JP2021533360A - 電流センサ構成及び較正 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、KACT,phはメモリ26に格納された位相当たりの有効電力スケールファクタを含み、Sample CountはADC19及び21によって取られたサンプルの数を含み、v(n)及びi(n)は、それぞれ、サンプルnで測定された電圧及び電流を含む。サンプルの数は、例えば、測定値がどれくらいの頻度で取られるかに依存し得る。この例において、ADC(例えば、ADC19、ADC21)は、新しい測定が開始されると、測定のためのサンプリングを終了し、それによって、Sample Countのための値を生成する。有効電力(PACT,ph)は回路の抵抗性部分(例えば、負荷14)によって消費される電力である。
ここで、KACT,phは位相あたりの既存の有効電力スケールファクタ、VidealとIidealは、それぞれ、テストソース10の電圧及び電流値、Θcalculated,phは工程205での変換から生じる位相あたりの電圧と電流との位相角度、PACT,phは、工程202で計算された位相あたりの有効電力である。ここで、「理想」とは、既存のスケールファクタ(KACT,ph)よりも、エネルギー測定構成要素23による一層正確な計算をもたらし得るスケールファクタをいう。
エネルギー測定構成要素23のソフトウェアを実行して、例えば、下記数式を用いて、位相当たりの有効電力(PACT,ph)を計算する。
ここで、PACT,phは位相当たりの既存の有効電力スケールファクタであり、Sample CountはADC19及び21によって取られたサンプルの数であり、v(n)及びi(n)は、それぞれ、サンプルnで測定された電圧及び電流である。
WSR=(Fsignal/Fsampling)×360°
ここで、Fsignalは、テストソース10からの信号(例えば、50又は60Hzの交流主電源)の周波数であり、Fsamplingは、ADC19及び21のサンプリング周波数(例えば、4kHz又は8kHz)であり、その結果を360°を乗算することによって度に変換する。この値は、360°ではなく2πを乗算することを強い得る他の測定ユニット、例えばラジアンとしてもよい。
FSR=WSR/OSR
ここで、WSRは、工程306で計算された全体サンプル解像度であり、OSRは、ADC21のオーバーサンプリングレートである。一例において、オーバーサンプリングレートが2の累乗である数(例えば、64、128、256など)を含む。ADC19のオーバーサンプリングレートは、ADC21のオーバーサンプリングレートと同じであっても異なっていてもよい。部分サンプル解像度は、ADC21のプリロードパラメータを1ユニット変更することに基づいて、電流信号の位相がシフトする角度を表す。全体サンプル解像度が度ではなくラジアンで計算される場合、部分サンプル解像度はラジアンの数を表し、電流信号の位相は、ADC21のプリロードパラメータが1ユニット変化することに基づいてシフトする。ADCのプリロードパラメータは、対応する入力信号をADCがサンプリングするまでの部分遅延である。
ここで、Θcalculated,phは、工程305における変換から得られた位相当たりの位相角度であり、Θtest sourceはテストソース10内に構成された(テストソース10によってエネルギー測定構成要素23に提供された)位相角度であり、FSRは、工程307で計算された部分サンプル解像度である。
ここで、TSDは工程308で計算された総サンプル遅延であり、OSRはADC21のオーバーサンプリングレートである。
Claims (20)
- 電流センサの位相較正のための方法であって、
テストソースからの測定電流を表す第1の信号を、第1のアナログデジタルコンバータを用いて第1のデジタル信号に変換すること、
前記テストソースからの測定電圧を表す第2の信号を、第2のアナログデジタルコンバータを用いて第2のデジタル信号に変換すること、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の計算された位相角度を計算すること、
前記計算された位相角度からテストソース位相角度を減じることにより位相差を計算すること、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の全体サンプル遅延を、前記第1のアナログデジタルコンバータのプリロードパラメータが1ユニット変化することに基づいて前記第1のデジタル信号の位相がシフトする角度を表す部分サンプル解像度で位相差を除算して計算することであって、前記プリロードパラメータが、前記第1のアナログデジタルコンバータがサンプリングを開始するまでの遅延を表すこと、及び
更新された前記プリロードパラメータを、前記第1のアナログデジタルコンバータのオーバーサンプリングレートを法(mod)とした総サンプル遅延として計算すること、
を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、全体サンプル解像度を前記オーバーサンプリングレートで除算することによって前記部分サンプル解像度を計算することを更に含み、前記全体サンプル解像度が、前記テストソースの周波数を前記第1のアナログデジタルコンバータのサンプリング周波数で除算し、度数に変換することによって計算される、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更新されたプリロードパラメータで前記第1のアナログデジタルコンバータを構成することを更に含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記第1のアナログデジタルコンバータが第1のΣΔアナログデジタルコンバータを含み、前記第2のアナログデジタルコンバータが第2のΣΔアナログデジタルコンバータを含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の前記計算された位相角度を計算することが、
有効電力を計算するために前記第1及び第2のデジタル信号を用いること、
前記有効電力から力率を算出すること、
前記力率を前記計算された位相角度に変換すること、
を含む、方法。 - 有効電力の利得較正のための方法であって、前記方法が、
測定された電流を表す第1の信号を前記第1のデジタル信号に変換するためにマイクロコントローラを用いること、
測定された電圧を表す第2の信号を第2のデジタル信号に変換するために、前記マイクロコントローラを用いること、
既存のスケールファクタに基づいて有効電力を計算するために、前記第1及び第2のデジタル信号を用いること、
前記第1及び第2のデジタル信号間の位相角度を計算すること、及び
更新されたスケールファクタを計算するために、前記位相角度及び有効電力を用いること、
を含む、方法。 - 請求項7に記載の方法であって、前記更新されたスケールファクタを用いて前記マイクロコントローラを構成することを更に含む、方法。
- 請求項8に記載の方法であって、
更新されたスケールファクタに基づいてコードを生成すること、及び
前記生成されたコードを前記マイクロコントローラ内のメモリに提供すること、
を更に含む、方法。 - 請求項7に記載の方法であって、前記第1及び第2のデジタル信号の間の位相角度の計算が、
力率を計算することと、
前記力率を前記位相角度に変換することと、
を含む、方法。 - 電流センサを較正するためのシステムであって、前記システムが、
テストソースからの測定された電流を表す第1の信号とテストソースからの測定された電圧を表す第2の信号にそれぞれ対応する、第1のアナログデジタルコンバータからの第1のデジタル信号と、第2のアナログデジタルコンバータからの第2のデジタル信号とを受信し、前記第1及び第2のデジタル信号と既存のスケールファクタとに基づいて有効電力を計算し、前記有効電力に基づいて力率を計算するように構成されるエネルギー測定構成要素、及び
較正コンピュータ、
を含み、
前記較正コンピュータが、
前記エネルギー測定構成要素から前記有効電力及び力率を受け取り、
前記力率を変換位相角度に変換し、
前記変換された位相角度及び前記有効電力を用いて、更新されたスケールファクタを計算し、
前記変換された位相角度から前記テストソースの位相角度を減じることによって位相差を計算し、
前記第1のアナログデジタルコンバータのプリロードパラメータが1ユニット変化することに基づいて、前記第1のデジタル信号の位相の角度を表す部分サンプル解像度で前記位相差を除算することによって、前記第1のアナログデジタルコンバータのための前記第1及び第2のデジタル信号の間の全体サンプル計算し、
前記第1のアナログデジタルコンバータのオーバーサンプリングレートを、法とした前記全体サンプル遅延として、更新されたプリロード角度を計算するように構成され、
前記プリロードパラメータが、前記第1のアナログデジタルコンバータがサンプリングを開始する前の遅延を表す、
システム。 - 請求項13に記載のシステムであって、前記較正コンピュータが、全体サンプル解像度を前記オーバーサンプリングレートで除算することによって前記部分サンプル解像度を計算し、前記テストソースの周波数を前記第1のアナログデジタルコンバータのサンプリング周波数で除算し、度数に変換することによって前記全体サンプル解像度を計算することを更に含む、システム。
- 請求項15に記載のシステムであって、前記較正コンピュータが更に、前記更新されたプリロードパラメータ及び前記全体サンプル遅延をセンサシステムに提供して、前記第1のアナログデジタルコンバータを前記更新されたプリロードパラメータで再構成し、前記エネルギー測定構成要素を前記全体サンプル遅延で再構成するように構成される、システム。
- 請求項13に記載のシステムであって、前記第1のアナログデジタルコンバータが第1のΣΔアナログデジタルコンバータを含み、前記第2のアナログデジタルコンバータが第2のΣΔアナログデジタルコンバータを含む、システム。
- 請求項13に記載のシステムであって、前記較正コンピュータが更に、前記エネルギー測定構成要素を再構成するために、前記更新されたスケールファクタを前記エネルギー測定構成要素に提供するように構成される、システム。
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