JP3493067B2 - 高調波電流解析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高調波電流解析装置に関
し、さらに詳しく言えば、例えばＩＥＣ規格に適合した
高調波解析を行なうことができる高調波電流解析装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高調波による障害が増加の傾向に
あり、その対策として、電子機器の高調波電流の発生抑
制が電気・電子機器の分野において大きな課題となって
いる。すなわち、発電所から送られてくる商用電源の電
流波形は本来きれいな正弦波であるが、テレビジョンや
パーソナルコンピュータなどに使用されているスイッチ
ング電源やインバータを採用した空気調和機、蛍光灯な
どに流れる電流は正弦波ではなく、例えばパルス状にひ
ずんだ電流波形となっている。

【０００３】この種の電子機器の普及にともない、高調
波電流の総量が多くなると、電力供給の送電線のインピ
ーダンスがゼロでないため、高調波電流による電圧降下
により、商用電源の電圧波形のひずみが大きくなり、例
えば高調波に起因する過電流による電力用コンデンサや
変圧器の異常加熱、焼損、異音の発生、高調波に起因す
る電圧波形ひずみによるブレーカ、漏電遮断器もしくは
制御機器などの誤動作、高調波に起因する誘導障害によ
る電子回路の誤動作やノイズの発生、などの障害が発生
する。

【０００４】そこで、ＩＥＣ（国際電気標準会議）よ
り、一般低電圧電源に接続される入力電流１６Ａ以下の
電子機器を対象とした電源高調波規格案（ＩＥＣ５５５
−２）が出されているので、それについて説明する。現
在のものはＩＥＣ５５５−２改訂案であり、これによる
と、すべての電子機器に対して同一のレベルの規格では
なく、電子機器の性格により４つのクラスに分けて高調
波電流の規格レベルが定められている。

【０００５】すなわち、図９のフローチャートに示され
ているように、平衡３相機器の場合にはクラスＡを採
用、平衡３相機器以外の場合で、携帯用工具であればク
ラスＢ、照明器具であればクラスＣ、そして特殊な電流
波形を持ち有効電力Ｐが６００Ｗ以下であればクラス
Ａ、有効電力Ｐが６００Ｗ以上で、かつ、電動機駆動の
場合はクラスＡ、電動機駆動でない場合にはクラスＤを
採用と規定されており、各クラスＡ〜Ｄの限度値がそれ
ぞれ決められている。

【０００６】また、ＩＥＣ規格によれば測定ウィンドウ
幅は４〜３０サイクル分を含まなければならないと規定
されており、しかもクラスＡ，Ｄのいずれかに入るか
は、その１ウィンドウ中の所定半周期波形について測定
用エンベローブ波形を作成して、波形判定しなければな
らないとされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】測定用エンベローブ波
形による波形判定結果は、ディスプレイなどに表示され
るが、従来装置では最終的にクラスＡかクラスＤかが表
示されるだけであるため、特にクラスＡと判定された場
合、基準値の９５％に対してどの程度離れているのか知
ることができない。

【０００８】また、従来装置の多くは１ウィンドウ中の
最初の半周期波形を対象として波形判別するようにして
いるため、必ずしも正確な判定が行なわれるとはかぎら
ない。なお、１ウィンドウ中の最初の半周期波形で波形
判別するにしても、トリガモードで入力波形を取り込む
場合には、そのトリガポイントを含む１周期が１ウィン
ドウ中に完全に含まれないことがあるため、入力波形の
１波目では波形判別できない場合がある。

【０００９】さらに、トリガモードにしても、従来装置
ではそのほとんどがレベルトリガ、マニュアルトリガ、
外部トリガにほぼ限定されているため、演算後に求めら
れる高調波データや有効電力値などについては、それら
の値（例えば最大値）をトリガ条件として、そのときの
測定データを引き出すことはできなかった。

【００１０】一方、ＩＥＣ規格による２．５分間変動測
定モードにしても、従来装置ではその結果としてクラス
ＡかクラスＤかが表示されるだけであるため、各ウィン
ドウ中にクラスＡとクラスＤとが混在しているのか、実
際に混在しているのならば、どの程度の割合なのかにつ
いてまでは知ることができなかった。

【００１１】本発明は、このような従来の実情にかんが
みなされたもので、その目的は、例えばＩＥＣ規格によ
るクラスＡ、Ｄの波形判別時において、その波形包含率
がディスプレイなどに表示されるようにした高調波電流
解析装置を提供することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、１ウィンドウ
中の任意の半周期波形について、波形判別が行なえるよ
うにした高調波電流解析装置を提供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的は、トリガモード
で入力波形を取り込む場合、そのトリガ時点から約１周
期前までのデータがメモリに保存されるようにして、ト
リガがかけられた最初の１周期波形が１ウィンドウ中に
確実に含まれるようにした高調波電流解析装置を提供す
ることにある。

【００１４】さらに、本発明の他の目的は、演算後に求
められる高調波データや有効電力値などについても、そ
の特定の値をトリガ条件として設定し得るようにした高
調波電流解析装置を提供することにある。

【００１５】また、本発明の他の目的は、所定時間にわ
たっての変動測定モード時、例えばＩＥＣ規格による
２．５分間変動測定モード時におけるクラスＡ、Ｄの混
在度などを２．５分間評価とともに表示することができ
るようにした高調波電流解析装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、負荷に供給される交流電
源の電流波形をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
を含む電流入力部と、同入力部から出力される波形デー
タを記憶する第１のメモリと、上記波形データを高速フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）し、所定次数までの高調波成分を
求める信号処理部と、その高調波成分などのデータを記
憶する第２のメモリと、判定対象となる入力波形（上記
電流波形）について所定の判別用エンベローブ波形を作
成し、その入力波形が予め設定されている波形判定基準
に適合するか否かにより波形判別を行なう制御手段（Ｃ
ＰＵ）と、同ＣＰＵからの指示により上記判別用エンベ
ローブ波形や入力波形およびその他の情報を表示する表
示手段とを備えている高調波電流解析装置において、上
記ＣＰＵは上記入力波形のｎ周期（ｎは任意の正の整
数）分の波形を１ウィンドウとして処理し、その１ウィ
ンドウ中の所定の半周期波形について上記判別用エンベ
ローブ波形を作成するとともに、その波形包含率を演算
して上記の波形判別を行ない、その波形判別結果および
上記波形包含率を上記表示手段に表示するようにしたこ
とを特徴としている。

【００１７】請求項２の発明においては、判定対象の波
形を上記１ウィンドウ中の任意の正の半周期波形、負の
半周期波形もしくは最大ピーク電流値を含む半周期波形
のいずれか一つに設定し得るようにしたことを特徴とし
ている。

【００１８】請求項３の発明は、上記入力波形に対して
所定のトリガモードでトリガがかけられた際、上記ＣＰ
Ｕは、そのトリガ時点からほぼ１波形前までの波形デー
タが上記第１のメモリに記憶されるように同メモリの書
き込みを制御することを特徴としている。

【００１９】そして、この場合請求項４の発明は、上記
信号処理部は上記トリガかけられた波形のトリガ前の最
初のゼロクロス点からｎ周期分の波形（１ウィンドウ）
についてＦＦＴ演算を行なうことを特徴としている。

【００２０】請求項５の発明は、上記ＣＰＵは１ウィン
ドウについての演算結果から、所定の測定項目について
の所定値をトリガ条件としてそのトリガ時の測定データ
を上記各メモリから読み出して、上記表示手段に表示す
ることを特徴としている。

【００２１】請求項６の発明においては、予め設定され
ている所定時間にわたっての変動測定モード時、上記Ｃ
ＰＵはその所定時間内に得られるＮウィンドウすべてに
ついて、上記判別用エンベローブ波形による上記波形判
別を行ない、上記波形判定基準内、外についてその該当
回数をカウントし、かつ、上記信号処理部にてＦＦＴ演
算を行ない、その高調波データを上記第２のメモリに書
き込み、入力波形の変動評価を行なった後、所定番目の
ウィンドウについての波形判別結果と上記波形判定基準
内、外の該当カウント数を上記表示手段に表示すること
を特徴としている。

【００２２】また、請求項７の発明によると、上記ＣＰ
Ｕは各ウィンドウについて上記判別用エンベローブ波形
による上記波形判別を行なうとともに、上記信号処理部
にてＦＦＴ演算を行ない、その高調波データを上記第２
のメモリに書き込み、同高調波データと予め設定されて
いる限度値との比較を行ない、上記限度値が変更された
場合には、上記第２のメモリから高調波データを読み出
し、その新たな限度値と再度比較判定を行なうようにし
たことを特徴としている。

【００２３】この場合、請求項８の発明では、上記波形
判定基準が変更された場合には、上記判別用エンベロー
ブ波形による上記波形判別を再度行なった後、その波形
判定基準に対応する新たな限度値と再度比較判定を行な
うようにしたことを特徴としている。

【００２４】

【作用】請求項１の発明によると、波形判別結果、ＩＥ
Ｃ規格について言えばクラスＡもしくはクラスＤの表示
に加えて、判別用エンベローブ波形に対する入力波形の
波形包含率が合わせて表示されるため、必要に応じて限
度値に対して適当なマージンなどを設定することができ
る。

【００２５】請求項２の発明によると、判定対象の波形
を必ずしも１ウィンドウ中の最初の正の半周期波形だけ
でなく、任意の負の半周期波形もしくは最大ピーク電流
値を含む半周期波形に設定することが可能となる。

【００２６】また、請求項３の発明によれば、入力波形
に対してどの時点でトリガがかけられたとしても、その
トリガ時点からほぼ１波形前までの波形データが第１の
メモリに記憶されるため、１ウィンドウ中にそのトリガ
がかけられた１波形を含ませることができ、これによ
り、請求項４の発明のように、トリガかけられた波形の
トリガ前の最初のゼロクロス点からｎ周期分の波形（１
ウィンドウ）についてＦＦＴ演算を行なうことができ
る。

【００２７】請求項５の発明によれば、１ウィンドウに
ついての演算結果から、所定の測定項目についての所定
値をトリガ条件としてそのトリガ時の測定データを各メ
モリから読み出して、上記表示手段に表示することがで
きるため、波形レベルでは見逃されるような測定値をも
適確に把握することができる。

【００２８】請求項６の発明によれば、所定時間にわた
っての変動測定モード時、例えばＩＥＣ規格による２．
５分間の変動評価時に、クラスＡとクラスＤとが混在し
ているのか、また、混在しているのであればその割合な
どが分かるため、クラスＡまたはクラスＤのどちらの判
別がより適切であるかを確認することができる。

【００２９】請求項７の発明によれば、例えばＩＥＣ規
格によるクラスＡを設定して入力波形を取り込み、クラ
スＡ，Ｄの自動設定の場合は波形判別後に、高調波電流
解析を実行し限度値と比較されることになるが、その後
においてもクラスおよび／または限度値を変更すること
ができる。

【００３０】その場合、請求項８に記載の発明では、上
記クラスおよび／または限度値が変更された場合には、
上記判別用エンベローブ波形によるクラスＡもしくはク
ラスＤの判別を追加的に行なった後、その新たな限度値
との比較判定が行なわれるため、クラスＡ、Ｄの内、よ
り適確なクラスが選ばれる。

【００３１】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。なお、この実施例はＩＥＣ規格に適
合した高調波解析が行なえるようにしたもので、図１に
は同実施例に係る高調波電流解析装置の概略的なブロッ
ク線図が示されている。

【００３２】これによると、同装置は図示しない負荷に
供給される交流電源ラインからの電流が入力される入力
部１０を備えている。同入力部１０はＡ／Ｄ変換器を含
み、この場合、三相４線に対応し得るように４つの入力
部１０が用意されている。

【００３３】また、この高調波電流解析装置は入力部１
０にてディジタルに変換された波形データを例えば４０
次までの高調波に解析する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
する信号処理部１１と、各種条件のトリガを制御するト
リガ制御部１２と、各入力部１０のサンプリングなどを
同期制御するＰＬＬ制御部１３と、入力部１０からの波
形データを記憶するストレージメモリ１４と、中央制御
ユニットとしてのＣＰＵ１５と、同ＣＰＵ１５の制御プ
ログラムなどが書き込まれているＲＯＭ１６と、信号処
理部１１にて演算された高調波データなどが格納される
ＲＡＭからなるメモリ１７と、時間管理に用いられる時
計手段１８と、外部記憶手段としてのフロッピィディス
ク装置１９と、表示手段としてのディスプレイ２０と、
ＣＰＵ１５に種々の指示を与えるマウスなどを含む操作
部２１と、外部コンピュータと接続するためのＧＰ−Ｉ
Ｂインターフェイス２２と、印字手段としてのプリンタ
２３と備えている。

【００３４】ＩＥＣ規格によると、測定ウィンドウ幅は
基本周波数の４〜３０サイクル分を含まなければならな
いとされているため、この実施例では図２に示されてい
るように、１ウィンドウに１６サイクルを含ませてい
る。

【００３５】また、クラスＡかクラスＤかを判別するに
は、図３に示されているような判別用エンベローブ波形
ＲＷが用いられるが、これについてもＩＥＣ規格に規定
されている。すなわち、波形判別対象の半周期電流波形
をＷとすると、この判別用エンベローブ波形ＲＷは、そ
の中心線Ｍ（π／２）がこの電流波形Ｗのピーク値の位
置に合わせられ、そのピーク値を１とした場合、０〜π
／３および２π／３〜πまでの範囲がそれぞれ０．３
５、π／３〜２π／３までの範囲が１となるような凸状
の波形とされ、この判別用エンベローブ波形ＲＷによっ
て囲まれる範囲内に電流波形Ｗが９５％以上含まれてい
ればクラスＤ、そうでなければクラスＡと判定される。

【００３６】次に、入力電流波形は入力部１０を介して
取り込まれ、ストレージメモリ１４に格納されるが、ト
リガモードの場合には、通常はそのトリガがかけられた
時点からストレージされることになる。その場合、トリ
ガポイントが波形のゼロクロス点と一致していれば、最
初の１周期の波形が測定ウィンドウ中に完全に含まれる
ことになるが、レベルトリガなどでは図４に示されてい
るように、ほとんどの場合ゼロクロス点から外れた点で
トリガがかけられるため、トリガポイントを含む最初の
１周期が測定ウィンドウ中に含まれず、最初の１波目で
は波形判別を行なえないことになる。

【００３７】そこで、本発明では操作部２１にてトリガ
モードに設定された場合、ＣＰＵ１５は常に少なくとも
１波形分の波形データをストレージメモリ１４に保持
（プレストレージ）させるように同メモリ１４を制御す
る。例えば、ストレージメモリ１４の所定領域をリング
メモリ状とし、ＦＩ−ＦＯ（ファーストイン−ファース
トアウト）方式にて波形データを保持させて置くことに
より、トリガポイントより約１波形分前までの波形デー
タを取り出すことができる。

【００３８】したがって、図４に例示されているよう
に、ゼロクロス点ａから外れた点でトリガがかけられた
としても、プレストレージされている波形データを読み
出すことにより、１ウィンドウ中に最初の１波目のゼロ
クロス点ａから、この実施例の場合１６波形分を含ませ
ることができ、最初の１波目のトリガポイントを含む半
周期波形に判別用エンベローブ波形ＲＷを適用して波形
判別が可能になるとともに、その１６波形についてＦＦ
Ｔ演算を行なうことができる。なお、三相の場合、例え
ばＵ相について上記のようにプレストレージを行なうと
すれば、Ｖ相、Ｗ相はＵ相に対してそれぞれ１２０°、
２４０°遅れるため、同様に１波形分前からプレストレ
ージを行なえばよい。

【００３９】ところで、波形判別を行なう場合、ＩＥＣ
規格には特に定めがないため、通常は図５（ａ）に示さ
れているように、正の半周期波形を対象としているが、
正の半周期波形と負の半周期波形とが非対象である場合
や、他にピーク電流を持った波形などがある場合のこと
を考慮して、本発明では同図（ｂ）に示されているよう
に、負の半周期波形についても判別用エンベローブ波形
ＲＷを適用して波形判別することができるようにしてい
る。

【００４０】また、１ウィンドウ中の正、負の双方につ
いて最大ピーク電流値を有する半周期波形を検出し、そ
の半周期波形についても同図（ｃ）に示されているよう
に、判別用エンベローブ波形ＲＷを適用して波形判別す
ること可能としている。通常、ピーク電流が大きくなる
とひずみも大きく、クラス判別の結果、クラスＤとされ
る可能性があり、限度値としてもクラスＡよりもクラス
Ｄの方が厳しいため、誤判別のおそれをより少なくする
ことができる。

【００４１】図６には、この高調波電流解析装置の基本
的動作のフローチャートが示されている。これによる
と、まず、クラスの設定を行なう（ステップＳＴ６
１）。すなわち、クラスＡ〜Ｄの内でどのクラスの限度
値で判定するかを決める。この場合、クラスＡ、Ｄを自
動で判別する自動モードに設定してもよい。

【００４２】クラスが設定されると、ステップＳＴ６２
で入力部１０から電流波形が取り込まれ、ストレージメ
モリ１４に格納される。そして、自動モードでの判定の
場合には、ステップＳＴ６３で上記判別用エンベローブ
波形による波形判別が行なわれ、クラスＡ、Ｄのいずれ
かのクラスが設定される。

【００４３】自動モードでない場合には、ステップＳＴ
６３をジャンプしてステップＳＴ６４で入力電流波形の
４０次までのＦＦＴ演算が実行される。この解析による
高調波データはメモリ１７に格納される。そして、設定
されたクラスについて、各次数ごとにその限度値と比較
が行なわれる。

【００４４】このようにして、設定されたクラスでの高
調波解析により、機器の評価が行なわれるのであるが、
本発明では、その評価後においてクラス設定を変更し得
るステップＳＴ６６が用意されている。

【００４５】すなわち、このステップＳＴ６６では先の
ステップＳＴ６１と同じく任意にクラスを設定すること
ができるが、例えばクラスＡ，Ｄの自動モードを選択す
ると、ステップＳＴ６７で波形判別が実行され、しかる
後ステップＳＴ６５に戻って新たに設定されたクラス
（ＡもしくはＤ）での限度値とメモリ１７に格納されて
いる高調波データとがその各次数ごとに比較判定され
る。なお、ステップＳＴ６６で自動モードではなく個別
的にクラスが設定された場合にはステップＳＴ６７をジ
ャンプしてステップＳＴ６５に直接的に戻される。

【００４６】これによれば、通常クラスＤでは有効電力
Ｐが７５Ｗ以下は限度値の判定を行なわないが、ステッ
プＳＴ６６で任意にこの限度値を変更して再度判定する
ことができる。また、ステップＳＴ６６で限度値−○○
％というように、限度値に偏差を持たせることにより、
機器にどのくらいの余裕（マージン）があるかなどの確
認をすることができる。なお、メモリ１７に格納された
高調波データを必要に応じて外部記憶手段としてのフロ
ッピィディスク装置１９に保存することもできるように
なっている。

【００４７】ここで、本発明のトリガ制御について説明
する。通常のトリガとしては、レベルトリガ、マニュア
ルトリガもしくは外部トリガが一般的であるが、本発明
においては、これらのトリガに加えて有効電力やＦＦＴ
演算による高調波データの値によってトリガがかけられ
るようにしている。

【００４８】入力電流波形をストレージメモリ１４に取
り込んだ後、信号処理部１１にて各ウィンドウごとに電
流実効値、有効電力およびＦＦＴ演算が行なわれ、それ
らの各データがメモリ１７に格納される。ここで、予め
トリガ項目が例えば第５次高調波に設定されているもの
とすると、ＣＰＵ１５は第５次高調波について各ウィン
ドウの演算後に前回の値と今回の値を比較して、常に大
きな方の値を保持し、このような動作を繰り返すことに
より、ＣＰＵ１５は結果的に全ウィンドウにわたっての
最大値を保持することになる。

【００４９】そして、設定時間が終了した時点で、その
最大値を迎えたポイントの各測定データがディスプレイ
２０などに表示される。このように、本発明によれば、
演算後に得られる項目、例えば上記の高調波次数のほか
に電流実効値や有効電力などをトリガ項目として設定す
ることができ、例えばその最大値や最小値を迎えたポイ
ントの測定データを容易に把握することができる。

【００５０】なお、データを保持するモードとしては、
全測定期間をとおしての最大値もしくは最小値のほか
に、例えば測定開始時から最初に迎えた最大値、最小値
をとらえるようにしてもよく、また、任意の値（例え
ば、ＩＥＣ規格に基づく限度値）をしきい値として、判
定がＮＧの場合にのみトリガをかけるようにすることも
できる。

【００５１】図７には、クラスＡかクラスＤかを判定す
る際のフローチャートが示されている。これによると、
まず、ステップＳＴ７１において、取り込まれた１ウィ
ンドウ中から好ましくは最大ピーク電流値を有する半周
期波形が選択され、そのピークポイントとピーク電流値
が検出される。次のステップＳＴ７２で、それらの値に
基づいてＣＰＵ１５により判別用エンベローブ波形（図
３の波形ＲＷ参照）が作成される。

【００５２】そして、ステップＳＴ７３で、入力電流波
形とその判別用エンベローブ波形との比較が行なわれ
る。この実施例において、波形の１周期についてのサン
プリング数は５１２で、しかもそのサンプリングはＰＬ
Ｌ同期であるため、半周期内には２５６のデータが存在
する。したがって、このステップＳＴ７３では、１〜２
５６の各データがそれぞれ判別用エンベローブ波形内に
入っているかを検出し、入っている数の合計をＸとす
る。

【００５３】ステップＳＴ７４では、この合計数Ｘをも
とに（Ｘ／２５６）×１００＝Ｓ（波形包含率：％）を
算出し、Ｓが９５％以上かを判定する。例えば、Ｘが２
４４であれば、Ｓ＝９５．３％であるため、ステップＳ
Ｔ７７に移行する。これに対して、波形包含率Ｓが９５
％未満の場合はステップＳＴ７５でクラスＡとされ、次
段のステップＳＴ７６でディスプレイ２０に「クラス
Ａ」であることと、その際の「波形包含率」とが合わせ
て表示される。

【００５４】ステップＳＴ７７では、有効電力Ｐが６０
０Ｗ以下かが判定され、ＹＥＳの場合にステップＳＴ７
８でクラスＤとされ、次のステップＳＴ７９でディスプ
レイ２０に「クラスＤ」であることと、その際の「波形
包含率」とが合わせて表示される。なお、ステップＳＴ
７７で有効電力Ｐが６００Ｗ以下でないと判定された場
合には、ステップＳＴ７５でクラスＡとされる。

【００５５】このように、クラス名だけでなく、波形包
含率が合わせて表示されるため、どのような割合でクラ
スＡもしくはＤとされたのかを知ることができ、例えば
限度値に偏差を持たせるような場合に便利である。

【００５６】次に、２．５分間変動測定モード時の動作
について、図８のフローチャートを参照しながら説明す
る。この実施例では１ウィンドウが１６サイクルとされ
ているため、周波数が５０Ｈｚとして２．５分間となる
と４７０ウィンドウを測定処理することになる。

【００５７】まず、ステップＳＴ８１で上記の判別用エ
ンベローブ波形による波形判別を行ない、クラスをＡか
Ｄかに設定した後、ステップＳＴ８２で最初のウィンド
ウであるかが判定される。最初の１ウィンドウ目であれ
ば、ステップＳＴ８３でそのクラス名とその測定データ
を例えばメモリ１７の最終決定データ保存エリアに格納
する。ただし、後続のすべてのウィンドウの測定データ
も後で必要とされる際のことを考慮して別のエリアに格
納される。

【００５８】ステップＳＴ８２でＮＯと判定された場
合、およびステップＳＴ８３の実行後、ステップＳＴ８
４で波形判別結果がクラスＡであるかが判定される。Ｙ
ＥＳであればステップＳＴ８５でクラスＡの出現回数を
カウントするカウンタＡに「１」が加算され、ＮＯの場
合にはステップＳＴ８６でクラスＤの出現回数をカウン
トするカウンタＢに「１」が加算され、そして、いずれ
の場合もステップＳＴ８７でＦＦＴ演算による高調波解
析が実行され、ステップＳＴ８８でその結果がディスプ
レイ２０などに表示される。

【００５９】これを４７０ウィンドウすべてについて繰
り返し実行し、ステップＳＴ８９で４７０ウィンドウ目
を終了したと判断された場合には、ステップＳＴ９０で
ＩＥＣ規格に基づく２．５分間の評価が行なわれ、しか
る後ステップＳＴ９１において、先のステップＳＴ８３
で格納された１ウィンドウ目のクラス名（Ａもしくは
Ｄ）と同ウィンドウについての測定データが代表的に表
示されるのであるが、本発明によれば、カウンタＡ，Ｂ
のカウント数も合わせて表示される。

【００６０】これにより、４７０ウィンドウ中にクラス
Ａ、Ｄと判別されたウィンドウがいくつあったかを容易
に知ることができ、最終的に表示されたクラスが適切か
どうかを確認することが可能となる。このように、クラ
スＡ，Ｄが混在する場合、ユーザーとしては、限度値が
より厳しいクラスＤにて評価すべきであり、クラスを変
更の必要な場合には、図６で説明した再評価機能を実行
すればよい。

【００６１】なお、本発明では、４７０ウィンドウすべ
ての波形データがストレージメモリ１４に格納可能であ
り、また、波形判別結果および高調波データなどもメモ
リ１７に保持されるため、個々のウィンドウの波形判別
結果なども、そのウィンドウを指定することにより見る
ことができるようになっている。

【００６２】また、上記実施例はＩＥＣ規格に適合し得
るように構成されているが、これは一例であって、ユー
ザー独自に設定した基準（クラス）に基づいて高調波解
析を行なう場合でも、本発明を適用することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が奏される。すなわち、請求項１の発明
によれば、波形判別結果、ＩＥＣ規格について言えばク
ラスＡもしくはクラスＤの表示に加えて、判別用エンベ
ローブ波形に対する入力波形の波形包含率が合わせて表
示されるため、必要に応じて限度値に対して適当なマー
ジンなどを設定することができる。

【００６４】請求項２の発明によれば、判定対象の波形
を必ずしも１ウィンドウ中の最初の正の半周期波形だけ
でなく、任意の負の半周期波形もしくは最大ピーク電流
値を含む半周期波形に設定することが可能となり、特に
最大ピーク電流値を含む半周期波形を判別対象とし得る
ようにしたことにより、クラスＤによるより厳しい限度
値のもとでの評価を行なうことができる。

【００６５】また、請求項３の発明によれば、入力波形
に対してどの時点でトリガがかけられたとしても、その
トリガ時点からほぼ１波形前までの波形データが第１の
メモリに記憶されるため、１ウィンドウ中にそのトリガ
がかけられた１波形を含ませることができる、請求項４
の発明のように、トリガかけられた波形のトリガ前の最
初のゼロクロス点からｎ周期分の波形（１ウィンドウ）
についてＦＦＴ演算を行なうことができる。

【００６６】請求項５の発明によれば、１ウィンドウに
ついての演算結果から、所定の測定項目についての所定
値（例えば、最大値、最小値もしくはクラスごとに設定
されている限度値）をトリガ条件として、そのトリガ時
の測定データを各メモリから読み出して、上記表示手段
に表示することができるため、波形レベルでは見逃され
るような測定値をも適確に把握することができる。

【００６７】請求項６の発明によれば、所定時間にわた
っての変動測定モード時、ＩＥＣ規格について言えば
２．５分間の変動評価時に、クラスＡとクラスＤとが混
在しているのか、また、混在しているのであればその割
合などが分かるため、クラスＡまたはクラスＤのどちら
の判別がより適切であるかを確認することができる。

【００６８】請求項７の発明によれば、ＩＥＣ規格で例
えばクラスＡを設定して入力波形を取り込み、クラス
Ａ，Ｄの自動設定の場合は波形判別後に、高調波電流解
析を実行し限度値と比較されることになるが、その後に
おいてもクラスおよび／または限度値を変更することが
できる。

【００６９】その場合、請求項８に記載の発明によれ
ば、上記クラスおよび／または限度値が変更された場合
には、上記判別用エンベローブ波形によるクラスＡもし
くはクラスＤの判別を追加的に行なった後、その新たな
限度値との比較判定が行なわれるため、クラスＡ、Ｄの
内より適確なクラスが選ばれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高調波電流解析装置の基本的な構成を
示したブロック線図。

【図２】１ウィンドウ中に含まれる波形を例示した波形
図。

【図３】波形判別に用いられるエンベローブ波形を示し
た波形図。

【図４】トリガポイント以前のデータをプレストレージ
する場合の説明図。

【図５】正の半周期波形、負の半周期波形およびピーク
値を有する半周期波形を波形判別する状態を示した説明
図。

【図６】本発明の基本的な動作を説明するためのフロー
チャート。

【図７】波形判別時のフローチャート。

【図８】２．５分間変動測定モード時のフローチャー
ト。

【図９】ＩＥＣ規格によるクラス分けのフローチャー
ト。

【符号の説明】

１０ 入力部 １１ 信号処理部 １２ トリガ制御部 １３ ＰＬＬ制御部 １４ ストレージメモリ １５ ＣＰＵ １７ メモリ １９ 外部記憶手段 ２０ ディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−66879（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−252971（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−49793（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264296（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−205547（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−75373（ＪＰ，Ｕ) 特表 平９−510783（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 23/20 G01R 13/20 G01D 9/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に供給される交流電源の電流波形を
   ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を含む電流入力
   部と、同入力部から出力される波形データを記憶する第
   １のメモリと、上記波形データを高速フーリエ変換（Ｆ
   ＦＴ）し、所定次数までの高調波成分を求める信号処理
   部と、その高調波成分などのデータを記憶する第２のメ
   モリと、判定対象となる入力波形（上記電流波形）につ
   いて所定の判別用エンベローブ波形を作成し、その入力
   波形が予め設定されている波形判定基準に適合するか否
   かにより波形判別を行なう制御手段と、同制御手段から
   の指示により上記判別用エンベローブ波形や入力波形お
   よびその他の情報を表示する表示手段とを備えている高
   調波電流解析装置において、上記制御手段は上記入力波
   形のｎ周期（ｎは任意の正の整数）分の波形を１ウィン
   ドウとして処理し、その１ウィンドウ中の所定の半周期
   波形について上記判別用エンベローブ波形を作成すると
   ともに、その波形包含率を演算して上記の波形判別を行
   ない、その波形判別結果および上記波形包含率を上記表
   示手段に表示するようにしたことを特徴とする高調波電
   流解析装置。
2. 【請求項２】 上記判定対象の入力波形を上記１ウィン
   ドウ中の任意の正の半周期波形、負の半周期波形もしく
   は最大ピーク電流値を含む半周期波形のいずれか一つに
   設定し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の高調波電流解析装置。
3. 【請求項３】 上記制御手段は上記入力波形に対して所
   定のトリガモードでトリガがかけられた際、そのトリガ
   時点からほぼ１波形前までの波形データが上記第１のメ
   モリに記憶されるように同メモリの書き込みを制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の高調波電流
   解析装置。
4. 【請求項４】 上記信号処理部は上記トリガかけられた
   波形のトリガ前の最初のゼロクロス点からｎ周期分の波
   形（１ウィンドウ）についてＦＦＴ演算を行なうことを
   特徴とする請求項３に記載の高調波電流解析装置。
5. 【請求項５】 上記制御手段は１ウィンドウについての
   演算結果から、所定の測定項目についての所定値をトリ
   ガ条件としてそのトリガ時の測定データを上記各メモリ
   から読み出して、上記表示手段に表示することを特徴と
   する請求項１に記載の高調波電流解析装置。
6. 【請求項６】 予め設定されている所定時間にわたって
   の変動測定モード時、上記制御手段はその所定時間内に
   得られるＮウィンドウすべてについて、上記判別用エン
   ベローブ波形による上記波形判別を行ない、上記波形判
   定基準内、外についてその該当回数をカウントし、か
   つ、上記信号処理部にてＦＦＴ演算を行ない、その高調
   波データを上記第２のメモリに書き込み、入力波形の変
   動評価を行なった後、所定番目のウィンドウについての
   波形判別結果と上記波形判定基準内、外の該当カウント
   数を上記表示手段に表示することを特徴とする請求項１
   に記載の高調波電流解析装置。
7. 【請求項７】 上記制御手段は各ウィンドウについて上
   記判別用エンベローブ波形による上記波形判別を行なう
   とともに、上記信号処理部にてＦＦＴ演算を行ない、そ
   の高調波データを上記第２のメモリに書き込み、同高調
   波データと予め設定されている限度値との比較を行な
   い、上記限度値が変更された場合には、上記第２のメモ
   リから高調波データを読み出し、その新たな限度値と再
   度比較判定を行なうようにしたことを特徴とする請求項
   １に記載の高調波電流解析装置。
8. 【請求項８】 上記波形判定基準が変更された場合に
   は、上記判別用エンベローブ波形による上記波形判別を
   再度行なった後、その波形判定基準に対応する新たな限
   度値と再度比較判定を行なうようにしたことを特徴とす
   る請求項７に記載の高調波電流解析装置。