JP3705119B2 - Power supply abnormal waveform detector - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源異常波形検出装置に関し、特に50Hz及び60Hzの商用交流電源を監視し電源波形に現れる瞬停、サグ、インパルス、小振幅のノイズ、波形のひずみ等の異常現象をリアルタイムで捕捉し表示する電源異常波形検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、医療現場において、CTスキャナ等の医療用画像診断装置を使用中に画像に乱れが発生し、そのため診断をやり直すといったトラブルが発生している。そのため、上記トラブルの原因がCTスキャナ本体の動作不良なのか電源異常の影響なのかを識別するために電源波形を簡単かつ低コストで監視することができる電源異常波形検出装置が求められ、この要求に応じてウェーブ・ウィンドウ・トリガ(WWT)方式の電源異常波形検出装置が実用化されている。
【0003】
WWT方式の電源異常波形検出装置は、図6に示すように、電源波形に重畳する各種ノイズを確実に捕捉する構成になっており、単なる電源監視だけでなく、アナログ信号4チャンネル、デジタル8ビットの入力とこのトリガとを組み合わせることにより、電源異常が機器に与える影響や、機器が電源に与える影響を調査する際に重宝に使用される。
【0004】
また、このWWT方式の電源異常波形検出装置は4チャンネル入力であるので、単相商用電源から3相3線の電源まで1台で測定可能である。40次までの解析や電力位相角の測定もできるので高調波の判定も可能である。
【0005】
更に、WWT方式の電源異常波形検出装置は外部インターフェースとしてFAXモデムを有しており、電源異常発生後直ちに集中制御室等に電源波形情報がFAXで送られ現場に何が起こったかが一目瞭然で解るようになっている。従って、電源異常に対する素早い対応が可能であり、また、巡回作業の手間が省ける。
【0006】
以下、WWT方式の基本原理について説明する。WWT方式は、図7に示すように、監視対象となる50又は60サイクルの商用交流電源であるアナログ入力信号30より大きな振幅を持つ正弦波の上位側基準波形信号31とアナログ入力信号30より小さな振幅を持つ正弦波の下位側基準波形信号32とをそれぞれ表すデジタルデータを1サイクル分作成し、このデジタルデータの時間軸をアドレスとしてメモリに記憶しておく。上下の正弦波信号である上位側及び下位側基準波形信号31、32間に囲まれたデータ領域はウェーブウィンドウ33と呼ばれる。
【0007】
アナログ入力信号30は400kS/secのサンプリング速度でA/D変換器により11ビットのデジタルデータに変換される。WWT方式では、各サンプリング点でのデジタルデータがウェーブウィンドウ33に記憶されているウェーブウィンドウから逸脱しないかどうかを監視する。具体的には、アナログ入力信号30のある時点での瞬時値と同一時点での上位側及び下位側基準波形信号31、32の各瞬時値とを比較する。アナログ入力信号30の瞬時値が同一時点での上位側基準波形信号31の瞬時値信号より大きければアナログ入力信号30はウェーブウィンドウ33から上方へ逸脱している。また、アナログ入力信号30の瞬時値が同一時点での下位側基準波形信号32の瞬時値信号より小さければアナログ入力信号30はウェーブウィンドウ33から下方へ逸脱している。これらいずれの場合でも電源波形の異常と認識される。
【0008】
アナログ入力信号30の波形が正常な時は各サンプリング毎の測定データはウェーブウィンドウ33のデータ領域内に収まるが、アナログ入力信号30に図7で矢印で示すような瞬停、サグ、インパルスのような波形異常が発生した場合には、アナログ入力信号30のサンプリングデータはウェーブウィンドウ33からはみ出す。このように入力データがウェーブウィンドウ33からはみ出した時、ウェーブウィンドウトリガが出力され電源異常を検出するようになっている。
【0009】
ウェーブウィンドウトリガの監視は1サイクル単位で行われる。この1サイクル単位の監視を開始させるためのトリガ信号を同期トリガという。同期トリガはウェーブウィンドウ33のデータとアナログ入力信号30の出力データとの時間的対応付けつまり同期を行うために必要である。
【0010】
同期トリガは複数の、例えば4個の測定チャンネルから最も波形が安定しているものを選択し(同期チャンネルという)、この同期チャンネルから下記のように取り出される。
【0011】
同期トリガには、同期チャンネルの入力信号があらかじめ設定されたレベル(同期トリガレベル)の値STL以上になった時に発生するように設定されたRise型同期トリガと、同期トリガレベルの値STL以下になった時発生するように設定されたFall型同期トリガとがある。図8はFall型同期トリガの一例を示す。図8に示すように、測定を開始してから最初の同期トリガかかるまではウェーブウィンドウトリガの検出はできない。しかし最初の同期トリガがかかった後は、同期トリガがかかるたびにA、B、C・・の順にウェーブウィンドウトリガの監視が行われる。
【0012】
同期トリガには発生条件が課せられている。例えば、Rise型同期トリガにおいては、測定値が指定された連続測定回数だけ同期トリガレベルSTLより大きくなった時に同期トリガが発せられるようになっている。図9に一例を示すように、A点で測定値が同期トリガレベルの値STLより大きくなるが直後に同期トリガレベルの値STLより小さくなるから同期トリガはかからない。再度B点で測定値が同期トリガレベルの値STLより大きくなり、その後B点も含めて指定された測定回数3回目のC点まで同期トリガレベルの値STLより高い状態を維持したため、C点で同期トリガがかかる。
【0013】
上記のようにWWT方式の電源異常波形検出装置は、同期トリガにより1サイクル単位の監視を開始することにより、アナログ入力信号の連続波形をサイクル毎に途切れなく監視することができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記WWT方式を用いた電源異常波形検出装置は、図10に示すような電源波形の異常には対応できないという問題点があった。即ち、図10(A)の場合のようにアナログ入力信号30に小振幅のノイズが重畳し、しかも、ノイズが重畳したノイズ重畳信号であるアナログ入力信号30aはウェーブウィンドウ33内に収まっている場合には、WWT方式では検出できない。また、図10(B)に示すように、入力信号が歪んでいる場合、歪んだ波形であるアナログ入力信号30bがウェーブウィンドウ33内に収まっている場合にもWWT方式では検出することができないという問題がある。
【0015】
従って、従来技術の上記問題点を除去し、いかなる電源異常波形の検出も可能な電源異常波形検出装置を提供することに課題を有する。
【0016】
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記課題を解決するために、本発明に係る電源異常波形検出装置は、次に示す構成にすることである。
【0018】
(1)電源であるアナログ入力信号と同位相又は略同位相の基準波形信号をメモリに記憶しておく手段と、前記アナログ入力信号が予め設定されている同期トリガレベル信号の値と交差する点を同期トリガ信号として設定する手段と、該同期トリガ信号間のアナログ入力信号と前記メモリに記憶してある基準波形信号との差の絶対値を累積する手段と、該累積したデータが予め設定してあるトリガ設定値以上の時に前記アナログ入力信号が異常であると判断する手段とからなる電源異常波形検出装置。
(2)前記同期トリガ信号として設定する手段において、前記アナログ入力信号が、前記同期トリガレベルの値と交差する点の検出は、前記アナログ入力信号が上昇方向の時に同期トリガレベルの値と交差する点であることを特徴とする(1)に記載の電源異常波形検出装置。
(3)前記累積手段において、前記アナログ入力信号を累積する期間を特定する同期トリガ信号間は、該同期トリガ信号が複数に亘っていることを特徴とする(1)に記載の電源異常波形検出装置。
(4)前記アナログ入力信号は、50又は60Hzの商用交流電源であることを特徴とする(1)に記載の電源異常波形検出装置。
(5)前記アナログ入力信号が異常であると判断する手段において、異常と判断された信号は、メモリに記憶し、該記憶したデータを適宜表示するようにしたことを特徴とする(1)に記載の電源異常波形検出装置。
(6)前記基準波形信号は、前記アナログ入力信号と所定幅を持った上位側及び下位側基準波形信号であることを特徴とする(1)に記載の電源異常波形検出装置。
【0019】
このような構成からなる電源異常波形検出装置は、電源であるアナログ入力信号を基準波形信号と比較してその差を同期トリガ信号間蓄積するようにして波形異常を検出するようにしたことにより、電源に発生する瞬停、サグ、インパルスは勿論のこと小振幅のノイズや歪みを確実に検出することができる。
【0020】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る電源異常波形検出装置の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
本発明に係る電源異常波形検出装置は、図1に示すように、50Hz又は60Hzの商用交流電源であるアナログ入力信号を増幅する増幅器1と、増幅したアナログ入力信号をデジタル値に変換するA/D変換器2と、このデジタル値に変換されたアナログ入力信号が予め設定されている同期トリガレベルの値STLと交差する点を同期トリガ信号STとして設定する手段を備えた同期トリガ検出器3と、同期トリガ信号STに応動して基準波形信号を読み出すメモリコントローラ4と、電源であるアナログ入力信号と同位相又は略同位相の基準波形信号を記憶しておく手段を備えた基準波形メモリ5と、基準波形信号とデジタル値に変換されたアナログ入力信号を比較する比較器6と、比較器6により比較した信号の差の絶対値を算出する絶対値回路7と、算出された絶対値を累積する累算器8と、累積したデータと予め設定してあるトリガ設定値TLと比較する比較器9と、累積したデータがトリガ設定値TL以上の時に、そのアナログ入力信号のアドレスを異常波形トリガTとして記憶するメモリコントローラ10と、メモリコントロール10の異常波形トリガTに従ったアナログ入力信号のデータを読み出す波形メモリ11と、累積波形データの表示を制御する表示コントローラ12と、アナンログ入力信号の異常波形データを表示する表示器13と、同期トリガ信号ST間のアナログ入力信号をサンプリングするサンプリングコントローラ14とから構成されている。
【0022】
監視対象となる50又は60サイクルの商用交流電源であるアナログ入力信号30は増幅器1に入力する。増幅器1は適当な利得でアナログ入力信号30を増幅し、増幅した信号をA/D変換器2へ出力する。
【0023】
A/D変換器2は増幅器1から出力されたアナログ入力信号をサンプリングコントローラ14により規定されるサンプリング速度、即ち、同期トリガ信号ST間のアナログ入力信号をデジタルデータに変換する。A/D変換器2から出力されたデジタルデータは、同期トリガ検出器3と、比較器6と、波形メモリ11とに供給される。
【0024】
同期トリガ検出器3は、図2に示すように、アナログ入力信号30が予め設定された同期トリガレベルの値STL以上になった時、同期トリガ信号STを出力する(Rise型同期トリガ)。同期トリガレベルの値STLは、基準波形メモリ5に記憶されている基準波形データの最初のデータ値と一致する値に設定されている。同期トリガ検出器3から出力された同期トリガ信号STはメモリコントローラ4及び累算器8へ出力される。
【0025】
メモリコントローラ4は、同期トリガ検出器3から受信した同期トリガ信号STに応動して基準波形メモリ5に対して読出信号を供給する。この動作は以後同期トリガ信号STが入力される都度行われる。
【0026】
基準波形メモリ5は、図3に示すような1サイクルの基準波形信号34の波形データを時間軸をアドレスとして記憶している。基準波形メモリ5はメモリコントローラ4から上記読出信号を与えられると、最初のアドレスから波形データを読み出し比較器6へ出力する。以後、アナログ入力信号30のサンプリングに同期した読出しタイミングで順次基準波形信号34の波形データが読み出され比較器6へ出力されることになる。この基準波形信号34は、上述したようにアナログ入力信号の波形と同相又は略同相の波形で形成されている。又、基準波形信号34は、従来技術で説明した被測定するアナログ入力信号と所定の振幅を持った上位側及び下位側基準波形信号にしても良い。この場合は、従来技術で説明したWWT(Wave Window Triger:ウエーブ ウィンドウ トリガ)方式による異常波形検出機構に本発明の機能を加える事は極めて容易に達成できる。
【0027】
比較器6は、各サンプリング点毎に、A/D変換器2からの出力データと基準波形メモリ5からの基準波形信号34のデータとを比較する。比較器6は(基準値)−(測定値)の引き算を行う演算手段を有しておりこの演算結果を絶対値回路7へ出力する。
【0028】
絶対値回路7は比較器6の演算結果を絶対値に変換する手段を有しており、この絶対値を累算器8へ出力する。
【0029】
累算器8は絶対値回路7から受信した絶対値を累算する累算手段を有している。この累算手段はメモリレジスタSUMと加算器とからなりSUM=SUM+Aの演算を行う。これによりSUMに絶対値Aが累算される。累算器8は、累算動作終了の都度メモリレジスタSUMの内容を比較器9へ出力する。なお、累算器8は同期トリガ検出器3から同期トリガ信号STを受信する都度メモリレジスタSUMを0にクリアするようになっている。つまり、累算器8における累算動作は同期トリガ信号ST毎に更新される。
【0030】
比較器9は、累算器8から入力した累算値SUMとあらかじめ設定されたトリガ設定値TLとを比較し、累算値SUMがトリガ設定値TLを超えた時、異常波形と認め異常波形トリガTを発生し、これをメモリコントローラ10へ出力する。
【0031】
メモリコントローラ10は比較器9からの異常波形トリガTを入力した時、これを波形メモリ11のアドレスとして供給する。
【0032】
波形メモリ11はA/D変換器2から出力されるアナログ入力信号30の所定サイクル数の波形データを逐次更新しながら記憶している。波形メモリ11はメモリコントローラ10から受けたアドレスに従い異常波形データを読出し表示コントローラ12へ出力する。この異常波形データは、表示コントローラ12の制御の下で表示器13に表示される。
【0033】
サンプリングコントローラ14は、同期トリガ信号ST間のアナログ入力信号30をサンプリングするものであり、同期トリガ信号ST間は、同期トリガ信号STが複数に亘っていても良い。複数に亘った同期トリガ信号STを使用すれば、アナログ入力信号30に重畳するノイズ又は歪の微小雑音信号であっても捕らえることが可能になる。
【0034】
上記電源異常波形検出装置は下記のように動作する。
アナログ入力信号30の波形が図4(A)に示すように乱れていない場合は、各サンプリング点で、アナログ入力信号の波形データと基準波形信号の波形データとは殆ど差が無いため、図4(B)に示すように、累算器8における累算結果SUMはトリガ設定値TLより大きくならない。その結果、比較器9から異常波形トリガTが出力されることはない。
【0035】
しかし、図5(A)に示すようにアナログ入力信号30aが基準波形信号34(図3参照)に小振幅のノイズが重畳したものである場合には、入力信号30aのサンプリング値とそれに対応する基準波形信号34のデータ値との間にかなりの差が生じる。この差の絶対値を累算器8で累算した累算値SUMは図5(B)に示すように時間の経過に従って増大し、同期トリガST間隔の所定時間t1にトリガ設定値TLを超えることになる。
【0036】
その結果、比較器9からトリガ信号Tが出力され、波形メモリ11から波形データが読み出され、表示器13に表示される。
【0037】
本発明に係る電源異常波形検出装置の上記の動作の説明は、図5(A)に示すようなノイズが重畳したアナログ入力信号30aのみならず、入力信号の波形に小さい歪がある場合や、従来技術で説明した図7に示すような瞬停、サグ、インパルスの全ての異常波形に適用されることは勿論である。
【0038】
本発明に係る電源異常波形検出装置の他の実施例として、累算器8の累算動作の継続時間が同期トリガ信号STの複数個分にわたるようにしてもよい。これにより、累算継続時間が長くなるからアナログ入力信号30、30aと基準波形信号34との相違が小さい場合でもその差を検出する精度が上がる。
【0039】
また、他の実施例として、累算器8の累算は1同期トリガSTの間で複数回行うようにしてもよい。
また、他の実施例として、累算器8は、絶対値回路7から出力される絶対値が所定値を超えた場合のみこの絶対値を累算するようにしてもよい。
【0040】
また、累算器8は絶対値が所定値を超える都度1を加算するようにしてもよい更に、比較器6は入力信号データと基準波形信号のデータとの差の正負の符号を1サンプル前と今回とについて比較するようにし、累算器8はこの符号が交互に変化する場合にのみ差の絶対値を累算するようにしてもよい。
【0041】
【発明の効果】
本発明に係る電源異常波形検出装置は、上記に説明したように、入力信号に発生する瞬停、サグ、インパルスの検出は勿論、従来のWWT方式による電源異常波形検出装置では検出不可能であった小振幅のノイズや小さな波形歪みを含む電源入力信号の異常波形を確実に検出することができるから、電源波形のどんなに小さな異常によっても影響を受ける医療機器等において、機器の作動不良と電源異常との識別を容易かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電源異常波形検出装置の一実施例の構成を示す回路図である。
【図2】図1に示す同期トリガ検出器3の動作の説明図である。
【図3】図1に示す基準波形メモリ5の動作の説明図である。
【図4】図1に示す電源異常波形検出装置の動作の説明図である。
【図5】図1に示す電源異常波形検出装置の動作の説明図である。
【図6】従来の電源異常波形検出装置の説明図である。
【図7】従来の電源異常波形検出装置の基本原理であるWWTの説明図である。
【図8】WWTでの同期トリガの説明図である。
【図9】WWTでの同期トリガの説明図である。
【図10】WWTで検出できない波形を示す説明図である。
【符号の説明】
1 増幅器
2 A/D変換器
3 同期トリガ検出器
4 メモリコントローラ
5 基準波形メモリ
6 比較器
7 絶対値回路
8 累算器
9 比較器
10 メモリコントローラ
11 波形メモリ
12 表示コントローラ
13 表示器
14 サンプリングコントローラ
30 入力信号
31 ウェーブウィンドウの上信号
32 ウェーブウィンドウの下信号
33 ウェーブウィンドウ
34 基準波形信号
30a ノイズが載った入力信号
SUM 累算値
ST 同期トリガ
STL 同期トリガレベルの値
T トリガ
TL トリガ設定値
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply abnormal waveform detection device, and in particular monitors commercial AC power supplies of 50 Hz and 60 Hz and captures abnormal phenomena such as instantaneous interruption, sag, impulse, small amplitude noise, waveform distortion, etc. appearing in the power supply waveform in real time. The present invention relates to a power supply abnormal waveform detection device to be displayed.
[0002]
[Prior art]
Recently, in medical practice, there is a problem that an image is disturbed while using a medical image diagnostic apparatus such as a CT scanner, and thus a diagnosis is performed again. Therefore, there is a need for a power supply abnormality waveform detection device that can easily and inexpensively monitor a power supply waveform in order to identify whether the cause of the trouble is a malfunction of the CT scanner body or the influence of a power supply abnormality. Accordingly, a wave window trigger (WWT) type power supply abnormal waveform detection apparatus has been put into practical use.
[0003]
As shown in FIG. 6, the WWT power supply abnormal waveform detection apparatus is configured to reliably capture various noises superimposed on the power supply waveform, and is not only for power supply monitoring, but also for 4 analog signals and 8 digital bits. By combining this input with this trigger, it is useful when investigating the effects of power supply abnormalities on devices and the effects of devices on power supplies.
[0004]
In addition, since this WWT system power supply abnormality waveform detection device has a 4-channel input, it can measure from a single-phase commercial power supply to a three-phase three-wire power supply with a single unit. Since it is possible to analyze up to the 40th order and measure the power phase angle, it is possible to determine harmonics.
[0005]
Furthermore, the WWT power supply abnormality waveform detector has a FAX modem as an external interface, so that immediately after a power supply abnormality occurs, power supply waveform information is sent by FAX to the central control room, etc., so that it can be understood at a glance what has happened in the field. It has become. Accordingly, it is possible to quickly respond to power supply abnormality and to save the labor of the patrol work.
[0006]
Hereinafter, the basic principle of the WWT method will be described. As shown in FIG. 7, the WWT system is smaller than the analog input signal 30 and the higher-order reference waveform signal 31 of a sine wave having a larger amplitude than the analog input signal 30 which is a commercial AC power supply of 50 or 60 cycles to be monitored. One cycle of digital data representing the lower-order reference waveform signal 32 of a sine wave having amplitude is created, and the time axis of this digital data is stored in the memory as an address. A data region surrounded by the upper and lower reference waveform signals 31 and 32 that are upper and lower sine wave signals is called a wave window 33.
[0007]
The analog input signal 30 is converted into 11-bit digital data by an A / D converter at a sampling rate of 400 kS / sec. In the WWT method, it is monitored whether the digital data at each sampling point does not deviate from the wave window stored in the wave window 33. Specifically, the instantaneous value of the analog input signal 30 at a certain time point is compared with the instantaneous values of the upper and lower reference waveform signals 31 and 32 at the same time point. If the instantaneous value of the analog input signal 30 is larger than the instantaneous value signal of the upper reference waveform signal 31 at the same time, the analog input signal 30 deviates upward from the wave window 33. If the instantaneous value of the analog input signal 30 is smaller than the instantaneous value signal of the lower-order reference waveform signal 32 at the same time, the analog input signal 30 deviates downward from the wave window 33. In either case, it is recognized that the power supply waveform is abnormal.
[0008]
When the waveform of the analog input signal 30 is normal, the measurement data for each sampling is within the data area of the wave window 33. However, the analog input signal 30 is like an instantaneous stop, sag, or impulse as indicated by an arrow in FIG. When a waveform abnormality occurs, the sampling data of the analog input signal 30 protrudes from the wave window 33. Thus, when the input data protrudes from the wave window 33, a wave window trigger is output to detect a power supply abnormality.
[0009]
The wave window trigger is monitored in units of one cycle. This trigger signal for starting monitoring in units of one cycle is called a synchronous trigger. The synchronization trigger is necessary to perform temporal association, that is, synchronization between the data of the wave window 33 and the output data of the analog input signal 30.
[0010]
The synchronization trigger is selected from a plurality of, for example, four measurement channels with the most stable waveform (referred to as a synchronization channel), and is extracted from this synchronization channel as follows.
[0011]
The synchronization trigger includes a rise type synchronization trigger that is set to be generated when the input signal of the synchronization channel becomes equal to or higher than a preset level (synchronization trigger level) value STL, and a synchronization trigger level value STL or less. There is a Fall-type synchronous trigger that is set to occur when FIG. 8 shows an example of the Fall type synchronous trigger. As shown in FIG. 8, the wave window trigger cannot be detected until the first synchronization trigger is applied after the measurement is started. However, after the first synchronization trigger is applied, the wave window trigger is monitored in the order of A, B, C,.
[0012]
A generation condition is imposed on the synchronous trigger. For example, in the Rise type synchronous trigger, the synchronous trigger is generated when the measured value becomes higher than the synchronous trigger level STL by the designated number of continuous measurements. As shown in FIG. 9, the measured value becomes larger than the synchronous trigger level value STL at the point A, but immediately after that, since the measured value becomes smaller than the synchronous trigger level value STL, no synchronous trigger is applied. The measured value again becomes larger than the synchronous trigger level value STL at the point B, and after that, the state that is higher than the synchronous trigger level value STL is maintained until the third measurement point C including the B point. A synchronization trigger is activated.
[0013]
As described above, the WWT system power supply abnormal waveform detection apparatus can monitor the continuous waveform of the analog input signal seamlessly for each cycle by starting monitoring in units of one cycle by the synchronization trigger.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the power supply abnormality waveform detecting apparatus using the WWT method has a problem that it cannot cope with the abnormality of the power supply waveform as shown in FIG. That is, as in the case of FIG. 10A, noise of a small amplitude is superimposed on the analog input signal 30, and the analog input signal 30a that is a noise superimposed signal on which the noise is superimposed is within the wave window 33. Cannot be detected by the WWT method. Further, as shown in FIG. 10B, when the input signal is distorted, even if the analog input signal 30b having a distorted waveform is within the wave window 33, it cannot be detected by the WWT method. There's a problem.
[0015]
Accordingly, there is a problem in providing a power supply abnormality waveform detecting apparatus that eliminates the above-mentioned problems of the prior art and can detect any power supply abnormality waveform.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
[0017]
In order to solve the above-described problems, a power supply abnormal waveform detection apparatus according to the present invention is configured as follows.
[0018]
(1) Means for storing a reference waveform signal having the same phase or substantially the same phase as an analog input signal as a power supply in a memory, and a point where the analog input signal intersects with a preset value of a synchronous trigger level signal As a synchronization trigger signal, means for accumulating the absolute value of the difference between the analog input signal between the synchronization trigger signals and the reference waveform signal stored in the memory, and the accumulated data are set in advance. A power supply abnormality waveform detecting device comprising: means for judging that the analog input signal is abnormal when a predetermined trigger setting value is exceeded.
(2) In the means for setting as the synchronization trigger signal, the detection of the point where the analog input signal intersects with the value of the synchronization trigger level intersects with the value of the synchronization trigger level when the analog input signal is in the upward direction. The power supply abnormality waveform detecting device according to (1), characterized in that it is a point.
(3) The power supply abnormal waveform detection according to (1), wherein the synchronization means includes a plurality of synchronization trigger signals between synchronization trigger signals that specify a period during which the analog input signal is accumulated. apparatus.
(4) The power supply abnormal waveform detection device according to (1), wherein the analog input signal is a commercial AC power supply of 50 or 60 Hz.
(5) In the means for determining that the analog input signal is abnormal, the signal determined to be abnormal is stored in a memory, and the stored data is appropriately displayed. The power supply abnormality waveform detection apparatus described.
(6) The power supply abnormality waveform detecting apparatus according to (1), wherein the reference waveform signal is an upper side and lower side reference waveform signal having a predetermined width with respect to the analog input signal.
[0019]
The power supply abnormality waveform detection device having such a configuration detects the waveform abnormality by comparing the analog input signal as a power supply with the reference waveform signal and accumulating the difference between the synchronization trigger signals. Small amplitude noise and distortion can be reliably detected as well as instantaneous interruption, sag, and impulse generated in the power supply.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a power supply abnormality waveform detecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
As shown in FIG. 1, the power supply abnormal waveform detection apparatus according to the present invention includes an amplifier 1 that amplifies an analog input signal that is a commercial AC power supply of 50 Hz or 60 Hz, and an A / A that converts the amplified analog input signal into a digital value. A D-converter 2 and a synchronization trigger detector 3 having means for setting, as a synchronization trigger signal ST, a point where the analog input signal converted into the digital value intersects a preset synchronization trigger level value STL; A memory controller 4 for reading a reference waveform signal in response to the synchronization trigger signal ST, and a reference waveform memory 5 having means for storing a reference waveform signal having the same phase or substantially the same phase as an analog input signal as a power source; The comparator 6 that compares the reference waveform signal and the analog input signal converted into the digital value, and the absolute value of the difference between the signals compared by the comparator 6 are calculated. A counter circuit 7, an accumulator 8 that accumulates the calculated absolute value, a comparator 9 that compares the accumulated data with a preset trigger setting value TL, and the accumulated data is greater than or equal to the trigger setting value TL The memory controller 10 for storing the address of the analog input signal as the abnormal waveform trigger T, the waveform memory 11 for reading the data of the analog input signal according to the abnormal waveform trigger T of the memory control 10, and the display of the accumulated waveform data The display controller 12 controls the display, the display 13 displays the abnormal waveform data of the ananlog input signal, and the sampling controller 14 samples the analog input signal between the synchronization trigger signals ST.
[0022]
An analog input signal 30 which is a commercial AC power supply of 50 or 60 cycles to be monitored is input to the amplifier 1. The amplifier 1 amplifies the analog input signal 30 with an appropriate gain and outputs the amplified signal to the A / D converter 2.
[0023]
The A / D converter 2 converts an analog input signal output from the amplifier 1 into a digital data from a sampling rate defined by the sampling controller 14, that is, an analog input signal between the synchronization trigger signals ST. The digital data output from the A / D converter 2 is supplied to the synchronization trigger detector 3, the comparator 6, and the waveform memory 11.
[0024]
As shown in FIG. 2, the synchronization trigger detector 3 outputs a synchronization trigger signal ST when the analog input signal 30 becomes equal to or higher than a preset synchronization trigger level value STL (Rise type synchronization trigger). The value STL of the synchronization trigger level is set to a value that matches the first data value of the reference waveform data stored in the reference waveform memory 5. The synchronization trigger signal ST output from the synchronization trigger detector 3 is output to the memory controller 4 and the accumulator 8.
[0025]
The memory controller 4 supplies a read signal to the reference waveform memory 5 in response to the synchronization trigger signal ST received from the synchronization trigger detector 3. This operation is performed every time the synchronization trigger signal ST is input thereafter.
[0026]
The reference waveform memory 5 stores the waveform data of the reference waveform signal 34 of one cycle as shown in FIG. 3 with the time axis as an address. When the reference signal is supplied from the memory controller 4 to the reference waveform memory 5, the waveform data is read from the first address and output to the comparator 6. Thereafter, the waveform data of the reference waveform signal 34 is sequentially read out and output to the comparator 6 at the read timing synchronized with the sampling of the analog input signal 30. As described above, the reference waveform signal 34 is formed in a waveform that is in phase or substantially in phase with the waveform of the analog input signal. The reference waveform signal 34 may be the analog input signal to be measured described in the prior art and the upper and lower reference waveform signals having a predetermined amplitude. In this case, it is very easy to add the function of the present invention to the abnormal waveform detection mechanism based on the WWT (Wave Window Trigger) method described in the prior art.
[0027]
The comparator 6 compares the output data from the A / D converter 2 with the data of the reference waveform signal 34 from the reference waveform memory 5 for each sampling point. The comparator 6 has calculation means for subtracting (reference value) − (measured value), and outputs the calculation result to the absolute value circuit 7.
[0028]
The absolute value circuit 7 has means for converting the operation result of the comparator 6 into an absolute value, and outputs this absolute value to the accumulator 8.
[0029]
The accumulator 8 has accumulating means for accumulating the absolute value received from the absolute value circuit 7. This accumulating means comprises a memory register SUM and an adder, and performs an operation of SUM = SUM + A. As a result, the absolute value A is accumulated in the SUM. The accumulator 8 outputs the contents of the memory register SUM to the comparator 9 every time the accumulation operation is completed. The accumulator 8 clears the memory register SUM to 0 each time it receives the synchronization trigger signal ST from the synchronization trigger detector 3. That is, the accumulation operation in the accumulator 8 is updated for each synchronization trigger signal ST.
[0030]
The comparator 9 compares the accumulated value SUM input from the accumulator 8 with a preset trigger setting value TL, and when the accumulated value SUM exceeds the trigger setting value TL, an abnormal waveform is recognized. A trigger T is generated and output to the memory controller 10.
[0031]
When the memory controller 10 receives the abnormal waveform trigger T from the comparator 9, it supplies this as the address of the waveform memory 11.
[0032]
The waveform memory 11 stores waveform data of a predetermined number of cycles of the analog input signal 30 output from the A / D converter 2 while sequentially updating it. The waveform memory 11 reads out abnormal waveform data according to the address received from the memory controller 10 and outputs it to the display controller 12. The abnormal waveform data is displayed on the display unit 13 under the control of the display controller 12.
[0033]
The sampling controller 14 samples the analog input signal 30 between the synchronization trigger signals ST, and a plurality of synchronization trigger signals ST may exist between the synchronization trigger signals ST. If a plurality of synchronous trigger signals ST are used, even a noise or distortion minute noise signal superimposed on the analog input signal 30 can be captured.
[0034]
The power supply abnormal waveform detection apparatus operates as follows.
When the waveform of the analog input signal 30 is not disturbed as shown in FIG. 4A, there is almost no difference between the waveform data of the analog input signal and the waveform data of the reference waveform signal at each sampling point. As shown in (B), the accumulation result SUM in the accumulator 8 does not become larger than the trigger set value TL. As a result, the abnormal waveform trigger T is not output from the comparator 9.
[0035]
However, as shown in FIG. 5A, when the analog input signal 30a is obtained by superimposing small amplitude noise on the reference waveform signal 34 (see FIG. 3), the sampling value of the input signal 30a and the corresponding value. There is a considerable difference between the data value of the reference waveform signal 34. The accumulated value SUM obtained by accumulating the absolute value of this difference with the accumulator 8 increases as time passes as shown in FIG. 5B, and exceeds the trigger set value TL at the predetermined time t1 of the synchronization trigger ST interval. It will be.
[0036]
As a result, the trigger signal T is output from the comparator 9, the waveform data is read from the waveform memory 11, and displayed on the display 13.
[0037]
The above-described operation of the power supply abnormal waveform detection apparatus according to the present invention is not limited to the analog input signal 30a on which noise is superimposed as shown in FIG. Needless to say, the present invention is applied to all abnormal waveforms such as instantaneous interruption, sag, and impulse as shown in FIG.
[0038]
As another embodiment of the power supply abnormality waveform detecting apparatus according to the present invention, the accumulation operation of the accumulator 8 may be continued for a plurality of times of the synchronization trigger signal ST. As a result, since the accumulation duration time becomes long, even when the difference between the analog input signals 30, 30a and the reference waveform signal 34 is small, the accuracy of detecting the difference is improved.
[0039]
As another embodiment, the accumulation by the accumulator 8 may be performed a plurality of times during one synchronization trigger ST.
As another embodiment, the accumulator 8 may accumulate the absolute value only when the absolute value output from the absolute value circuit 7 exceeds a predetermined value.
[0040]
The accumulator 8 may add 1 each time the absolute value exceeds a predetermined value. Further, the comparator 6 sets the sign of the difference between the input signal data and the reference waveform signal data one sample before. The accumulator 8 may accumulate the absolute value of the difference only when the sign changes alternately.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the power supply abnormal waveform detection apparatus according to the present invention cannot detect the instantaneous power failure, sag, and impulse generated in the input signal, and cannot be detected by the conventional power supply abnormal waveform detection apparatus using the WWT method. Therefore, it is possible to reliably detect abnormal waveforms of power input signals including small amplitude noises and small waveform distortions. Can be easily and quickly identified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a power supply abnormality waveform detecting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the synchronous trigger detector 3 shown in FIG.
3 is an explanatory diagram of the operation of the reference waveform memory 5 shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the power supply abnormality waveform detection device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the power supply abnormal waveform detection device shown in FIG. 1;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional power supply abnormal waveform detection device.
FIG. 7 is an explanatory diagram of WWT, which is the basic principle of a conventional power supply abnormal waveform detection device.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a synchronization trigger in WWT.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a synchronization trigger in WWT.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing waveforms that cannot be detected by WWT.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Amplifier 2 A / D converter 3 Synchronous trigger detector 4 Memory controller 5 Reference waveform memory 6 Comparator 7 Absolute value circuit 8 Accumulator 9 Comparator 10 Memory controller 11 Waveform memory 12 Display controller 13 Display 14 Sampling controller 30 Input signal 31 Upper signal of wave window 32 Lower signal of wave window 33 Wave window 34 Reference waveform signal 30a Noise-loaded input signal SUM Accumulated value ST Synchronization trigger STL Synchronization trigger level value T Trigger TL Trigger setting value

Claims (6)

電源であるアナログ入力信号と同位相又は略同位相の基準波形信号をメモリに記憶しておく手段と、
前記アナログ入力信号が予め設定されている同期トリガレベルの値と交差する点を同期トリガ信号として設定する手段と、
該同期トリガ信号間のアナログ入力信号と前記メモリに記憶してある基準波形信号との差の絶対値を累積する手段と、
該累積したデータが予め設定してあるトリガ設定値以上の時に前記アナログ入力信号が異常であると判断する手段とからなる電源異常波形検出装置。
Means for storing a reference waveform signal in phase or substantially in phase with an analog input signal as a power supply in a memory;
Means for setting, as a synchronization trigger signal, a point where the analog input signal intersects a preset value of the synchronization trigger level;
Means for accumulating the absolute value of the difference between the analog input signal between the synchronization trigger signals and the reference waveform signal stored in the memory;
A power supply abnormality waveform detecting apparatus comprising: means for determining that the analog input signal is abnormal when the accumulated data is equal to or greater than a preset trigger setting value.
前記同期トリガ信号として設定する手段において、前記アナログ入力信号が、前記同期トリガレベルの値と交差する点の検出は、前記アナログ入力信号が上昇方向の時に同期トリガレベルの値と交差する点であることを特徴とする請求項1に記載の電源異常波形検出装置。In the means for setting as the synchronization trigger signal, the detection of the point where the analog input signal crosses the value of the synchronization trigger level is a point where the analog input signal crosses the value of the synchronization trigger level when the analog input signal is in the upward direction. The power supply abnormal waveform detection apparatus according to claim 1. 前記累積手段において、前記アナログ入力信号を累積する期間を特定する同期トリガ信号間は、同期トリガ信号が複数に亘っていることを特徴とする請求項1に記載の電源異常波形検出装置。2. The power supply abnormality waveform detecting apparatus according to claim 1, wherein the accumulating unit includes a plurality of synchronization trigger signals between synchronization trigger signals that specify a period during which the analog input signal is accumulated. 前記アナログ入力信号は、50又は60Hzの商用交流電源であることを特徴とする請求項1に記載の電源異常波形検出装置。The power supply abnormal waveform detection device according to claim 1, wherein the analog input signal is a commercial AC power supply of 50 or 60 Hz. 前記アナログ入力信号が異常であると判断する手段において、異常と判断された信号は、メモリに記憶し、該記憶したデータを適宜表示するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電源異常波形検出装置。2. The power supply according to claim 1, wherein in the means for determining that the analog input signal is abnormal, the signal determined to be abnormal is stored in a memory, and the stored data is appropriately displayed. Abnormal waveform detection device. 前記基準波形信号は、前記アナログ入力信号と所定幅を持った上位側及び下位側基準波形信号であることを特徴とする請求項1に記載の電源異常波形検出装置。2. The power supply abnormality waveform detection apparatus according to claim 1, wherein the reference waveform signal is an upper side and lower side reference waveform signal having a predetermined width with respect to the analog input signal.
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