JP2015215195A - 交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法 - Google Patents

交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】従来よりも大きな範囲で周波数が変動したとしても、精度の良い電気量検出可能な交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法を提供する。
【解決手段】交流電気信号検出装置10Aは、入力した三相の交流電気量の瞬時値を所定周期にディジタル信号に変換するA/D変換処理部11と、前記ディジタル信号を振幅演算処理して第1の電気量検出信号を得る振幅演算処理部13と、前記振幅演算処理とは異なる演算処理を実行して前記第1の電気量検出信号とは異なる第2の電気量検出信号を得る実効値演算処理部14と、前記ディジタル信号を用いて求める前記交流電気量の周波数が設定される条件を満たしているか否かの判定結果を示す第1の選択信号を生成する周波数判定部17Aと、前記第1の選択信号に基づいて前記第1の電気量検出信号又は前記第2の電気量検出信号を出力する切替部15とを具備する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法に関する。
例えば、同期機の出力電圧を制御する自動電圧調整装置(Automatic Voltage Regulator:AVR)や同期機の駆動を行うサイリスタモータ装置(Load Commutated Inverter:LCI)などの励磁制御装置では、同期機の出力電気量を測定している。
励磁制御装置の出力電気量を測定では、アナログ信号の段階で直流信号に変換し正規化する正規化演算方式や、同期機の出力電気量を瞬時値入力とA/D変換処理によりディジタル信号化し、その信号より電圧の振幅を演算する振幅演算方式、積分値を演算する積分演算方式があり、その複数の演算結果の切り替えや重みづけ加算することで精度の良い電気量検出を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−285998号公報
しかしながら、特許文献1に記載される従来の技術では、周波数が定格周波数(50Hz/60Hz)の50%以下や150%以上となる場合、すなわち、定格周波数に対する誤差が50%以上となる場合、リップル(脈動)や誤差が大きくなる特性があり、励磁制御装置等の装置に適用可能な許容限界を超えてしまう。つまり、特許文献1に記載される従来の方法では、適用できる周波数範囲が、リップルや誤差が励磁制御装置等の装置に適用可能な許容限界を超えない範囲内、すなわち、定格周波数に対して±50%未満の範囲内に限定されている。
従って、特許文献1に記載される従来の方法では、周波数が変動する範囲が定格周波数に対して50%以上となる場合などの広範囲にわたって周波数が変動する場合には対応しきれず、精度の良い電気量検出を行うことができないという課題がある。
また、特許文献1に記載される従来の技術では、複数の異なる演算方式による演算結果を切り替える等することによって精度の良い電気量検出を行っているが、特許文献1に記載される何れの演算方式でも、瞬時値入力した値を電気量検出する過程において連続したデータによる演算が必要になる。そのため、一過性の故障や異常が発生する等してデータが途絶えた場合(連続したデータが得られない状況となった場合)、正常に復帰して一定時間が経過するまでの間(演算可能な量のデータが得られるまでの間)、どの演算方式による演算結果に切り替えたとしても精度の良い電気量検出を行うことができなくなってしまうという課題がある。
さらに、特許文献1に記載される演算方式とは異なる他の演算方式を採用することによって、装置に適用可能な許容限界を超えてリップルや誤差が大きくなる周波数範囲(特許文献1に記載される従来の技術では定格周波数に対して50%以上となる周波数範囲)においても、リップルや誤差を装置に適用可能な許容限界を超えない範囲内に抑えることができる可能性がある。
例えば、演算方式の一つとして、全波整流回路における全波整流の作用をソフトウェア的に実現する演算方式、すなわち、ディジタル化した信号から全波整流の最大値の平均値を求め、求まる平均値から出力電圧を求める全波整流演算方式では、多くの周波数範囲でリップルを装置に適用可能な許容限界を超えない範囲内に抑えることができることが知られている。
しかしながら、全波整流演算方式では、特定の周波数(nを自然数とし、定格周波数の1/nの周波数)で長周期のリップルが発生する特性があり、当該周波数においては励磁制御装置等の装置に適用可能な許容限界を超えてしまい、精度の良い電気量検出を行うことができないという課題がある。
一方、同期機や誘導機等のいわゆる回転電機の回転数は周波数に比例するため、その回転を制御するために入力される電気量の周波数を変化させる場合がある。この場合、より細かく回転を制御しようとすれば、より広範囲に周波数を変化させる必要があるため、より広範囲な周波数に対して電気量を精度良く検出できることが好ましい。
また、特許文献1に記載される従来の技術では、一過性の故障や異常が発生してデータが途絶えた場合には再度データを初めから蓄積する必要が生じるため、一過性の故障等による影響も少なくない。
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、従来よりも大きな範囲で周波数が変動したとしても、精度の良い電気量検出可能な交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る交流電気信号検出装置は、上述した課題を解決するため、入力した三相の交流電気量の瞬時値を所定の周期にディジタル信号に変換するA/D変換処理部と、前記ディジタル信号を振幅演算方式による演算処理を実行することによって算出される前記交流電気量の振幅に基づいて前記交流電気量の電気量検出信号である第1の電気量検出信号を求める第1の演算処理部と、前記振幅演算方式とは異なる演算方式による演算処理を実行することによって、前記第1の電気量検出信号とは異なる第2の電気量検出信号を求める第2の演算処理部と、前記ディジタル信号を用いて前記交流電気量の周波数を求め、求まる前記交流電気量の周波数が設定される条件を満たしているか否かを判定し、判定結果を示す信号を第1の選択信号として生成する周波数判定部と、前記周波数判定部から受け取る前記第1の選択信号に基づいて、前記第1の演算処理部から受け取る前記第1の電気量検出信号および前記第2の演算処理部から受け取る前記第2の電気量検出信号から選択される1個の電気量検出信号を出力する切替部と、を具備することを特徴とする。
本発明の実施形態に係る交流電気信号検出方法は、上述した課題を解決するため、入力した三相の交流電気量の瞬時値を所定の周期にディジタル信号に変換するA/D変換処理部と、前記ディジタル信号をそれぞれ異なる第1の演算方式および第2の演算方式による演算処理を実行することによって、2種類の異なる前記交流電気量の電気量検出信号である第1の電気量検出信号および第2の電気量検出信号を得る演算処理部と、入力される信号に基づいて、前記演算処理部で得られる前記第1の電気量検出信号および前記第2の電気量検出信号の何れか一方を出力する信号として選択する切替部と、を具備する交流電気信号検出装置を用いた交流電気信号の検出方法であり、前記A/D変換処理部が、入力される三相の交流電気量の瞬時値を所定の周期にディジタル信号に変換するステップと、前記演算処理部が、前記ディジタル信号を振幅演算方式による演算処理を実行することによって算出される前記交流電気量の振幅に基づいて前記第1の電気量検出信号を求める一方、前記振幅演算方式とは異なる演算方式による演算処理を実行することによって前記第2の電気量検出信号を求めるステップと、前記切替部が、前記第1の電気量検出信号と前記第2の電気量検出信号と周波数判定部が前記ディジタル信号を用いて求まる前記交流電気量の周波数が設定される条件を満たしているか否かを判定した結果を示す周波数状態判定信号と動作状態判定部が前記ディジタル信号に基づいて装置内に異常が生じているか否かを判定した結果を示す動作状態判定信号との4つの信号を受け取り、前記周波数状態判定信号および前記動作状態判定信号の少なくとも一方に基づいて、前記第1の電気量検出信号および前記第2の電気量検出信号から選択される一方を出力するステップと、を具備することを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、従来よりも大きな範囲で周波数が変動したとしても、精度良く電気量を検出することができる。
第1の実施形態に係る交流電気信号検出装置の装置構成を概略的に示す構成図。 実施形態に係る交流電気信号検出装置において振幅演算処理部が行う振幅演算方式の周波数特性を示す説明図。 第2の実施形態に係る交流電気信号検出装置の装置構成を概略的に示す構成図。 第2の実施形態に係る交流電気信号検出装置の周波数に対する電圧検出信号の関係を示す説明図。 第3の実施形態に係る交流電気信号検出装置の装置構成を概略的に示す構成図。 第4の実施形態に係る交流電気信号検出装置の装置構成を概略的に示す構成図。
以下、本発明の実施形態に係る交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法について、図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態に係る交流電気信号検出装置の一例である交流電気信号検出装置10Aの装置構成を概略的に示す構成図である。
交流電気信号検出装置10Aは、例えば、入力される三相(R相、T相、S相)の交流電気量の瞬時値を後段の演算処理手段において演算処理可能な状態に信号処理する入力処理手段としてのA/D変換処理部11と、入力処理手段から得られる信号に基づいて演算処理を行って交流電気量の検出信号を得る演算処理手段としての振幅演算処理部(第1の演算処理部)13、実効値演算処理部(第2の演算処理部)14、切替部15、動作状態判定部16、および周波数判定部17Aとを具備する。
A/D変換処理部11は、アナログ信号である三相交流電圧の瞬時値(Vr0,Vs0,Vt0)を入力として受け取り、ディジタル信号(Dr,Ds,Dt)へ変換し、変換後のディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を後段の演算処理手段(より詳細には、振幅演算処理部13、実効値演算処理部14、動作状態判定部16、および周波数判定部17A)へ出力する。
振幅演算処理部13は、複数回分のディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を使用し、三相の電気量の一例である三相交流電圧の瞬時値(Vr0,Vs0,Vt0)の振幅に比例する振幅演算結果を第1の電気量検出信号としての第1の電圧検出信号Vaとして得る。第1の電圧検出信号Vaは、例えば、各相の交流電圧の瞬時値(Vr0,Vs0,Vt0)を、それぞれ、振幅二乗演算し、調整係数を乗じた値を平均演算(重み付けを変更する場合を含む)することで求められる。
例えば、サンプリングの周期が三相交流電圧の周期の1/12倍であり、各相の交流電圧のディジタル信号(Dr,Ds,Dt)から得られる各振幅演算結果(Br,Bs,Bt)の重み付けを一定(1:1:1)とする場合、第1の電圧検出信号Vaは、下記式(1)を演算することで求められる。
Figure 2015215195
Figure 2015215195
交流電気信号検出装置10Aにおいて、実効値演算処理部14の出力は、振幅演算処理部13の出力が有効でない場合、すなわち、第1の電圧検出信号Vaの信頼性が低下する(誤差が大きくなる)周波数変動が大きくなる場合に採用される。これは、実効値演算処理部14で実行される実効値演算方式が、波形歪みによる影響、換言すれば、周波数の範囲(周波数変動)による影響を受けにくい特徴があることを活用したものである。
また、実効値演算処理部14で実行される実効値演算方式では、1回の演算で第2の電気量検出信号Vbを生成することができるため、複数回の演算結果を利用することが必須となる振幅演算方式を補完する方式としても有意義である。例えば、A/D変換処理部11に何らかの異常が生じて再度データを初めから蓄積することが必要となった場合にも、実効値演算処理部14の出力は、振幅演算処理部13の出力の代わりに採用される。
切替部15は、出力する電気量検出信号(ここでは、電圧検出信号V1)を切り替える機能を有する。切替部15は、入力される第1,2の選択信号S1,S2に応じて、演算処理結果として入力される二つの電気量検出信号の一例である第1,2の電圧検出信号Va,Vbのうち何れか一方を選択し、電気量検出信号の一例として電圧検出信号V1を出力する。
動作状態判定部16および周波数判定部17Aは、演算処理手段における選択信号生成手段として機能し、動作状態判定部16および周波数判定部17Aで生成される第1,2の選択信号S1,S2を生成する。
動作状態判定部16は、入力処理手段から入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)に基づいて、交流電気信号検出装置10A内、すなわち、自装置内において、通常通りの処理が実行されているか否か、すなわち、自装置内における異常の有無を判定する機能と、当該判定結果に応じて第1の選択信号S1を生成する機能とを有する。
動作状態判定部16は、ディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を用いて、交流電気信号検出装置10A内の異常有無を判定し、当該判定結果に応じて第1の選択信号S1を生成する。第1の選択信号S1は、例えば、ローレベル(L)とハイレベル(H)の二値の信号であり、動作状態判定部16が自装置内に異常が生じている(通常通りの処理が実行されていない)と判定した場合にはL、通常通りの処理が実行されている(異常が生じていない)と判定した場合にはHを出力する。
従って、例えば、A/D変換処理部11におけるA/D変換処理に一過性の異常が生じた場合、当該異常が検出されている期間における第1の選択信号S1は、異常と判定した旨を示すLの信号となり、当該異常が生じる前、および当該異常から正常に復帰した後の期間における第1の選択信号S1は、当該異常が生じていない旨を示すHの信号となる。
このようにして生成される第1の選択信号S1を受け取った切替部15は、第1の選択信号S1がローレベル(L)である場合、すなわち、例えば、A/D変換処理部11におけるA/D変換処理に異常が生じていると判定されている場合には、実効値演算処理部14から受け取る第2の電圧検出信号Vbを電圧検出信号V1として出力する。一方、第1の選択信号S1がハイレベル(H)である場合、切替部15は、振幅演算処理部13から受け取る第1の電圧検出信号Vaを電圧検出信号V1として出力する。
周波数判定部17Aは、入力処理手段から入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)に基づいて、交流電気信号検出装置10Aに入力される三相の交流電気量の周波数を検出する機能と、検出する周波数が予め設定される条件を満たしているか否かを判定する機能と、判定結果に応じて第2の選択信号S2を生成する機能とを有する。ここで、予め設定される条件としては、例えば、振幅演算方式を採用した場合にリップルや誤差が大きくならない、すなわち、振幅演算方式が有効とされる周波数の範囲である。
周波数判定部17Aは、入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を用いて交流電気信号検出装置10Aに入力される三相の交流電気量の周波数を検出し、検出する周波数が予め設定される条件を満たしているか否かを判定し、当該判定結果に応じた第2の選択信号S2を生成する。第2の選択信号S2は、例えば、ローレベル(L)とハイレベル(H)の二値の信号であり、周波数判定部17Aによって検出される周波数が予め設定される条件を満たしていないと判定した場合にはL、満たしていると判定した場合にはHを出力する。
予め設定される条件は、例えば、周波数判定部17Aによって検出される周波数が、前記式(1)〜(4)が成立する周波数(基準周波数F0)を中心として一定範囲内(例えば、基準周波数F0±50%の範囲内)にあること等である。
このようにして生成される第2の選択信号S2を受け取った切替部15は、第2の選択信号S2がハイレベル(H)の場合、すなわち、交流電気信号検出装置10Aに入力される三相の交流電気量の周波数が基準周波数F0に対して一定範囲内にある場合(振幅演算方式が有効な場合)、振幅演算方式によって演算され生成された第1の電気量検出信号としての第1の電圧検出信号Vaを、出力する電圧検出信号V1として選択し、第2の選択信号S2がローレベル(L)の場合、すなわち、交流電気信号検出装置10Aに入力される三相の交流電気量の周波数が基準周波数F0に対して一定範囲内にない場合、実効値演算方式によって演算され生成された第2の電気量検出信号としての第2の電圧検出信号Vbを、出力する電圧検出信号V1として選択する。
ここで、振幅演算処理部13の出力である第1の電圧検出信号Vaの周波数特性(周波数と電圧検出信号V1との関係)について説明する。
図2は、実施形態に係る交流電気信号検出装置で適用される振幅演算方式の周波数特性、すなわち、振幅演算処理部13の出力である第1の電圧検出信号Vaの周波数特性を示す説明図(グラフ)である。
図2に例示されるように、振幅演算処理部13の出力である第1の電圧検出信号Vaは、前記式(1)〜(4)が成立する周波数(基準周波数F0)で最大であり、変動量(基準周波数F0からの周波数のずれ量)が大きくなるに従って電圧検出信号V1の電圧が低下する特性がある。つまり、基準周波数F0からの周波数のずれ量がある一定範囲を超えてしまうと、電圧検出信号V1の電圧ずれ量も大きくなり、電圧検出信号V1を他装置の制御に使用することが許容できない程に電圧ずれ量が大きく(許容範囲外に)なってしまう。
そこで、交流電気信号検出装置10Aでは、歪による影響を受けにくく、周波数の範囲に影響を受けにくい特徴があり、1回の演算で電圧検出信号を求めることができる実効値演算方式による演算結果、すなわち、実効値演算処理部14の出力を、基準周波数F0からの周波数のずれ量がある一定範囲を超える範囲で採用することで、基準周波数F0からの周波数のずれ量がある一定範囲を超える範囲(例えば、定格周波数に対する誤差が50%以上となる場合)においても、精度の良い電気量の検出が可能となる。
また、交流電気信号検出装置10Aでは、動作状態判定部16が交流電気信号検出装置10A内に異常が生じている(通常通りの処理が実行されていない)と判定した場合にも、実効値演算処理部14の出力を採用する。このような切替部15の信号選択動作により、交流電気信号検出装置10A(自装置)内に異常が生じている状況下においても、精度の良い電気量の検出が可能となる。
続いて、実施形態に係る交流電気信号検出装置の一例である交流電気信号検出装置10Aの作用について説明する。
交流電気信号検出装置10Aでは、A/D変換処理部11により、入力されるアナログ信号である三相交流電圧の瞬時値(Vr0,Vs0,Vt0)がディジタル信号(Dr,Ds,Dt)に変換され、後段の振幅演算処理部13、実効値演算処理部14、動作状態判定部16、および周波数判定部17Aへ与えられる。
入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を用いて、振幅演算処理部13では第1の電圧検出信号Vaが、実効値演算処理部14では第2の電圧検出信号Vbが、それぞれ、生成されて切替部15に与えられる。
また、動作状態判定部16では、入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を用いて、交流電気信号検出装置(自装置)10A内において、通常通りの処理が実行されているか否かが判定されて当該判定結果に応じた第1の選択信号S1が生成される。動作状態判定部16で生成された第1の選択信号S1は、動作状態判定部16から切替部15に与えられる。
さらに、周波数判定部17Aでは、入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を用いて、交流電気信号検出装置(自装置)10Aに入力される三相の交流電気量の周波数が検出され、検出される周波数が予め設定される条件を満たしているか否かが判定されて当該判定結果に応じた第2の選択信号S2が生成される。周波数判定部17Aで生成された第2の選択信号S2は、周波数判定部17Aから切替部15に与えられる。
続いて、切替部15は、入力される第1,2の選択信号S1,S2に応じて、演算処理結果として入力される第1,2の電圧検出信号Va,Vbのうち何れか一方を選択し電圧検出信号V1として出力する。交流電気信号検出装置10Aでは、通常時、すなわち、動作状態判定部16によって異常が検出されておらず、周波数判定部17Aによって基準周波数F0に対して周波数が一定範囲内にある場合には、第1の電圧検出信号Vaが優先的に選択される。
一方、動作状態判定部16によって異常が検出された動作状態の異常時、または周波数判定部17Aによって基準周波数F0に対して周波数が一定範囲外となっている周波数の異常時の場合には、切替部15は、第1の電圧検出信号Vaではなく、第2の電圧検出信号Vbを電圧検出信号V1として出力する。
上述したように、交流電気信号検出装置10Aおよび交流電気信号検出装置10Aを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Aが振幅演算処理部13の出力と、周波数の範囲に影響を受けにくい特徴がある実効値演算方式による演算結果を求める実効値演算処理部14の出力とを切り替えることができるので、周波数が基準周波数F0を中心とした所定範囲内にある場合には振幅演算処理部13の出力を選択し、周波数が基準周波数F0からを中心とした所定範囲内にない(所定範囲外にある)場合には、周波数の範囲に影響を受けにくい実効値演算処理部14の出力を選択することで、従来よりも大きな範囲で周波数が変動したとしても、適切な電圧検出信号V1を得ること、すなわち、精度の良い電気量検出が可能となる。
故に、交流電気信号検出装置10Aおよび交流電気信号検出装置10Aを用いた交流電気信号検出方法によれば、従来よりも広範な周波数範囲において精度の良く電気量を検出できるので、従来の交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法では適用が困難な程に大きな周波数変動が生じる場合においても、電気量検出信号の誤差範囲をAVRやLCIなどの励磁制御装置等への適用が可能な範囲内に収めることができる。
また、交流電気信号検出装置10Aおよび交流電気信号検出装置10Aを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Aが振幅演算処理部13の出力と実効値演算処理部14の出力とを切り替えることができるので、1回の演算で電圧検出信号を求めることができる実効値演算処理部14が、電圧検出信号V1を求めるために複数回の演算結果を利用することが必須となる振幅演算処理部13を補完することができる。
従って、一過性等の軽微な異常発生した場合においても、交流電気信号検出装置10A内で電圧検出信号V1を求める演算処理を停止させることなく、精度の良い電気量検出を継続することができる。また、一過性等の軽微な異常発生した場合においても、従来の交流電気信号検出装置のように電圧検出信号の出力を停止させない(システムダウンを生じさせない)ため、システムダウンの平均故障間隔(Mean Time Between Failure:MTBF)が長くなり、MTBFを向上させることができる。
[第2の実施形態]
図3は、第2の実施形態に係る交流電気信号検出装置の一例である交流電気信号検出装置10Bの装置構成を概略的に示す構成図である。
交流電気信号検出装置10Bは、交流電気信号検出装置10Aに対し、振幅演算処理部13、実効値演算処理部14、および周波数判定部17Aの代わりに、振幅演算処理部13B、全波整流演算処理部19、および周波数判定部17Bを具備する点で相違するが、その他の点では実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明するとともに、交流電気信号検出装置10Aと実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
交流電気信号検出装置10Bは、例えば、入力処理手段としてのA/D変換処理部11と、A/D変換処理部11から得られる信号に基づいて演算処理を行って交流電気量の検出信号を得る演算処理手段としての振幅演算処理部(第1の演算処理部)13B、全波整流演算処理部(第2の演算処理部)19、切替部15、動作状態判定部16、および周波数判定部17Bとを具備する。
振幅演算処理部13Bは、交流電気信号検出装置10Aが具備する振幅演算処理部13の基準周波数F0の1/n(nは自然数)に対応した複数の振幅演算処理部13−1,…,13−nを備える。
すなわち、振幅演算処理部13Bは、例えば、n=4の場合、基準周波数F0である入力に対して振幅演算方式による演算処理を行う振幅演算処理部13−1と、基準周波数が周波数F0の1/2倍(=F0/2)である入力に対して振幅演算方式による演算処理を行う振幅演算処理部13−2と、基準周波数が周波数F0の1/3倍(=F0/3)である入力に対して振幅演算方式による演算処理を行う振幅演算処理部13−3と、基準周波数が周波数F0の1/4倍(=F0/4)である入力に対して振幅演算方式による演算処理を行う振幅演算処理部13−4と、を備える。
なお、個々の振幅演算処理部13−1,…,13−nの機能は、振幅演算方式による演算処理を行う周波数がそれぞれ異なる点以外は共通であり、それぞれ、交流電気信号検出装置10Aが具備する振幅演算処理部13と同様に、振幅二乗演算し、調整係数を乗じた値を平均演算(重み付けを変更する場合を含む)を行って、第1の電気量検出信号としての第1の電圧検出信号Va1,…,Vanを得る。第1の電圧検出信号Va1,…,Vanは、切替部15に入力される。
全波整流演算処理部19は、全波整流回路における全波整流の作用をソフトウェア的に実現する演算処理を実行する機能を有する。全波整流演算処理部19が実行する全波整流演算方式による演算処理は、長周期のリップルが発生すること伴い、特定の周波数(基準周波数F0に対して1/nとなる周波数。但し、nは自然数。)では誤差が大きくなるもののその他の周波数では誤差を小さく抑えることができる。そこで、交流電気信号検出装置10Bでは、上記特定の周波数では振幅演算処理部13Bの出力を選択し、その他の場合には全波整流演算処理部19の出力を選択するように切替部15を設定する。
全波整流演算処理部19は、入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)に基づいて、全波整流の最大値の平均値を求め、求まる平均値から第2の電気量検出信号としての第2の電圧検出信号Vcを得る。全波整流演算処理部19は、得られた第2の電圧検出信号Vcを切替部15へ与える。
周波数判定部17Bは、周波数判定部17Aと同様の機能を有するが、周波数の設定条件(検出する周波数の個数)が異なる。具体的に説明すると、周波数判定部17Bは、検出される周波数がn個の基準周波数F0/n,…,F0(nは自然数)の何れかに合致することを判定条件とし、この判定条件を満たすか否かを判定し、判定結果を示す第2の選択信号S2を生成する。周波数判定部17Bでは、n個の基準周波数F0/n,…,F0(nは自然数)に対して条件判定を行うため、第2の選択信号S2は、例えば、nビットの信号として生成される。
第2の選択信号S2は、例えば、最も右側に位置するビット(最下位ビット)を第1のビットとし、最も左側(右からn番目)に位置するビット(最上位ビット)を第nのビットとして、右からk番目(kは1≦k≦nを満たす自然数)のビットがハイレベル(H)となっている場合には検出される周波数が基準周波数F0/kであることを示すようにすることができる。従って、n個の全ビット(第1〜nのビット)がローレベル(L)である場合には周波数判定部17Bにより検出される周波数は、F0/n,…,F0(nは自然数)の何れにも該当しないことを示すことができ、第k(kは1≦k≦nを満たす自然数)のビットがハイレベル(H)となっている場合には周波数判定部17Bにより検出される周波数がF0/kであることを示すことができる。
このようにして生成される第2の選択信号S2を受け取った切替部15は、第2の選択信号S2が、例えば、第kのビットがハイレベル(H)であり、周波数判定部17Bで検出される周波数がF0/kに合致することを示している場合、すなわち、周波数判定部17Bで検出される周波数が長周期のリップルが発生する周波数である場合、振幅演算方式によって演算され生成された第1の電気量検出信号としての第1の電圧検出信号Va(ここでは、振幅演算処理部13−kから出力される第1の電圧検出信号Vak)を、出力する電圧検出信号V1として選択する。
一方、第2の選択信号S2が、n個の全ビット(第1〜nのビット)がローレベル(L)である場合、すなわち、周波数判定部17Bで検出される周波数が長周期のリップルが発生しない周波数である場合、全波整流演算方式によって演算され生成された第2の電気量検出信号としての第2の電圧検出信号Vcを、出力する電圧検出信号V1として選択する。
ここで、交流電気信号検出装置10Bに入力される三相の交流電気量(例えば、三相交流電圧)の周波数Fと、交流電気信号検出装置10Bから出力される電圧検出信号V1(第1の電圧検出信号Va1〜Vanまたは第2の電圧検出信号Vc)との関係について説明する。
図4は、交流電気信号検出装置10Bの周波数Fに対する電圧検出信号V1(第1の電圧検出信号Va1〜Vanまたは第2の電圧検出信号Vc)の関係を示す説明図である。
全波整流演算結果、すなわち、全波整流演算処理部19から出力される第2の電圧検出信号Vcは、長周期のリップルを含むことに起因する誤差が特定の周波数(基準周波数F0に対して1/nとなる周波数。但し、nは自然数。)で大きくなる特徴がある。そこで、交流電気信号検出装置10Bでは、図4に例示されるように、検出される周波数が上記特定の周波数である場合には振幅演算処理部13Bの出力である第1の電圧検出信号Va1〜Vanを電圧検出信号V1として出力し、検出される周波数が上記特定の周波数以外の周波数ある場合には全波整流演算処理部19の出力である第2の電圧検出信号Vcを電圧検出信号V1として出力する。
続いて、交流電気信号検出装置10Bの作用について説明する。
交流電気信号検出装置10Bでは、A/D変換処理部11により、入力されるアナログ信号である三相交流電圧の瞬時値(Vr0,Vs0,Vt0)がディジタル信号(Dr,Ds,Dt)に変換され、後段の振幅演算処理部13、全波整流演算処理部19、動作状態判定部16、および周波数判定部17Bへ与えられる。
入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を用いて、振幅演算処理部13では第1の電圧検出信号Va1〜Vanが、全波整流演算処理部19では第2の電圧検出信号Vcが、それぞれ、生成されて切替部15に与えられる。
交流電気信号検出装置10Aと同様に、動作状態判定部16では、第1の選択信号S1が生成され切替部15に与えられる。
周波数判定部17Bでは、入力されるディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を用いて、交流電気信号検出装置(自装置)10Bに入力される三相の交流電気量の周波数が検出され、検出される周波数が予め設定される条件を満たしているか否かが判定されて当該判定結果に応じた第2の選択信号S2が生成される。周波数判定部17Bで生成された第2の選択信号S2は、周波数判定部17Bから切替部15に与えられる。
続いて、切替部15は、入力される第1,2の選択信号S1,S2に応じて、演算処理結果として入力される第1の電圧検出信号Va(Va1〜Vanの何れか)または第2の電圧検出信号Vcを選択し、電圧検出信号V1として出力する。交流電気信号検出装置10Bでは、通常時、すなわち、動作状態判定部16によって異常が検出されておらず、周波数判定部17Bによって検出される周波数が、振幅演算処理部13−1の基準周波数F0に対して1/n(nは自然数)に該当しない場合、第2の電圧検出信号Vcが優先的に選択される。
一方、動作状態判定部16によって異常が検出された動作状態の異常時、または周波数判定部17Bによって検出される周波数が振幅演算処理部13−1の基準周波数F0に対して1/n(nは自然数)に該当する場合には、切替部15は、第2の電圧検出信号Vcではなく、第1の電圧検出信号Va(Va1〜Vanの何れか)を電圧検出信号V1として出力する。例えば、周波数判定部17Bによって検出される周波数がF0/kの場合、出力する電圧検出信号V1として選択されるのは、第1の電圧検出信号Vakである。
交流電気信号検出装置10Bおよび交流電気信号検出装置10Bを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Bが振幅演算処理部13Bの出力と、特定の周波数で長周期のリップルを含むために誤差が大きくなるもののその他の周波数では誤差を小さく抑えることができる全波整流演算処理部19の出力とを切り替えることができるので、前記特定の周波数では振幅演算処理部13Bの出力を選択し、その他の周波数では全波整流演算処理部19の出力を選択することで、従来よりも大きな範囲で周波数が変動したとしても、適切な電圧検出信号V1を得ること、すなわち、精度の良い電気量検出が可能となる。
また、交流電気信号検出装置10Bおよび交流電気信号検出装置10Bを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Bが振幅演算処理部13Bの出力と全波整流演算処理部19の出力とを切り替えることができるので、1回の演算で電圧検出信号を求めることができる全波整流演算処理部19が、電圧検出信号V1を求めるために複数回の演算結果を利用することが必須となる振幅演算処理部13Bを補完することができる。
故に、交流電気信号検出装置10Bおよび交流電気信号検出装置10Bを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Aおよび交流電気信号検出装置10Aを用いた交流電気信号検出方法と同様に、従来よりも広範な周波数範囲において精度の良い電気量を検出が可能となるので、従来の交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法では適用が困難な程に大きな周波数変動が生じる場合においても、電気量検出信号の誤差範囲をAVRやLCIなどの励磁制御装置等への適用が可能な範囲内に収めることができる。
また、一過性等の軽微な異常発生した場合においても、交流電気信号検出装置10B内で電圧検出信号V1を求める演算処理を停止させることなく、精度の良い電気量検出を継続することができ、システムダウンの平均故障間隔MTBFを向上させることができる。
[第3の実施形態]
図5は、第3の実施形態に係る交流電気信号検出装置の一例である交流電気信号検出装置10Cの装置構成を概略的に示す構成図である。
交流電気信号検出装置10Cは、交流電気信号検出装置10Aに対し、入力処理手段と演算処理手段が分離した構成となる点、すなわち、入力処理手段の後段に伝送出力部21をさらに設け、演算処理手段の前段に伝送入力部22をさらに設け、伝送出力部21と伝送入力部22とを信号伝送可能な伝送路25によって接続する構成としている点で相違するが、その他の点では実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明するとともに、交流電気信号検出装置10Aと実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
交流電気信号検出装置10Cは、交流電気信号検出装置10Aと同様に、入力処理手段と演算処理手段とを具備しており、例えば、入力処理手段として、A/D変換処理部11と伝送出力部21とを備え、演算処理手段として、伝送入力部22と、振幅演算処理部(第1の演算処理部)13と、実効値演算処理部(第2の演算処理部)14と、切替部15、動作状態判定部16、および周波数判定部17Aとを備える。
また、交流電気信号検出装置10Cでは、伝送出力部21と伝送入力部22とが信号伝送可能な伝送路25を介して接続される。伝送路25は有線、無線を問わず選択することができる。
続いて、交流電気信号検出装置10Cの作用について説明する。
交流電気信号検出装置10Cでは、交流電気信号検出装置10Aと同様にして、A/D変換処理部11により、入力されるアナログ信号である三相交流電圧の瞬時値(Vr0,Vs0,Vt0)がディジタル信号(Dr,Ds,Dt)に変換され、伝送出力部21に与えられる。伝送出力部21はディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を受け取ると、これを伝送入力部22へ伝送する。
伝送入力部22がディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を受け取ると、これを振幅演算処理部13、実効値演算処理部14、動作状態判定部16、および周波数判定部17Aへ与える。振幅演算処理部13、実効値演算処理部14、動作状態判定部16、および周波数判定部17Aがディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を受け取った後の信号処理については、交流電気信号検出装置10Aと同様に行われ、最終的に電圧検出信号V1が出力される。
交流電気信号検出装置10Cおよび交流電気信号検出装置10Cを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Aおよび交流電気信号検出装置10Aを用いた交流電気信号検出方法と同様の効果を奏する。
また、交流電気信号検出装置10Cおよび交流電気信号検出装置10Cを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Cを、入力処理手段の後段に伝送出力部21を設け、演算処理手段の前段に伝送入力部22を設け、伝送出力部21と伝送入力部22とを信号伝送可能な伝送路25によって接続することで、入力処理手段と演算処理手段とを分離して構成することができる。すなわち、装置設置の自由度をより高めることができる。
さらに、交流電気信号検出装置10Cを入力処理手段と演算処理手段とを分離した構成とすることで、一過性等の軽微な異常発生した場合にも、測定遅延を短くすることができ、システムダウン防止することができる。
[第4の実施形態]
図6は、第4の実施形態に係る交流電気信号検出装置の一例である交流電気信号検出装置10Dの装置構成を概略的に示す構成図である。
交流電気信号検出装置10Dは、実効値演算処理部14および動作状態判定部16の代わりに、それぞれ、実効値演算処理部34および動作状態判定部36を具備する点で相違するが、その他の点では実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、上記相違点を中心に説明する。
なお、図6に例示される交流電気信号検出装置10Dは、交流電気信号検出装置10Cに対し、実効値演算処理部14および動作状態判定部16の代わりに、それぞれ、実効値演算処理部34および動作状態判定部36を具備する例であり、以下の説明では、交流電気信号検出装置10Cと実質的に相違しない構成要素については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
交流電気信号検出装置10Dは、例えば、入力処理手段として、A/D変換処理部11と伝送出力部21とを備え、演算処理手段として、伝送入力部22と、振幅演算処理部(第1の演算処理部)13と、実効値演算処理部(第2の演算処理部)34と、切替部15、動作状態判定部36、および周波数判定部17Aとを備える。また、交流電気信号検出装置10Dでは、伝送出力部21と伝送入力部22とが伝送路25を介して接続される。
実効値演算処理部34は、実効値演算処理部14と同様に実効値演算を行い、その結果を電圧検出信号Vbとして出力する点では共通しているが、入力される三相(R相、T相、S相)から2相を抽出した場合の全組合せ(R相とS相、S相とT相、T相とR相)に対して、実効値演算を行う点で相違する。
実効値演算処理部34は、瞬時値入力の3相の和が0になることに着目し、2相の入力から他の1相については計算により求めた値を採用し、それぞれ得られた三相の交流電圧から実効値を前記式(5)により計算する。すなわち、実効値演算処理部34は、第1の組み合わせとしてR相およびS相を抽出し、R相およびS相の入力電圧値と当該入力電圧値から算出されるT相の電圧値を前記式(5)に代入して三相交流電圧の実効値を計算する。
実効値演算処理部34では、S相およびT相の組み合わせ(第2の組み合わせ)と、T相およびR相の組み合わせ(第3の組み合わせ)についても、第1の組み合わせ(R相およびS相の組み合わせ)と同様にして、三相交流電圧の実効値が計算される。実効値演算処理部34は、計算結果を第2の電気量検出信号としての第2の電圧検出信号Vbとして切替部15に与える。
動作状態判定部36は、動作状態判定部16が有する機能(自装置内における異常の有無を判定する機能、および当該判定結果に応じて第1の選択信号S1を生成する機能)に加えて、さらに、実効値演算処理部34の各組み合わせの演算結果に基づいて三相(R相、S相、T相)に対して異常の有無を判定する機能を有する。
動作状態判定部36は、動作状態判定部16と同様にして自装置(ここでは、交流電気信号検出装置10D)内の異常の有無を示す情報に加えて、三相(R相、S相、T相)に対して異常の有無を判定した結果に基づき、実効値演算処理部34が演算して得た何れの演算結果を選択するべきかを示す情報が含まれる第1の選択信号S1を生成して切替部15に与える。
動作状態判定部36は、実効値演算処理部34から与えられる3個の実効演算結果が全て同等の場合には各相の入力は正常と判定し、実効値演算処理部34から与えられる実効演算結果を第2の電圧検出信号Vbとして選択する第1の選択信号S1を生成して切替部15に与える。
一方、実効値演算処理部34から与えられる3個の実効演算結果のうち、2個が同じで1個が異なる場合、異常な相が1相の場合、3個の組み合わせのうち当該異常な相を含まない組み合わせは1個になる。そこで、動作状態判定部36では、他の2個とは異なる1個の組み合わせが異常な相を含んでいないとみなして、異なる1個の演算結果を第2の電圧検出信号Vbとして選択する第1の選択信号S1を生成して切替部15に与える。
なお、動作状態判定部36が出力する第1の選択信号S1は、例えば、4ビットの信号とすれば、自装置(ここでは、交流電気信号検出装置10D)内の異常の有無を示す情報と実効値演算処理部34が演算して得た何れの演算結果を選択するべきかを示す情報とを含む1個の選択信号とすることができるが、第1の選択信号S1は、必ずしも1個の信号でなくても良い。例えば、自装置(ここでは、交流電気信号検出装置10D)内の異常の有無を示す情報が含まれる選択信号と、実効値演算処理部34が演算して得た何れの演算結果を選択するべきかを示す情報が含まれる選択信号とを別々に生成して出力するようにしても良い。
続いて、交流電気信号検出装置10Dの作用について説明する。
交流電気信号検出装置10Dでは、交流電気信号検出装置10Cと同様にして、A/D変換処理部11により、入力されるアナログ信号である三相交流電圧の瞬時値(Vr0,Vs0,Vt0)がディジタル信号(Dr,Ds,Dt)に変換され、伝送出力部21に与えられる。伝送出力部21は、与えられたディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を伝送路25を介して接続される伝送入力部22へ伝送する。
伝送入力部22は、ディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を受け取ると、これを振幅演算処理部13、実効値演算処理部34、動作状態判定部36、および周波数判定部17Aへ与える。
実効値演算処理部34は、入力される三相(R相、T相、S相)から2相を抽出した場合の全組合せ(R相とS相、S相とT相、T相とR相)に対して、実効値演算を行い、各演算結果を第2の電圧検出信号Vbとして切替部15に与える。
また、動作状態判定部36は、自装置(ここでは、交流電気信号検出装置10D)内の異常の有無を示す情報に加えて、三相(R相、S相、T相)に対して異常の有無を判定した結果に基づき、実効値演算処理部34が演算して得た何れの演算結果を選択するべきかを示す情報を含む第1の選択信号S1を生成して切替部15に与える。
切替部15は、入力される第1,2の選択信号S1,S2に応じて、演算処理結果として入力される第1,2の電圧検出信号Va,Vbのうち何れか一方を選択し電圧検出信号V1として出力する。
切替部15が電圧検出信号V1として第2の電圧検出信号Vbを選択して出力する場合には、動作状態判定部36の三相(R相、S相、T相)に対する異常有無判定結果に応じて、選択される第2の電圧検出信号Vbを切り替える。より具体的には、3個の実効演算結果が全て同等の場合には、実効値演算処理部34から与えられる実効演算結果の何れかが第2の電圧検出信号Vbとして選択する。一方、2個が同じで1個が異なる場合、実効値演算処理部34から与えられる異なる1個の演算結果が第2の電圧検出信号Vbとして選択される。
なお、ディジタル信号(Dr,Ds,Dt)を受け取った後の振幅演算処理部13および周波数判定部17Aの信号処理は、交流電気信号検出装置10Cと同様である。
交流電気信号検出装置10Dおよび交流電気信号検出装置10Dを用いた交流電気信号検出方法によれば、交流電気信号検出装置10Aおよび交流電気信号検出装置10Aを用いた交流電気信号検出方法と同様の効果を奏する。
また、交流電気信号検出装置10Dおよび交流電気信号検出装置10Dを用いた交流電気信号検出方法によれば、異常の生じている相が1相以内であれば、交流電気信号検出装置10Dが、異常な相が含まれているか否かの判定と、異常な相が含まれている場合における異常な相の特定とをすることができるので、1相で異常が生じていたとしても、適切な電圧検出信号V1を得ること、すなわち、精度の良い電気量検出が可能となる。
さらに、交流電気信号検出装置10Dおよび交流電気信号検出装置10Dを用いた交流電気信号検出方法によれば、異常の生じている相が1相以内であれば、異常が生じていたとしても、演算処理を停止させることなく、精度の良い電気量検出を継続することができるので、システムダウンの平均故障間隔MTBFを向上させることができる。
なお、上述した交流電気信号検出装置10Dは、交流電気信号検出装置10Cに対して、動作状態判定部16の代わりに動作状態判定部36を具備する例であるが、交流電気信号検出装置10Dは、交流電気信号検出装置10A,10Bに対して、動作状態判定部16の代わりに動作状態判定部36を具備していても良い。
以上、交流電気信号検出装置10A〜10Dおよび交流電気信号検出装置10A〜10Dを用いた交流電気信号検出方法によれば、従来の交流電気信号検出装置および交流電気信号検出方法では適用が困難な程に大きな周波数変動が生じる場合においても、適切な電圧検出信号V1を得ること、すなわち、精度の良い電気量検出が可能となり、電気量検出信号の誤差範囲をAVRやLCIなどの励磁制御装置等への適用が可能な範囲内に収めることができる。
また、一過性等の軽微な異常発生した場合においても、交流電気信号検出装置10A〜10D内で電圧検出信号V1を求める演算処理を停止させることなく、精度の良い電気量検出を継続することができ、システムダウンの平均故障間隔MTBFを向上させることができる。
さらに、交流電気信号検出装置10C等のように、入力処理手段と演算処理手段とを分離して構成することもできるので、一過性等の軽微な異常発生した場合にも、測定遅延を短くすることができ、システムダウン防止することができる。
また、交流電気信号検出装置10Dのように、動作状態判定部16の代わりに動作状態判定部36を具備する場合、異常の生じている相が1相以内であれば、異常な相が含まれているか否かの判定と、異常な相が含まれている場合における異常な相の特定とをすることができるので、異常が生じていたとしても、適切な電圧検出信号V1を得ること、すなわち、精度の良い電気量検出が可能となる。
さらに、交流電気信号検出装置10Dおよび交流電気信号検出装置10Dを用いた交流電気信号検出方法によれば、異常の生じている相が1相あったとしても、演算処理を停止させることなく、精度の良い電気量検出を継続することができるので、システムダウンの平均故障間隔MTBFを向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能である。本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10A〜10D 交流電気信号検出装置
11 A/D変換処理部
13 振幅演算処理部
13B(13−1〜13−n) 振幅演算処理部
14,34 実効値演算処理部
15 切替部
16,36 動作状態判定部
17A,17B 周波数判定部
19 全波整流演算処理部
21 伝送出力部
22 伝送入力部
25 伝送路

Claims (8)

  1. 入力した三相の交流電気量の瞬時値を所定の周期にディジタル信号に変換するA/D変換処理部と、
    前記ディジタル信号を振幅演算方式による演算処理を実行することによって算出される前記交流電気量の振幅に基づいて前記交流電気量の電気量検出信号である第1の電気量検出信号を求める第1の演算処理部と、
    前記振幅演算方式とは異なる演算方式による演算処理を実行することによって、前記第1の電気量検出信号とは異なる第2の電気量検出信号を求める第2の演算処理部と、
    前記ディジタル信号を用いて前記交流電気量の周波数を求め、求まる前記交流電気量の周波数が設定される条件を満たしているか否かを判定し、判定結果を示す信号を第1の選択信号として生成する周波数判定部と、
    前記周波数判定部から受け取る前記第1の選択信号に基づいて、前記第1の演算処理部から受け取る前記第1の電気量検出信号および前記第2の演算処理部から受け取る前記第2の電気量検出信号から選択される1個の電気量検出信号を出力する切替部と、を具備することを特徴とする交流電気信号検出装置。
  2. 前記第2の演算処理部は、前記ディジタル信号を実効値演算方式による演算処理を実行することによって算出される前記交流電気量の実効値に基づいて前記第2の電気量検出信号を求める実効値演算処理部、および前記ディジタル信号を全波整流演算方式による演算処理を実行することによって算出される全波整流の最大値に基づいて前記第2の電気量検出信号を求める全波整流演算処理部の何れか一方であることを特徴とする請求項1記載の交流電気信号検出装置。
  3. 自装置内に異常が生じているか否かを判定し、判定結果を示す信号を第2の選択信号として生成し、前記切替部へ出力する動作状態判定部をさらに備え、
    前記切替部は、前記周波数判定部から受け取る前記第1の選択信号と前記動作状態判定部から受け取る前記第2の選択信号とに基づいて、前記第1の電気量検出信号および前記第2の電気量検出信号から選択される1個の電気量検出信号を出力することを特徴とする請求項1または2記載の交流電気信号検出装置。
  4. 前記第2の演算処理部が前記実効値演算処理部である場合、
    前記設定される条件は、前記周波数判定部で求まる交流電気量の周波数が前記交流電気量の定格周波数を中心とする所定範囲内にあること、であり、
    前記切替部は、前記第1の選択信号が前記設定される条件を満たすという判定結果を示す場合には前記第1の演算処理部から受け取る前記第1の電気量検出信号を出力し、前記第2の選択信号が前記設定される条件を満たさないという判定結果を示す場合には前記実効値演算処理部から受け取る前記第2の電気量検出信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項3記載の交流電気信号検出装置。
  5. 前記実行演算処理部は、前記三相から任意の二相を抽出する場合の各組み合わせについてそれぞれ前記交流電気量の実効値を求めるように構成され、
    前記動作状態判定部は、前記実効値演算処理部から与えられる、前記各組み合わせについて前記交流電気量の実効値を求めることで得られる3個の前記交流電気量の実効値が全て一致する第1の場合に該当するか、2個が一致するが残りの1個が不一致となる第2の場合に該当するかを判定し、前記第1の場合に該当する場合には前記三相の各相は正常である旨を示す前記第2の選択信号を出力する一方、前記第2の場合に該当する場合には不一致となる1個の前記交流電気量の実効値を求める際に使用される二相は正常であり、残りの一相に異常があると判定して当該異常がある一相を示す前記第2の選択信号を出力するように構成され、
    前記切替部は、前記第2の選択信号が前記三相の各相は正常である旨を示すものである場合、前記第1の電気量検出信号を出力する一方、前記第2の選択信号が異常がある一相を示す信号である場合、前記異常がある一相に対する残り二相を抽出して求められる前記交流電気量の実効値を前記第2の電気量検出信号として出力するように構成されることを特徴とする請求項4記載の交流電気信号検出装置。
  6. 前記第2の演算処理部が前記全波整流演算処理部である場合、
    前記第1の演算処理部は、nを任意の自然数とし、前記交流電気量の周波数が前記交流電気量の定格周波数に対して1/n倍の周波数となる場合に前記第1の電気量検出信号を求めるように構成されており、
    前記周波数判定部は、前記ディジタル信号を用いて求まる前記交流電気量の周波数の状態をn+1個の状態の何れに該当するか判定し、判定結果を前記第1の選択信号として出力するように構成されており、
    前記切替部は、前記第1の選択信号が示す前記交流電気量の周波数が前記定格周波数の1/n倍の周波数となる場合には、前記第1の選択信号が示す前記交流電気量の周波数に対応する前記第1の電気量検出信号を出力し、前記第1の選択信号が示す前記交流電気量の周波数が前記定格周波数の1/n倍の周波数以外の周波数となる場合には、前記第2の電気量検出信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項2または3記載の交流電気信号検出装置。
  7. 前記A/D変換部から出力される前記ディジタル信号を受け取る伝送出力部と、
    前記伝送出力部と信号伝送可能に構成されており、前記伝送出力部から受け取る前記ディジタル信号を、前記第1の演算処理部、前記第2の演算処理部、前記周波数判定部、および前記動作状態判定部へそれぞれ与える伝送入力部と、をさらに具備することを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の交流電気信号検出装置。
  8. 入力した三相の交流電気量の瞬時値を所定の周期にディジタル信号に変換するA/D変換処理部と、前記ディジタル信号をそれぞれ異なる第1の演算方式および第2の演算方式による演算処理を実行することによって、2種類の異なる前記交流電気量の電気量検出信号である第1の電気量検出信号および第2の電気量検出信号を得る演算処理部と、入力される信号に基づいて、前記演算処理部で得られる前記第1の電気量検出信号および前記第2の電気量検出信号の何れか一方を出力する信号として選択する切替部と、を具備する交流電気信号検出装置を用いた交流電気信号の検出方法であり、
    前記A/D変換処理部が、入力される三相の交流電気量の瞬時値を所定の周期にディジタル信号に変換するステップと、
    前記演算処理部が、前記ディジタル信号を振幅演算方式による演算処理を実行することによって算出される前記交流電気量の振幅に基づいて前記第1の電気量検出信号を求める一方、前記振幅演算方式とは異なる演算方式による演算処理を実行することによって前記第2の電気量検出信号を求めるステップと、
    前記切替部が、前記第1の電気量検出信号と前記第2の電気量検出信号と周波数判定部が前記ディジタル信号を用いて求まる前記交流電気量の周波数が設定される条件を満たしているか否かを判定した結果を示す周波数状態判定信号と動作状態判定部が前記ディジタル信号に基づいて装置内に異常が生じているか否かを判定した結果を示す動作状態判定信号との4つの信号を受け取り、前記周波数状態判定信号および前記動作状態判定信号の少なくとも一方に基づいて、前記第1の電気量検出信号および前記第2の電気量検出信号から選択される一方を出力するステップと、を具備することを特徴とする交流電気信号検出方法。
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