JPH02187668A - 周波数検出装置 - Google Patents
周波数検出装置Info
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- JPH02187668A JPH02187668A JP699389A JP699389A JPH02187668A JP H02187668 A JPH02187668 A JP H02187668A JP 699389 A JP699389 A JP 699389A JP 699389 A JP699389 A JP 699389A JP H02187668 A JPH02187668 A JP H02187668A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 101100234408 Danio rerio kif7 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100221620 Drosophila melanogaster cos gene Proteins 0.000 description 1
- 101100398237 Xenopus tropicalis kif11 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は電力系統の交流電気量を一定周期でサンプリ
ングし、ディジタル変換後の前記サンプリング植列に基
づいて電気量演算処理を実行し、前記交流電気量の周波
数を検出する周波数検出装置に関するものである。
ングし、ディジタル変換後の前記サンプリング植列に基
づいて電気量演算処理を実行し、前記交流電気量の周波
数を検出する周波数検出装置に関するものである。
第３図は例えば特開昭５７−１３３３６２号公報に示さ
れた従来の周波数検出装置のブロック接続図である。図
において、■は一定周期Ｔにてサンプリングされた第１
から第４までの４個のサンプリング値、２は第１のサン
プリング値から第４のサンプリング値を減算する第１の
減算器、３は第２のサンプリング値から第３のサンプリ
ング値を減算する第２の減算器、４は第１の減算器の出
力を第２の減算器の出力で除算する除算器、１４は上記
各演算機器より構成される演算処理手段、１５は前記演
算処理手段の最終的な出力の逆三角関数に基づいて周波
数の絶対値を出力する逆三角関数演算手段である。
れた従来の周波数検出装置のブロック接続図である。図
において、■は一定周期Ｔにてサンプリングされた第１
から第４までの４個のサンプリング値、２は第１のサン
プリング値から第４のサンプリング値を減算する第１の
減算器、３は第２のサンプリング値から第３のサンプリ
ング値を減算する第２の減算器、４は第１の減算器の出
力を第２の減算器の出力で除算する除算器、１４は上記
各演算機器より構成される演算処理手段、１５は前記演
算処理手段の最終的な出力の逆三角関数に基づいて周波
数の絶対値を出力する逆三角関数演算手段である。
次に動作について説明する。
説明の都合上、交流電気量は交流電圧とし、最大値をＶ
、瞬時値を■、周波数をｆ、サンプリング周期をＴとす
る。
、瞬時値を■、周波数をｆ、サンプリング周期をＴとす
る。
また、所定時刻ｔから周期Ｔずつ離れた時の各サンプリ
ング時刻ｔ−ｎＴ （ｎ＝ｏ、１，２．−）とした時の
各電圧のサンプリング値をｖ（ｎＴ）（ｎ＝０．１，２
． ・・・）と表現する。
ング時刻ｔ−ｎＴ （ｎ＝ｏ、１，２．−）とした時の
各電圧のサンプリング値をｖ（ｎＴ）（ｎ＝０．１，２
． ・・・）と表現する。
ここで演算処理手段１４の入力となる４個のサンプリン
グ値１を時刻ｔ、ｔ−Ｔ、ｔ−３Ｔ。
グ値１を時刻ｔ、ｔ−Ｔ、ｔ−３Ｔ。
ｔ−４Ｔにおいて、ｖ（０） 、 ｖ（Ｔ） 、
ｖ（３Ｔ）Ｖ （４Ｔ）とすると第１の減算器２の出力
は（ｖ（０）Ｖ（４Ｔ））、第２の減算器３の出力は、
（ｖ（Ｔ）Ｖ （３Ｔ） ） となり、除算器４により
、演算処理手段１４の出力Ｙは −ｃｏｓ （２・ π ・ ［・ Ｔ）となり、各サン
プリング時刻毎に前記電気量Ｙを求め、これの逆三角関
数を解く逆三角関数演算手段により、周波数ｆを求める
ことが出来る。
ｖ（３Ｔ）Ｖ （４Ｔ）とすると第１の減算器２の出力
は（ｖ（０）Ｖ（４Ｔ））、第２の減算器３の出力は、
（ｖ（Ｔ）Ｖ （３Ｔ） ） となり、除算器４により
、演算処理手段１４の出力Ｙは −ｃｏｓ （２・ π ・ ［・ Ｔ）となり、各サン
プリング時刻毎に前記電気量Ｙを求め、これの逆三角関
数を解く逆三角関数演算手段により、周波数ｆを求める
ことが出来る。
従来の周波数検出装置は以上のように構成されているの
で、当該時刻の電気量Ｙを得るためには、サンプリング
周期Ｔの５倍の時間が必要である。
で、当該時刻の電気量Ｙを得るためには、サンプリング
周期Ｔの５倍の時間が必要である。
−ｇに電力系統で使用される周波数検出装置のサンプリ
ング周期Ｔは、交流電気量の基本周波数ｆｏに対して、
３０度サンプリング、即ち、１／（１２・ｆｏ）に選ば
れる事が多く （電力系統の分野では、３０度サンプリ
ングと呼ぶ。３０度−π／６ラジアン。）、周波数検出
のための演算処理時間は、ｆｏ＝５０Ｈｚの場合には、
５Ｔ＝５／ （１２・ｆｏ） ＝０．００８３秒を必
要とし、周波数検出に時間がかかるという問題点があっ
た。
ング周期Ｔは、交流電気量の基本周波数ｆｏに対して、
３０度サンプリング、即ち、１／（１２・ｆｏ）に選ば
れる事が多く （電力系統の分野では、３０度サンプリ
ングと呼ぶ。３０度−π／６ラジアン。）、周波数検出
のための演算処理時間は、ｆｏ＝５０Ｈｚの場合には、
５Ｔ＝５／ （１２・ｆｏ） ＝０．００８３秒を必
要とし、周波数検出に時間がかかるという問題点があっ
た。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、電気量の演算処理手段において、入力する
サンプリング値を３個に減少させ、従来の演算処理手段
と比べて、周波数検出のための演算処理時間を３１５倍
に高速化した周波数検出装置を得ることを目的とする。
れたもので、電気量の演算処理手段において、入力する
サンプリング値を３個に減少させ、従来の演算処理手段
と比べて、周波数検出のための演算処理時間を３１５倍
に高速化した周波数検出装置を得ることを目的とする。
この発明に係る周波数検出装置は、演算処理手段におい
て、第１から第３までの３個のサンプリング値を入力と
し、第２のサンプリング値を第１の２乗器で２乗して定
数４で乗算する定数乗算器の出力から、第１及び第３の
ナンプリング値を加算し２乗した第２の２乗器の出力で
減算する減算器の出力を、前記定数乗算器の出力で除算
し、さらに逆三角関数演算手段により交流電気量の周波
数を検出するようにしたものである。
て、第１から第３までの３個のサンプリング値を入力と
し、第２のサンプリング値を第１の２乗器で２乗して定
数４で乗算する定数乗算器の出力から、第１及び第３の
ナンプリング値を加算し２乗した第２の２乗器の出力で
減算する減算器の出力を、前記定数乗算器の出力で除算
し、さらに逆三角関数演算手段により交流電気量の周波
数を検出するようにしたものである。
この発明における周波数検出装置の演算処理手段は、交
流電気量の′３個のサンプリング値を使用して、高速度
に演算出力を得るようにしたものである。
流電気量の′３個のサンプリング値を使用して、高速度
に演算出力を得るようにしたものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の周波数検出装置の演算処理手段及び逆
三角関数演算手段を示したブロック接続図であり、図に
おいて、５は、所定時刻むの交流電圧のサンプリング値
をｖ（０）、前記当該時刻より周期Ｔ、２Ｔ前のサンプ
リング値をそれぞれｖ （Ｔ） 、 ｖ （２Ｔ）と
する第１から第３までの３個のサンプリング値、６は第
１及び第３のサンプリング値を加算する加算器、７は第
２のサンプリング値を２乗する第１の２乗器、８は前記
加算器６の出力を２乗する第２の２乗器、９は第１の２
乗器７の出力を定数倍する定数乗算器、１０は前記定数
乗算器９の出力から第２の２乗器８の出力を減算する減
算器、１１は前記減算器１０の出力を前記定数乗算器９
の出力で除算する除算器、１２は前記除算器１１の出力
の逆三角関数から周波数を検出する逆三角関数演算手段
、１３は３個のサンプリング値を入力とする演算処理手
段である。
図は、この発明の周波数検出装置の演算処理手段及び逆
三角関数演算手段を示したブロック接続図であり、図に
おいて、５は、所定時刻むの交流電圧のサンプリング値
をｖ（０）、前記当該時刻より周期Ｔ、２Ｔ前のサンプ
リング値をそれぞれｖ （Ｔ） 、 ｖ （２Ｔ）と
する第１から第３までの３個のサンプリング値、６は第
１及び第３のサンプリング値を加算する加算器、７は第
２のサンプリング値を２乗する第１の２乗器、８は前記
加算器６の出力を２乗する第２の２乗器、９は第１の２
乗器７の出力を定数倍する定数乗算器、１０は前記定数
乗算器９の出力から第２の２乗器８の出力を減算する減
算器、１１は前記減算器１０の出力を前記定数乗算器９
の出力で除算する除算器、１２は前記除算器１１の出力
の逆三角関数から周波数を検出する逆三角関数演算手段
、１３は３個のサンプリング値を入力とする演算処理手
段である。
次に動作について説明する。
第１及び第３のサンプリング値を加算し、第２の２乗法
８により２乗すると（ｖ （０） ＋ ｖ （２Ｔ）ｌ
”となり、又第２のサンプリング値を第１の２乗法７
により２乗され定数４により定数倍すると４ｖ（Ｔ）２
となる。ここで、定数乗算器９の出力を第２の２乗法８
で減算する減算器１０の出力（４ｖ（Ｔ）２− （ｖ（
０） ＋ｖ（２Ｔ）） ２）を定数乗算器９の出力４
ｖ（Ｔ）２で除算し、演算処理手段１３の出力Ｙを得る
。つまり ｖ （ｎＴ） −Ｖ’５ｉｎ（θ−ｎＴ） （ｎ＝０
． １． ２．−）で三角関数の公式で展開すると、 ４ ・Ｖ” ・ｓｉｎ”（θ−Ｔ）−Ｖ” （ｓｉｎ
（θ）＋５ｉｎ（θ−２７）＋２４・ｖ２・５ｉｎ２（
θ−Ｔ） ４− Ｖ２・５ｉｎ２（θ−Ｔ）−４・Ｖ２・ｃｏｓ２
（Ｔ） ・５ｉｎ２（θ−Ｔ）４・ｖ２・５ｉｎ２（θ
−Ｔ） −Ｉ −ｃｏｓ”（Ｔ） 一３ｉｎ２（Ｔ）・・・・（４） この演算処理手段１３の出力Ｙ（第４式）がら進角関数
演算手段１２により、周波数ｆを求めることができる。
８により２乗すると（ｖ （０） ＋ ｖ （２Ｔ）ｌ
”となり、又第２のサンプリング値を第１の２乗法７
により２乗され定数４により定数倍すると４ｖ（Ｔ）２
となる。ここで、定数乗算器９の出力を第２の２乗法８
で減算する減算器１０の出力（４ｖ（Ｔ）２− （ｖ（
０） ＋ｖ（２Ｔ）） ２）を定数乗算器９の出力４
ｖ（Ｔ）２で除算し、演算処理手段１３の出力Ｙを得る
。つまり ｖ （ｎＴ） −Ｖ’５ｉｎ（θ−ｎＴ） （ｎ＝０
． １． ２．−）で三角関数の公式で展開すると、 ４ ・Ｖ” ・ｓｉｎ”（θ−Ｔ）−Ｖ” （ｓｉｎ
（θ）＋５ｉｎ（θ−２７）＋２４・ｖ２・５ｉｎ２（
θ−Ｔ） ４− Ｖ２・５ｉｎ２（θ−Ｔ）−４・Ｖ２・ｃｏｓ２
（Ｔ） ・５ｉｎ２（θ−Ｔ）４・ｖ２・５ｉｎ２（θ
−Ｔ） −Ｉ −ｃｏｓ”（Ｔ） 一３ｉｎ２（Ｔ）・・・・（４） この演算処理手段１３の出力Ｙ（第４式）がら進角関数
演算手段１２により、周波数ｆを求めることができる。
第４式は、電圧■の大きさ■には全く関係なく、サンプ
リング周期Ｔの関数である。
リング周期Ｔの関数である。
この発明における周波数検出時間は、ｆ、＝５０Ｈｚの
場合には、 ３Ｔ−３／ （１２−ｆｏ）＝０．００５秒となる。
場合には、 ３Ｔ−３／ （１２−ｆｏ）＝０．００５秒となる。
ここで、サンプリング周期Ｔは角度の単位で表現されて
おり、一般に電圧Ｖの基本周波数ｆ。に対して、１／
（１２・ｆｏ）に選ばれたとして（３０度サンプリング
）、従って、Ｔ−（２・π・ｆ）／ （１２・ｆｏ）ラ
ジアンであり、求める周波数ｆは逆三角関数演算手段１
２により、第５式の様にして求められる。
おり、一般に電圧Ｖの基本周波数ｆ。に対して、１／
（１２・ｆｏ）に選ばれたとして（３０度サンプリング
）、従って、Ｔ−（２・π・ｆ）／ （１２・ｆｏ）ラ
ジアンであり、求める周波数ｆは逆三角関数演算手段１
２により、第５式の様にして求められる。
６ ・ ｆ。
ｆ−３ｉｎ−１（７Ｔ）・・・・（５）第２図は、この
発明の周波数検出装置２０のハードウェア構成図例であ
り、図に於て、２１は電力系統、２２は電流変成器、２
３は電圧変成器、２４は電力系統の電流及び電圧を処理
容易な値に変換する入力変換器、２５は前記電流及び電
圧に含まれる高調波の内、サンプリング周波数の１７２
以上の周波数成分を除去するフィルタ、２６はサンプリ
ング値を次のサンプリング周期まで保持するサンプルホ
ールド、２７はサンプルホールド２６の出力を順時切り
替えてアナログ／ディジタル変換器２８に伝達するマル
チプレクサ、２９はメモリ ３０にあらかじめ収納され
ているプログラムを利用して演算処理手段と逆三角関数
演算手段を実施し、その出力を出力回路３１から、端子
３２に出力させるマイクロプロセッサであり、前記符号
２４〜３２を付した各部に依って、前記周波数検出装置
２０を構成している。
発明の周波数検出装置２０のハードウェア構成図例であ
り、図に於て、２１は電力系統、２２は電流変成器、２
３は電圧変成器、２４は電力系統の電流及び電圧を処理
容易な値に変換する入力変換器、２５は前記電流及び電
圧に含まれる高調波の内、サンプリング周波数の１７２
以上の周波数成分を除去するフィルタ、２６はサンプリ
ング値を次のサンプリング周期まで保持するサンプルホ
ールド、２７はサンプルホールド２６の出力を順時切り
替えてアナログ／ディジタル変換器２８に伝達するマル
チプレクサ、２９はメモリ ３０にあらかじめ収納され
ているプログラムを利用して演算処理手段と逆三角関数
演算手段を実施し、その出力を出力回路３１から、端子
３２に出力させるマイクロプロセッサであり、前記符号
２４〜３２を付した各部に依って、前記周波数検出装置
２０を構成している。
なお、前記実施例では、周波数ｆを求める手段よして、
演算処理手段の電気量出力から、逆三角関数演算手段に
よる第５式を用いた逆三角関数（ｓｉｎ−’）の計算で
求めるとしたが、一般に使用され−（いる電気損の演算
処理手段の出力をアドレスとして、逆三角関数のテーブ
ルを参照する方法であってもよい。
演算処理手段の電気量出力から、逆三角関数演算手段に
よる第５式を用いた逆三角関数（ｓｉｎ−’）の計算で
求めるとしたが、一般に使用され−（いる電気損の演算
処理手段の出力をアドレスとして、逆三角関数のテーブ
ルを参照する方法であってもよい。
また、前記実施例では、電圧をサンプリングし、そのサ
ンプリング値を入力とする演算処理手段により電気量を
出力し、逆三角関数演算手段により周波数を求めるとし
たが、サンプリングする交流電気量は電流であっても同
様の効果を奏する。
ンプリング値を入力とする演算処理手段により電気量を
出力し、逆三角関数演算手段により周波数を求めるとし
たが、サンプリングする交流電気量は電流であっても同
様の効果を奏する。
以」−のように、この発明によれば交流電気量の振幅値
の演算処理のため、３個のサンプリング値を入力として
実現しているので、高速度に演算出力を得られるという
効果がある。
の演算処理のため、３個のサンプリング値を入力として
実現しているので、高速度に演算出力を得られるという
効果がある。
第１図はこの発明の周波数検出装置の演算処理手段を示
すブロック図、第２図はこの発明の演算処理手段を実現
する周波数検出装置のハードウェア構成を示すブロック
図、第３図は従来の周波数検出装置の演算処理手段を示
すブロック図である。 図において、５は３個のサンプリング値、６は加算器、
７は第１の２乗器、８は第２の２乗器、９は定数乗算器
、１０は減算器、１１は除算器、１２は逆三角関数演算
手段、１３は演算処理手段である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 ■
すブロック図、第２図はこの発明の演算処理手段を実現
する周波数検出装置のハードウェア構成を示すブロック
図、第３図は従来の周波数検出装置の演算処理手段を示
すブロック図である。 図において、５は３個のサンプリング値、６は加算器、
７は第１の２乗器、８は第２の２乗器、９は定数乗算器
、１０は減算器、１１は除算器、１２は逆三角関数演算
手段、１３は演算処理手段である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 ■
Claims (1)
- 電力系統の交流電気量を、一定の周期Ｔでサンプリング
するサンプリング手段と、前記サンプリングされたアナ
ログ値をディジタル値に変換するアナログ／ディジタル
変換手段と、ディジタル変換されたサンプリング値に基
づき演算処理して、前記交流電気量の周波数を検出する
演算処理手段とを有する周波数検出装置において、前記
サンプリング手段によりサンプリングされた第１から第
３の３個のサンプリング値を入力とし、第１及び第３の
サンプリング値を加算し、２乗して出力する加算器及び
第２の２乗器と、第２のサンプリング値を２乗して定数
倍して出力する第１の２乗器及び定数乗算器と、前記定
数乗算器の出力から第２の２乗器の出力を減算する減算
器と、前記減算器の出力を前記定数乗算器の出力で除算
する除算器から構成される演算処理手段と、前記演算処
理手段の出力の逆三角関数に基づいて、前記交流電気量
の周波数の絶対値を検出する逆三角関数演算手段とを備
えたことを特徴とする周波数検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP699389A JPH077025B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 周波数検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP699389A JPH077025B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 周波数検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187668A true JPH02187668A (ja) | 1990-07-23 |
| JPH077025B2 JPH077025B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=11653658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP699389A Expired - Fee Related JPH077025B2 (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 周波数検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077025B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06123749A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 交流計測装置 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP699389A patent/JPH077025B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06123749A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 交流計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH077025B2 (ja) | 1995-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |