算出部)
本変形例の制御部500が有する電流算出部520は、例えば、第1コイル側測定部420および第2コイル側測定部440に接続され、電線100に流れる電流I1を算出するよう構成されている。具体的には、本変形例の電流算出部520では、例えば、以下の手順により、電流I1が算出される。
(current calculator)
The
まず、第1コイル側測定部420が測定した負荷電流ILおよび負荷電圧VLに基づいて、上述の第1実施形態と同様の手順により、負荷側の負荷抵抗Rを算出する。
First, based on the load current I L and the load voltage V L measured by the first coil-
一方で、第2コイル側測定部440が測定した誘起電圧E2に基づいて、以下の式(4)により、電線100に流れる電流I1を算出する。
I1=αE2N2K/R2 ・・・(4)
ただし、上述のように、N2は第2コイル244の巻き数であり、Kは結合係数である。また、αは、第1コイル242に接続される電源部300、制御部500、無線部620、および物理量測定部640により構成される負荷抵抗Rによって決まる補正係数である。
On the other hand, based on the induced voltage E2 measured by the second coil
I1 = αE2N2K / R2 ( 4 )
where N2 is the number of turns of the
このとき、第1コイル側測定部420が測定した負荷電流ILおよび負荷電圧VLに基づいて算出された負荷抵抗Rにより補正係数αを求め、該補正係数αを式(4)に代入する。
At this time, the correction coefficient α is obtained from the load resistance R calculated based on the load current I L and the load voltage V L measured by the first coil
具体的には、以下の手順で、補正係数αが求められる。まず、予め、負荷が何も処理を実行しておらず、負荷抵抗Rが変動していないときに、電線100に流れる電流I1を補正係数α=1として算出し、この値を真の電流I1Cとする。一方で、予め、電線100に流れる電流I1が電流I1Cと分かっているときに、負荷が所定の処理を実行し、負荷抵抗Rを変動させる。このとき、第2コイル側測定部440が測定した誘起電圧E2とI1=I1Cとを式(4)に代入し、変動する負荷抵抗Rに対する補正係数αの依存性を求める。実際の電流I1の測定時では、まず現在の負荷抵抗Rを求め、上述の負荷抵抗Rに対する補正係数αの依存性に基づいて、現在の負荷抵抗Rに対する補正係数αを求める。現在の負荷抵抗Rに対する補正係数αを求めたら、現在算出された補正係数αと、第2コイル側測定部440が測定した誘起電圧E2と、を式(4)に代入することで、真の電流I1を求めることができる。
Specifically, the correction coefficient α is obtained by the following procedure. First, the current I1 flowing through the
(効果)
本変形例によれば、第2コイル側測定部440が測定した誘起電圧E2に基づいて電流I1を算出するときに、第1コイル側測定部420が測定した負荷電流ILおよび負荷電圧VLに基づいて負荷抵抗Rを算出する。これにより、現在の電流I1を負荷抵抗Rにより補正することができる。
(effect)
According to this modification, when the current I1 is calculated based on the induced voltage E2 measured by the second coil-
ここで、本実施形態では、第1コイル242と第2コイル244とが分離されているが、これらはコア220を共有している。このため、第1コイル242側で負荷抵抗Rの変動が生じると、当該第1コイル242側での負荷抵抗Rの変動が、コア220に生じる磁束Φに影響を及ぼす。負荷抵抗Rの変動に起因してコア220の磁束Φのピーク値が変動すると、第2コイル244に生じる誘起電圧E2が変動する可能性がある。このため、本来求められるべき真の電流I1に対して誤差が生じてしまう可能性がある。
Here, although the
これに対し、本変形例によれば、負荷抵抗Rの変動に起因してコア220の磁束Φが変動し、第2コイル244に生じる誘起電圧E2が変動したとしても、負荷抵抗Rに対する補正係数αを求め、該補正係数αを式(4)に代入することにより、真の電流I1を求めることができる。これにより、電流I1の誤差の発生を抑制することが可能となる。
On the other hand, according to this modification, even if the magnetic flux Φ of the
(3-2)第2実施形態の変形例2-2
次に、本実施形態の変形例2-2に係る電源装置10について説明する。
(3-2) Modified example 2-2 of the second embodiment
Next, a
本実施形態の変形例2-2の電源装置10では、制御部500の制御方法が、上述の実施形態と異なっている。
In the
(制御部)
本変形例では、制御部500は、例えば、第2コイル側測定部440が第2コイル244に生じる誘起電圧E2を測定しているときに、負荷が実行する処理を特定(制限)するよう構成されている。具体的には、制御部500は、例えば、第2コイル側測定部440が誘起電圧E2を測定しているときに、電線100の物理量を測定しないよう物理量測定部640を制御する。また、制御部500は、例えば、第2コイル側測定部440が誘起電圧E2を測定しているときに、情報の送受信を行わないよう無線部620を制御する。
(control part)
In this modification, the
(効果)
本変形例によれば、制御部500が測定部410の測定状況に応じて負荷の処理を特定することで、負荷抵抗Rの変動自体を抑制することができる。負荷抵抗Rの変動に起因して、コア220の磁束Φが変動することを抑制することができる。コア220の磁束Φの変動を抑制することで、第2コイル244に生じる誘起電圧E2の変動を抑制することができる。誘起電圧E2の変動を抑制することで、電流I1の誤差の発生を抑制することができる。
(effect)
According to this modification, the
(3-3)第2実施形態の変形例2-3
次に、本実施形態の変形例2-3に係る電源装置10について説明する。
(3-3) Modified example 2-3 of the second embodiment
Next, a
以下で説明する本実施形態の変形例2-3の電源装置10のように、CT部200および第2コイル側測定部440を構成してもよい。
The
(CT部)
本変形例のコア220は、上述の第1実施形態の変形例1-3と同様の磁化特性(図3参照)を有している。すなわち、コア220は、電線100に流れる電流I1の電流値が電線100の許容電流値以下であるときに、該電線100の周囲に生じる磁界に対して磁気飽和するよう構成されている。これにより、電流I1の電流値が大きくなるにつれて、第1コイル242に生じる誘導電流I2の波形を正弦波から乖離させることができる。その結果、負荷にとって必要のない過剰な電力の発生を抑制することができる。
(CT department)
The
(測定部)
本変形例では、上述のように、コア220が磁気飽和するよう構成されるため、第2コイル244に生じる誘起電圧E2の波形も、正弦波の一部が欠けた波形となる。
(Measuring part)
In this modification, as described above, since the
そこで、本変形例では、第2コイル側測定部440は、例えば、第2コイル244に生じる誘起電圧E2の実効値またはピーク値を測定する。
Therefore, in this modified example, the second coil
(効果)
本変形例によれば、第2コイル側測定部440が誘起電圧E2の実効値またはピーク値を測定することで、誘起電圧E2の値を一定の値に特定することができる。これにより、コア220が磁気飽和することに起因して、誘起電圧E2の波形が正弦波から乖離したとしても、電線100に流れる電流I1を精度良く算出することができる。
(effect)
According to this modified example, the value of the induced voltage E2 can be specified as a constant value by the second coil side measuring section 440 measuring the effective value or the peak value of the induced voltage E2. As a result, even if the waveform of the induced voltage E2 deviates from the sine wave due to magnetic saturation of the
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
<Other embodiments of the present invention>
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
なお、以下で「上述の実施形態」と言った場合には、「第1実施形態および第2実施形態のうち少なくともいずれか一方の実施形態」のことを意味する。 In addition, when it says "the above-mentioned embodiment" below, it means "at least one embodiment of 1st Embodiment and 2nd Embodiment."
上述の実施形態では、電源装置10を電線物理量測定装置に応用する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、電源装置10は、無線通信装置に応用してもよい。この場合、電源装置10は、上述の実施形態のうち、測定部410以外の物理量測定部640を有しない。或いは、例えば、電源装置10は、電線100から電力を得ることが必要な装置であれば、電線物理量測定装置や無線通信装置以外の装置であってもよい。
Although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the
上述の第1実施形態では、測定部410がコイル240と保護部320との間に接続される場合について説明したが、測定部410は、整流部340よりもコイル240側であれば、保護部320と整流部340との間に接続されていてもよい。上述のように、保護部320は負荷抵抗Rの測定時に無視できるからである。なお、第2実施形態の変形例2-1についても、第1コイル側測定部420を上述と同様に接続してもよい。
In the first embodiment described above, the case where the
上述の実施形態では、制御部500がMCUにより構成される場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、制御部500は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、および記憶装置を有する汎用コンピュータにより構成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述の実施形態では、電源装置10が無線部620を有する場合について説明したが、電源装置10は、各種情報を有線で送信または送受信する送信部または送受信部を有していてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述の実施形態では、無線部620がマルチホップ無線通信で各種データを伝送するよう構成されている場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、無線部620が長距離伝送可能に構成されていれば、無線部620は、データ集約伝送装置または電気事業者に対して各種データを直接送信するよう構成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述の第2実施形態では、第1コイル242が第1コア半割部222に巻回され、第2コイル244が第2コア半割部224に巻回されている場合について説明したが、第1コア半割部222および第2コア半割部224同士の結合に対して第1コイル242および第2コイル244が干渉しないのであれば、第1コイル242および第2コイル244は、互いに重なる部分を有していてもよい。さらには、第1コイル242および第2コイル244は、それぞれ、コア220の全周に亘って巻回されていてもよい。
In the second embodiment described above, the case where the
上述の第2実施形態の変形例2-3では、コア220が磁気飽和するよう構成され、且つ、第2コイル側測定部440が誘起電圧E2の実効値またはピーク値を測定する場合について説明したが、当該変形例2-3において、第1コイル側測定部420が設けられている場合には、第1コイル側測定部420は、例えば、負荷電流ILおよび負荷電圧VLのそれぞれの実効値またはピーク値を測定するよう構成されていてもよい。これにより、コア220が磁気飽和したとしても、電流I1を負荷抵抗Rにより精度良く補正することができる。
Modification 2-3 of the second embodiment described above describes a case where the
上述の第1実施形態では、電源装置10が電流算出部520を有する場合について説明したが、電流算出部は、電源装置と異なる外部に設けられていてもよい。この場合、例えば、電源装置および監視装置により、電源システムが構成される。電源装置は、電流算出部を有していない。電源装置が有する無線部(送信部)は、測定部が測定した負荷電流および負荷電圧に係る情報を外部に送信する。一方、監視装置は、電流算出部を有する。電流算出部は、無線部から負荷電流および負荷電圧に係る情報を受信し、測定部が測定した負荷電流および負荷電圧に基づいて負荷側の負荷抵抗を算出し、コイルに生じる誘起電圧および負荷抵抗に基づいて電線の電流を算出する。
In the first embodiment described above, the case where the
上述の第2実施形態においても、電源装置10が電流算出部520を有する場合について説明したが、電流算出部は、電源装置と異なる外部に設けられていてもよい。この場合、例えば、電源装置および監視装置により、電源システムが構成される。電源装置は、電流算出部を有していない。電源装置が有する無線部(送信部)は、第2コイル側測定部が測定した誘起電圧に係る情報を外部に送信する。一方、監視装置は、電流算出部を有する。電流算出部は、無線部から誘起電圧に係る情報を受信し、第2コイル側測定部が測定した誘起電圧に基づいて電線の電流を算出する。
In the above-described second embodiment, the case where the
以上の第1実施形態、第1実施形態の変形例1-1~1-3、第2実施形態、および第2実施形態の変形例2-1~2-3は、可能な限り、組み合わせてもよい。 The above first embodiment, modifications 1-1 to 1-3 of the first embodiment, second embodiment, and modifications 2-1 to 2-3 of the second embodiment are combined as much as possible. good too.
<本発明の好ましい態様>
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Preferred embodiments of the present invention are described below.
(付記1)
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記測定部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
を備える
電源装置。
(Appendix 1)
a core provided to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
connected to the measuring unit, calculating the load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and calculating the current based on the induced voltage generated in the coil and the load resistance a current calculation unit for
power supply.
(付記2)
前記電源部は、
前記コイルに生じた交流の前記誘導電流を直流に整流する整流部と、
前記整流部よりも前記負荷側に設けられ、直流に整流された前記誘導電流の波形を整形する波形整形部と、
を有し、
前記測定部は、少なくとも前記整流部よりも前記コイル側に接続される
付記1に記載の電源装置。
(Appendix 2)
The power supply unit
a rectification unit that rectifies the induced current of alternating current generated in the coil to direct current;
a waveform shaping unit provided closer to the load than the rectifying unit and configured to shape the waveform of the induced current rectified to direct current;
has
The power supply device according to appendix 1, wherein the measurement unit is connected at least closer to the coil than the rectification unit.
(付記3)
前記電源部は、サージ電流から前記負荷を保護する保護部を有し、
前記保護部、前記整流部および前記波形整形部は、前記コイル側から前記負荷側に向けてこの順で配置され、
前記測定部は、前記コイルと前記保護部との間に接続される
付記2に記載の電源装置。
(Appendix 3)
The power supply unit has a protection unit that protects the load from surge current,
the protection unit, the rectification unit, and the waveform shaping unit are arranged in this order from the coil side toward the load side,
The power supply device according to
(付記4)
前記電源部は、サージ電流から前記負荷を保護する保護部を有し、
前記保護部、前記整流部および前記波形整形部は、前記コイル側から前記負荷側に向けてこの順で配置され、
前記測定部は、前記保護部と前記整流部との間に接続される
付記2に記載の電源装置。
(Appendix 4)
The power supply unit has a protection unit that protects the load from surge current,
the protection unit, the rectification unit, and the waveform shaping unit are arranged in this order from the coil side toward the load side,
The power supply device according to
(付記5)
前記電流算出部を有するとともに、前記電源部からの前記電力により前記負荷を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記測定部が前記負荷電流および前記負荷電圧を測定しているときに、前記負荷が実行する処理を特定する
付記1~4のいずれか1つに記載の電源装置。
(Appendix 5)
Having the current calculation unit and having a control unit that controls the load with the power from the power supply unit,
5. The power supply device according to any one of Appendices 1 to 4, wherein the control unit specifies the processing to be executed by the load while the measurement unit is measuring the load current and the load voltage.
(付記6)
前記コアは、前記電線に流れる前記電流の電流値が前記電線の許容電流値以下であるときに、該電線の周囲に生じる磁界に対して磁気飽和するよう構成される
付記1~5のいずれか1つに記載の電源装置。
(Appendix 6)
6. Any one of appendices 1 to 5, wherein the core is configured to be magnetically saturated with respect to a magnetic field generated around the electric wire when a current value of the current flowing through the electric wire is equal to or less than an allowable current value of the electric wire. 1. The power supply of claim 1.
(付記7)
前記測定部は、前記負荷電流および前記負荷電圧のそれぞれの実効値またはピーク値を測定する
付記6に記載の電源装置。
(Appendix 7)
7. The power supply device according to appendix 6, wherein the measurement unit measures an effective value or a peak value of each of the load current and the load voltage.
(付記8)
電源装置および監視装置を備える電源システムであって、
前記電源装置は、
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記負荷の1つとして前記電源部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に係る情報を外部に送信する送信部と、
を有し、
前記監視装置は、
前記送信部から前記負荷電流および前記負荷電圧に係る情報を受信し、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部を有する
電源システム。
(Appendix 8)
A power system comprising a power supply and a monitoring device,
The power supply device
a core provided to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
a transmission unit connected to the power supply unit as one of the loads, and transmitting information related to the load current and the load voltage measured by the measurement unit to the outside;
has
The monitoring device
receiving information related to the load current and the load voltage from the transmitting unit, calculating a load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and generating an induced voltage in the coil; and a current calculator that calculates the current based on the load resistance.
(付記9)
電線を囲むように環状に設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせる第1コイルおよび第2コイルと、
前記第1コイルに接続され、前記第1コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記第2コイルに接続され、前記第2コイルに生じた誘起電圧を測定する第2コイル側測定部と、
前記第2コイル側測定部に接続され、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
を備える
電源装置。
(Appendix 9)
a core provided in an annular shape so as to surround the electric wire;
a first coil and a second coil that are wound around the core and generate an induced current by electromagnetic induction based on a change in the magnetic flux generated in the core by the current flowing through the electric wire;
a power supply unit connected to the first coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the first coil;
a second coil-side measurement unit connected to the second coil and measuring an induced voltage generated in the second coil;
a current calculation unit connected to the second coil-side measurement unit and calculating the current based on the induced voltage measured by the second coil-side measurement unit;
power supply.
(付記10)
前記コアは、軸方向に沿って半割りされ、
前記第1コイルは、前記コアが半割された一方に巻回され、
前記第2コイルは、前記コアが半割された他方に巻回されている
付記9に記載の電源装置。
(Appendix 10)
The core is halved along the axial direction,
The first coil is wound around one half of the core,
The power supply device according to appendix 9, wherein the second coil is wound around the other half of the core.
(付記11)
前記電線の外側に、前記コア、前記電源部、前記第2コイル側測定部および前記電流算出部を保持する筐体を有し、
前記筐体は、軸方向に沿って半割りされた第1筐体半割部および第2筐体半割部を有し、
前記第1筐体半割部は、前記第1コイルが巻回された前記コアのうち半割された一方と、前記電源部と、を収容し、
前記第2筐体半割部は、前記第2コイルが巻回された前記コアのうち半割された他方と、前記第2コイル側測定部と、前記電流算出部と、を収容する
付記10に記載の電源装置。
(Appendix 11)
outside the wire, a housing for holding the core, the power supply unit, the second coil side measurement unit, and the current calculation unit;
The housing has a first housing half and a second housing half divided in half along the axial direction,
the first housing half part accommodates one half of the core around which the first coil is wound and the power supply part;
Supplementary Note 10: The second housing half part accommodates the other half of the core around which the second coil is wound, the second coil side measurement part, and the current calculation part. A power supply as described in .
(付記12)
前記第1コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する第1コイル側測定部を有し、
前記電流算出部は、前記第1コイル側測定部にさらに接続され、前記第1コイル側測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に基づいて算出された前記電流を前記負荷抵抗により補正する
付記9~11のいずれか1つに記載の電源装置。
(Appendix 12)
a first coil side measurement unit connected between the first coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
The current calculator is further connected to the first coil-side measuring unit, calculates a load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the first coil-side measuring unit, 12. The power supply device according to any one of appendices 9 to 11, wherein the current calculated based on the induced voltage measured by the two-coil side measuring unit is corrected by the load resistance.
(付記13)
前記電源部は、
前記第1コイルに生じた交流の前記誘導電流を直流に整流する整流部と、
前記整流部よりも前記負荷側に設けられ、直流に整流された前記誘導電流の波形を整形する波形整形部と、
を有し、
前記第1コイル側測定部は、少なくとも前記整流部よりも前記第1コイル側に接続される
付記12に記載の電源装置。
(Appendix 13)
The power supply unit
a rectification unit that rectifies the induced current of alternating current generated in the first coil to direct current;
a waveform shaping unit provided closer to the load than the rectifying unit and configured to shape the waveform of the induced current rectified to direct current;
has
13. The power supply device according to appendix 12, wherein the first coil-side measuring section is connected at least closer to the first coil than the rectifying section.
(付記14)
前記電流算出部を有するとともに、前記電源部からの前記電力により前記負荷を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記第2コイル側測定部が前記誘起電圧を測定しているときに、前記負荷が実行する処理を特定する
付記9~13のいずれか1つに記載の電源装置。
(Appendix 14)
Having the current calculation unit and having a control unit that controls the load with the power from the power supply unit,
14. The power supply device according to any one of appendices 9 to 13, wherein the control unit specifies a process to be executed by the load while the second coil side measurement unit is measuring the induced voltage.
(付記15)
前記コアは、前記電線に流れる前記電流の電流値が前記電線の許容電流値以下であるときに、該電線の周囲に生じる磁界に対して磁気飽和するよう構成される
付記9~14のいずれか1つに記載の電源装置。
(Appendix 15)
15. Any one of appendices 9 to 14, wherein the core is configured to be magnetically saturated with respect to a magnetic field generated around the electric wire when the current value of the current flowing through the electric wire is equal to or less than the allowable current value of the electric wire. 1. The power supply of claim 1.
(付記16)
前記第2コイル側測定部は、前記誘起電圧の実効値またはピーク値を測定する
付記15に記載の電源装置。
(Appendix 16)
16. The power supply device according to appendix 15, wherein the second coil-side measurement unit measures an effective value or a peak value of the induced voltage.
(付記17)
前記第1コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する第1コイル側測定部を有し、
前記第1コイル側測定部は、前記負荷電流および前記負荷電圧のそれぞれの実効値またはピーク値を測定する
付記15又は16に記載の電源装置。
(Appendix 17)
a first coil side measurement unit connected between the first coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
17. The power supply device according to appendix 15 or 16, wherein the first coil side measurement unit measures an effective value or a peak value of each of the load current and the load voltage.
(付記18)
電源装置および監視装置を備える電源システムであって、
前記電源装置は、
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせる第1コイルおよび第2コイルと、
前記第1コイルに接続され、前記第1コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記第2コイルに接続され、前記第2コイルに生じた誘起電圧を測定する第2コイル側測定部と、
前記負荷の1つとして前記電源部に接続され、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に係る情報を外部に送信する送信部と、
を有し、
前記監視装置は、
前記送信部から前記誘起電圧に係る情報を受信し、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に基づいて前記電流を算出する電流算出部を有する
電源システム。
(Appendix 18)
A power system comprising a power supply and a monitoring device,
The power supply device
a core provided to surround the electric wire;
a first coil and a second coil that are wound around the core and generate an induced current by electromagnetic induction based on a change in the magnetic flux generated in the core by the current flowing through the electric wire;
a power supply unit connected to the first coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the first coil;
a second coil-side measurement unit connected to the second coil and measuring an induced voltage generated in the second coil;
a transmission unit connected to the power supply unit as one of the loads and transmitting to the outside information related to the induced voltage measured by the second coil side measurement unit;
has
The monitoring device
A power supply system comprising a current calculator that receives information about the induced voltage from the transmitter and calculates the current based on the induced voltage measured by the second coil-side measuring unit.
(付記19)
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記測定部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
前記負荷の1つとして構成され、前記電源部から供給される前記電力により、前記電線に係る物理量を測定する物理量測定部と、
を備える
電線物理量測定装置。
(Appendix 19)
a core provided to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
connected to the measuring unit, calculating the load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and calculating the current based on the induced voltage generated in the coil and the load resistance a current calculation unit for
a physical quantity measuring unit that is configured as one of the loads and measures a physical quantity related to the electric wire by the power supplied from the power supply unit;
An electric wire physical quantity measuring device.
(付記20)
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせる第1コイルおよび第2コイルと、
前記第1コイルに接続され、前記第1コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記第2コイルに接続され、前記第2コイルに生じた誘起電圧を測定する第2コイル側測定部と、
前記第2コイル側測定部に接続され、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
前記負荷の1つとして構成され、前記電源部から供給される前記電力により、前記電線に係る物理量を測定する物理量測定部と、
を備える
電線物理量測定装置。
(Appendix 20)
a core provided to surround the electric wire;
a first coil and a second coil that are wound around the core and generate an induced current by electromagnetic induction based on a change in the magnetic flux generated in the core by the current flowing through the electric wire;
a power supply unit connected to the first coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the first coil;
a second coil-side measurement unit connected to the second coil and measuring an induced voltage generated in the second coil;
a current calculation unit connected to the second coil-side measurement unit and calculating the current based on the induced voltage measured by the second coil-side measurement unit;
a physical quantity measuring unit that is configured as one of the loads and measures a physical quantity related to the electric wire by the power supplied from the power supply unit;
An electric wire physical quantity measuring device.
(付記21)
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記測定部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
前記負荷の1つとして構成され、前記電源部から供給される前記電力により、所定の情報を無線で送受信する無線部と、
を備える
無線通信装置。
(Appendix 21)
a core provided to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
connected to the measuring unit, calculating the load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and calculating the current based on the induced voltage generated in the coil and the load resistance a current calculation unit for
a radio unit that is configured as one of the loads and that wirelessly transmits and receives predetermined information using the power supplied from the power supply unit;
A wireless communication device comprising:
(付記22)
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせる第1コイルおよび第2コイルと、
前記第1コイルに接続され、前記第1コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記第2コイルに接続され、前記第2コイルに生じた誘起電圧を測定する第2コイル側測定部と、
前記第2コイル側測定部に接続され、前記第2コイル側測定部が測定した前記誘起電圧に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
前記負荷の1つとして構成され、前記電源部から供給される前記電力により、所定の情報を無線で送受信する無線部と、
を備える
無線通信装置。
(Appendix 22)
a core provided to surround the electric wire;
a first coil and a second coil that are wound around the core and generate an induced current by electromagnetic induction based on a change in the magnetic flux generated in the core by the current flowing through the electric wire;
a power supply unit connected to the first coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the first coil;
a second coil-side measurement unit connected to the second coil and measuring an induced voltage generated in the second coil;
a current calculation unit connected to the second coil-side measurement unit and calculating the current based on the induced voltage measured by the second coil-side measurement unit;
a radio unit that is configured as one of the loads and that wirelessly transmits and receives predetermined information using the power supplied from the power supply unit;
A wireless communication device comprising:
10 電源装置
100 電線
200 カレントトランス部(CT部)
220 コア
222 第1コア半割部
224 第2コア半割部
240 コイル
242 第1コイル
244 第2コイル
300 電源部
320 保護部
340 整流部
360 波形整形部
410 測定部
412 電圧測定部
414 電流測定部
414r シャント抵抗
414v 電圧計
420 第1コイル側測定部
440 第2コイル側測定部
500 制御部
520 電流算出部
620 無線部
640 物理量測定部
700 線形抵抗
10
220
Claims (6)
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記測定部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部と、
を備える
電源装置。 a core provided to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
connected to the measuring unit, calculating the load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and calculating the current based on the induced voltage generated in the coil and the load resistance a current calculation unit for
power supply.
前記コイルに生じた交流の前記誘導電流を直流に整流する整流部と、
前記整流部よりも前記負荷側に設けられ、直流に整流された前記誘導電流の波形を整形する波形整形部と、
を有し、
前記測定部は、少なくとも前記整流部よりも前記コイル側に接続される
請求項1に記載の電源装置。 The power supply unit
a rectification unit that rectifies the induced current of alternating current generated in the coil to direct current;
a waveform shaping unit provided closer to the load than the rectifying unit and configured to shape the waveform of the induced current rectified to direct current;
has
The power supply device according to claim 1, wherein the measuring section is connected at least closer to the coil than the rectifying section.
前記制御部は、前記測定部が前記負荷電流および前記負荷電圧を測定しているときに、前記負荷が実行する複数の処理の中から一部の処理に限定するか、或いは、前記負荷が実行する処理の全てを実行させないようにすることにより、前記負荷が実行する処理を制限する
請求項1又は請求項2に記載の電源装置。 Having the current calculation unit and having a control unit that controls the load with the power from the power supply unit,
While the measuring unit is measuring the load current and the load voltage, the control unit limits a part of a plurality of processes to be executed by the load, or limits the processes to be executed by the load. 3. The power supply device according to claim 1, wherein the processing executed by the load is restricted by preventing execution of all of the processing performed by the load.
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の電源装置。 The core is configured to be magnetically saturated with respect to a magnetic field generated around the electric wire when the current value of the current flowing through the electric wire is equal to or less than the allowable current value of the electric wire. The power supply device according to any one of Claims 1 to 3.
請求項4に記載の電源装置。 5. The power supply device according to claim 4, wherein said measurement unit measures an effective value or a peak value of each of said load current and said load voltage.
前記電源装置は、
電線を囲むように設けられるコアと、
前記コアに巻回され、前記電線に流れる電流によって前記コアに生じる磁束の変化に基づいて、電磁誘導により誘導電流を生じさせるコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに生じた前記誘導電流に基づいて、所定の負荷に対して電力を供給する電源部と、
前記コイルと前記負荷との間に接続され、前記負荷側に流れる負荷電流と、前記負荷側に印加される負荷電圧と、を測定する測定部と、
前記負荷の1つとして前記電源部に接続され、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に係る情報を外部に送信する送信部と、
を有し、
前記監視装置は、
前記送信部から前記負荷電流および前記負荷電圧に係る情報を受信し、前記測定部が測定した前記負荷電流および前記負荷電圧に基づいて前記負荷側の負荷抵抗を算出し、前記コイルに生じる誘起電圧および前記負荷抵抗に基づいて前記電流を算出する電流算出部を有する
電源システム。 A power system comprising a power supply and a monitoring device,
The power supply device
a core provided to surround the electric wire;
a coil that is wound around the core and that generates an induced current by electromagnetic induction based on a change in magnetic flux generated in the core by the current flowing in the electric wire;
a power supply unit connected to the coil and supplying power to a predetermined load based on the induced current generated in the coil;
a measuring unit connected between the coil and the load for measuring a load current flowing to the load side and a load voltage applied to the load side;
a transmission unit connected to the power supply unit as one of the loads, and transmitting information related to the load current and the load voltage measured by the measurement unit to the outside;
has
The monitoring device
receiving information related to the load current and the load voltage from the transmitting unit, calculating a load resistance on the load side based on the load current and the load voltage measured by the measuring unit, and generating an induced voltage in the coil; and a current calculator that calculates the current based on the load resistance.
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