JP3048467B2 - 位相検出装置 - Google Patents

位相検出装置

Info

Publication number
JP3048467B2
JP3048467B2 JP4158321A JP15832192A JP3048467B2 JP 3048467 B2 JP3048467 B2 JP 3048467B2 JP 4158321 A JP4158321 A JP 4158321A JP 15832192 A JP15832192 A JP 15832192A JP 3048467 B2 JP3048467 B2 JP 3048467B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sampling
input
phase difference
values
inputs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4158321A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH063388A (ja
Inventor
川 博 井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4158321A priority Critical patent/JP3048467B2/ja
Publication of JPH063388A publication Critical patent/JPH063388A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3048467B2 publication Critical patent/JP3048467B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系の制御装置等に
用いられる位相検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電力系統の制御装置では、同一
周波数を有する2つの交流入力の位相差を求めることが
行われている。例えば、同じ系統の電圧と電流の位相差
を求めて有効電力の算出に用いたり、同一系統の各相間
のベクトル図をCRT等に描く場合に、各相間の位相差
を正確に求めることが必要になる。
【0003】このような場合、従来は第1の交流入力の
極性変化から第2の交流入力の極性変化までの間におけ
るパルス発振器からのパルスを計数し、その計数値によ
り位相差を求める所請位相カウンタ方式が行なわれた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この位相カウ
ンタ方式では位相の検出精度を上げるには高い周波数の
パルス発振器が必要であり、回路が複雑化すると共に高
価なものにならざるを得ない。
【0005】一方、近似のエレクトロニクス技術の発展
により、コンピュータが広く普及し、各種制御技術にコ
ンピュータが多く使用されてきているという実情があ
る。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、同一周波数の2つの交流入力の位相差を安価な構
成でありながら、高速且つ高精度で検出することができ
る位相検出装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、同一周波数(fo )を有する2
つの交流入力である第1,第2の交流入力間の位相差
(θ)の検出を行う位相検出装置において、前記第1,
第2の交流入力の値を所定サンプリング周波数(fs
毎にサンプリングするサンプリング手段と、前記第1の
交流入力の連続する2つのサンプリング値(x10
11)の極性が負から正又は正から負に変化すると共
に、前記第2の交流入力の連続する2つのサンプリング
値(x20,x21)の極性も負から正又は正から負に変化
したときに、極性変化検出信号を出力する極性変化検出
手段と、前記極性変化検出信号を入力したときに、前記
サンプリング値((x10,x11),(x20,x21))の
各絶対値和(|X1 |,|X2 |)を下式(1)により
演算した後、これらの絶対値和の比(|X1 |/|X2
|)に応じて第2の交流入力のサンプリング値(x20
21)を正規化したサンプリング値(x20′,x21′
を下式(2)により演算し、しかる後、第1,第2の交
流入力間の位相差(θ)を下式(3)により演算する位
相差演算手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。
【0008】
【数2】
【0009】
【作用】上記構成において、サンプリング手段はサンプ
リング周波数fs 毎に第1,第2の交流入力の値をサン
プリングしている。ここで、サンプリング周波数f
s は、第1,第2の交流入力の周波数fo よりも充分に
高い値である。
【0010】そして、2つの交流入力は周波数が同じで
あるから、増減方向が同じ方向になっている区間の或る
点における各サンプリング値の差は、2つの交流入力の
位相差に対応しているはずである。極性変化検出手段
は、この2つの交流入力の増減方向が同一方向であるか
否かを確認するため、それぞれの連続する2つのサンプ
リング値が同じタイミングで極性変化しているか否かを
検出している。
【0011】したがって、上記区間の或る点におけるサ
ンプリング値の差を求め、これに周波数fo ,fs によ
り決まる定数を乗じれば、2つの交流入力間の位相差θ
が求めるはずである。しかし、2つの交流入力の振幅が
異なっている場合には、この振幅差を考慮して、サンプ
リング値を補正する必要がある。位相差演算手段による
式(1),(2),(3)の演算はこのようなサンプリ
ング値の補正を行なっていることに他ならない。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図5に基き
説明する。図2は、この実施例に係る位相検出装置の概
略構成を示すブロック図である。
【0013】図2において、異なる電源系統から、同一
の周波数fo (例えば50Hz)を有する2つの交流入
力A1 ,A2 が計器用変成器1,2の1次側に送られて
いる。計器用変成器1,2の2次側からは、これら交流
入力A1 ,A2 の信号レベルを低下させたアナログ信号
がアナログ入力装置3に送られている。アナログ装置3
は、この入力されたアナログ信号をディジタル信号に変
換し、これをマイクロプロセッサ4に出力している。
【0014】マイクロプロセッサ4は、入力したディジ
タル信号に対して所定の演算を施して2つの交流入力A
1 ,A2 の位相差θを求める。ディジタル出力装置5
は、マイクロプロセッサ4により求められた位相差θの
値を数値表示器6に出力し、また、位相差θの値が許容
差内である場合には、図示を省略してある制御機器に同
期検出信号を出力するようになっている。
【0015】図1は図2におけるマイクロプロセッサ4
の構成を示すブロック図である。サンプリング手段41
は、アナログ入力装置3から送られてくる交流入力装置
1,A2 のディジタル値を所定周波数fs (例えば1
200Hz)毎にサンプリングするようになっている。
そして、サンプリング手段41は、交流入力A1 につい
ての連続したサンプリング値x10,x11と交流入力A2
についての連続したサンプリング値x20,x21とを、極
性変化検出手段42及び位相差検出手段43に出力する
ようになっている。
【0016】次に、図3につき説明する。図3の波形図
は本発明の原理を示すものである。いま、図3(a)に
示すように、時刻t1 ,t2 において、交流入力A1
連続する2つのサンプリング値x10,x11と、交流入力
2 の連続する2つのサンプリング値x20,x21とが、
共に負から正に変化したとする。この場合、位相差θ
と、これらのサンプリング値との間には、ある対応関係
があるはずであるが、A1 とA2 とは振幅が異なるため
に、この対応関係を具体的に求めるためには複雑な演算
を行なわなければならない。
【0017】そこで、図3(b)に示すように、交流入
力A2 の正規化、すなわち、A2 の振幅をA1 と同じに
することを行なうようにする。このように、A2 の振幅
をA1 と同じにしたとしても、A1 及びA2 の周波数は
同一であるから、位相差θには何ら影響を及ぼさないは
ずである。
【0018】そして、図3(b)から明らかなように、
正規化された交流入力A2 は、交流入力A1 を右方に平
行移動したものと考えることができる。また、時刻t1
とt2 との間は充分に短いものとして、三角形UVWと
三角形U′V′W′とは近似的に合同であると考えるこ
とができる。したがって、このような関係を利用すれ
ば、サンプリング値x10,x11と、正規化されたサンプ
リング値x20′,x21′とから簡単な四則演算により位
相差θを求めることができる。
【0019】なお、交流入力A1 ,A2 の極性変化が、
共に負から正に変化した場合でなければならないとした
のは、A1 のレベルが増加方向にあるときはA2 のレベ
ルも増加方向にあるという関係でなければ、図3(b)
のような三角形の合同関係が成立しないからである。つ
まり、A1 の極性が負から正に変化したとき、A2 の極
性が変化しなかったり、あるいは正から負に変化してい
る場合は、位相差θが非常に大きい場合であることを意
味している。
【0020】また、図3では交流入力A1 ,A2 の極性
が共に負から正に変化している場合のサンプリング値を
示しているが、A1 ,A2 の極性が共に正から負に変化
している場合、即ち図3に示した位置から180°だけ
離れた位置においても、位相差θを同様にして求めるこ
とができる。
【0021】次に、図1及び図2の動作を図4及び図5
のフローチャートを参照しつつ説明する。
【0022】まず、サンプリング手段41は、交流入力
1 ,A2 のディジタル値をサンプリング周波数fs
にサンプリングしており、各サンプリング値を極性変化
検出手段42及び位相差演算手段43に出力している。
【0023】極性変化検出手段42は、交流入力A1
連続する2つのサンプリング値x10,x11と、交流入力
2 の連続する2つのサンプリング値x20,x21とを読
込んでいる(ステップ1)。そして、極性変化検出手段
42は、x10が負で且つx11が正であることの条件が成
立するか否かを判別し(ステップ2)、成立したと判別
した場合には、さらに、x20が負で且つx21が正である
ことの条件が成立するか否かを判別する(ステップ
3)。この条件が成立した場合、極性変化検出手段42
は、極性変化検出信号を位相差演算手段43に出力す
る。
【0024】また、ステップ2で条件が成立しなかった
場合、極性変化検出手段42は、x10が正で且つx11
負であることの条件が成立するか否かを判別し(ステッ
プ4)、成立したと判別した場合には、さらにx20が正
で且つx21が負であることの条件が成立するか否かを判
別する(ステップ5)。この条件が成立した場合も、極
性変化検出手段42は、極性変化検出信号を位相差演算
手段43に出力する。
【0025】位相差演算手段43は、極性変化検出手段
42からの極性変化検出信号を入力すると、後述する内
容の演算を行なうことにより位相差θを演算する(ステ
ップ6)。
【0026】許容差判別手段44は、演算された位相差
θを予め定めてある設定値θs と比較し、θ≦θs の場
合には許容差内であるとき判別して(ステップ7)、位
相差θの値をディジタル出力装置5に出力する。これに
より、位相差θの値が、CRTなどの数値表示器6に表
示される。また、ディジタル出力装置5から同期検出信
号が制御機器に出力され(ステップ8)、所定の制御の
開始が可能となる。
【0027】なお、ステップ3,4,5で条件が成立し
なかったときは、位相差演算は行なわれず、したがっ
て、許容差判別手段44から同期検出信号が検出される
ことはない(ステップ9)。この状態が所定サンプリン
グ回数を終了した時点でもまだ継続している場合には、
位相差演算手段43は、位相差θが非常に大きなものと
判別して、その旨の信号を許容差判別手段44に出力す
る(ステップ10,11)。
【0028】次に、ステップ6における演算内容を、図
5を参照しつつ具体的に説明する。
【0029】位相差演算手段43は、まず、サンプリン
グ値x10,x11の絶対値|x10|,|x11|を加算して
絶対値和|X1 |を求めると共に、サンプリング値
20,x21の絶対値|x20|,|x21|を加算して絶対
値和|X2 |を求める(ステップ61)。
【0030】次いで、絶対値和|X2 |,|X2 |の比
|X1 |/|X2 |を交流入力A2側のサンプリング値
x20,x21に乗算し、これらの値を正規化した値
20′,x21′を求める。(ステップ62)。
【0031】そして、このようにして求めた値x20′
21′,|X1 |,x10,x11及びfs ,fo に基き、
前述した図3(b)の三角形の合同の関係から位相差θ
を演算する(ステップ63)。このとき、演算されたθ
の符号がマイナスであれば、交流入力A2 がA1 に対し
て遅れており、また、プラスであれば交流入力A2 がA
1 に対して進んでいることを意味している。
【0032】上記したように、図1の構成によれば、同
一周波数の2つの交流入力A1 ,A2 のサンプリングを
1200Hz程度の比較的低い周波数で行なうことがで
き、また、位相差θを簡単な四則演算だけで半サイクル
毎に求めることができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明は、同一周波数を
有する2つの交流入力については、一定区間内における
同一時点での各サンプリング値のレベル差が、位相差と
ある対応関係を有するという性質を利用したものであ
り、所定演算式を用いて位相差を演算する構成となって
いるので、安価な構成でありながら、高速且つ高精度
で、2つの交流入力の位相差を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の要部の構成を示すブロック
図。
【図2】本発明の実施例に係る装置の構成を示すブロッ
ク図。
【図3】本発明の原理を説明するための波形図。
【図4】図1及び図2の動作を説明するためのフローチ
ャート。
【図5】図1の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
41 サンプリング手段 42 極性変化検出手段 43 位相差演算手段 A1 第1の交流入力 A2 第2の交流入力 fo 交流入力の周波数 fs サンプリング周波数 θ 位相差 x10,x11 連続する2つのサンプリング値 x20,x21 連続する2つのサンプリング値 x20′,x21′ 正規化されたサンプリング値 |X1 |,|X2 | 絶対値和

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一周波数(fo )を有する2つの交流入
    力である第1,第2の交流入力間の位相差(θ)の検出
    を行う位相検出装置において、 前記第1,第2の交流入力の値を所定サンプリング周波
    数(fs )毎にサンプリングするサンプリング手段と、 前記第1の交流入力の連続する2つのサンプリング値
    (x10,x11)の極性が負から正又は正から負に変化す
    ると共に、前記第2の交流入力の連続する2つのサンプ
    リング値(x20,x21)の極性も負から正又は正から負
    に変化したときに、極性変化検出信号を出力する極性変
    化検出手段と、 前記極性変化検出信号を入力したときに、前記サンプリ
    ング値((x10,x11),(x20,x21))の各絶対値
    和(|X1 |,|X2 |)を下式(1)により演算した
    後、これらの絶対値和の比(|X1 |/|X2 |)に応
    じて第2の交流入力のサンプリング値(x20,x21)を
    正規化したサンプリング値(x20′,x21′)を下式
    (2)により演算し、しかる後、第1,第2の交流入力
    間の位相差(θ)を下式(3)により演算する位相差演
    算手段と、 を備えたことを特徴とする位相検出装置。 【数1】
JP4158321A 1992-06-17 1992-06-17 位相検出装置 Expired - Fee Related JP3048467B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4158321A JP3048467B2 (ja) 1992-06-17 1992-06-17 位相検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4158321A JP3048467B2 (ja) 1992-06-17 1992-06-17 位相検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH063388A JPH063388A (ja) 1994-01-11
JP3048467B2 true JP3048467B2 (ja) 2000-06-05

Family

ID=15669086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4158321A Expired - Fee Related JP3048467B2 (ja) 1992-06-17 1992-06-17 位相検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3048467B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0663927A (ja) * 1992-08-21 1994-03-08 Takahama Kogyo Kk 陶磁器用素地の周縁部を成形する方法およびその装置
KR101886965B1 (ko) * 2017-04-05 2018-08-09 한국표준과학연구원 근사 사인파 발생기 및 스위칭 회로를 이용한 교류전압비 및 교류전압 측정 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
JPH063388A (ja) 1994-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7541951B2 (en) Tracking loop type digital angle converter and angle/digital converting apparatus
EP0629843A1 (en) Electromagnetic flowmeter and method for electromagnetically measuring flow rate
JPH05149982A (ja) 電力検出器
JPS6338100B2 (ja)
JP3220327B2 (ja) 周波数検出方法と装置および電力系統安定化システム
JP3048467B2 (ja) 位相検出装置
JP5394945B2 (ja) 同期検定装置
JPH0740052B2 (ja) 周波数検出装置
JPS59200521A (ja) 正弦波信号の零交差点検出方法
JPS6346648B2 (ja)
JP3451851B2 (ja) 回転速度検出装置
JPH0436345B2 (ja)
JPH10246738A (ja) 周波数変化量検出装置
JPS5942460A (ja) 位相検出装置
JPH039267A (ja) 直流電流測定方法
JPS63234173A (ja) 部分放電測定装置
JPH0712860A (ja) 周波数検出装置
JPH037072B2 (ja)
JPH0143910B2 (ja)
JPH08201444A (ja) 高調波信号処理装置
JP3403069B2 (ja) 位相検出器
JPS61267120A (ja) 位相反転検出方式座標読取装置
JPS586412A (ja) 電磁流量計
JPH06284584A (ja) 自動同期装置
JPH0463611B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees