JP3047036B2 - Power measurement device - Google Patents

Power measurement device

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JP3047036B2 JP3345577A JP34557791A JP3047036B2 JP 3047036 B2 JP3047036 B2 JP 3047036B2 JP 3345577 A JP3345577 A JP 3345577A JP 34557791 A JP34557791 A JP 34557791A JP 3047036 B2 JP3047036 B2 JP 3047036B2
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英一 後藤
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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディジタル技術を使った
電力測定装置に関し、特に、電力測定と同時に積算電力
も同時に行える装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power measuring device using digital technology, and more particularly to a device capable of simultaneously measuring power and integrating power.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル技術を使った電力測定装置
に、入力電圧波形及び入力電流波形をサンプリングして
A/D変換し、その測定値を演算するように構成された
ディジタルサンプリング方式のものがある。
2. Description of the Related Art Among power measuring devices using digital technology, there is a digital sampling system configured to sample an input voltage waveform and an input current waveform, perform A / D conversion, and calculate the measured value. .

【0003】図5は従来のこのようなディジタル技術を
使った電力測定装置の基本動作の時間関係図である。図
において、測定周期は例えば250msであり、各周期
はA/Dサンプリング期間と演算期間に分かれている。
FIG. 5 is a diagram showing a time relation of a basic operation of a conventional power measuring apparatus using such a digital technique. In the figure, the measurement cycle is, for example, 250 ms, and each cycle is divided into an A / D sampling period and a calculation period.

【0004】A/Dサンプリング期間は入力電圧及び入
力電流をA/Dサンプリングする期間であり、該期間は
入力波形の周波数によって150ms〜200msの間
に決まる。この間において、瞬時電力を求めて積和算
(Σω(t))する。
An A / D sampling period is a period for A / D sampling an input voltage and an input current, and the period is determined between 150 ms and 200 ms depending on the frequency of an input waveform. In the meantime, the instantaneous power is obtained and sum of products (Σω (t)).

【0005】演算期間では、A/Dサンプリング期間で
得られたデータを用いて各ファンクション値(V,A,
W,VA,Var,PF,DEG)を演算し、スケーリ
ング等の表示に必要な処理をする。
In the calculation period, each function value (V, A,
W, VA, Var, PF, DEG), and performs processing necessary for display such as scaling.

【0006】一方、図6は従来のディジタル技術を使っ
た電力測定装置における積算電力測定の時間関係図であ
る。図において、積算電力測定にあたっては入力電圧波
形及び入力電流波形を常に切れ目なくディジタルサンプ
リングし、ここで得られた各サンプリングデータから、
各サンプリング周期毎の瞬時電力を求め、これを時間換
算した後、積和算することによって積算電力を求めてい
た。
On the other hand, FIG. 6 is a time relationship diagram of integrated power measurement in a power measuring device using a conventional digital technique. In the figure, when measuring the integrated power, the input voltage waveform and the input current waveform are always digitally sampled without interruption , and from each sampled data obtained here,
Find the instantaneous power for each sampling cycle and convert this
After calculating the total power,
Was.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、サンプリングを常に行っているた
めに積算電力測定以外の演算を行う時間的余裕がとれ
ず、有効電力,無効電力,皮相電力,位相角,力率等の
他の測定を同時に行うことは不可能であった。
However, in such a conventional method, since sampling is always performed, there is not enough time to perform operations other than the integrated power measurement, and the active power, the reactive power, and the apparent power are not obtained. It was not possible to make other measurements such as phase, phase angle, power factor, etc. simultaneously.

【0008】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、積算電力測定と同時に他
のファンクションの測定も行える電力測定装置を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a power measuring apparatus capable of measuring other functions simultaneously with measuring integrated power.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電力測定装
置は、入力電圧波形及び入力電流波形をサンプリングし
てA/D変換する手段と、ディジタル変換された電圧デ
ータ及び電流データを乗算して瞬時電力を求める手段
と、これら瞬時電力を入力波形の周波数に応じた一定回
数積和算する手段と、サンプル期間内の平均電力を求め
る手段と、各サンプル期間で求められた平均電力を積和
算する手段と、平均電力の積和算結果を時間換算して積
算電力を求める手段、を設けたことを特徴とするもので
ある。
A power measuring apparatus according to the present invention multiplies input voltage waveforms and input current waveforms by means of sampling and A / D conversion, and digitally converted voltage data and current data. Means for obtaining instantaneous power, means for summing and summing these instantaneous powers a fixed number of times in accordance with the frequency of the input waveform, means for obtaining average power within a sample period, and sum of product for the average power obtained in each sample period And means for calculating the integrated power by converting the product-sum result of the average power into time.

【0010】[0010]

【作用】入力波形をある期間だけサンプリングしてA/
D変換を行い、その変換結果に基づいて積算電力を求め
ている。
[Operation] The input waveform is sampled for a certain period and A /
D conversion is performed, and the integrated power is obtained based on the conversion result.

【0011】従って、サンプリングしていない期間に積
算電力以外のファンクション演算を行うことができ、積
算電力測定と同時に他のファンクションの測定も行うこ
とができる。
Therefore, it is possible to perform a function operation other than the integrated power during a period in which no sampling is performed, and it is possible to measure other functions simultaneously with the integrated power measurement.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図1は本発明の概念構成図である。図に
おいて、1は電圧入力端子であり、入力回路2に接続さ
れている。該入力回路2はクロック発生器3の出力クロ
ックに従ってA/D変換を行うA/D変換器4に接続さ
れ、該A/D変換器4は演算器5の一方の入力端子に接
続されている。6は電流入力端子であり、入力回路7に
接続されている。該入力回路7はクロック発生器8の出
力クロックに従ってA/D変換を行うA/D変換器9に
接続され、該A/D変換器9は演算器5の他方の入力端
子に接続されている。10は表示器であり、演算器5の
出力端子に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a voltage input terminal, which is connected to an input circuit 2. The input circuit 2 is connected to an A / D converter 4 that performs A / D conversion according to an output clock of a clock generator 3, and the A / D converter 4 is connected to one input terminal of a computing unit 5. . Reference numeral 6 denotes a current input terminal, which is connected to the input circuit 7. The input circuit 7 is connected to an A / D converter 9 that performs A / D conversion according to an output clock of a clock generator 8, and the A / D converter 9 is connected to the other input terminal of the arithmetic unit 5. . Reference numeral 10 denotes a display, which is connected to an output terminal of the calculator 5.

【0013】図2は図1における演算器5の要部構成を
示すブロック図である。すなわち、演算器5は、ディジ
タル変換された電圧データ及び電流データを乗算して瞬
時電力を求める乗算部11と、これら瞬時電力を入力波
形の周波数に応じた一定回数積和算する積和部12と、
サンプル期間内の平均電力を求める相加平均部13と、
各サンプル期間で求められた平均電力を積和算する積和
部14と、平均電力の積和算結果を時間換算して積算電
力を求める時間換算部15とで構成されている。なお、
その他の公知のファンクション演算部分は省略してい
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the arithmetic unit 5 in FIG. That is, the arithmetic unit 5 includes a multiplying unit 11 for multiplying digitally converted voltage data and current data to obtain instantaneous power, and a product-sum unit 12 for multiplying and adding these instantaneous powers a certain number of times according to the frequency of the input waveform. When,
An arithmetic averaging unit 13 for determining an average power during a sample period;
It comprises a sum-of-products unit 14 that sums and calculates the average power obtained in each sample period, and a time conversion unit 15 that converts the sum-of-products result of the average power into time to obtain integrated power. In addition,
Other known function calculation parts are omitted.

【0014】図3は図2の演算器5における演算の流れ
を示すフローチャートである。 (ステップ)A/D変換された電圧及び電流の瞬時値
データi(t),v(t)相互をA/Dサンプリング毎
に乗算して、瞬時電力w(t)を求める。
FIG. 3 is a flow chart showing the flow of calculation in the calculator 5 of FIG. (Step) The instantaneous power w (t) is obtained by multiplying the A / D converted instantaneous value data i (t) and v (t) of the current for each A / D sampling.

【0015】w(t)=i(t)×v(t) (ステップ)瞬時電力w(t)を積和する。W (t) = i (t) × v (t) (Step) The product of the instantaneous powers w (t) is summed.

【0016】Σw(t) (ステップ) 入力波形の周波数により決められたA/Dサンプリング
期間中だけステップ,を繰り返して実行する。
Σw (t) (step) A / D sampling determined by the frequency of the input waveform
Repeat the steps only during the period .

【0017】(ステップ)ステップ、の処理をA/Dサンプリング期間中だけ
繰り返すことによって得られた瞬時電力w(t)の積和
値をサンプリング回数nで除算することによってA/D
サンプリング期間中の平均電力Wを求める。 W=Σw(t)/n従って、ここで求められた平均電力Wは、A/Dサンプ
リング期間中の電力実効値である。 (ステップ)ステップにおいて求められた平均電力Wに、過去の測
定周期(測定開始から1周期前までの測定周期であ
る。)において同様の手順で求められた 平均電力Wを積
和する。
(Step) The processing of the step is performed only during the A / D sampling period.
Sum of products of instantaneous power w (t) obtained by repeating
A / D is obtained by dividing the value by the number of samplings n.
The average power W during the sampling period is obtained. W = Σw (t) / n Therefore, the average power W obtained here is the A / D sump.
This is the effective power value during the ring period. (Step) The average power W obtained in the step is
Fixed cycle (measurement cycle from the start of measurement to one cycle before
You. In ()), the average power W obtained by the same procedure is summed up.

【0018】ΣW (ステップ)ステップで求めた平均電力Wの積和Σ
Wを時間換算し、積算電力Whを求める。
{Product sum of average power W obtained in W (step) step}
W is converted to time to obtain an integrated power Wh.

【0019】 Wh=ΣW×表示の更新レート(ms)/1時間 (ステップ)VA,Var,PF,DEG等各種の演
算を行い、さらにそれらを表示するためのスケーリング
等の演算値処理を実行する。
Wh = ΣW × display update rate (ms) / 1 hour (step) Various calculations such as VA, Var, PF, and DEG are performed, and further, calculation value processing such as scaling for displaying them is executed. .

【0020】(ステップ)指定されたファンクション
値を表示する。図4は本発明の電力測定装置における積
算電力測定の時間関係図である。図において、期間(n
−1)で求められた平均電力値をW(n−1)、期間
(n)で求められた平均電力値をW(n)、期間(n+
1)で求められた平均電力値をW(n+1)とする。
(Step) The designated function value is displayed. FIG. 4 is a time relationship diagram of the integrated power measurement in the power measuring device of the present invention. In the figure, the period (n
The average power value obtained in -1) is W (n-1), the average power value obtained in period (n) is W (n), and the period (n +
The average power value obtained in 1) is defined as W (n + 1).

【0021】1回目の表示更新時、積算電力Whは、 Wh=W(n−1)×250×10−3/3600 になる。At the time of the first display update, the integrated power Wh is Wh = W (n−1) × 250 × 10 −3 / 3600.

【0022】続いて、2回目の表示更新時、積算電力W
hは、 Wh={W(n−1)+W(n)}×250×10−3/3600 になる。
Subsequently, at the time of the second display update, the integrated power W
h is Wh = {W (n-1) + W (n)} × 250 × 10 −3 / 3600.

【0023】以下同様に、N回目の表示更新時、積算電
力Whは、
Similarly, at the time of the Nth display update, the integrated power Wh is

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】になる。すなわち、本発明の電力測定装置
は、A/Dサンプリング期間において各サンプリング周
期毎に得られる瞬時電力w(t)を積和することによっ
てA/Dサンプリング期間の合計瞬時電力Σw(t)を
求め、演算期間において前記A/Dサンプリング期間の
合計瞬時電力Σw(t)をサンプリング回数nで除算す
ることによって平均電力W(実効電力)を求め、ここで
得られた平均電力Wと、過去の測定周期において求めら
れた平均電力を積和し、この値を時間換算することによ
って積算電力Whを求める。従って、本発明の電力測定
装置は、各測定周期の演算期間はサンプリングを行わ
ず、この期間を利用して上記積算電力Whを求める演算
や、各ファンクション値(V,A,W,VA,Var,
PF,DEG)の演算及びスケーリング等の表示に必要
な処理を行うため、積算電力の測定と各ファンクション
値(V,A,W,VA,Var,PF,DEG)の測定
を同時に行うことが可能である。そして、表示器10が
例えば3種類のデータが同時に表示できるように構成さ
れている場合には積算電力と他の2種類のファンクショ
ンの値を同時に表示することができ、複数データ表示機
能を有効に生かすことができる。
## EQU1 ## That is, the power measuring device of the present invention
Represents each sampling cycle in the A / D sampling period.
By summing the instantaneous power w (t) obtained for each period,
And the total instantaneous power of the A / D sampling period Σw (t)
In the A / D sampling period during the calculation period.
Divide the total instantaneous power Σw (t) by the number of samplings n
To obtain the average power W (effective power), where
The average power W obtained and the average power W
By summing the average power obtained and converting this value to time
Thus, the integrated power Wh is obtained. Therefore, the power measurement of the present invention
The device performs sampling during the calculation period of each measurement cycle.
First, the calculation for calculating the integrated power Wh using this period is performed.
And each function value (V, A, W, VA, Var,
Necessary for calculation of PF, DEG) and display of scaling etc.
Measurement and integrated functions
Measurement of values (V, A, W, VA, Var, PF, DEG)
Can be performed simultaneously. When the display 10 is configured to display, for example, three types of data at the same time, the integrated power and the values of the other two types of functions can be displayed at the same time, and the multiple data display function is enabled. You can make use of it.

【0026】なお、積算電流Ahについても、同様な演
算処理を実行して測定表示することができる。
The integrated current Ah can be measured and displayed by executing the same arithmetic processing.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば、以
下のような効果が得られる。積算電力を入力電圧波形及
び入力電流波形を切れ目なくサンプリングして求めるの
ではなく、一定期間だけサンプリングして求めているの
で、サンプリングしていない間に積算電力以外のファン
クション演算を行うことができ、従来の構成では不可能
であった積算電力と他のファンクションデータとの同時
表示を実現できる。
According to the present invention described in detail above, the following effects can be obtained. Since the integrated power is obtained by sampling the input voltage waveform and input current waveform without a continuous sampling, but by sampling for a certain period of time, it is possible to perform a function operation other than the integrated power while sampling is not performed, Simultaneous display of integrated power and other function data, which was impossible with the conventional configuration, can be realized.

【0028】また、複数種類のデータが同時表示できる
ように構成されている場合には、その機能を有効に生か
して測定内容を充実させることができる。
When a plurality of types of data are configured to be displayed simultaneously, the function can be effectively used to enhance the measurement contents.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の概念構成図である。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of the present invention.

【図2】図1における演算器5の要部構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a computing unit 5 in FIG.

【図3】図2の演算器5における演算の流れを示すフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of a calculation in a calculator 5 of FIG. 2;

【図4】本発明の電力測定装置における積算電力測定の
時間関係図である。
FIG. 4 is a time relationship diagram of integrated power measurement in the power measurement device of the present invention.

【図5】従来のディジタル技術を使った電力測定装置の
基本動作の時間関係図である。
FIG. 5 is a time relation diagram of a basic operation of a power measuring device using a conventional digital technique.

【図6】従来のディジタル技術を使った電力測定装置に
おける積算電力測定の時間関係図である。
FIG. 6 is a time relationship diagram of integrated power measurement in a power measuring device using a conventional digital technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧入力端子 2,7 入力回路 3,8 クロック発生器 4,9 A/D変換器 5 演算器 6 電流入力端子 10 表示器 11 乗算器 12,14 積和部 13 相加平均部 15 時間換算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage input terminal 2, 7 Input circuit 3, 8 Clock generator 4, 9 A / D converter 5 Computing unit 6 Current input terminal 10 Display 11 Multiplier 12, 14, Sum-of-product part 13 Arithmetic averaging part 15 Time conversion Department

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力電圧波形及び入力電流波形をサンプ
リングしてA/D変換する手段と、 ディジタル変換された電圧データ及び電流データを乗算
して瞬時電力を求める手段と、 これら瞬時電力を入力波形の周波数に応じた一定回数積
和算する手段と、 サンプル期間内の平均電力を求める手段と、 各サンプル期間で求められた平均電力を積和算する手段
と、 平均電力の積和算結果を時間換算して積算電力を求める
手段、を設けたことを特徴とする電力測定装置。
A means for sampling an input voltage waveform and an input current waveform and performing A / D conversion; a means for multiplying digitally converted voltage data and current data to obtain instantaneous power; Means for summing the product a certain number of times in accordance with the frequency of the sample, means for calculating the average power in the sample period, means for summing the average power obtained in each sample period, and calculating the product sum of the average power. A power measuring device, comprising: means for obtaining integrated power by time conversion.
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