JP4828034B2 - 高調波解析データのグラフ表示方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高調波解析データのグラフ表示方法に係り、特に電力計に好適な高調波解析データのグラフ表示方法に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
電流や電圧の高調波解析データをグラフ表示するに際しては、取り込んだ電圧波形や電流波形をディジタルサンプリングしてから高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をかけ、その際に得られる高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の結果から各高調波次数成分の実効値や位相角を求め、各別にバーグラフとして出力表示することが行われている。
【０００３】
図５は、従来から高調波電圧の実効値について行われているグラフ表示例を、図６は、同様に高調波電圧の位相角について行われているグラフ表示例をそれぞれ示す。なお、この場合、奇数次のみや指定次数のみを選択して表示し、他の余分な次数の表示を消すことも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特に高調波の偶数次成分については、図５に示されているように実効値レベルは低いものの、位相角は実効値レベルとは無関係に図６に示されているように演算上１７０度などといったような大きな数字となって表示されてしまうことになる。
【０００５】
このような状態のもとでプラスとマイナスとが頻繁に反転する場合には、高調波電圧の位相角のバーグラフが図６に示すように上下に大きく変化する結果、肝心の実効値レベルの大きい奇数次成分の高調波電圧の位相角の変動が見づらくなってしまう不都合があった。
【０００６】
この場合、高調波電圧の位相角における奇数次成分のみを選択して表示させることにより、上記不具合を回避できることもあるが、奇数次においてもレベルが低い次数では同様に高調波電圧の位相角の変動が見づらくなる現象を発生させてしまう不具合があった。
【０００７】
しかも、偶数次にあっても実効値レベルの高い監視を要する次数がある場合には、奇数次成分のみを選択して表示するものであるときにはこれを確認できず、役に立たないという問題があった。さらに、実効値グラフと位相角グラフとの両方を目視確認しようとする場合には、表示画面を切り替えなければならなくなる不便さもあった。
【０００８】
本発明は、従来手法にみられた上記課題に鑑みてなされたものであり、表示画面を切り替えることなく奇数次のみならず偶数次における高調波の位相角の変動をも見やすくできる高調波解析データのグラフ表示方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を実現すべくなされたものであり、ディジタル変換してサンプリングされた波形データからは、高調波解析手段による演算で１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とが解析され、各次数に対応するそれぞれの実効値は、そのレベルとの関係で定まるバーグラフのグラフ幅に変換され、各次数に対応するそれぞれの位相角は、そのレベルとの関係で定まるバーグラフのグラフ高さに変換され、このようにグラフ幅とグラフ高さとで視別可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する実効値のレベルとその位相角とを同時に示す各バーグラフを次数別に間隔をおいて出力表示することことに構成上の特徴がある。
【００１０】
この場合、各次数に対応するそれぞれの実効値は、そのレベルとの関係で定まるグラフ幅に変換された前記バーグラフを、さらに閾値を越える場合と越えない場合とで異なる色を付すことにより、グラフ幅とグラフ高さと色とで視別可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する各バーグラフを出力表示することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の実施に供される電力計の概要を示すものであり、装置本体１１は、例えば１〜３チャンネル分の測定された波形データを端子Ｔを介してアナログ値として各別に取り込むことができる入力手段１３と、各チャンネルの波形データを各別にディジタル変換するためのＡ／Ｄ変換手段１４と、変換後の各波形データを各別に格納することができるＲＡＭなどからなるメモリ手段１５と、これらのメモリ手段１５から読み出された各波形データを高調波解析するためのディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などからなる高調波解析手段１６と、この高調波解析手段１６を介して解析された１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とをバーグラフとして出力表示するための出力手段１７と、これらの各構成手段を統括制御するためのＣＰＵ１２とを少なくとも備えている。なお、出力手段１７には、ＣＲＴディスプレイやＥＬディスプレイ、プリンタなどのほか、出力データを格納しておくためのＶＲＡＭも含まれる。
【００１２】
図１は、図２に示す電力計を用いて実施される本発明の一例についての処理手順を示すフローチャートである。
【００１３】
同図によれば、まず、測定されたチャンネル別の波形データが入力手段１３を介してアナログ値として取り込まれ、Ａ／Ｄ変換手段１４を経ることによりディジタル化された波形データとしてサンプリングされる。
【００１４】
サンプリングされた波形データからは、高調波解析手段１６を介しての高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を経て１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とを演算して解析され、メモリ手段１５に格納される。
【００１５】
次いで、メモリ手段１５から適宜の次数ｉ、例えば次数が奇数である１次高調波に対応する実効値が取り出され、該実効値は、そのレベルに応じて定まるバーグラフのグラフ幅Ｘに変換される。この場合、さらに上記実効値が閾値を越える場合には、該バーグラフの色Ｃを例えば同色ではあっても明度の高いものとし、越えない場合には同色ではあっても明度の低いものとしてそれぞれセットすることもできる。なお、バーグラフの色Ｃは、上記実効値が閾値を越える場合と越えない場合とで異なる色をセットするものであってもよい。
【００１６】
また、メモリ手段１５から同様に１次高調波に対応する位相角が取り出され、該位相角は、そのレベルに応じて定まるバーグラフのグラフ高さＹに変換される。
【００１７】
このようにして１次高調波に対応するバーグラフに所定のグラフ幅Ｘとグラフ高さＹ、さらには必要により色Ｃをも付与された後、１次高調波の実効値と位相角とを読み取ることができる表示パターンに描画されたバーグラフがメモリ手段１５に格納される。
【００１８】
次いで、２次高調波に対応する実効値と位相角、３次高調波に対応する実効値と位相角というように、順にｎ次高調波に至るまで同様の処理が繰り返し行われ、そのすべての次数のバーグラフがメモリ手段１５に格納される。
【００１９】
このようにして、すべての次数のバーグラフをメモリ手段１５に格納しておき、１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とを実効値が閾値を上回っているか否かをも含めて例えば図４に示すバーグラフとして出力手段１７を介して次数別に間隔をおいて出力表示できる。なお、出力手段１７を介してのバーグラフの出力表示は、上記した一括表示以外に、次数毎に逐次表示していくものであってもよい。
【００２０】
本発明は、上述したようにして構成されているので、出力手段１７を介してグラフ幅Ｘとグラフ高さＹとによる相互の視別のほか、必要に応じてさらに色Ｃをも含めて相互の視別が可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する各バーグラフを出力手段１７を介して次数別に間隔をおいて出力表示できることになる。
【００２１】
これを図３と図４とを参照しながらより詳しく説明する。図３は、高調波電圧実効値の次数別のバーグラフを示したものであり、図３における１次高調波は、１５０Ｖに近いレベルを示しているが、位相角は０度なので高調波電圧位相角グラフである図４には表示されない。
【００２２】
また、図３における２次高調波は、０．１５Ｖのレベルを示しており、対応する図４の２次高調波は、実効値のレベルに対応するある程度の幅に、位相角のレベルに対応する長さが付与されたバーグラフとしてマイナス側に表示されている。
【００２３】
さらに、図３における３次高調波は、２次高調波の０．１５Ｖのレベルよりは高い０．１５〜１５．０Ｖとの間のレベルを示しているので、対応する図４の３次高調波は、２次高調波のバーグラフよりも太い幅と、位相角のレベルに対応する長さが付与されたバーグラフとしてプラス側に表示されている。
【００２４】
一方、図３における４次高調波は、２次高調波の０．１５Ｖのレベルよりも低いレベルを示しているので、対応する図４の４次高調波は、２次高調波のバーグラフよりも細い幅と、位相角のレベルに対応する長さが付与されたバーグラフとしてプラス側に表示されている。
【００２５】
つまり、本発明によれば、図４に示されているように１〜ｎ次までの高調波次数に対応する実効値のレベルとその位相角とを同時に示す各バーグラフを次数別に間隔をおいて表示されているバーグラフのグラフ幅Ｘとグラフ高さＹとを目視確認することにより、各次数における実効値のレベルと位相角とを表示手段１７の表示画面を切り替えることなく容易に知ることができることになる。しかも、バーグラフに色Ｃが付されている場合には、実効値自体が閾値を上回っているか否かをも同時に知ることができる。
【００２６】
また、実効値レベルの低い次数に対応する位相角を示すバーグラフは、目立たない存在となって、実際に問題となる次数の位相角の様子のみを監視することができることになる。
【００２７】
以上は、高調波電圧を例に図３と図４とにしたがって説明しているが、高調波電流についても同様にして出力表示することができる。なお、高調波電力に関しては、位相角の算出方法において上記した電圧と電流との場合とは異なっているので、基本波の位相角は常にゼロになるとは限らない。また、本発明に係る表示方法は、ＭＯやＦＤなどの適宜の記録媒体にバーグラフのデータを保持させておき、ＣＲＴ等の適宜の表示手段を介して事後的に出力表示させることにより実施することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、グラフ幅とグラフ高さとにより相互の視別が可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する各バーグラフを次数別に間隔をおいて出力表示することができるので、これを目視確認することにより、各次数における実効値のレベルと位相角とを表示画面を切り替えることなく容易に知ることができる。このため、実際に問題となる次数の位相角の様子のみを容易に監視することもできる。さらに、前記バーグラフに対し閾値を越える場合と越えない場合とで異なる色を付すことにより、実効値自体が閾値を上回っているか否かをも含めて視別可能に出力表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理手順の一例を示すフローチャート図。
【図２】本発明の実施に供される電力計の概略構成例を示すブロック図。
【図３】高調波の電圧実効値のグラフ図。
【図４】図３のグラフ図との対比のもとで示す本発明により得られるグラフ図。
【図５】従来手法により得られる高調波の電圧実効値のグラフ図。
【図６】従来手法により得られる高調波の電圧位相角のグラフ図。
【符号の説明】
１１ 装置本体
１２ ＣＰＵ
１３ 入力手段
１４ Ａ／Ｄ変換手段
１５ メモリ手段
１６ 高調波解析手段
１７ 出力手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、高調波解析データのグラフ表示方法に係り、特に電力計に好適な高調波解析データのグラフ表示方法に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
電流や電圧の高調波解析データをグラフ表示するに際しては、取り込んだ電圧波形や電流波形をディジタルサンプリングしてから高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をかけ、その際に得られる高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の結果から各高調波次数成分の実効値や位相角を求め、各別にバーグラフとして出力表示することが行われている。
【０００３】
図５は、従来から高調波電圧の実効値について行われているグラフ表示例を、図６は、同様に高調波電圧の位相角について行われているグラフ表示例をそれぞれ示す。なお、この場合、奇数次のみや指定次数のみを選択して表示し、他の余分な次数の表示を消すことも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特に高調波の偶数次成分については、図５に示されているように実効値レベルは低いものの、位相角は実効値レベルとは無関係に図６に示されているように演算上１７０度などといったような大きな数字となって表示されてしまうことになる。
【０００５】
このような状態のもとでプラスとマイナスとが頻繁に反転する場合には、高調波電圧の位相角のバーグラフが図６に示すように上下に大きく変化する結果、肝心の実効値レベルの大きい奇数次成分の高調波電圧の位相角の変動が見づらくなってしまう不都合があった。
【０００６】
この場合、高調波電圧の位相角における奇数次成分のみを選択して表示させることにより、上記不具合を回避できることもあるが、奇数次においてもレベルが低い次数では同様に高調波電圧の位相角の変動が見づらくなる現象を発生させてしまう不具合があった。
【０００７】
しかも、偶数次にあっても実効値レベルの高い監視を要する次数がある場合には、奇数次成分のみを選択して表示するものであるときにはこれを確認できず、役に立たないという問題があった。さらに、実効値グラフと位相角グラフとの両方を目視確認しようとする場合には、表示画面を切り替えなければならなくなる不便さもあった。
【０００８】
本発明は、従来手法にみられた上記課題に鑑みてなされたものであり、表示画面を切り替えることなく奇数次のみならず偶数次における高調波の位相角の変動をも見やすくできる高調波解析データのグラフ表示方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を実現すべくなされたものであり、ディジタル変換してサンプリングされた波形データからは、高調波解析手段による演算で１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とが解析され、各次数に対応するそれぞれの実効値は、そのレベルとの関係で定まるバーグラフのグラフ幅に変換され、各次数に対応するそれぞれの位相角は、そのレベルとの関係で定まるバーグラフのグラフ高さに変換され、このようにグラフ幅とグラフ高さとで視別可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する実効値のレベルとその位相角とを同時に示す各バーグラフを次数別に間隔をおいて出力表示することことに構成上の特徴がある。
【００１０】
この場合、各次数に対応するそれぞれの実効値は、そのレベルとの関係で定まるグラフ幅に変換された前記バーグラフを、さらに閾値を越える場合と越えない場合とで異なる色を付すことにより、グラフ幅とグラフ高さと色とで視別可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する各バーグラフを出力表示することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の実施に供される電力計の概要を示すものであり、装置本体１１は、例えば１〜３チャンネル分の測定された波形データを端子Ｔを介してアナログ値として各別に取り込むことができる入力手段１３と、各チャンネルの波形データを各別にディジタル変換するためのＡ／Ｄ変換手段１４と、変換後の各波形データを各別に格納することができるＲＡＭなどからなるメモリ手段１５と、これらのメモリ手段１５から読み出された各波形データを高調波解析するためのディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などからなる高調波解析手段１６と、この高調波解析手段１６を介して解析された１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とをバーグラフとして出力表示するための出力手段１７と、これらの各構成手段を統括制御するためのＣＰＵ１２とを少なくとも備えている。なお、出力手段１７には、ＣＲＴディスプレイやＥＬディスプレイ、プリンタなどのほか、出力データを格納しておくためのＶＲＡＭも含まれる。
【００１２】
図１は、図２に示す電力計を用いて実施される本発明の一例についての処理手順を示すフローチャートである。
【００１３】
同図によれば、まず、測定されたチャンネル別の波形データが入力手段１３を介してアナログ値として取り込まれ、Ａ／Ｄ変換手段１４を経ることによりディジタル化された波形データとしてサンプリングされる。
【００１４】
サンプリングされた波形データからは、高調波解析手段１６を介しての高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を経て１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とを演算して解析され、メモリ手段１５に格納される。
【００１５】
次いで、メモリ手段１５から適宜の次数ｉ、例えば次数が奇数である１次高調波に対応する実効値が取り出され、該実効値は、そのレベルに応じて定まるバーグラフのグラフ幅Ｘに変換される。この場合、さらに上記実効値が閾値を越える場合には、該バーグラフの色Ｃを例えば同色ではあっても明度の高いものとし、越えない場合には同色ではあっても明度の低いものとしてそれぞれセットすることもできる。なお、バーグラフの色Ｃは、上記実効値が閾値を越える場合と越えない場合とで異なる色をセットするものであってもよい。
【００１６】
また、メモリ手段１５から同様に１次高調波に対応する位相角が取り出され、該位相角は、そのレベルに応じて定まるバーグラフのグラフ高さＹに変換される。
【００１７】
このようにして１次高調波に対応するバーグラフに所定のグラフ幅Ｘとグラフ高さＹ、さらには必要により色Ｃをも付与された後、１次高調波の実効値と位相角とを読み取ることができる表示パターンに描画されたバーグラフがメモリ手段１５に格納される。
【００１８】
次いで、２次高調波に対応する実効値と位相角、３次高調波に対応する実効値と位相角というように、順にｎ次高調波に至るまで同様の処理が繰り返し行われ、そのすべての次数のバーグラフがメモリ手段１５に格納される。
【００１９】
このようにして、すべての次数のバーグラフをメモリ手段１５に格納しておき、１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とを実効値が閾値を上回っているか否かをも含めて例えば図４に示すバーグラフとして出力手段１７を介して次数別に間隔をおいて出力表示できる。なお、出力手段１７を介してのバーグラフの出力表示は、上記した一括表示以外に、次数毎に逐次表示していくものであってもよい。
【００２０】
本発明は、上述したようにして構成されているので、出力手段１７を介してグラフ幅Ｘとグラフ高さＹとによる相互の視別のほか、必要に応じてさらに色Ｃをも含めて相互の視別が可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する各バーグラフを出力手段１７を介して次数別に間隔をおいて出力表示できることになる。
【００２１】
これを図３と図４とを参照しながらより詳しく説明する。図３は、高調波電圧実効値の次数別のバーグラフを示したものであり、図３における１次高調波は、１５０Ｖに近いレベルを示しているが、位相角は０度なので高調波電圧位相角グラフである図４には表示されない。
【００２２】
また、図３における２次高調波は、０．１５Ｖのレベルを示しており、対応する図４の２次高調波は、実効値のレベルに対応するある程度の幅に、位相角のレベルに対応する長さが付与されたバーグラフとしてマイナス側に表示されている。
【００２３】
さらに、図３における３次高調波は、２次高調波の０．１５Ｖのレベルよりは高い０．１５〜１５．０Ｖとの間のレベルを示しているので、対応する図４の３次高調波は、２次高調波のバーグラフよりも太い幅と、位相角のレベルに対応する長さが付与されたバーグラフとしてプラス側に表示されている。
【００２４】
一方、図３における４次高調波は、２次高調波の０．１５Ｖのレベルよりも低いレベルを示しているので、対応する図４の４次高調波は、２次高調波のバーグラフよりも細い幅と、位相角のレベルに対応する長さが付与されたバーグラフとしてプラス側に表示されている。
【００２５】
つまり、本発明によれば、図４に示されているように１〜ｎ次までの高調波次数に対応する実効値のレベルとその位相角とを同時に示す各バーグラフを次数別に間隔をおいて表示されているバーグラフのグラフ幅Ｘとグラフ高さＹとを目視確認することにより、各次数における実効値のレベルと位相角とを表示手段１７の表示画面を切り替えることなく容易に知ることができることになる。しかも、バーグラフに色Ｃが付されている場合には、実効値自体が閾値を上回っているか否かをも同時に知ることができる。
【００２６】
また、実効値レベルの低い次数に対応する位相角を示すバーグラフは、目立たない存在となって、実際に問題となる次数の位相角の様子のみを監視することができることになる。
【００２７】
以上は、高調波電圧を例に図３と図４とにしたがって説明しているが、高調波電流についても同様にして出力表示することができる。なお、高調波電力に関しては、位相角の算出方法において上記した電圧と電流との場合とは異なっているので、基本波の位相角は常にゼロになるとは限らない。また、本発明に係る表示方法は、ＭＯやＦＤなどの適宜の記録媒体にバーグラフのデータを保持させておき、ＣＲＴ等の適宜の表示手段を介して事後的に出力表示させることにより実施することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、グラフ幅とグラフ高さとにより相互の視別が可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する各バーグラフを次数別に間隔をおいて出力表示することができるので、これを目視確認することにより、各次数における実効値のレベルと位相角とを表示画面を切り替えることなく容易に知ることができる。このため、実際に問題となる次数の位相角の様子のみを容易に監視することもできる。さらに、前記バーグラフに対し閾値を越える場合と越えない場合とで異なる色を付すことにより、実効値自体が閾値を上回っているか否かをも含めて視別可能に出力表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理手順の一例を示すフローチャート図。
【図２】本発明の実施に供される電力計の概略構成例を示すブロック図。
【図３】高調波の電圧実効値のグラフ図。
【図４】図３のグラフ図との対比のもとで示す本発明により得られるグラフ図。
【図５】従来手法により得られる高調波の電圧実効値のグラフ図。
【図６】従来手法により得られる高調波の電圧位相角のグラフ図。
【符号の説明】
１１ 装置本体
１２ ＣＰＵ
１３ 入力手段
１４ Ａ／Ｄ変換手段
１５ メモリ手段
１６ 高調波解析手段
１７ 出力手段
Claims (2)
- ディジタル変換してサンプリングされた波形データからは、高調波解析手段による演算で１〜ｎ次までの高調波次数の実効値と位相角とが解析され、各次数に対応するそれぞれの実効値は、そのレベルとの関係で定まるバーグラフのグラフ幅に変換され、各次数に対応するそれぞれの位相角は、そのレベルとの関係で定まるバーグラフのグラフ高さに変換され、このようにグラフ幅とグラフ高さとで視別可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する実効値のレベルとその位相角とを同時に示す各バーグラフを次数別に間隔をおいて出力表示することを特徴とする高調波解析データのグラフ表示方法。
- 各次数に対応するそれぞれの実効値は、そのレベルとの関係で定まるグラフ幅に変換された前記バーグラフを、さらに閾値を越える場合と越えない場合とで異なる色を付すことにより、グラフ幅とグラフ高さと色とで視別可能となった１〜ｎ次までの高調波次数に対応する各バーグラフを出力表示することを特徴とする請求項１に記載の高調波解析データのグラフ表示方法。
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| JP2001066808A JP4828034B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 高調波解析データのグラフ表示方法 |
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| JP2001066808A JP4828034B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 高調波解析データのグラフ表示方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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2001
- 2001-03-09 JP JP2001066808A patent/JP4828034B2/ja not_active Expired - Fee Related
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