JPH0339659A - 振幅値演算装置 - Google Patents
振幅値演算装置Info
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- JPH0339659A JPH0339659A JP17349389A JP17349389A JPH0339659A JP H0339659 A JPH0339659 A JP H0339659A JP 17349389 A JP17349389 A JP 17349389A JP 17349389 A JP17349389 A JP 17349389A JP H0339659 A JPH0339659 A JP H0339659A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 description 32
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect 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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、振幅値演算装置、特に電力系統の正弦波電流
、あるいは正弦波電圧の振幅値を算出するための振幅値
演算装置に関する。
、あるいは正弦波電圧の振幅値を算出するための振幅値
演算装置に関する。
(従来の技術)
電力系統を保護するために保護継電器が設けられるが、
この場合保護されるべき電力系統の入力交流量の振幅値
を算出する必要がある。このためにその電力系統の正弦
波電流または電圧あるいはそれら両者を所定の時間間隔
でサンプリングし、そのサンプリング値をディジタルデ
ータに変換して符号化を行なう。
この場合保護されるべき電力系統の入力交流量の振幅値
を算出する必要がある。このためにその電力系統の正弦
波電流または電圧あるいはそれら両者を所定の時間間隔
でサンプリングし、そのサンプリング値をディジタルデ
ータに変換して符号化を行なう。
この符号化されたディジタルデータを用いて、入力文:
amの振幅値を算出する手法として、主に以下に説明す
る3つの方法が従来用いられていた。
amの振幅値を算出する手法として、主に以下に説明す
る3つの方法が従来用いられていた。
■ 面積法
人力交流の半波分(半周期)に対応するサンプリングデ
ータの絶対値を加算し、それらに定数を掛けることによ
り、入力交流の振幅値を得る手法である。第4図に示す
ように、50112人力に対するサンプリング周波数が
600Hzの場合を例にとると、サンプリングデータは
、i、−5〜1lIlとなり、次の(1)式で振幅値I
が求められる。
ータの絶対値を加算し、それらに定数を掛けることによ
り、入力交流の振幅値を得る手法である。第4図に示す
ように、50112人力に対するサンプリング周波数が
600Hzの場合を例にとると、サンプリングデータは
、i、−5〜1lIlとなり、次の(1)式で振幅値I
が求められる。
I = 0.2633Σ 11kl ・・・・
・・(1)k=n−5 ただし、iは瞬時値データ、mは時系列この第(1)式
において、サンプリング位相による算出誤差は±1.7
3%以内である。
・・(1)k=n−5 ただし、iは瞬時値データ、mは時系列この第(1)式
において、サンプリング位相による算出誤差は±1.7
3%以内である。
■ 2乗法
三角関数の公式により次の(2)式が成り立つ。
sin 2θ+cos 2θ=Sin 2e+sin
2(θ+1/2 π) ・・・・・・ (2) 第(2)式から電気角が1/2π異なる2つのデータの
2乗の和は、入力交流量の振幅値の2乗に等しいことが
わかる。第4図に示すように50Hz入力に対するサン
プリング周波数が600Hzの場合を例にとって示すと
、振幅値の2乗を求める式は次の(3)式となる。
2(θ+1/2 π) ・・・・・・ (2) 第(2)式から電気角が1/2π異なる2つのデータの
2乗の和は、入力交流量の振幅値の2乗に等しいことが
わかる。第4図に示すように50Hz入力に対するサン
プリング周波数が600Hzの場合を例にとって示すと
、振幅値の2乗を求める式は次の(3)式となる。
2.2.2 ・・・・・・(3)I−1+1l
−3 この(3)式によれば、サンプリング位相による誤差は
生じない。
−3 この(3)式によれば、サンプリング位相による誤差は
生じない。
■ 整流加算法(2値加算法)
特公昭54−41513号に示されるように、入力交流
の電気角で1/2π異なる2つのデータの絶対値の和と
、前記2つのデータの絶対値の差の絶対値を求め、それ
ぞれに係数K 及びに2を掛けた後に加え合わせること
により、入力交流量の振幅値が求められる。第4図に示
すように50H2入力に対するサンプリング周波数が6
00Hzの場合を例にとって示すと、振幅値Iを求める
式は次の(4)式となる。
の電気角で1/2π異なる2つのデータの絶対値の和と
、前記2つのデータの絶対値の差の絶対値を求め、それ
ぞれに係数K 及びに2を掛けた後に加え合わせること
により、入力交流量の振幅値が求められる。第4図に示
すように50H2入力に対するサンプリング周波数が6
00Hzの場合を例にとって示すと、振幅値Iを求める
式は次の(4)式となる。
■=A(1i l+11−3
印
+K li 1−1i Ill ・・・ (
4)ra ra−3 この(4)式において、k = (T −1−0,41
42゜A = 0.6791とすると、サンプリング位
相による算出誤差が±3.96%以内で振幅値が求めら
れる。さらに、K=0.5 、A=1と選定することに
より、サンプリング位相による算出誤差が±5.5%以
内で振幅値を求めることができる。
4)ra ra−3 この(4)式において、k = (T −1−0,41
42゜A = 0.6791とすると、サンプリング位
相による算出誤差が±3.96%以内で振幅値が求めら
れる。さらに、K=0.5 、A=1と選定することに
より、サンプリング位相による算出誤差が±5.5%以
内で振幅値を求めることができる。
(発明が解決しようとする課題)
上記した面積法、2乗法および整流加算法には以下に示
すような問題点がある。
すような問題点がある。
即ち、2乗法および整流加算法では電気角が1/2π異
なる2つのデータから振幅値が求められるのに対して、
面積法では入力交流の半波分(半周期)に対応する全て
のデータを要し、前述の第4図の例では6サンプリング
分のデータを要する。
なる2つのデータから振幅値が求められるのに対して、
面積法では入力交流の半波分(半周期)に対応する全て
のデータを要し、前述の第4図の例では6サンプリング
分のデータを要する。
このことは、演算結果が得られるまでに入力交流の半波
分の時間、例えば50H2の場合には10n+s間、待
つ必要があるだけでなく、特にサンプリング周波数が高
くなった場合にはより多くのデータを要することになり
、演算に際し記憶素子が多く必要になるため不利である
。
分の時間、例えば50H2の場合には10n+s間、待
つ必要があるだけでなく、特にサンプリング周波数が高
くなった場合にはより多くのデータを要することになり
、演算に際し記憶素子が多く必要になるため不利である
。
また、2乗法および整流加算法では電気角1/2π異な
る2つのデータから振幅値を求めるため、サンプリング
周波数を高めても演算結果が得られるまでに入力交流の
174波分の時間、例えば50112の場合には51′
lS間、待つ必要があり、サンプリング周波数を高めて
も演算結果を得るまでの時間を短縮することができない
。
る2つのデータから振幅値を求めるため、サンプリング
周波数を高めても演算結果が得られるまでに入力交流の
174波分の時間、例えば50112の場合には51′
lS間、待つ必要があり、サンプリング周波数を高めて
も演算結果を得るまでの時間を短縮することができない
。
加えて、サンプリング周波数が入力交流の周波数の4n
倍(nは整数)でない場合には、電気角が1/2π異な
る2つのデータが得られないため、前記2乗法および整
流加算法を適用することはできない。
倍(nは整数)でない場合には、電気角が1/2π異な
る2つのデータが得られないため、前記2乗法および整
流加算法を適用することはできない。
さらに、面積法では絶対値演算と加算及び乗算のみで、
また、整流加算法では絶対値演算とか減算及び乗算のみ
で各々振幅値が求められるのに対して、2乗法では第(
3)式の平方根を求める操作が必要となる。ディジタル
信号による電力系統の保護を電子計算機で行なう場合、
絶対値演算、加減算および乗算に比して、平方根を求め
る操作は著しく演算時間を要して不利となる。
また、整流加算法では絶対値演算とか減算及び乗算のみ
で各々振幅値が求められるのに対して、2乗法では第(
3)式の平方根を求める操作が必要となる。ディジタル
信号による電力系統の保護を電子計算機で行なう場合、
絶対値演算、加減算および乗算に比して、平方根を求め
る操作は著しく演算時間を要して不利となる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、入力交流量のサンプリング値のうち、サンプリング
位相の異なる少なくとも2つのサンプリング値から、入
力交流量の振幅値に比例する量を簡単に求めることがで
き、かつ、いかなるサンプリング周波数にも適用可能な
振幅値演算装置を提供することを目的としている。
り、入力交流量のサンプリング値のうち、サンプリング
位相の異なる少なくとも2つのサンプリング値から、入
力交流量の振幅値に比例する量を簡単に求めることがで
き、かつ、いかなるサンプリング周波数にも適用可能な
振幅値演算装置を提供することを目的としている。
[発明の構成1
(課題を解決するための手段)
本発明は、入力交流のサンプリング値をディジタル信号
に変換したディジタルデータの内、サンプリング位相が
ωTずつ異なるディジタルデータを、111.−1 、
l 、・・・とじたとき、入カ−2 交流の振幅に比例する量Y あるいはY2を次の第(5
)式に示すような演算または第(6)式に示すような演
算によって求めるられ。
に変換したディジタルデータの内、サンプリング位相が
ωTずつ異なるディジタルデータを、111.−1 、
l 、・・・とじたとき、入カ−2 交流の振幅に比例する量Y あるいはY2を次の第(5
)式に示すような演算または第(6)式に示すような演
算によって求めるられ。
Y =ai−s
1 1 rg n−1
十bi+i
1 1 11−1
+K Ial 11□−1Il−1
−b 1i +i II ・・・・・・
(5)1 ra m−1 Y =a li −i 1−+−li、−1
2 2 va n−2 十K 2 l a 211 m s m−2−It
If ・・・・・・ (6)m−ま ただし、K 、K 、およびa 、bl。
(5)1 ra m−1 Y =a li −i 1−+−li、−1
2 2 va n−2 十K 2 l a 211 m s m−2−It
If ・・・・・・ (6)m−ま ただし、K 、K 、およびa 、bl。
1 2 1
a2は定数
(作 用)
入力交流の振幅値を■、角周波数をωとし、サンプリン
グ間隔をTとすると、ディジタルデータi、i、i
はサンプリング位相がωTre m−1rM−2 ずつ異なり、第(7)式で表わせる。
グ間隔をTとすると、ディジタルデータi、i、i
はサンプリング位相がωTre m−1rM−2 ずつ異なり、第(7)式で表わせる。
したがって、1−1l−1
i+i
rm 111−1
i −i は第(8)〜(10)式となる。
tn n−2
1−i =Isin ωt−1sin (ω
t−(&)T)va n−1 =2ISin (1/2 ωt) COS (ωt−1/2 ωT) ・・・ (8
)i +i =ISin ωt+l5in
(ωt−ωT7ro ra−1 = 21 cos (1/2 ωt)sin (
ωt −1/2 ωT) ・= (9)i
−i =Isin ωt−l5in(ωt−
2cc+T)用 n−2 =21sin (A)T−CO3(ωt−(ACT)
・・・(10) 第(8)〜(10)式を第(5)式および第(6)式に
代入すると、それぞれ第(11)式および第(12)式
となる。
t−(&)T)va n−1 =2ISin (1/2 ωt) COS (ωt−1/2 ωT) ・・・ (8
)i +i =ISin ωt+l5in
(ωt−ωT7ro ra−1 = 21 cos (1/2 ωt)sin (
ωt −1/2 ωT) ・= (9)i
−i =Isin ωt−l5in(ωt−
2cc+T)用 n−2 =21sin (A)T−CO3(ωt−(ACT)
・・・(10) 第(8)〜(10)式を第(5)式および第(6)式に
代入すると、それぞれ第(11)式および第(12)式
となる。
y1=Ha1−2sin(1/2ωT) ・cos(ω
t −1/2ωT)l 、b。
t −1/2ωT)l 、b。
2cos(1/2ω1)・l 5in(ωt−1/2ω
丁)+K −l a 1 −2sin(1/2ω
T)・cos(ωt −1/2ωT) I −bl
・2cos(1/2ωT)・5in(ωt−1/2..
+T)II) ・・・・・・(11)Y =Na
2・2SinωT−1cos(ωt−(JET)十l
sin (ωt −ωT ) l + K2a2 ・2
SinωT −I C03((A) t−(JET )
sin (ωt−(、)T) l l +
・(12)ここでa 、b 、a を下記の
値に設定して1 2 2 (11)式および(12)式を変形すると、(14)式
、 (15)式を得る。
丁)+K −l a 1 −2sin(1/2ω
T)・cos(ωt −1/2ωT) I −bl
・2cos(1/2ωT)・5in(ωt−1/2..
+T)II) ・・・・・・(11)Y =Na
2・2SinωT−1cos(ωt−(JET)十l
sin (ωt −ωT ) l + K2a2 ・2
SinωT −I C03((A) t−(JET )
sin (ωt−(、)T) l l +
・(12)ここでa 、b 、a を下記の
値に設定して1 2 2 (11)式および(12)式を変形すると、(14)式
、 (15)式を得る。
Y1=I (1cos(ωt−1/2ωT)+ I S
in (ωt −1/2 (JET)+K ・
1lcos(ωt−1/2 ωT)−l Sin
(ωt−1/2 ωT) I I l・・・(
14) Y2=I (1cos(ωを一ωT) +1sin (ωt−(ACT) +K ・ l l cos (ωを一ωT)si
n (ωt−ωT) I l l・・・(15
) 第(14)式の周期性を考慮すれば、Ylの取り得 る値は次の第(16)式の範囲となる。
in (ωt −1/2 (JET)+K ・
1lcos(ωt−1/2 ωT)−l Sin
(ωt−1/2 ωT) I I l・・・(
14) Y2=I (1cos(ωを一ωT) +1sin (ωt−(ACT) +K ・ l l cos (ωを一ωT)si
n (ωt−ωT) I l l・・・(15
) 第(14)式の周期性を考慮すれば、Ylの取り得 る値は次の第(16)式の範囲となる。
1 ((1−に1
〉
n(ωt−1/2
ωT)
n(ωt−1/2
ωT十α)
・・・(16)
ただし、
0≦ωt−1/2
ωT≦174
π 、
・・・(17)
同様にして第(15)式の周期性を考慮すれば、Y2の
取り得る値は次の第(18)式の範囲となる。
取り得る値は次の第(18)式の範囲となる。
Y =N(I K2 )sin(ωt−ωT)5i
n(ωt−ω丁+β) ・・(18) ただし、 0≦ωを一ωT≦1/4 π、 ln β (1+ K 2 〉 / ・・・(19) 第3図は出力Ylの変動範囲を示す図であり、第3図(
a)はO≦ωt−1/2ωt≦π/4において、第(1
6)式のとる範囲を示す。
n(ωt−ω丁+β) ・・(18) ただし、 0≦ωを一ωT≦1/4 π、 ln β (1+ K 2 〉 / ・・・(19) 第3図は出力Ylの変動範囲を示す図であり、第3図(
a)はO≦ωt−1/2ωt≦π/4において、第(1
6)式のとる範囲を示す。
ここで、Ylの値の変動幅が最小となるのはα−3π/
8のときであり、この場合は第3図(b)仁示す。α−
3π/8のとき第(17)式により、K 1= ff−
1==+0.4142 =・(20)となり
、Ylの値の変動範囲は第(16)式より次の第(21
)式のようになる。
8のときであり、この場合は第3図(b)仁示す。α−
3π/8のとき第(17)式により、K 1= ff−
1==+0.4142 =・(20)となり
、Ylの値の変動範囲は第(16)式より次の第(21
)式のようになる。
sin (3yr / 8 ) xo、924≦1.
0 −12
1)この式で示すように、変動の中心に対し±3.95
%以内におさまる。このとき (1−K ) 2+(1+に1 ) 2−1.531 であり、Ylの値を 1.531 x (1−0,0395)彎 1.4
71で割ることにより、±3.95%の誤差で振幅値■
を求められる。
0 −12
1)この式で示すように、変動の中心に対し±3.95
%以内におさまる。このとき (1−K ) 2+(1+に1 ) 2−1.531 であり、Ylの値を 1.531 x (1−0,0395)彎 1.4
71で割ることにより、±3.95%の誤差で振幅値■
を求められる。
同様に、Y2の値の変動値が最小となるのはβ−3π/
8となるときである。β−3π/8の時第(19)式に
より、 K2=、r丁−1擺0.4142 ・・・(
22)となり、Y2の値の変動範囲は第(18)式より
次の第(23)式のようになる。
8となるときである。β−3π/8の時第(19)式に
より、 K2=、r丁−1擺0.4142 ・・・(
22)となり、Y2の値の変動範囲は第(18)式より
次の第(23)式のようになる。
s+n(3π/8 ) −=0.924≦1・0
・・・(23)この式
で示すように、変動の中心に対し±3.95%以内にお
さまる。このとき であり、Y2の値を 1.531x (1−0,◇395〉ζ 1.471
で割ることにより、±3.95%の誤差で振幅値Iを求
められる。
・・・(23)この式
で示すように、変動の中心に対し±3.95%以内にお
さまる。このとき であり、Y2の値を 1.531x (1−0,◇395〉ζ 1.471
で割ることにより、±3.95%の誤差で振幅値Iを求
められる。
(実施例)
以下図面を参照して実施例を説明する。第1図は本発明
による振幅値演算装置の一実施例構成図である。
による振幅値演算装置の一実施例構成図である。
第1図において、交流入力をサンプリングしたデータは
入力端子Aに入力される。この入力データは第1の差分
器1および第1の加算器2に加えられる。前記第1の差
分器1の出力には第1の係数器3が、また前記第1の加
算器2の出力には第2の係数器4がそれぞれ接続され、
前記第1の係数器3の出力Xおよび前記第2の係数器4
の出力yは第2の加算器5および第2の差分器6に入力
される。前記第2の差分器6の出力には第3の係数器7
が接続され、第3の加算器8は前記第2の加算器5の出
力および第3の係数器7の出力の和Y1を求めて出力す
る。
入力端子Aに入力される。この入力データは第1の差分
器1および第1の加算器2に加えられる。前記第1の差
分器1の出力には第1の係数器3が、また前記第1の加
算器2の出力には第2の係数器4がそれぞれ接続され、
前記第1の係数器3の出力Xおよび前記第2の係数器4
の出力yは第2の加算器5および第2の差分器6に入力
される。前記第2の差分器6の出力には第3の係数器7
が接続され、第3の加算器8は前記第2の加算器5の出
力および第3の係数器7の出力の和Y1を求めて出力す
る。
ここで第1の差分器lは現時点のデータi と…
1サンプリング前のデータi、−1の差の絶対値i
−i lを出力し、第1の加算器2はts i
−1 量 とi の和の絶対値1i+t lを出m
n+−i n l−1力する。
−i lを出力し、第1の加算器2はts i
−1 量 とi の和の絶対値1i+t lを出m
n+−i n l−1力する。
第2の加算器5入力データXおよびyの和x+yを出力
し、第2の差分器6は入力データXおよびyの差の絶対
値1x−ylを出力する。
し、第2の差分器6は入力データXおよびyの差の絶対
値1x−ylを出力する。
また、第1の係数器3、第2の係数器4、および第3の
係数器7はそれぞれ所定の定数a 、b1およびに1を
入力に掛けて出力する。
係数器7はそれぞれ所定の定数a 、b1およびに1を
入力に掛けて出力する。
次に作用説明をする。
第1の係数器3は第1の差分器1の出力i −i
lにalを掛けるため、出力Xはrm n+
−1 al ・It −i lとなる。第2の係数器4
llm−1 は第1の加算器2の出力1t It lにblr
a ll−1 を掛けるため、出力yはb ・l l + I ll
−11m となる。したがって、第2の加算器5の出力は、al−
1i −i 1+b ・ji +i j
とri n−11rm m−1 なり、第2の差分器6の出力は1a −1i。
lにalを掛けるため、出力Xはrm n+
−1 al ・It −i lとなる。第2の係数器4
llm−1 は第1の加算器2の出力1t It lにblr
a ll−1 を掛けるため、出力yはb ・l l + I ll
−11m となる。したがって、第2の加算器5の出力は、al−
1i −i 1+b ・ji +i j
とri n−11rm m−1 なり、第2の差分器6の出力は1a −1i。
i 1−b ・li+i llとなる。
n−11ta ra−1
第3の加算器8は第2の差分器6の出力を第3の係数器
7でに1倍したものと、第2の加算器5の出力との和を
出力するため、結果として、第3の加算器8の出力Yl
は次の第(24)式となる。
7でに1倍したものと、第2の加算器5の出力との和を
出力するため、結果として、第3の加算器8の出力Yl
は次の第(24)式となる。
Y =a −1i −’n−1
111
+ b−i + I n−1
1ra
+K −1a −li −’n−1111
−b ・1i +i II ・・・(24)
1 ralIl−1 本実施例において、50112の交流入力を300H2
のサンプリング周波数によりサンプリングする場合、ω
T=1/3πであるから、定数a 、b および1 に1は、第(13)式および第(20)式より、それぞ
れ以下のようにする。
1 ralIl−1 本実施例において、50112の交流入力を300H2
のサンプリング周波数によりサンプリングする場合、ω
T=1/3πであるから、定数a 、b および1 に1は、第(13)式および第(20)式より、それぞ
れ以下のようにする。
a 1= 1 / (2sin(1/2 ωT ))=
1b 1 = 1 / (2CO3(1/2 ωT
))= 1/□−0,5774に1=r丁−1〜0.4
142 このとき、前述の第(21)式に上記に1を代入し変形
すると次の第(25)式が得られる。
1b 1 = 1 / (2CO3(1/2 ωT
))= 1/□−0,5774に1=r丁−1〜0.4
142 このとき、前述の第(21)式に上記に1を代入し変形
すると次の第(25)式が得られる。
0.924 xl、531 x
■〜1.415 ・I≦Y1≦1.531 ・I・
・・(25) 即ち、本実施例においては、入力交流の振幅値Iに比例
した出力Ylを、変動の中心1.473・■に対し±3
.95%の誤差で求めることができる。
・・(25) 即ち、本実施例においては、入力交流の振幅値Iに比例
した出力Ylを、変動の中心1.473・■に対し±3
.95%の誤差で求めることができる。
本実施例によれば、電気角で1/3π離れた2つのサン
プリングデータのみから、入力交流の振幅値に比例した
量を求めることができるため、面積法、2乗法あるいは
整流加算法よりも短時間で振幅値に比例した量を求める
ことができるばかりでなく、2乗法のように平方根の演
算を行なう必要もない。さらには、本実施例のように電
気角で1/3π毎のサンプリングでは1/2π離れたサ
ンプリングデータを得ることができないために2乗法や
整流加算法は適用できないが、上述したように本発明は
このような場合でも適用することができる。
プリングデータのみから、入力交流の振幅値に比例した
量を求めることができるため、面積法、2乗法あるいは
整流加算法よりも短時間で振幅値に比例した量を求める
ことができるばかりでなく、2乗法のように平方根の演
算を行なう必要もない。さらには、本実施例のように電
気角で1/3π毎のサンプリングでは1/2π離れたサ
ンプリングデータを得ることができないために2乗法や
整流加算法は適用できないが、上述したように本発明は
このような場合でも適用することができる。
第2図は本発明による振幅値演算装置の他の実施例構成
図である。第2図において、交流入力をサンプリングし
たデータは入力端子Aに入力される。この入力データは
第3の差分器9および整流器10に加えられる。前記第
3の差分器9の出力には第4の係数器11が接続され、
この第4の係数器11の出力Uおよび前記整流器10の
出力Vは第4の加算器12および第4の差分器13に入
力される。前記第4の差分器13の出力には第5の係数
器14が接続され、第5の加算器15は前記第4の加算
器12の出力および前記第5の係数器14の出力の和Y
2を求め出力する。
図である。第2図において、交流入力をサンプリングし
たデータは入力端子Aに入力される。この入力データは
第3の差分器9および整流器10に加えられる。前記第
3の差分器9の出力には第4の係数器11が接続され、
この第4の係数器11の出力Uおよび前記整流器10の
出力Vは第4の加算器12および第4の差分器13に入
力される。前記第4の差分器13の出力には第5の係数
器14が接続され、第5の加算器15は前記第4の加算
器12の出力および前記第5の係数器14の出力の和Y
2を求め出力する。
ここで前記第3の差分器9は現時点のデータi と2サ
ンプリング前のデータ’ l−2の差の絶対@!1i−
ifを出力し、前記整流器10はrm n−2 1の絶対値It lを出力する。前記第4I−11
−1 の加算器5は入力データUおよびVの和u+vを出力し
、前記第4の差分器13は入力データUおよびVの差の
絶対値1u−vlを出力する。また、前記第4の係数器
11.および前記第5の係数器14はそれぞれ所定の定
数a およびに2を入力に掛け出力する。
ンプリング前のデータ’ l−2の差の絶対@!1i−
ifを出力し、前記整流器10はrm n−2 1の絶対値It lを出力する。前記第4I−11
−1 の加算器5は入力データUおよびVの和u+vを出力し
、前記第4の差分器13は入力データUおよびVの差の
絶対値1u−vlを出力する。また、前記第4の係数器
11.および前記第5の係数器14はそれぞれ所定の定
数a およびに2を入力に掛け出力する。
第4の係数器11は第3の差分器1の出力1 irr。
−i ;にa2を掛けるため、出力Uは−2
a2・li −i lとなる。したがって、第l
1l−2 4の加算器12の出力は、a ・l i −1n−2
m +11 1となり、第4の差分器13の出力は−1 a2 ・ li −i 1−1t 11
となる。
1l−2 4の加算器12の出力は、a ・l i −1n−2
m +11 1となり、第4の差分器13の出力は−1 a2 ・ li −i 1−1t 11
となる。
rn n−2n−1
第5の加算器15は第4の差分器13の出力を第5の係
数器14でに2倍したものと、第4の加算器12の出力
との和を出力するため、結果として、第5の加算器15
の出力Y2は次の第(26)式となる。
数器14でに2倍したものと、第4の加算器12の出力
との和を出力するため、結果として、第5の加算器15
の出力Y2は次の第(26)式となる。
Y =a ・If −i l+lil。
2 2 111−2
+K −la ・It −’1−22
2 ra −It II ・・
・(26)1l−1 本実施例において、50Hzの交流入力を600112
のサンプリング周波数によりサンプリングする場合、ω
T=π、/6であるから、定数a およびに2は、第(
13)式および第(20)式より、それぞれ以下のよう
にする。
2 ra −It II ・・
・(26)1l−1 本実施例において、50Hzの交流入力を600112
のサンプリング周波数によりサンプリングする場合、ω
T=π、/6であるから、定数a およびに2は、第(
13)式および第(20)式より、それぞれ以下のよう
にする。
a2 =1 / (2Sln (A)T ) = IK
2= ff−1−= 0.4142このとき、前述の
第(23)式に上記に2形すると次の第(27)式が得
られる。
2= ff−1−= 0.4142このとき、前述の
第(23)式に上記に2形すると次の第(27)式が得
られる。
0.924 xl、531 x
■〜1.415 ・
■≦Y2≦1.531 ・I
を代入し変
・・・(27)
即ち、本実施例においては、入力交流の振幅値Iに比例
した出力Y2を変動の中心1.473 ・Iに対し±3
.95%の誤差で求めることができる。
した出力Y2を変動の中心1.473 ・Iに対し±3
.95%の誤差で求めることができる。
本実施例によれば、電気角でπ/6ずつ離れた3つのサ
ンブリングデータのみから入力交流の振幅値に比例した
量を求めることができるため、面積法、2乗法あるいは
整流加算法よりも短時間で振幅値に比例した量を求める
ことができるばがっでなく、2乗法のように平方根の演
算を行なう必要もない。
ンブリングデータのみから入力交流の振幅値に比例した
量を求めることができるため、面積法、2乗法あるいは
整流加算法よりも短時間で振幅値に比例した量を求める
ことができるばがっでなく、2乗法のように平方根の演
算を行なう必要もない。
上記各実施例においては、50 II zの入力交流を
サンプリング周波数300Hzあるいはeoot+zで
サンプリングした場合、すなわちωT=π/3あるいは
ωT=π/6の場合についてのみ示しているが、入力交
流およびサン1リング周波数が、いかなる値であっても
第1の実施例はsin 1/2ωT≠0てあれば適用で
き、第2の実施例はsinωT≠0てあればa 、b
1 、a2 + K1およびに2を第(13)式、第
(20)式および第(22)式に示したように、下記第
(28)式のようにすることにより適用できることは明
らかである。
サンプリング周波数300Hzあるいはeoot+zで
サンプリングした場合、すなわちωT=π/3あるいは
ωT=π/6の場合についてのみ示しているが、入力交
流およびサン1リング周波数が、いかなる値であっても
第1の実施例はsin 1/2ωT≠0てあれば適用で
き、第2の実施例はsinωT≠0てあればa 、b
1 、a2 + K1およびに2を第(13)式、第
(20)式および第(22)式に示したように、下記第
(28)式のようにすることにより適用できることは明
らかである。
また、上記各実施例では、入力交流量をサンフ。
リングした値をそのまま用いて演算を行っているが、こ
れに限らず、 i、’=K(、i −35 11−n il’=K(i +i )あるいはm 訃n Z 1=K (1+ P ’ l m−1n−21+i
) などの周知のいかなるディジタルフィルタを用い、その
ディジタルフィルタ後の値’l”’l−1’ l−2′
を’Il” n−i ”□−2の代りに用いてもよいこ
とは云うまでもない。
れに限らず、 i、’=K(、i −35 11−n il’=K(i +i )あるいはm 訃n Z 1=K (1+ P ’ l m−1n−21+i
) などの周知のいかなるディジタルフィルタを用い、その
ディジタルフィルタ後の値’l”’l−1’ l−2′
を’Il” n−i ”□−2の代りに用いてもよいこ
とは云うまでもない。
更には、入力交流量をサンプリングした値を連続して用
いることなく、’n ” m−2” ra−4の如く間
引いて用いても、これはサンプリング周波数を低くした
場合に等価であるため本発明の趣旨にはかわりがない。
いることなく、’n ” m−2” ra−4の如く間
引いて用いても、これはサンプリング周波数を低くした
場合に等価であるため本発明の趣旨にはかわりがない。
また、上記各実施例では各係数の値は第(28)式に示
した値としているが、演算誤差が増大してもよい場合に
は、乗算処理を簡単化するなとの理由により、これらの
値と異なる値としてもよい。
した値としているが、演算誤差が増大してもよい場合に
は、乗算処理を簡単化するなとの理由により、これらの
値と異なる値としてもよい。
さらに、本発明によって得られた複数個の振幅値を求め
ることによって演算誤差を小さくしても良いことも言う
までもない。
ることによって演算誤差を小さくしても良いことも言う
までもない。
また、上記各実施例で求められたYlあるいはY2に適
当な係数を掛けることにより、振幅値Iに比例する値を
±3.95%の誤差で求めることができることも当然で
ある。
当な係数を掛けることにより、振幅値Iに比例する値を
±3.95%の誤差で求めることができることも当然で
ある。
[発明の効果]
以上説明したごとく、本発明によれば、入力交流量のサ
ンプリング値のうちサンプリング位相の異なる2つない
し3つのサンプリング値がら入力交流量の振幅値に比例
する量を求めるように悄成したので、面積法、2乗法、
整流加算法の欠点を同時に解決し、演算結果が得られる
までの時間が短く、かついかなるサンプリング周波数に
も適用可能な振幅値演算装置を提供することができる。
ンプリング値のうちサンプリング位相の異なる2つない
し3つのサンプリング値がら入力交流量の振幅値に比例
する量を求めるように悄成したので、面積法、2乗法、
整流加算法の欠点を同時に解決し、演算結果が得られる
までの時間が短く、かついかなるサンプリング周波数に
も適用可能な振幅値演算装置を提供することができる。
第1図は本発明による振幅値演算装置の一実施例の構成
図、第2図は他の実施例の構成図、第3図は出力Ylの
変動範囲を示す図、第4図は従来の振幅値算出法を示す
図である。 1.6.9.13・・・差分器 2、5.8.12.15・・・加算器 3、4.7.11.14・・・係数器 10・・・整流器
図、第2図は他の実施例の構成図、第3図は出力Ylの
変動範囲を示す図、第4図は従来の振幅値算出法を示す
図である。 1.6.9.13・・・差分器 2、5.8.12.15・・・加算器 3、4.7.11.14・・・係数器 10・・・整流器
Claims (2)
- (1)正弦波交流を入力とし、この正弦波交流を所定の
時間間隔でサンプリングして、そのサンプリング値をデ
ィジタルデータに変換した後、このディジタルデータを
用いて所定の演算を行なうことにより前記正弦波交流の
振幅値ないし振幅値に比例する量を出力する振幅値演算
装置において、ある時刻における前記正弦波交流の瞬時
値をi_mとし、このi_mより1サンプリング前の瞬
時値をi_m_−_1とし、かつK_1、a_1および
b_1を定数としたとき、演算値Yを以下の計算式と等
価な演算により求めることを特徴とする振幅値演算装置
。 Y=a_1・|i_m−i_m_−_1| +b_1・|i_m+i_m_−_1| +K_1・|a_1・|i_m−i_m_−_1|−b
_1・|i_m+i_m_−_1|| - (2)ある時刻における正弦波交流の瞬時値をi_mと
し、このi_mより1サンプリング前の瞬時値をi_m
_−_1、更にこのi_mより2サンプリング前の瞬時
値をi_m_−_2とし、かつK_2およびa_2を定
数としたとき、演算値Yを以下の計算式と等価な演算に
より求めることを特徴とする請求項1項記載の振幅値演
算装置。 Y=a_2・|i_m−i_m_−_2|+|i_m_
−_1|+K_2・|a_2・|i_m−i_m_−_
2|−|i_m_−_1||
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17349389A JPH0339659A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 振幅値演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17349389A JPH0339659A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 振幅値演算装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0339659A true JPH0339659A (ja) | 1991-02-20 |
Family
ID=15961533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17349389A Pending JPH0339659A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 振幅値演算装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0339659A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012093137A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP17349389A patent/JPH0339659A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012093137A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 |
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