JP2015194447A - Monitoring device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monitoring device for highly accurately monitoring, with a simple configuration, a presence or absence of abnormality in current supplied to an electric motor from a commercial power supply.SOLUTION: A monitoring device 100 monitors a presence or absence of abnormality in an input current inputted in a control device 20 or an output current outputted from the control device 20, and is provided with: a reception unit 110 that receives an output AC current measured by current sensors 40, 50 for measuring the output AC current outputted from the control device 20; and a monitoring unit 120 that executes Fourier transformation on the output AC current received by the reception unit 110, and monitors a presence or absence of abnormality in the input current or the output current on the basis of a result of the execution.

Description

本発明は、監視装置に関するものである。   The present invention relates to a monitoring device.

従来、商用電源から電動機に供給される電流の欠相又は逆相などの異常の有無を監視する技術が知られている。例えば、電動機に3相3線式電源が供給される場合、従来技術の欠相の検出方式は、3つの相それぞれに取り付けられた電流センサによって各相の振幅値又は実効電流値を求め、求めた値の比から欠相を検出する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for monitoring the presence or absence of an abnormality such as an open phase or reverse phase of current supplied from a commercial power source to an electric motor is known. For example, when a three-phase three-wire power source is supplied to an electric motor, the phase loss detection method of the prior art obtains the amplitude value or effective current value of each phase by a current sensor attached to each of the three phases. The phase loss is detected from the ratio of the measured values.

また、3つの相のうち2つの相に電流センサを取り付けて欠相を検出する方式も知られている。この方式では、2つの相の振幅値又は実効電流値を求め、求めた値の比から欠相を検出する。また、この方式においては、電流センサが設けられていない相については、欠相時に電流センサが設けられている2つの相の位相差が変化する性質を利用して欠相を検出する。   There is also known a method in which a current sensor is attached to two of the three phases to detect a missing phase. In this method, the amplitude value or effective current value of two phases is obtained, and the missing phase is detected from the ratio of the obtained values. Further, in this method, for the phase where the current sensor is not provided, the missing phase is detected by utilizing the property that the phase difference between the two phases provided with the current sensor changes when the phase is missing.

特開2005−227073号公報JP 2005-227073 A 特開平10−62470号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-62470 特開2001−309669号公報JP 2001-309669 A

しかしながら、3つの電流センサを取り付けて欠相を検出する方式では、1つの電流センサ分のコストアップが生じ、また、電動機に供給される電力を制御するための制御装置のサイズアップの要因となる。   However, the method of detecting a phase failure by attaching three current sensors increases the cost for one current sensor, and increases the size of a control device for controlling the power supplied to the motor. .

また、2つの電流センサを取り付けて欠相を検出する方式では、2つ相の位相差を求めるために、ハードウェアのコンパレータ回路を設けている場合がある。したがって、この方式もコストアップ及び制御装置のサイズアップの要因となる。また、2つの相の位相差をソフトウェアのみで計測する場合には、例えば1つの相が0クロスした時などの計測開始点から、他の相が0クロスした時などの計測終了点までを時間計測する必要があるが、計測開始点と計測終了点は瞬時的なものなので、電流の歪みやノイズなどの影響で0クロスを精度よく検出できないおそれがある。そのために移動平均を用いることも考えられるが、その分サンプリング周期が短くなり、演算装置に負荷がかかる。また、移動平均を用いた場合であっても0クロスを精度よく検出できないおそれがあるので、万全を期すためにはハードウェアのコンパレータを用意しなくてはならない。   Further, in a method of detecting a phase loss by attaching two current sensors, a hardware comparator circuit may be provided in order to obtain a phase difference between the two phases. Therefore, this method also increases the cost and the size of the control device. When measuring the phase difference between two phases only with software, for example, the time from the measurement start point when one phase crosses zero to the measurement end point when another phase crosses zero Although it is necessary to measure, since the measurement start point and the measurement end point are instantaneous, there is a possibility that the zero cross cannot be accurately detected due to the influence of current distortion or noise. For this purpose, it is conceivable to use a moving average. However, the sampling period is shortened accordingly, and a load is applied to the arithmetic unit. In addition, even if a moving average is used, zero crossing may not be detected with high accuracy, so a hardware comparator must be prepared to ensure completeness.

そこで、本願発明は、商用電源から電動機に供給される電流の異常の有無を簡易な構成で精度よく監視することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to accurately monitor the presence or absence of abnormality in the current supplied from the commercial power source to the electric motor with a simple configuration.

本願発明の一形態の監視装置は、電動機に供給される電力を制御する制御装置に入力される入力電流又は前記制御装置から出力される出力電流の異常の有無を監視する監視装置であって、前記制御装置に入力される入力交流電流又は前記制御装置から出力される出力交流電流を計測する電流センサによって計測された入力交流電流又は出力交流電流を受信する受信部と、前記受信部によって受信された入力交流電流又は出力交流電流に対してフ
ーリエ変換を実行し、実行結果に基づいて前記入力電流又は出力電流の異常の有無を監視する監視部と、を備えることを特徴とする。
A monitoring device according to an aspect of the present invention is a monitoring device that monitors whether there is an abnormality in an input current input to a control device that controls electric power supplied to an electric motor or an output current output from the control device, A receiving unit that receives an input AC current or an output AC current measured by a current sensor that measures an input AC current that is input to the control device or an output AC current that is output from the control device; and that is received by the receiving unit. And a monitoring unit that executes Fourier transform on the input AC current or output AC current and monitors whether there is an abnormality in the input current or output current based on the execution result.

また、一形態の監視装置において、前記受信部は、商用電源から前記制御装置に入力される3相3線式の商用周波数の入力交流電流の2つの相の電流値、又は前記制御装置から出力される3相3線式の任意の周波数の出力交流電流の2つの相の電流値、を計測する電流センサによって計測された入力交流電流又は出力交流電流を受信し、前記監視部は、前記受信部によって受信された同時刻の2つの相の電流値から直流成分を差し引いて瞬時交流電流値として、2つの相の瞬時交流電流値にマイナス1を乗じたものを加算することにより、電流センサの取り付けてない第3の相の瞬時交流電流値を求める、ことができる。   Further, in the monitoring device according to one aspect, the receiving unit outputs a current value of two phases of a three-phase three-wire commercial frequency input AC current input from a commercial power source to the control device, or output from the control device. Receiving the input AC current or the output AC current measured by the current sensor that measures the current value of the two phases of the output AC current of any frequency of the three-phase three-wire type, and the monitoring unit receives the reception By subtracting the direct current component from the current values of the two phases received by the unit at the same time and adding the value obtained by multiplying the instantaneous alternating current value of the two phases by minus 1 as the instantaneous alternating current value, The instantaneous alternating current value of the third phase that is not attached can be obtained.

また、一形態の監視装置において、前記監視部は、前記フーリエ変換を実行することによって求められた前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の基本周波数の振幅を比較することによって、前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の欠相状態の有無を監視する、ことができる。   Further, in the monitoring apparatus according to one aspect, the monitoring unit compares the input alternating current or the output alternating current obtained by executing the Fourier transform with amplitudes of three-phase fundamental frequencies. The presence / absence of an AC current or a three-phase open state of the output AC current can be monitored.

また、一形態の監視装置において、前記監視部は、前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の欠相状態の有無を監視した結果、欠相状態ではないことが検出された後、前記フーリエ変換を実行することによって求められた前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の基本周波数の位相を比較することによって、前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の逆相状態の有無を監視する、ことができる。   Moreover, in the monitoring apparatus according to one aspect, the monitoring unit monitors the presence or absence of a three-phase open state of the input alternating current or the output alternating current. By comparing the phase of the three-phase fundamental frequency of the input AC current or the output AC current obtained by executing Fourier transform, the three-phase negative phase state of the input AC current or the output AC current You can monitor the presence or absence.

また、一形態の監視装置において、前記監視部は、前記フーリエ変換を実行することによって求められたフーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数を用いて逆正接関数の演算を行うことによって前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の位相を求め、求めた位相を前記フーリエ余弦係数及び前記フーリエ正弦係数の正負の関係に基づいて補正する、ことができる。   Further, in the monitoring apparatus according to one aspect, the monitoring unit performs an arctangent function operation using a Fourier cosine coefficient and a Fourier sine coefficient obtained by executing the Fourier transform, thereby calculating the input alternating current or the The phase of the three phases of the output alternating current can be obtained, and the obtained phase can be corrected based on the positive / negative relationship between the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient.

また、一形態の監視装置において、前記入力交流電流又は前記出力交流電流に対して前記フーリエ変換を実行する際にサンプリングするデータ数に対応する正弦関数の値と余弦関数の値とが格納されたメモリを、さらに備え、前記監視部は、前記メモリから、各サンプリング番号に対応する正弦関数の値と余弦関数の値とを読み出し、前記フーリエ変換を実行する際に前記読み出した正弦関数の値と余弦関数の値とを用いることによってフーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数を求める、ことができる。   Further, in one aspect of the monitoring apparatus, a value of a sine function and a value of a cosine function corresponding to the number of data sampled when the Fourier transform is performed on the input AC current or the output AC current are stored. The monitor further includes a sine function value and a cosine function value corresponding to each sampling number read from the memory, and the read sine function value when the Fourier transform is performed. By using the value of the cosine function, the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient can be obtained.

かかる本願発明によれば、電動機に供給される電流の異常の有無を簡易な構成で精度よく監視することができる。   According to this invention of this application, the presence or absence of abnormality of the current supplied to the electric motor can be accurately monitored with a simple configuration.

図1は、第1実施形態の監視装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the monitoring device according to the first embodiment. 図2は、横軸がフーリエ余弦係数(a)、縦軸がフーリエ正弦係数(b)の直交座標を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the orthogonal coordinates of the Fourier cosine coefficient (a k ) on the horizontal axis and the Fourier sine coefficient (b k ) on the vertical axis. 図3は、第2実施形態の監視装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the monitoring device according to the second embodiment.

以下、本願発明の一実施形態に係る監視装置を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a monitoring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の監視装置の構成を示す図である。図1に示すように、監視シス
テムは、制御装置20、モータ(電動機)30、電流センサ40,50、直流重畳回路60,70、及び監視装置100を備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the monitoring device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the monitoring system includes a control device 20, a motor (electric motor) 30, current sensors 40 and 50, DC superposition circuits 60 and 70, and a monitoring device 100.

制御装置20には、商用電源10から出力されるR相、S相、及びT相の3相3線式の商用周波数の電力が入力される。制御装置20は、電磁接触器、リレー、又はトライアック等によって形成されるスイッチ22を備える。スイッチ22は、外部からの信号によりスイッチをオン/オフできるものである。スイッチ22は、商用電源10から供給された各相の電力をスイッチングして出力する。制御装置20は、商用電源10から供給された各相の電力をスイッチ22によってスイッチングすることにより、モータ30に供給される電力を制御する。なお、スイッチ22がオンのときに、監視装置100は、制御装置20からの出力交流電流の異常の有無を監視することができる。   The control device 20 is supplied with electric power of a three-phase three-wire commercial frequency of R phase, S phase, and T phase output from the commercial power source 10. The control device 20 includes a switch 22 formed by an electromagnetic contactor, a relay, a triac, or the like. The switch 22 can be turned on / off by an external signal. The switch 22 switches and outputs the electric power of each phase supplied from the commercial power supply 10. The control device 20 controls the power supplied to the motor 30 by switching the power of each phase supplied from the commercial power supply 10 by the switch 22. Note that when the switch 22 is on, the monitoring device 100 can monitor whether there is an abnormality in the output alternating current from the control device 20.

電流センサ40は、制御装置20からモータ30へ出力されるR相の任意の周波数の出力交流電流を計測するカレントトランス等のセンサである。電流センサ50は、制御装置20からモータ30へ出力されるT相の任意の周波数の出力交流電流を計測する。すなわち、本実施形態では、3相の出力交流電流のうち2相の出力交流電流の電流値を計測することになる。なお、監視装置100は、制御装置20からの2相の出力交流電流の電流値を検出することにより、出力交流電流の異常の有無のみならず、入力交流電流の異常の有無を検出することができる。   The current sensor 40 is a sensor such as a current transformer that measures an R-phase output AC current output from the control device 20 to the motor 30. The current sensor 50 measures an output AC current having an arbitrary frequency in the T phase that is output from the control device 20 to the motor 30. That is, in this embodiment, the current value of the two-phase output AC current among the three-phase output AC currents is measured. The monitoring device 100 can detect not only the presence / absence of an abnormality in the output AC current but also the presence / absence of an abnormality in the input AC current by detecting the current value of the two-phase output AC current from the control device 20. it can.

直流重畳回路60は、電流センサ40によって計測された出力交流電流に直流電圧を重畳する(直流バイアスを印加する)回路である。直流重畳回路70は、電流センサ50によって計測された出力交流電流に直流電圧を重畳する(直流バイアスを印加する)回路である。直流重畳回路60,70は、例えば監視装置100(マイクロコンピュータ)のAD入力ポートのAD入力範囲が0Vから5Vまでの場合、半分の直流2.5Vを電流信号に重畳する。このため、監視装置100の入力ポートが直流電圧の重畳を要しないポートである場合には、直流重畳回路60,70を設けなくてもよい。   The DC superimposing circuit 60 is a circuit that superimposes a DC voltage on the output AC current measured by the current sensor 40 (applies a DC bias). The DC superimposing circuit 70 is a circuit that superimposes a DC voltage on the output AC current measured by the current sensor 50 (applies a DC bias). For example, when the AD input range of the AD input port of the monitoring device 100 (microcomputer) is from 0 V to 5 V, the DC superimposing circuits 60 and 70 superimpose half DC 2.5 V on the current signal. For this reason, when the input port of the monitoring apparatus 100 is a port that does not require a DC voltage to be superimposed, the DC superimposing circuits 60 and 70 may not be provided.

監視装置100は、制御装置20から出力される出力電流の異常の有無を監視するための装置である。監視装置100は、例えば、マイクロコンピュータなどによって実現することができる。監視装置100は、受信部110と監視部120とを備える。   The monitoring device 100 is a device for monitoring whether there is an abnormality in the output current output from the control device 20. The monitoring device 100 can be realized by, for example, a microcomputer. The monitoring device 100 includes a receiving unit 110 and a monitoring unit 120.

受信部110は、電流センサ40,50によって計測された出力交流電流を受信する。   The receiving unit 110 receives the output alternating current measured by the current sensors 40 and 50.

<異常監視の第1の態様>
監視部120は、受信部110によって受信された出力交流電流に対してフーリエ変換を実行し、実行結果に基づいて出力電流の異常の有無を監視する。
<First aspect of abnormality monitoring>
The monitoring unit 120 performs a Fourier transform on the output alternating current received by the receiving unit 110, and monitors whether there is an abnormality in the output current based on the execution result.

すなわち、時刻tにおける、任意の交流電流波形をi(t)、直流電流成分をI、次数nの時の振幅をI、位相をθ、2πf=ωとすると、i(t)は以下の数1式で表される。 That is, if an arbitrary alternating current waveform at time t is i (t), a direct current component is I 0 , an amplitude at order n is I n , a phase is θ n , and 2πf n = ω n , i (t ) Is expressed by the following equation (1).

Figure 2015194447
Figure 2015194447

数1式におけるaはフーリエ余弦係数と呼ばれ、bはフーリエ正弦係数と呼ばれる。フーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数は、フーリエ変換により求められる。また、振幅Iと位相θとフーリエ余弦係数a、フーリエ正弦係数bとの関係は以下の数2式で表される。 In Equation 1, a k is called a Fourier cosine coefficient, and b k is called a Fourier sine coefficient. The Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient are obtained by Fourier transform. The relationship between the amplitude I k , the phase θ K , the Fourier cosine coefficient a k , and the Fourier sine coefficient b k is expressed by the following equation (2).

Figure 2015194447
Figure 2015194447

さらに、任意の次数をn、基本周期期間中に取得したデータ数をmとした時の、次数nのフーリエ余弦係数a、フーリエ正弦係数bは以下の数3式によって求められる。 Further, when the arbitrary order is n and the number of data acquired during the basic period is m, the Fourier cosine coefficient a n and the Fourier sine coefficient b n of the order n are obtained by the following equation (3).

Figure 2015194447
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したがって、監視部120は、受信部110によって受信された出力交流電流に対してフーリエ変換を実行することによって、2つの相(R相,T相)のそれぞれの出力交流電流の振幅値又は実効電流値を求めることができる。監視部120は、求めた値の比からR相又はT相の欠相を検出することができる。   Therefore, the monitoring unit 120 performs the Fourier transform on the output AC current received by the reception unit 110, thereby the amplitude value or effective current of the output AC current of each of the two phases (R phase and T phase). The value can be determined. The monitoring unit 120 can detect an open phase of the R phase or the T phase from the ratio of the obtained values.

また、監視部120は、受信部110によって受信された出力交流電流に対してフーリエ変換を実行することによって、2つの相(R相,T相)の出力交流電流の位相をそれぞれ求めることができる。したがって、監視部120は、2つの相(R相,T相)の出力交流電流の位相差を求めることができる。監視部120は、電流センサが設けられていないS相については、求めた2相の出力交流電流の位相差が変化する性質を利用して欠相を検出することができる。   Further, the monitoring unit 120 can obtain the phases of the output AC currents of the two phases (R phase and T phase) by performing Fourier transform on the output AC current received by the receiving unit 110. . Therefore, the monitoring unit 120 can obtain the phase difference between the output AC currents of the two phases (R phase and T phase). The monitoring unit 120 can detect an open phase using the property that the phase difference between the obtained two-phase output AC currents changes for the S phase in which no current sensor is provided.

第1実施形態によれば、商用電源から電動機に供給される電流の異常の有無を簡易な構
成で精度よく監視することができる。すなわち、従来、フーリエ変換は、画像データや音声データの処理など高周波の領域で多用されていた。また、取り扱う周波数が高いために高速で高価な演算装値が必要とされていた。しかしながら、モータ30を駆動するための電力を制御する制御装置20で商用周波数程度の電流や電圧をフーリエ変換するには、監視装置100のような、最近の安価なマイクロコンピュータでも充分な性能が得られる。
According to the first embodiment, it is possible to accurately monitor whether there is an abnormality in the current supplied from the commercial power source to the electric motor with a simple configuration. That is, conventionally, Fourier transform has been frequently used in a high frequency region such as processing of image data and audio data. Further, since the frequency to be handled is high, a high-speed and expensive calculation value is required. However, in order to Fourier-transform a current or voltage at a commercial frequency with the control device 20 that controls the power for driving the motor 30, even a recent inexpensive microcomputer such as the monitoring device 100 can obtain sufficient performance. It is done.

そこで、本実施形態では、制御装置20からの出力交流電流に対してフーリエ変換を実行する。フーリエ変換を実行することによって、サンプリング周期を比較的長く取ることができ(サンプリング理論では基本周期に対して、求めたい次数×4個のデータ数でフーリエ変換が可能と説明されている。)、電流要素の1周期分の積分から位相を求めることができる。したがって、本実施形態では、従来技術のように、1つの相の出力交流電流が0クロスした計測開始点と他の1つの相の出力交流電流が0クロスした計測終了点を検出する必要がない。その結果、本実施形態によれば、ノイズや歪みの影響を受けない電流要素を用いて電流の異常の有無を精度よく監視することができる。また、本実施形態では、従来技術のように、2つ相の位相差を求めるためにハードウェアのコンパレータ回路を設けなくてよいので、簡易な構成で電流の異常の有無を監視することができる。   Therefore, in the present embodiment, Fourier transformation is performed on the output alternating current from the control device 20. By executing the Fourier transform, the sampling period can be made relatively long (in the sampling theory, it is explained that the Fourier transform is possible with the number of orders to be obtained × 4 data numbers with respect to the basic period). The phase can be obtained from the integration of one period of the current element. Therefore, in the present embodiment, unlike the conventional technique, it is not necessary to detect the measurement start point where the output AC current of one phase crosses zero and the measurement end point where the output AC current of another phase crosses zero. . As a result, according to the present embodiment, it is possible to accurately monitor the presence / absence of current abnormality using current elements that are not affected by noise or distortion. Further, in the present embodiment, unlike the prior art, it is not necessary to provide a hardware comparator circuit for obtaining the phase difference between the two phases, so that it is possible to monitor the presence or absence of current abnormality with a simple configuration. .

<異常監視の第2の態様>
監視部120は、受信部110によって受信された同時刻の2つの相(R相,T相)の電流値から直流成分を差し引いて瞬時交流電流値として、2つの相の瞬時交流電流値にマイナス1を乗じたものを加算することにより、電流センサの取り付けてない第3の相の瞬時交流電流値を求めることができる。
<Second aspect of abnormality monitoring>
The monitoring unit 120 subtracts the DC component from the current values of the two phases (R phase and T phase) received at the same time received by the receiving unit 110 to obtain an instantaneous AC current value that is minus the instantaneous AC current value of the two phases. By adding one multiplied by 1, the instantaneous AC current value of the third phase without the current sensor attached can be obtained.

すなわち、従来の電流計測手段では取り込んだ電流値を即時、振幅値や実効電流値に変換するので、電流センサの設けられていない相の振幅値又は実効電流値を求めることができなかった。これに対して本実施形態では、3相の瞬時電流値の総和が0であることに着目して、前処理として電流センサが設けられている2つの相(R相,T相)の電流値を同時刻に計測し、計測した値から直流成分を差し引いて、瞬時交流電流値として、2つの相の瞬時交流電流値にマイナス1を乗じたものを加算することにより、電流センサの設けられていないS相の瞬時交流電流値を求めることができる。言い換えれば、電流センサの取り付けてある、第1の相(R相)の計測した電流値から直流成分を減じた瞬時交流電流値をI1(t)、電流センサの取り付けてある、第2の相(T相)の計測した電流値から直流成分を減じた瞬時交流電流値をI2(t)とすると、電流センサの取り付けてない、第3の相(S相)の瞬時交流電流値I3(t)は、以下の数4式で求めることができる。   That is, since the current value acquired by the conventional current measuring means is immediately converted into an amplitude value or an effective current value, the amplitude value or effective current value of the phase where no current sensor is provided cannot be obtained. On the other hand, in the present embodiment, focusing on the fact that the sum of the instantaneous current values of the three phases is 0, the current values of the two phases (R phase and T phase) in which current sensors are provided as preprocessing. Is measured at the same time, and the current sensor is provided by subtracting the DC component from the measured value and adding the instantaneous AC current value of the two phases multiplied by minus 1 as the instantaneous AC current value. The S-phase instantaneous alternating current value can be obtained. In other words, the instantaneous AC current value obtained by subtracting the DC component from the measured current value of the first phase (R phase) to which the current sensor is attached is I1 (t), and the second phase is attached to the current sensor. If the instantaneous AC current value obtained by subtracting the DC component from the measured current value of (T phase) is I2 (t), the third phase (S phase) instantaneous AC current value I3 (t ) Can be obtained by the following equation (4).

[数4]
I3(t)=−I1(t)−I2(t)
[Equation 4]
I3 (t) = − I1 (t) −I2 (t)

このようにして一定のサンプリング周期で基本周波数の1周期期間、3相分の瞬時交流電流値を求めた後、フーリエ変換を行うことにより、3相分の基本周波数又は任意の次数の振幅と位相を求めることができる。   In this way, after obtaining the instantaneous alternating current value for three phases for one period of the fundamental frequency at a constant sampling period, the fundamental frequency for three phases or the amplitude and phase of any order are obtained by performing Fourier transform. Can be requested.

<異常監視の第3の態様>
また、監視部120は、フーリエ変換を実行することによって求められた出力交流電流の3相の基本周波数の振幅を比較することによって、出力交流電流の3相の欠相状態の有無を監視することができる。
<Third aspect of abnormality monitoring>
Further, the monitoring unit 120 monitors the presence or absence of a three-phase phase failure state of the output AC current by comparing the amplitudes of the three-phase fundamental frequencies of the output AC current obtained by executing the Fourier transform. Can do.

すなわち、工場などの現場では、3相3線式の電源には3相不平衡状態があり、またモータ各相のインピーダンスの違いなどから、欠相していない定常状態であっても、各相の振幅や位相は理想状態とかなり異なっている。また、モータ30を駆動することにより電
流波形には歪み成分を持つ。加えてインバータでモータ30を駆動する場合には、電流波形にはノイズが重畳されることになる。ノイズには、インダクタンス成分に流れる電流のオン/オフ時のスパイク成分、又はPWMインバータのスイッチング出力をRCフィルタで商用周波数に変換する時に残ってしまう三角波状のリップル電流などが含まれる。従来の電流計測手段で求めた振幅値や実効電流値及び位相は、上記3相不平衡状態や電流の歪みやノイズの影響を受けやすく欠相の誤検出の要因となっていた。また3相整流回路及び平滑コンデンサを有する回路への3相入力交流電流は、3相の線間電圧が平滑電圧を超えるまでは電流は流れず、平滑電圧を超えると急峻に電流が流れるため、電流の導通角が狭く、応分に歪んだ電流波形となる。また電流の流れない長い期間があるために、電流の0クロスを検出して時間計測するのは困難である。そのため、欠相の誤検出を避けるためには、精度の高い欠相検出が必要である。
In other words, in a factory or other site, a three-phase, three-wire power supply has a three-phase unbalanced state, and due to differences in the impedance of each motor phase, The amplitude and phase of are significantly different from the ideal state. Further, the current waveform has a distortion component by driving the motor 30. In addition, when the motor 30 is driven by an inverter, noise is superimposed on the current waveform. The noise includes a spike component when the current flowing through the inductance component is turned on / off, or a triangular ripple current that remains when the switching output of the PWM inverter is converted to a commercial frequency by the RC filter. The amplitude value, effective current value, and phase obtained by the conventional current measuring means are easily affected by the above-described three-phase unbalanced state, current distortion, and noise, and cause erroneous detection of missing phases. In addition, the three-phase input AC current to the circuit having a three-phase rectifier circuit and a smoothing capacitor does not flow until the three-phase line voltage exceeds the smoothing voltage, and when it exceeds the smoothing voltage, the current flows sharply. The current conduction angle is narrow and the current waveform is appropriately distorted. Also, since there is a long period in which no current flows, it is difficult to measure time by detecting a zero crossing of current. Therefore, in order to avoid erroneous detection of phase loss, it is necessary to detect phase loss with high accuracy.

これに対して本実施形態では、欠相検出に「基本周波数」の振幅値を使用するので、ノイズや歪み成分を除去した値で各相の振幅の比較を行うことができる。比較の結果、各相の振幅の関係が、欠相が発生していないときの各相の振幅の関係とは異なる状態になっていれば、欠相の有を検出することができる。その結果、精度の高い欠相検出を行うことができる。なお、実際に試験を行った所、クロック周波数32MHzのマイクロコンピュータを使用して基本周期に対して20個のデータをサンプリングしてフーリエ変換を行った際に、振幅及び位相の精度1%以下の良好な結果が得られた。   On the other hand, in the present embodiment, the amplitude value of the “fundamental frequency” is used for the phase loss detection, so that the amplitude of each phase can be compared with a value from which noise and distortion components have been removed. If, as a result of the comparison, the relationship between the amplitudes of the respective phases is different from the relationship between the amplitudes of the respective phases when no phase loss occurs, the presence of phase loss can be detected. As a result, phase loss detection with high accuracy can be performed. When actually tested, when a Fourier transform was performed by sampling 20 data with respect to the basic period using a microcomputer with a clock frequency of 32 MHz, the accuracy of amplitude and phase was 1% or less. Good results were obtained.

<異常監視の第4の態様>
また、監視部120は、交流電流の3相の欠相状態の有無を監視した結果、欠相状態ではないことが検出された後、フーリエ変換を実行することによって求められた出力交流電流の3相の基本周波数の位相を比較することによって、出力交流電流の3相の逆相状態の有無を監視することができる。
<Fourth aspect of abnormality monitoring>
Further, the monitoring unit 120 monitors the presence or absence of a three-phase phase loss state of the alternating current. As a result, after detecting that the phase is not a phase loss state, the monitoring unit 120 performs the Fourier transformation to obtain 3 of the output AC current obtained. By comparing the phases of the fundamental frequencies of the phases, it is possible to monitor the presence or absence of the three-phase reversed phase state of the output alternating current.

すなわち、従来の電流検出手段では、前述したとおり、従来の電流計測手段で求めた振幅値や実効電流値および位相は、3相不平衡状態や電流の歪みやノイズの影響を受けやすい。このため、位相差のずれを検出して逆相を検出する手段では、特にデルタ結線のモータ内部で欠相した場合に位相差のずれが大きく、欠相による位相差のずれなのか、逆相による位相差のずれなのかを判別できない場合がある。   That is, in the conventional current detection means, as described above, the amplitude value, effective current value, and phase obtained by the conventional current measurement means are easily affected by a three-phase unbalanced state, current distortion, and noise. For this reason, in the means for detecting the phase difference by detecting the phase difference, the phase difference is large especially when the phase is lost inside the motor of the delta connection, and whether the phase difference is shifted due to the phase loss. In some cases, it may not be possible to determine whether or not the phase difference is shifted.

これに対して本実施形態では、まず基本波の振幅の比を見て欠相状態でないことを確認した後、基本波の各相の位相を見て逆相の判別を行う。比較の結果、各相の位相の関係が、逆相状態が発生していないときの各相の位相の関係とは異なる状態になっていれば、逆相状態の有を検出することができる。その結果、歪みやノイズの影響を受けることなく、欠相、逆相の違いを明確に判別することができる。   On the other hand, in the present embodiment, first, it is confirmed by checking the amplitude ratio of the fundamental wave that the phase is not open, and then determining the opposite phase by looking at the phase of each phase of the fundamental wave. As a result of the comparison, if the phase relationship of each phase is different from the phase relationship of each phase when the reverse phase state does not occur, the presence of the reverse phase state can be detected. As a result, it is possible to clearly discriminate the difference between the open phase and the reverse phase without being affected by distortion or noise.

<異常監視の第5の態様>
監視部120は、フーリエ変換を実行することによって求められたフーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数を用いて逆正接関数の演算を行うことによって出力交流電流の3相の位相を求め、求めた位相をフーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数の正負の関係に基づいて補正することができる。
<Fifth aspect of abnormality monitoring>
The monitoring unit 120 obtains the three-phase phase of the output alternating current by performing an arctangent function calculation using the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient obtained by executing the Fourier transform, and the obtained phase is determined by the Fourier transform. It can correct | amend based on the positive / negative relationship of a cosine coefficient and a Fourier sine coefficient.

すなわち、図2は、横軸がフーリエ余弦係数(a)、縦軸がフーリエ正弦係数(b)の直交座標を示す図である。図2において、Iは、フーリエ余弦係数(a)がaであり、フーリエ正弦係数(b)がbであるときの振幅を示している(数2式参照)。また、図2において、θは、フーリエ余弦係数(a)がaであり、フーリエ正弦係数(b)がbであるときの位相を示している(数2式参照)。図2に示すように、横軸をフーリエ余弦係数(a)、縦軸をフーリエ正弦係数(b)の直交座標を考えると、電流ベク
トルの位置は、フーリエ余弦係数(a)が正、フーリエ正弦係数(b)が正の時は、第1象限Q1にあることになる。同様に、フーリエ余弦係数(a)が負、フーリエ正弦係数(b)が正の時は、第2象限Q2にあり、フーリエ余弦係数(a)が負、フーリエ正弦係数(b)が負の時は、第3象限Q3にあり、フーリエ余弦係数(a)が正、フーリエ正弦係数(b)が負の時は、第4象限Q4にあることになる。
That is, FIG. 2 is a diagram showing orthogonal coordinates of the Fourier cosine coefficient (a k ) on the horizontal axis and the Fourier sine coefficient (b k ) on the vertical axis. In FIG. 2, I represents the amplitude when the Fourier cosine coefficient (a k ) is a and the Fourier sine coefficient (b k ) is b (see Equation 2). In FIG. 2, θ represents the phase when the Fourier cosine coefficient (a k ) is a and the Fourier sine coefficient (b k ) is b (see Equation 2). As shown in FIG. 2, considering the orthogonal coordinates of the Fourier cosine coefficient (a k ) on the horizontal axis and the Fourier sine coefficient (b k ) on the vertical axis, the position of the current vector is positive when the Fourier cosine coefficient (a k ) is positive. When the Fourier sine coefficient (b k ) is positive, it is in the first quadrant Q1. Similarly, when the Fourier cosine coefficient (a k ) is negative and the Fourier sine coefficient (b k ) is positive, it is in the second quadrant Q2, the Fourier cosine coefficient (a k ) is negative, and the Fourier sine coefficient (b k ). Is in the third quadrant Q3, the Fourier cosine coefficient (a k ) is positive, and the Fourier sine coefficient (b k ) is negative, it is in the fourth quadrant Q4.

このことにより逆正接関数(アークタンジェント、ATan())の値が、−90度(−π/2)から+90度(π/2)までの範囲までしか取らないとしても、上記性質を利用してフーリエ余弦係数とフーリエ正弦係数の正負の関係から、位相を0度から360度の範囲に変換することができる。   As a result, even if the value of arctangent function (arctangent, Atan ()) is only in the range of −90 degrees (−π / 2) to +90 degrees (π / 2), the above property is used. Thus, the phase can be converted from 0 degrees to 360 degrees from the positive / negative relationship between the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient.

一例として位相を0度から360度までに変換するためには、監視部120は、フーリエ余弦係数(a)が正(例えばa)でフーリエ正弦係数(b)が正(例えばb)の時は、ATan(b/a)で求めた値が第1象限の正の値になっているので、何も補正しない。一方、監視部120は、フーリエ余弦係数(a)が負(例えば−a)でフーリエ正弦係数(b)が正(例えばb)の時は、ATan(b/−a)で求めた値が負の値(第4象限Q4)になるので、求めた値に180度を加算することによって補正する。 As an example, in order to convert the phase from 0 degrees to 360 degrees, the monitoring unit 120 has a positive Fourier cosine coefficient (a k ) (for example, a) and a positive Fourier sine coefficient (b k ) (for example, b). At that time, since the value obtained by Atan (b / a) is a positive value in the first quadrant, nothing is corrected. On the other hand, when the Fourier cosine coefficient (a k ) is negative (for example, −a) and the Fourier sine coefficient (b k ) is positive (for example, b), the monitoring unit 120 obtains the value obtained by Atan (b / −a). Is a negative value (fourth quadrant Q4), and is corrected by adding 180 degrees to the obtained value.

また、監視部120は、フーリエ余弦係数(a)が負(例えば−a)でフーリエ正弦係数(b)が負(例えば−b)の時はATan(−b/−a)で求めた値が正の値(第1象限Q1)になるので、求めた値に180度を加算することによって補正する。さらに、監視部120は、フーリエ余弦係数(a)が正(例えばa)でフーリエ正弦係数(b)が負(例えば−b)の時はATan(−b/a)で求めた値が負の値(第4象限Q4)になるので、求めた値に360度を加算することによって補正する。また、監視部120は、求めた3相の位相に対して、第1の相の位相を差し引くことによって、第1の相を基準とした相対的な位相を求めることができる。監視部120は、第1の相を基準とした相対的な位相に基づいて、逆相を検出することができる。 Further, the monitoring unit 120 calculates Atan (−b / −a) when the Fourier cosine coefficient (a k ) is negative (for example, −a) and the Fourier sine coefficient (b k ) is negative (for example, −b). Since the value becomes a positive value (first quadrant Q1), it is corrected by adding 180 degrees to the obtained value. Further, when the Fourier cosine coefficient (a k ) is positive (for example, a) and the Fourier sine coefficient (b k ) is negative (for example, −b), the monitoring unit 120 obtains the value obtained by Atan (−b / a). Since it becomes a negative value (fourth quadrant Q4), it is corrected by adding 360 degrees to the obtained value. In addition, the monitoring unit 120 can obtain a relative phase based on the first phase by subtracting the phase of the first phase from the obtained three phases. The monitoring unit 120 can detect the reverse phase based on the relative phase based on the first phase.

<異常監視の第6の態様>
図1に示すように、監視装置100は、出力交流電流に対してフーリエ変換を実行する際にサンプリングするデータ数に対応する正弦関数の値と余弦関数の値とが格納されたメモリ130を備える。
<Sixth aspect of abnormality monitoring>
As shown in FIG. 1, the monitoring apparatus 100 includes a memory 130 that stores a sine function value and a cosine function value corresponding to the number of data to be sampled when the Fourier transform is performed on the output AC current. .

この場合、監視部120は、メモリ130から、各サンプリング番号に対応する正弦関数の値と余弦関数の値とを読み出し、フーリエ変換を実行する際に、読み出した正弦関数の値と余弦関数の値と用いることによってフーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数を求めることができる。   In this case, the monitoring unit 120 reads out the value of the sine function and the value of the cosine function corresponding to each sampling number from the memory 130, and executes the Fourier transform to read out the value of the sine function and the value of the cosine function. To obtain the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient.

すなわち、フーリエ変換でフーリエ余弦係数とフーリエ正弦係数を求める際に、正弦関数であるsin()と余弦関数であるcos()の値が必要であるが、基本周期期間のサンプリングするデータ数が固定であれば、任意のサンプリング番号のsin()とcos()の値は常に等しく、逐次演算する必要はない。上述のように、任意の次数をn、基本周期期間中に取得したデータ数をmとした時の、次数nのフーリエ余弦係数a、フーリエ正弦係数bは以下の数3式によって求められる。そこで、データ数mが固定であるならば、数3式におけるcosの括弧の中と、sinの括弧の中の変数はnとkのみになり、サンプリング番号k=0からk=m−1までのsin()とcos()の計算結果を代入した1次元の配列定数をあらかじめ用意してメモリ130に格納しておく。そして、監視部120は、フーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数を求める際に、逐次sin()とcos()の演算を行う代わりに、1次元の配列定数の中から対応する値を参照してフーリエ変換を行う。 That is, when the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient are obtained by Fourier transform, the values of sin () as a sine function and cos () as a cosine function are necessary, but the number of data to be sampled in the basic period is fixed. If so, the values of sin () and cos () of an arbitrary sampling number are always equal, and it is not necessary to perform sequential calculation. As described above, the Fourier cosine coefficient a n and the Fourier sine coefficient b n of the order n, where n is an arbitrary order and m is the number of data acquired during the basic period, are obtained by the following equation (3). . Therefore, if the data number m is fixed, the variables in the parentheses of cos and sin in the equation 3 are only n and k, and the sampling numbers k = 0 to k = m−1. A one-dimensional array constant into which the calculation results of sin () and cos () are substituted is prepared in advance and stored in the memory 130. Then, when the monitoring unit 120 obtains the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient, instead of sequentially calculating sin () and cos (), the monitoring unit 120 refers to the corresponding value from the one-dimensional array constants and performs Fourier transform. Perform conversion.

シミュレーションツールを用いて実際に試験した際には、浮動小数点演算を避けるためにsin()とcos()の1次元の配列定数には、sin()とcos()の計算結果を1万倍した整数の値を代入した。3相3線式2台のモータの電流を想定して6箇所の電流をフーリエ変換して6つの基本周波数の振幅と位相を求めるのに、逐次sin()とcos()の演算を行った場合のフーリエ変換の処理時間が15.4msecであったのに対して、1次元の配列定数を参照する方式に変更したところ、フーリエ変換の処理時間が1.9msecに改善された。   When actually testing using a simulation tool, the calculation result of sin () and cos () is multiplied by 10,000 for the one-dimensional array constant of sin () and cos () to avoid floating point arithmetic. Assigned an integer value. Sin () and cos () were sequentially calculated to obtain the amplitude and phase of six fundamental frequencies by Fourier transforming six currents assuming the currents of two three-phase three-wire motors. In this case, the processing time of Fourier transform was 15.4 msec, but when the method was changed to a method of referring to a one-dimensional array constant, the processing time of Fourier transform was improved to 1.9 msec.

<第2実施形態>
次に、図3は、第2実施形態の監視装置の構成を示す図である。第2実施形態は、第1実施形態と比較して、制御装置20が制御装置220に置き換わる点が異なる。また、第2実施形態は、第1実施形態と比較して、商用電源10から制御装置220へ入力される入力交流電流を計測する電流センサ80,90が設けられる点が異なる。また、第2実施形態は、第1実施形態と比較して、電流センサ80,90に対応して直流重畳回路65,75が設けられる点が異なる。これら以外は第1実施形態と同様であるので、第1実施形態と同様の部分については説明を省略する。
Second Embodiment
Next, FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the monitoring device according to the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the control device 20 is replaced with a control device 220. The second embodiment is different from the first embodiment in that current sensors 80 and 90 for measuring an input AC current input from the commercial power supply 10 to the control device 220 are provided. The second embodiment is different from the first embodiment in that DC superimposing circuits 65 and 75 are provided corresponding to the current sensors 80 and 90. Since other than these are the same as in the first embodiment, the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted.

制御装置220は、3相平滑回路222と、平滑コンデンサ224と、3相出力インバータ226と、を備える。制御装置220は、商用電源10から供給される3相3線式の商用周波数の入力交流電流を3相平滑回路222及び平滑コンデンサ224によって平滑化し、3相出力インバータ226によって3相3線式の任意の周波数の交流電流を出力する。これにより、制御装置220は、モータ30に供給される電力を制御する。   Control device 220 includes a three-phase smoothing circuit 222, a smoothing capacitor 224, and a three-phase output inverter 226. The control device 220 smoothes the three-phase three-wire commercial frequency input AC current supplied from the commercial power supply 10 by the three-phase smoothing circuit 222 and the smoothing capacitor 224, and the three-phase output inverter 226 by the three-phase three-wire type. Outputs alternating current of any frequency. Thereby, the control device 220 controls the electric power supplied to the motor 30.

電流センサ80は、商用電源10から制御装置220に入力されるR相の商用周波数の入力交流電流を計測するカレントトランス等のセンサである。電流センサ90は、商用電源10から制御装置220に入力されるT相の商用周波数の入力交流電流を計測するカレントトランス等のセンサである。すなわち、本実施形態では、3相の入力交流電流のうち2相の出力交流電流の電流値を計測することになる。   The current sensor 80 is a sensor such as a current transformer that measures an input AC current of an R-phase commercial frequency input from the commercial power supply 10 to the control device 220. The current sensor 90 is a sensor such as a current transformer that measures the input AC current of the T-phase commercial frequency input from the commercial power supply 10 to the control device 220. That is, in the present embodiment, the current value of the two-phase output AC current among the three-phase input AC current is measured.

直流重畳回路65は、電流センサ80によって計測された入力交流電流に直流電圧を重畳する(直流バイアスを印加する)回路である。直流重畳回路75は、電流センサ90によって計測された入力交流電流に直流電圧を重畳する(直流バイアスを印加する)回路である。直流重畳回路65,75は、例えば監視装置300(マイクロコンピュータ)のAD入力ポートのAD入力範囲が0Vから5Vまでの場合、半分の直流2.5Vを電流信号に重畳する。このため、監視装置300の入力ポートが直流電圧の重畳を要しないポートである場合には、直流重畳回路65,75を設けなくてもよい。   The DC superimposing circuit 65 is a circuit that superimposes a DC voltage on the input AC current measured by the current sensor 80 (applies a DC bias). The DC superimposing circuit 75 is a circuit that superimposes a DC voltage on the input AC current measured by the current sensor 90 (applies a DC bias). For example, when the AD input range of the AD input port of the monitoring device 300 (microcomputer) is from 0 V to 5 V, the DC superimposing circuits 65 and 75 superimpose half DC 2.5 V on the current signal. For this reason, when the input port of the monitoring device 300 is a port that does not require the superimposition of a DC voltage, the DC superimposing circuits 65 and 75 may not be provided.

監視装置300は、商用電源10から制御装置220へ入力される入力電流の異常の有無を監視し、かつ、制御装置220からモータ30へ出力される出力電流を異常の有無を監視するための装置である。監視装置300は、例えば、マイクロコンピュータなどによって実現することができる。   The monitoring device 300 is a device for monitoring whether there is an abnormality in the input current input from the commercial power supply 10 to the control device 220 and monitoring the output current output from the control device 220 to the motor 30 for abnormality. It is. The monitoring device 300 can be realized by, for example, a microcomputer.

監視装置300は、受信部310と、監視部320と、メモリ330と、を備える。監視装置300は、第1実施形態における監視装置100に対応する。受信部310は、第1実施形態における受信部110に対応する。監視部320は、第1実施形態における監視部120に対応する。メモリ330は、第1実施形態におけるメモリ130に対応する。監視装置300は、第1実施形態における第1〜第6の態様と同様の方法で、商用電源10から制御装置220へ入力される入力電流の異常の有無を監視し、かつ、制御装置220からモータ30へ出力される出力電流の異常の有無を監視する。   The monitoring device 300 includes a receiving unit 310, a monitoring unit 320, and a memory 330. The monitoring device 300 corresponds to the monitoring device 100 in the first embodiment. The receiving unit 310 corresponds to the receiving unit 110 in the first embodiment. The monitoring unit 320 corresponds to the monitoring unit 120 in the first embodiment. The memory 330 corresponds to the memory 130 in the first embodiment. The monitoring device 300 monitors the presence or absence of an abnormality in the input current input from the commercial power supply 10 to the control device 220 in the same manner as in the first to sixth aspects in the first embodiment, and from the control device 220 The presence or absence of abnormality in the output current output to the motor 30 is monitored.

なお、第2実施形態は、商用電源10から制御装置220へ入力される入力電流、及び、制御装置220からモータ30へ出力される出力電流、の両方の異常の有無を監視する例を示したが、これに限らず、商用電源10から制御装置220へ入力される入力電流の異常の有無のみを監視することができる。   The second embodiment shows an example in which the presence / absence of both an input current input from the commercial power supply 10 to the control device 220 and an output current output from the control device 220 to the motor 30 are monitored. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to monitor only whether there is an abnormality in the input current input from the commercial power supply 10 to the control device 220.

10 商用電源
20,220 制御装置
22 スイッチ
30 モータ
40,50,80,90 電流センサ
60,65,70,75 直流重畳回路
100,300 監視装置
110,310 受信部
120,320 監視部
130,330 メモリ
222 3相平滑回路
224 平滑コンデンサ
226 3相出力インバータ
10 Commercial power supply 20, 220 Control device 22 Switch 30 Motor 40, 50, 80, 90 Current sensor 60, 65, 70, 75 DC superimposing circuit 100, 300 Monitoring device 110, 310 Reception unit 120, 320 Monitoring unit 130, 330 Memory 222 Three-phase smoothing circuit 224 Smoothing capacitor 226 Three-phase output inverter

Claims (6)

電動機に供給される電力を制御する制御装置に入力される入力電流又は前記制御装置から出力される出力電流の異常の有無を監視する監視装置であって、
前記制御装置に入力される入力交流電流又は前記制御装置から出力される出力交流電流を計測する電流センサによって計測された入力交流電流又は出力交流電流を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された入力交流電流又は出力交流電流に対してフーリエ変換を実行し、実行結果に基づいて前記入力電流又は出力電流の異常の有無を監視する監視部と、
を備えることを特徴とする監視装置。
A monitoring device that monitors whether there is an abnormality in an input current input to a control device that controls electric power supplied to an electric motor or an output current output from the control device,
A receiving unit that receives an input AC current or an output AC current measured by a current sensor that measures an input AC current input to the control device or an output AC current output from the control device;
A monitoring unit that performs Fourier transform on the input alternating current or output alternating current received by the receiving unit, and monitors whether the input current or output current is abnormal based on the execution result;
A monitoring device comprising:
請求項1の監視装置において、
前記受信部は、商用電源から前記制御装置に入力される3相3線式の商用周波数の入力交流電流の2つの相の電流値、又は前記制御装置から出力される3相3線式の任意の周波数の出力交流電流の2つの相の電流値、を計測する電流センサによって計測された入力交流電流又は出力交流電流を受信し、
前記監視部は、前記受信部によって受信された同時刻の2つの相の電流値から直流成分を差し引いて瞬時交流電流値として、2つの相の瞬時交流電流値にマイナス1を乗じたものを加算することにより、電流センサの取り付けてない第3の相の瞬時交流電流値を求める、
ことを特徴とする監視装置。
The monitoring device according to claim 1.
The receiving unit is a three-phase three-wire type arbitrary current value output from the control device or a two-phase current value of a three-phase three-wire commercial frequency input AC current input from a commercial power source to the control device. Receiving input AC current or output AC current measured by a current sensor that measures current values of two phases of output AC current of a frequency of
The monitoring unit adds a value obtained by subtracting a DC component from the current value of two phases received at the same time by the receiving unit to obtain an instantaneous AC current value by multiplying the instantaneous AC current value of the two phases by minus one. By calculating the instantaneous alternating current value of the third phase with no current sensor attached,
A monitoring device characterized by that.
請求項2の監視装置において、
前記監視部は、前記フーリエ変換を実行することによって求められた前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の基本周波数の振幅を比較することによって、前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の欠相状態の有無を監視する、
ことを特徴とする監視装置。
The monitoring device of claim 2,
The monitoring unit compares 3 amplitudes of the input AC current or the output AC current by comparing amplitudes of three-phase fundamental frequencies of the input AC current or the output AC current obtained by executing the Fourier transform. Monitor the phase for open phases,
A monitoring device characterized by that.
請求項3の監視装置において、
前記監視部は、前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の欠相状態の有無を監視した結果、欠相状態ではないことが検出された後、前記フーリエ変換を実行することによって求められた前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の基本周波数の位相を比較することによって、前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の逆相状態の有無を監視する、
ことを特徴とする監視装置。
The monitoring device according to claim 3.
The monitoring unit is obtained by executing the Fourier transform after detecting that the input AC current or the output AC current is not in a phase loss state as a result of monitoring the presence or absence of the phase loss in the three phases. Monitoring the presence or absence of a three-phase reversed state of the input AC current or the output AC current by comparing the phase of the three-phase fundamental frequency of the input AC current or the output AC current;
A monitoring device characterized by that.
請求項1〜4のいずれか1項の監視装置において、
前記監視部は、前記フーリエ変換を実行することによって求められたフーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数を用いて逆正接関数の演算を行うことによって前記入力交流電流又は前記出力交流電流の3相の位相を求め、求めた位相を前記フーリエ余弦係数及び前記フーリエ正弦係数の正負の関係に基づいて補正する、
ことを特徴とする監視装置。
In the monitoring apparatus of any one of Claims 1-4,
The monitoring unit calculates an arctangent function using a Fourier cosine coefficient and a Fourier sine coefficient obtained by executing the Fourier transform, thereby obtaining a three-phase phase of the input AC current or the output AC current. And correcting the obtained phase based on the positive / negative relationship of the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient,
A monitoring device characterized by that.
請求項1〜5のいずれか1項の監視装置において、
前記入力交流電流又は前記出力交流電流に対して前記フーリエ変換を実行する際にサンプリングするデータ数に対応する正弦関数の値と余弦関数の値とが格納されたメモリを、さらに備え、
前記監視部は、前記メモリから、各サンプリング番号に対応する正弦関数の値と余弦関数の値とを読み出し、前記フーリエ変換を実行する際に前記読み出した正弦関数の値と余
弦関数の値とを用いることによってフーリエ余弦係数及びフーリエ正弦係数を求める、
ことを特徴とする監視装置。
In the monitoring apparatus of any one of Claims 1-5,
A memory in which a value of a sine function and a value of a cosine function corresponding to the number of data to be sampled when performing the Fourier transform on the input AC current or the output AC current is further provided,
The monitoring unit reads the value of the sine function and the value of the cosine function corresponding to each sampling number from the memory, and obtains the value of the sine function and the value of the cosine function that are read when executing the Fourier transform. To obtain the Fourier cosine coefficient and the Fourier sine coefficient,
A monitoring device characterized by that.
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