JP4665875B2 - measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、電圧、電流、電力等を測定する測定装置に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus that measures voltage, current, power, and the like.
従来、電圧、電流、電力等を測定するための測定装置が使用されている。例えば、交流電圧及び交流電流を乗算して瞬時電力の積算値を求める積算電力計において、予め定められた単位時間毎に積算電力値を求めるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この積算電力計では、交流電圧又は交流電流の周期とは関係なくデータ更新周期が設定される。 Conventionally, measuring devices for measuring voltage, current, power, and the like have been used. For example, in an integrating wattmeter that obtains an integrated value of instantaneous power by multiplying an alternating voltage and an alternating current, an integrated power meter that obtains an integrated power value every predetermined unit time has been proposed (for example, see Patent Document 1). . In this integrating wattmeter, the data update cycle is set regardless of the cycle of the AC voltage or AC current.
図14に、従来の測定装置100の基本構成を示す。
図14に示すように、測定装置100は、電圧入力端子111、電圧入力回路112、A/D変換器113、ゼロクロスデータ生成部114、電流入力端子115、電流入力回路116、A/D変換器117、ゼロクロスデータ生成部118、外部信号入力端子121、外部信号ゼロクロスデータ生成部122、セレクタ130、DSP(Digital Signal Processor)140、CPU(Central Processing Unit)150、表示器160、データ更新周期設定部170を備える。
FIG. 14 shows a basic configuration of a
As shown in FIG. 14, the
電圧入力回路112は、電圧入力端子111から入力された電圧信号を演算増幅器により正規化する。A/D変換器113は、電圧入力回路112により正規化された信号を所定のサンプリング周期でA/D変換し、瞬時電圧値をDSP140に出力する。ゼロクロスデータ生成部114は、電圧信号値の正負に基づいて、電圧信号値が正であれば「1」、電圧信号値が負であれば「0」というように、電圧信号値を2値化したゼロクロスデータを生成する。
The
電流入力回路116は、電流入力端子115から入力された電流信号を演算増幅器により正規化する。A/D変換器117は、電流入力回路116により正規化された信号を所定のサンプリング周期でA/D変換し、瞬時電流値をDSP140に出力する。ゼロクロスデータ生成部118は、電流信号値の正負に基づいて、電流信号値が正であれば「1」、電流信号値が負であれば「0」というように、電流信号値を2値化したゼロクロスデータを生成する。
The
外部信号ゼロクロスデータ生成部122は、外部信号入力端子121から入力された外部信号値(電圧信号値)の正負に基づいて、外部信号値を2値化したゼロクロスデータを生成する。
The external signal zero-cross
セレクタ130は、測定対象となる電圧信号若しくは電流信号、又は外部信号のうち、ユーザにより設定されたいずれか1つを同期信号として選択するものであり、ゼロクロスデータ生成部114により生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部118により生成されたゼロクロスデータ、又は外部信号ゼロクロスデータ生成部122により生成された外部信号のゼロクロスデータのうち、いずれか1つをDSP140に出力する。
The
データ更新周期設定部170は、ユーザの操作指示に基づいて、データを更新する周期を設定する。
The data update
DSP140は、A/D変換器113から出力された瞬時電圧値、A/D変換器117から出力された瞬時電流値、セレクタ130から出力された同期信号のゼロクロスデータに基づいて、データ更新周期毎に測定データ(電圧、電流、電力)を出力する。
The DSP 140 is based on the instantaneous voltage value output from the A /
図15は、DSP140の機能ブロック図である。
図15に示すように、DSP140は、サンプリング部141、瞬時データ格納部142、更新周期検出部143、測定データ算出部144、測定データ格納部145、転送部146を備える。
FIG. 15 is a functional block diagram of the
As illustrated in FIG. 15, the DSP 140 includes a sampling unit 141, an instantaneous
サンプリング部141は、A/D変換器113から出力された瞬時電圧値、A/D変換器117から出力された瞬時電流値を取得し、瞬時電圧値と瞬時電流値とを掛け算し、掛け算した結果を瞬時電力値とする。
瞬時データ格納部142は、瞬時電圧値、瞬時電流値、瞬時電力値を格納する。
The sampling unit 141 acquires the instantaneous voltage value output from the A /
The instantaneous
また、サンプリング部141は、セレクタ130から出力された同期信号のゼロクロスデータを取得する。
In addition, the sampling unit 141 acquires zero-cross data of the synchronization signal output from the
更新周期検出部143は、データ更新周期設定部170により設定されたデータ更新周期を検出する。また、更新周期検出部143は、サンプリング部141により取得された同期信号のゼロクロスデータの立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジに基づいて、データ更新周期内でn(nは整数)周期分の測定区間を検出する。
The update
測定データ算出部144は、更新周期検出部143により検出されたn周期分の測定区間における瞬時電圧値、瞬時電流値、瞬時電力値に基づいて測定データ(電圧、電流、電力)を算出する。
測定データ格納部145は、測定データ算出部144により算出された測定データを格納する。
The measurement
The measurement
転送部146は、データ更新周期毎に、測定データ格納部145に格納された測定データをCPU150に転送する。
The
CPU150は、DSP140から出力された測定データを取得し、表示用データを生成して、表示器160に表示させる。
The
表示器160は、CPU150からの指示に従って、測定データを表示する。
The
次に、図16を参照して、従来の測定装置100のDSP140における動作を説明する。
まず、サンプリング部141により、A/D変換器113から出力された瞬時電圧値とA/D変換器117から出力された瞬時電流値とが取得される(ステップS11,S12)。次いで、サンプリング部141により、瞬時電圧値と瞬時電流値とが掛け算され、瞬時電力値が算出される(ステップS13)。取得された瞬時電圧値及び瞬時電流値、算出された瞬時電力値は、瞬時データ格納部142に格納される(ステップS14)。
Next, with reference to FIG. 16, the operation of the
First, the sampling unit 141 acquires the instantaneous voltage value output from the A /
次に、サンプリング部141により、セレクタ130から出力された同期信号のゼロクロスデータが取得される(ステップS15)。そして、更新周期検出部143により、データ更新周期設定部170により設定されたデータ更新周期が終了したか否かが判断される(ステップS16)。データ更新周期が終了していない場合には(ステップS16;No)、ステップS11に戻り、ステップS11〜ステップS16の処理が繰り返される。
Next, the zero cross data of the synchronization signal output from the
ステップS16において、データ更新周期が終了した場合には(ステップS16;Yes)、同期信号のゼロクロスデータの立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジに基づいて、データ更新周期内でn周期分の測定区間が検出され、測定データ算出部144により、瞬時データ格納部142に格納されているn周期分の瞬時電圧値、瞬時電流値、瞬時電力値に基づいて、測定データ(電圧、電流、電力)が算出される(ステップS17)。算出されたデータ更新周期毎の測定データは、測定データ格納部145に格納される(ステップS18)。
In step S16, when the data update cycle is completed (step S16; Yes), measurement periods for n cycles are detected within the data update cycle based on the rising edge or falling edge of the zero-cross data of the synchronization signal. The measurement
次に、転送部146により、データ更新周期毎に、測定データ格納部145に格納されている測定データ(電圧、電流、電力)がCPU150に転送される(ステップS19)。
Next, the measurement data (voltage, current, power) stored in the measurement
図17を参照して、従来の測定区間について説明する。図17(a)は同期信号、図17(b)は同期信号のゼロクロスデータ、図17(c)はデータ更新周期、図17(d)は測定区間、図17(e)は電圧U、図17(f)は電流Iの時間変化を示す。ここでは、電圧Uを同期信号として用いている。 A conventional measurement section will be described with reference to FIG. 17A is the synchronization signal, FIG. 17B is the zero cross data of the synchronization signal, FIG. 17C is the data update cycle, FIG. 17D is the measurement period, FIG. 17E is the voltage U, FIG. 17 (f) shows the time change of the current I. Here, the voltage U is used as a synchronization signal.
図17(a)及び(b)に示すように、同期信号のゼロクロスデータは、同期信号の正負に基づいて同期信号を2値化したデータである。図17(c)に示すデータ更新周期は、データ更新周期設定部170により設定された値である。図17(d)に示すように、データ更新周期内で、同期信号のゼロクロスデータの立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでを1周期としてn周期分の測定区間が検出される。具体的には、測定区間T11の2周期分の瞬時電圧値及び瞬時電流値に基づいて、データ更新周期に対応する測定データ(電圧U11、電流I11)が算出される。同様に、測定区間T12の1周期分の瞬時電圧値及び瞬時電流値に基づいて、データ更新周期に対応する測定データ(電圧U12、電流I12)が算出される。
しかし、従来の測定装置では、データ更新周期(現状では50msecが最速)毎に、電圧、電流、電力等を算出するため、測定対象となる物理量の周期毎に分析を行うことはできなかった。また、電圧、電流、電力等を表示する場合には、データ更新周期より長い表示更新周期(現状では200msecが最速)毎に表示していた。 However, in the conventional measuring apparatus, the voltage, current, power, and the like are calculated every data update cycle (currently 50 msec is the fastest), and therefore, analysis cannot be performed for each cycle of the physical quantity to be measured. Further, when displaying voltage, current, power, etc., it is displayed every display update cycle longer than the data update cycle (currently 200 msec is the fastest).
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、測定対象物理量の周期毎に測定データを算出することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is to calculate measurement data for each period of a physical quantity to be measured.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の測定装置は、複数の測定対象物理量の瞬時値を取得する取得手段と、前記複数の測定対象物理量のうちいずれか1つに基づいて、当該測定対象物理量の値の正負により2値化したゼロクロスデータである同期信号を生成する同期信号源と、前記同期信号の周期を検出する周期検出手段と、前記周期検出手段により検出された周期毎に、前記取得手段により1周期の間に取得された複数の測定対象物理量の瞬時値に基づいて当該各測定対象物理量の代表値である測定データをそれぞれ算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the measuring apparatus according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の測定装置において、前記同期信号源は、前記複数の測定対象物理量に対して共通の同期信号を生成することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the measurement apparatus according to the first aspect, the synchronization signal source generates a common synchronization signal for the plurality of measurement target physical quantities .
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の測定装置において、前記算出手段により算出された測定データを表示する表示手段を備えたことを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the measuring apparatus according to the first or second aspect, further comprising a display unit that displays the measurement data calculated by the calculation unit.
請求項1に記載の発明によれば、複数の測定対象物理量のうちいずれか1つに基づいて生成された同期信号の周期を検出することにより、測定対象物理量の周期毎に測定データを算出することができる。また、測定対象物理量の周期が変動しても周期毎の測定を正確に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the measurement data is calculated for each period of the measurement target physical quantity by detecting the period of the synchronization signal generated based on any one of the plurality of measurement target physical quantities. be able to. Further, even if the cycle of the physical quantity to be measured varies, measurement for each cycle can be performed accurately.
請求項2に記載の発明によれば、複数の測定対象物理量に対して共通の同期信号を生成することにより、測定データの同時性を保つことができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to maintain the simultaneity of measurement data by generating a common synchronization signal for a plurality of physical quantities to be measured.
請求項3に記載の発明によれば、周期毎に算出された測定データを表示することができる。
According to invention of
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1に、本発明の実施の形態における測定装置1の基本構成を示す。
図1に示すように、測定装置1は、エレメント10a,10b,10c,10d、外部信号入力端子21、外部信号ゼロクロスデータ生成部22、セレクタ30a,30b,30c,30d、DSP40a,40b,40c,40d、CPU50、表示器60を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a basic configuration of a measuring
As shown in FIG. 1, the measuring
エレメント10aは、電圧入力端子11a、電圧入力回路12a、A/D変換器13a、ゼロクロスデータ生成部14a、電流入力端子15a、電流入力回路16a、A/D変換器17a、ゼロクロスデータ生成部18aを備える。
The
電圧入力回路12aは、電圧入力端子11aから入力された電圧信号を演算増幅器により正規化する。A/D変換器13aは、電圧入力回路12aにより正規化された信号を所定のサンプリング周期でA/D変換し、瞬時電圧値をDSP40aに出力する。ゼロクロスデータ生成部14aは、電圧信号値の正負に基づいて、電圧信号値が正であれば「1」、電圧信号値が負であれば「0」というように、電圧信号値を2値化したゼロクロスデータを生成する。
The
電流入力回路16aは、電流入力端子15aから入力された電流信号を演算増幅器により正規化する。A/D変換器17aは、電流入力回路16aにより正規化された信号を所定のサンプリング周期でA/D変換し、瞬時電流値をDSP40aに出力する。ゼロクロスデータ生成部18aは、電流信号値の正負に基づいて、電流信号値が正であれば「1」、電流信号値が負であれば「0」というように、電流信号値を2値化したゼロクロスデータを生成する。
The
エレメント10b,10c,10dは、エレメント10aと同様の構成であるため、対応する各部については同列の符号を付し、説明を省略する。すなわち、測定装置1は、同時に最大で4組の電圧、電流を測定することができる。なお、図1では、測定装置1がエレメントを4個備えている場合を図示したが、エレメントは4個に限らず、何個であってもよい。
Since the
外部信号ゼロクロスデータ生成部22は、外部信号入力端子21から入力された外部信号値(電圧信号値)の正負に基づいて、外部信号値を2値化したゼロクロスデータを生成する。
The external signal zero cross
セレクタ30aは、測定対象となる電圧信号若しくは電流信号、又は外部信号のうち、ユーザにより設定されたいずれか1つを同期信号として選択するものであり、ゼロクロスデータ生成部14aにより生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部18aにより生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部14bにより生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部18bにより生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部14cにより生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部18cにより生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部14dにより生成されたゼロクロスデータ、ゼロクロスデータ生成部18dにより生成されたゼロクロスデータ、又は外部信号ゼロクロスデータ生成部22により生成された外部信号のゼロクロスデータのうち、いずれか1つをDSP40aに出力する。すなわち、ゼロクロスデータ生成部14a、ゼロクロスデータ生成部18a、ゼロクロスデータ生成部14b、ゼロクロスデータ生成部18b、ゼロクロスデータ生成部14c、ゼロクロスデータ生成部18c、ゼロクロスデータ生成部14d、ゼロクロスデータ生成部18d及びセレクタ30aは、特許請求の範囲に記載の同期信号源である。
The
セレクタ30b,30c,30dは、セレクタ30aと同様の構成であるため、説明を省略する。
Since the
DSP40aは、A/D変換器13aから出力された瞬時電圧値、A/D変換器17aから出力された瞬時電流値、セレクタ30aから出力された同期信号のゼロクロスデータに基づいて、同期信号の周期毎に測定データ(電圧、電流又は電力)を出力する(いわゆるサイクルバイサイクル測定)。
The
図2は、DSP40aの機能ブロック図である。
図2に示すように、DSP40aは、サンプリング部41a、瞬時データ格納部42a、同期信号周期検出部43a、測定データ算出部44a、測定データ格納部45a、転送部46aを備える。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
As shown in FIG. 2, the
サンプリング部41aは、A/D変換器13aから出力された瞬時電圧値、A/D変換器17aから出力された瞬時電流値を取得する。また、サンプリング部41aは、瞬時電圧値と瞬時電流値とを掛け算し、掛け算した結果を瞬時電力値として取得する。すなわち、サンプリング部41aは、特許請求の範囲に記載の取得手段である。
瞬時データ格納部42aは、瞬時電圧値、瞬時電流値、瞬時電力値を格納する。
The
The instantaneous
また、サンプリング部41aは、セレクタ30aから出力された同期信号のゼロクロスデータを取得する。
In addition, the
同期信号周期検出部43aは、サンプリング部41aにより取得された同期信号のゼロクロスデータから立ち上がりエッジを検出し、同期信号の周期を検出する。すなわち、同期信号周期検出部43aは、特許請求の範囲に記載の周期検出手段である。なお、本実施の形態では、同期信号のゼロクロスデータの立ち上がりエッジに基づいて周期を検出することとするが、立ち下がりエッジに基づいて周期を検出することとしてもよい。
The synchronization signal
測定データ算出部44aは、同期信号周期検出部43aにより検出された同期信号の周期毎に、1周期の間に取得された瞬時電圧値、瞬時電流値、瞬時電力値に基づいて測定データを算出する。すなわち、測定データ算出部44aは、特許請求の範囲に記載の算出手段である。ここで、測定データは、同期信号の1周期に対応する測定対象物理量の代表値であり、電圧の場合にはRMS(Root Mean Square:真の実効値)、MEAN(平均値整流実効値校正)、RMEAN(Rectified MEAN:平均値整流)、DC(単純平均)等、電流の場合にはRMS、MEAN、RMEAN、DC等、電力の場合には有効電力、皮相電力、無効電力等が測定データとして算出される。
測定データ格納部45aは、測定データ算出部44aにより算出された1周期毎の測定データを格納する。
The measurement
The measurement
転送部46aは、測定データ格納部45aに予め指定された周期分の測定データが格納されると、指定周期分の測定データをまとめてCPU50に転送する。
When the measurement data for a predetermined cycle is stored in the measurement
DSP40b,40c,40dは、DSP40aと同様の構成であるため、対応する各部については同列の符号を付し、図示及び説明を省略する。
Since the
CPU50は、DSP40a,40b,40c,40dから出力された測定データを取得し、表示用データを生成して、表示器60に表示させる。
The
表示器60は、CPU50からの指示に従って、測定データを表示する。すなわち、表示器60は、特許請求の範囲に記載の表示手段である。
The
次に、測定装置1の動作を説明する。
図3は、測定装置1のDSP40aにより実行される周期毎測定処理を示すフローチャートである。
Next, the operation of the measuring
FIG. 3 is a flowchart showing the cycle-by-cycle measurement process executed by the
まず、サンプリング部41aにより、A/D変換器13aから出力された瞬時電圧値が取得され(ステップS1)、A/D変換器17aから出力された瞬時電流値が取得される(ステップS2)。次いで、サンプリング部41aにより、瞬時電圧値と瞬時電流値とが掛け算され、瞬時電力値が算出される(ステップS3)。取得された瞬時電圧値及び瞬時電流値、算出された瞬時電力値は、瞬時データ格納部42aに格納される(ステップS4)。
First, the
次に、サンプリング部41aにより、セレクタ30aから出力された同期信号のゼロクロスデータが取得される(ステップS5)。そして、同期信号周期検出部43aにより、同期信号のゼロクロスデータから立ち上がりエッジが検出されたか否か、すなわち、同期信号の1周期が終了したか否かが判断される(ステップS6)。同期信号の1周期が終了していない場合には(ステップS6;No)、ステップS1に戻り、ステップS1〜ステップS6の処理が繰り返される。
Next, the zero cross data of the synchronization signal output from the
ステップS6において、同期信号の1周期が終了した場合には(ステップS6;Yes)、測定データ算出部44aにより、瞬時データ格納部42aに格納されている1周期分の瞬時電圧値、瞬時電流値、瞬時電力値に基づいて、1周期毎の測定データが算出される(ステップS7)。算出された1周期毎の測定データは、測定データ格納部45aに格納される(ステップS8)。
In step S6, when one cycle of the synchronization signal is completed (step S6; Yes), the measurement
次に、指定周期分の測定が終了したか否かが判断され(ステップS9)、指定周期分の測定が終了していない場合には(ステップS9;No)、ステップS1に戻り、ステップS1〜ステップS9の処理が繰り返される。 Next, it is determined whether or not the measurement for the designated period has been completed (step S9). If the measurement for the designated period has not been completed (step S9; No), the process returns to step S1, and steps S1 to S1 are performed. The process of step S9 is repeated.
ステップS9において、指定周期分の測定が終了した場合には(ステップS9;Yes)、転送部46aにより、測定データ格納部45aに格納されている指定周期分の測定データがまとめてCPU50に転送される(ステップS10)。
以上で、周期毎測定処理が終了する。
In step S9, when the measurement for the designated cycle is completed (step S9; Yes), the
Thus, the period-by-cycle measurement process ends.
DSP40b,40c,40dにおいても、同様の処理が行われる。そして、CPU50により、DSP40a,40b,40c,40dから出力された測定データが取得され、表示用データが生成されて、表示器60に表示される。
Similar processing is performed in the
次に、図4を参照して、周期毎測定の測定区間について説明する。図4(a)は同期信号、図4(b)は同期信号のゼロクロスデータ、図4(c)は測定区間、図4(d)は電圧U、図4(e)は電流Iの時間変化を示す。ここでは、電圧Uを同期信号として用いている。 Next, with reference to FIG. 4, the measurement interval of the measurement for each cycle will be described. 4A is the synchronization signal, FIG. 4B is the zero cross data of the synchronization signal, FIG. 4C is the measurement period, FIG. 4D is the voltage U, and FIG. Indicates. Here, the voltage U is used as a synchronization signal.
図4(a)及び(b)に示すように、同期信号のゼロクロスデータは、同期信号の正負に基づいて同期信号を2値化したデータである。図4(b)及び(c)に示すように、同期信号のゼロクロスデータの立ち上がりエッジに基づいて、周期毎の測定区間T1,T2,T3,・・・が検出される。具体的には、図4(c)、(d)及び(e)に示すように、測定区間T1の間に瞬時データ格納部42aに格納された1周期分の瞬時電圧値、瞬時電流値に基づいて1周期毎の測定データ(電圧U1、電流I1)が算出され、測定区間T2の間に瞬時データ格納部42aに格納された1周期分の瞬時電圧値、瞬時電流値に基づいて1周期毎の測定データ(電圧U2、電流I2)が算出される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the zero cross data of the synchronization signal is data obtained by binarizing the synchronization signal based on the sign of the synchronization signal. As shown in FIGS. 4B and 4C, the measurement intervals T1, T2, T3,... For each period are detected based on the rising edge of the zero-cross data of the synchronization signal. Specifically, as shown in FIGS. 4C, 4D, and 4E, the instantaneous voltage value and the instantaneous current value for one cycle stored in the instantaneous
以上説明したように、測定装置1によれば、同期信号の周期を検出することにより、測定対象物理量の周期毎に測定データを算出することができる。また、測定対象物理量に基づいて同期信号を生成することにより、測定対象物理量の周期が変動しても周期毎の測定を正確に行うことができる。したがって、例えば、過渡現象、電源投入時の始動期間の現象等をより細かく解析することが可能となる。
As described above, according to the
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る測定装置の例であり、これに限定されるものではない。測定装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 The description in the above embodiment is an example of the measurement apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of each part constituting the measuring apparatus can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば、セレクタ30a,30b,30c,30dは、それぞれ異なる同期信号を選択することとしてもよいが、共通の同期信号を選択することにより、各エレメント10a,10b,10c,10dの測定データの同時性を保つことができる。
For example, the
<測定結果>
図5に示す測定装置2を用いてインバータ駆動モータ(三相3線式)の周期毎測定を行った。測定装置2は、上記実施の形態において説明した測定装置1と同様の構成によってなるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、図示及び説明を省略する。測定装置2には、さらにトルク入力端子及び回転速度入力端子が設けられており、トルク、回転速度、メカニカルパワーについても周期毎の測定が可能である。
<Measurement results>
Measurement was performed for each cycle of the inverter drive motor (three-phase three-wire system) using the
図5に示すように、インバータ3によりモータ4が駆動され、モータ4によって負荷5が回転する。負荷5の回転軸に設けられたトルク・回転速度センサ6を介して、トルクメータ7からトルク及び回転速度が出力される。
As shown in FIG. 5, the
電圧入力端子11aに電圧Uaとしてモータ4の入力電圧(U相)を入力し、電流入力端子15aに電流Iaとしてモータ4の入力電流(U相)を入力し、電圧入力端子11bに電圧Ubとしてモータ4の入力電圧(V相)を入力し、電流入力端子15bに電流Ibとしてモータ4の入力電流(V相)を入力し、電圧入力端子11cに電圧Ucとしてモータ4の入力電圧(W相)を入力し、電流入力端子15cに電流Icとしてモータ4の入力電流(W相)を入力した。また、測定装置2のトルク入力端子及び回転速度入力端子に、トルク及び回転速度を入力した。
The input voltage (U phase) of the
同期信号を電流Ia(モータ4の入力電流(U相))として、インバータ3の出力周波数を上昇させていった場合の100周期分のデータ測定を行った。
Data measurement was performed for 100 periods when the output frequency of the
図6に、表示器60に表示される、同期信号の周期毎に測定された同期信号の周波数[Hz]、電流[A]、電力[W]、回転速度[rpm]、トルク[N・m]の表示例を示す。 In FIG. 6, the frequency [Hz], current [A], power [W], rotation speed [rpm], and torque [N · m] of the synchronization signal measured for each period of the synchronization signal displayed on the display device 60. ] Is displayed.
また、図7〜図13は、周期毎測定処理によって得られた測定データをグラフ化したものである。図7はサイクルカウントに対する同期信号の周波数[Hz]、図8はサイクルカウントに対する電圧[V]、図9はサイクルカウントに対する電流[A]、図10はサイクルカウントに対する有効電力[W]、図11はサイクルカウントに対する回転速度[rpm]、図12はサイクルカウントに対するトルク[N・m]、図13はサイクルカウントに対するメカニカルパワー[W]である。 7 to 13 are graphs of measurement data obtained by the cycle-by-cycle measurement process. 7 shows the frequency [Hz] of the synchronization signal with respect to the cycle count, FIG. 8 shows the voltage [V] with respect to the cycle count, FIG. 9 shows the current [A] with respect to the cycle count, FIG. Is the rotational speed [rpm] with respect to the cycle count, FIG. 12 is the torque [N · m] with respect to the cycle count, and FIG. 13 is the mechanical power [W] with respect to the cycle count.
このように、インバータ駆動モータの評価において、測定対象となる物理量の周波数が増減するようなモータ4の始動から定常運転に至るまでの過渡現象を、インバータ出力電流(モータ4の入力電流(U相))の周期毎の特性として捉えることができる。
As described above, in the evaluation of the inverter drive motor, the transient phenomenon from the start of the
1 測定装置
2 測定装置
3 インバータ
4 モータ
5 負荷
6 トルク・回転速度センサ
7 トルクメータ
10a,10b,10c,10d エレメント
11a,11b,11c,11d 電圧入力端子
12a,12b,12c,12d 電圧入力回路
13a,13b,13c,13d A/D変換器
14a,14b,14c,14d ゼロクロスデータ生成部
15a,15b,15c,15d 電流入力端子
16a,16b,16c,16d 電流入力回路
17a,17b,17c,17d A/D変換器
18a,18b,18c,18d ゼロクロスデータ生成部
21 外部信号入力端子
22 外部信号ゼロクロスデータ生成部
30a,30b,30c,30d セレクタ
40a,40b,40c,40d DSP
41a サンプリング部
42a 瞬時データ格納部
43a 同期信号周期検出部
44a 測定データ算出部
45a 測定データ格納部
46a 転送部
50 CPU
60 表示器
100 測定装置
111 電圧入力端子
112 電圧入力回路
113 A/D変換器
114 ゼロクロスデータ生成部
115 電流入力端子
116 電流入力回路
117 A/D変換器
118 ゼロクロスデータ生成部
121 外部信号入力端子
122 外部信号ゼロクロスデータ生成部
130 セレクタ
140 DSP
141 サンプリング部
142 瞬時データ格納部
143 更新周期検出部
144 測定データ算出部
145 測定データ格納部
146 転送部
150 CPU
160 表示器
170 データ更新周期設定部
DESCRIPTION OF
60
141
Claims (3)
前記複数の測定対象物理量のうちいずれか1つに基づいて、当該測定対象物理量の値の正負により2値化したゼロクロスデータである同期信号を生成する同期信号源と、
前記同期信号の周期を検出する周期検出手段と、
前記周期検出手段により検出された周期毎に、前記取得手段により1周期の間に取得された複数の測定対象物理量の瞬時値に基づいて当該各測定対象物理量の代表値である測定データをそれぞれ算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とする測定装置。 Acquisition means for acquiring instantaneous values of a plurality of measurement target physical quantities;
A synchronization signal source that generates a synchronization signal that is zero-cross data binarized based on the value of the measurement target physical quantity based on any one of the plurality of measurement target physical quantities;
Period detection means for detecting the period of the synchronization signal;
For each period detected by the period detection unit, measurement data that is a representative value of each measurement target physical quantity is calculated based on instantaneous values of a plurality of measurement target physical quantities acquired during one cycle by the acquisition unit. Calculating means for
A measuring apparatus comprising:
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