JPH04343074A - Power analyzer apparatus - Google Patents

Power analyzer apparatus

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JPH04343074A
JPH04343074A JP14122591A JP14122591A JPH04343074A JP H04343074 A JPH04343074 A JP H04343074A JP 14122591 A JP14122591 A JP 14122591A JP 14122591 A JP14122591 A JP 14122591A JP H04343074 A JPH04343074 A JP H04343074A
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JP
Japan
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power
signal
voltage
complex
section
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Application number
JP14122591A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Ikeda
池田 保志
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Hioki EE Corp
Original Assignee
Hioki EE Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable measurement of a harmonic power by computing a power of each degree from a complex current and a complex voltage of the degree obtained by the fast Fourier transform of digital data for each one cycle of a voltage signal to be measured. CONSTITUTION:A plurality of voltage/current signals to be measured which are inputted are subjected to A/D conversion on the basis of a measured frequency of a frequency measuring element 35, under the control of a CPU 38, and stored in memories 25 to 30. In order to calculate harmonics of the second to 49th orders correctly, on the occasion, one cycle of a measuring signal is divided in 512 and data at each point are taken in without fail. The analog signal of one selected signal to be measured is inputted to a PLL element 34 and synchronized with a digital signal of a prescribed frequency corresponding to the selected signal. Based on complex currents and complex voltages from the 0th to 49th orders obtained by taking the current/voltage data in a digital signal processor(DSP) 40 from the memories 25 and 26, for instance, and by subjecting them to fast Fourier transform, the power of each order is calculated in this way.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明はパワーアナライザ装置
に関し、さらに詳しく言えば、各次数の高調波電力を測
定することができるパワーアナライザ装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power analyzer device, and more particularly, to a power analyzer device capable of measuring harmonic power of each order.

【0002】0002

【従来の技術】近年、半導体電力変換装置(例えばイン
バータ装置)が多くの機器に利用されるに伴い、より多
くの測定データを簡単に、かつ迅速にデータ処理し、そ
の電力系を計測する電力計が提案されるようになった。 このような電力計としては、例えば図7に示す構成をし
たものがある。
[Background Art] In recent years, as semiconductor power conversion devices (for example, inverter devices) have been used in many devices, more measurement data can be processed easily and quickly, and the power used to measure the power system. A meter has been proposed. An example of such a power meter is one having the configuration shown in FIG. 7, for example.

【0003】同図において、電圧/電流入力アナログ回
路1は、3ch(チャネル)分の被測定信号(被測定電
圧(V1,V2,V3)、電流(A1,A2,A3))
を入力し、それら3chの被測定電圧、電流を検出し、
かつそれら電圧、電流をアナログ演算して電力を算出し
、これら電圧、電流および電力のアナログ信号を出力す
る。
In the figure, a voltage/current input analog circuit 1 includes signals to be measured (voltages to be measured (V1, V2, V3), currents (A1, A2, A3)) for 3 channels (channels).
Input, detect the measured voltage and current of those 3 channels,
Then, the voltage and current are subjected to analog calculation to calculate the power, and analog signals of the voltage, current and power are output.

【0004】電圧/電流アナログ回路1からのアナログ
信号をマルチプレクサ2で切り替え、この切り替えたア
ナログ信号をA/Dコンバータ3でディジタル変換して
RAM/ROM(メモリ)4に書き込むが、そのメモリ
4に書き込まれているプログラムしたがってCPU5が
そのデータの取り込む処理を行なうことになる。
The analog signal from the voltage/current analog circuit 1 is switched by the multiplexer 2, and the switched analog signal is converted into digital data by the A/D converter 3 and written to the RAM/ROM (memory) 4. According to the written program, the CPU 5 will carry out the process of importing the data.

【0005】CPU5のバスライン6にはそのメモリ4
、I/Oポート7、表示部8およびキーボード9などが
接続されており、同CPU5はI/Oポート7を介して
マルチプレクサ2を切り替え、そのディジタルデータを
メモリ4に書き込み、それらディジタルデータに基づい
て電力、皮相電力、無効電力および力率等を演算し、こ
れら演算結果等を表示処理し、また取り込んだデータお
よび演算したデータに基づいて測定値に時間係数を掛け
、積算して積算量を算出し、その積算量を表示処理する
The memory 4 is connected to the bus line 6 of the CPU 5.
, an I/O port 7, a display section 8, a keyboard 9, etc., are connected to the CPU 5. The CPU 5 switches the multiplexer 2 via the I/O port 7, writes the digital data to the memory 4, and executes the process based on the digital data. calculates power, apparent power, reactive power, power factor, etc., displays and processes these calculation results, and multiplies the measured value by a time coefficient based on the imported data and the calculated data, and integrates it to obtain the integrated amount. Calculate and display the integrated amount.

【0006】表示部8はCPU5の表示処理にしたがっ
て被測定信号の電圧、電流、電力、皮相電力、無効電力
および力率などを表示する。
[0006] The display section 8 displays the voltage, current, power, apparent power, reactive power, power factor, etc. of the signal to be measured according to display processing by the CPU 5.

【0007】上記構成の電力計においては、電圧/電流
入力アナログ回路1にそれぞれ交流ゼロフラックス法動
作原理を採用し、かつPTおよびクランプCTを採用し
ていることから、10Hz乃至20kHzに渡る広い周
波数範囲で良好な特性を確保し、正確な電圧、電流、電
力等の測定が可能になっている。
[0007] In the wattmeter configured as described above, since the voltage/current input analog circuit 1 adopts the AC zero flux method operation principle and also uses PT and clamp CT, it can operate at a wide frequency range from 10 Hz to 20 kHz. It maintains good characteristics over a wide range, making it possible to accurately measure voltage, current, power, etc.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記半導体
電力装置、例えばインバータ装置のように、パルス状の
電圧波形でモータを駆動する場合、その電流には高調波
成分が含まれ、この高調波成分が雑音や外乱の原因とな
っている。このような、高調波による機器の障害が問題
視され、特に家電機器などの場合、その高調波成分よる
雑音や外乱が問題になることから、半導体電力装置の電
力系の測定だけなく、その高調波成分の測定が必要にな
っている。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when driving a motor with a pulsed voltage waveform in the semiconductor power device described above, such as an inverter device, the current includes harmonic components. is causing noise and disturbance. Equipment failures caused by harmonics are seen as a problem, and especially in the case of home appliances, noise and disturbances caused by harmonic components become a problem. It is now necessary to measure wave components.

【0009】しかしながら、上記電力計にあっては、基
本波および高調波を含んだ被測定信号に基づいて電圧、
電流、電力の測定が可能であるが、その高調波成分を直
接測定することができなかった。
However, in the above-mentioned wattmeter, the voltage and
Although it is possible to measure current and power, it has not been possible to directly measure their harmonic components.

【0010】そのために、半導体電力装置の電力系を計
測する場合、電力計とその高調波成分を測定する高価な
高調波解析装置(例えばFFTアナライザ)の2つの測
定装置を用意する必要があるだけなく、そのFFTアナ
ライザの操作が複雑で、高調波成分の測定が面倒でもあ
るため、電力だけなく、高調波成分も測定できる装置が
要望されている。
Therefore, when measuring the power system of a semiconductor power device, it is only necessary to prepare two measuring devices: a wattmeter and an expensive harmonic analyzer (for example, an FFT analyzer) that measures its harmonic components. Moreover, the operation of the FFT analyzer is complicated and the measurement of harmonic components is troublesome, so there is a demand for an apparatus that can measure not only power but also harmonic components.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は上記従来の事
情に鑑みなされたもので、その構成上の特徴は、被測定
電圧および被測定電流を所定周波数のサンプリング信号
でディジタルに変換し、その各1サイクル分のディジタ
ルデータを得る少なくとも2つのA/D変換部と、同A
/D変換部の各サンプリング信号を同期させるPLL回
路を含む変換同期制御部と、上記A/D変換部にて変換
された各ディジタルデータを高速フーリエ変換して所定
次数の複素電流と複素電圧を得るFFT演算部と、各次
数ごとの複素電流と複素電圧とからその次数の電力を演
算する電力演算部とを備えていることにある。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and its structural features include converting the voltage to be measured and the current to be measured into digital data using sampling signals of a predetermined frequency. at least two A/D converters each obtaining one cycle of digital data;
A conversion synchronization control section including a PLL circuit that synchronizes each sampling signal of the A/D conversion section, and a conversion synchronization control section that performs fast Fourier transform on each digital data converted by the A/D conversion section to generate a complex current and a complex voltage of a predetermined order. and a power calculation section that calculates the power of each order from the complex current and complex voltage of each order.

【0012】0012

【作用】上記構成によると、周波数を軸として高調波の
各次数ごとに、その電力の有効電力と無効電力とが得ら
れる。
[Operation] According to the above structure, the active power and the reactive power of the power can be obtained for each harmonic order with the frequency as the axis.

【0013】[0013]

【実施例】まず、この発明の一実施例に係るパワーアナ
ライザ装置の全体構成を図1ないし図3を参照しながら
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the overall configuration of a power analyzer device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

【0014】この実施例によるパワーアナライザ装置は
、複数の入力被測定信号(被測定電圧および被測定電流
)を入力可能なレベルに変換する3チャネル(被測定電
圧V1〜V3および被測定電流A1〜A3)の入力ユニ
ット10〜12と、これら入力ユニット10〜12を介
した被測定信号のアナログ信号に含まれている基本波お
よび高調波などをそれぞれ通す所定遮断周波数可変可能
で、折り返し歪防止用のフィルタ部13〜18と、これ
らフィルタ部13〜18を通ったアナログ信号を所定周
波数のサンプリング信号でそれぞれディジタル変換する
A/D変換部19〜24と、これらA/D変換部19〜
24で変換したディジタルデータを記憶するメモリ25
〜30と、上記入力ユニット10〜12を介したアナロ
グ信号の内の1つを選択する第1の切替部31と、この
第1の切替部31で切り替えられたアナログ信号を波形
整形して矩形波信号とするフィルタ波形整形部32と、
上記フィルタ部13〜18の遮断周波数を可変制御する
信号、A/D変換部19〜24の所定周波数のサンプリ
ング信号およびメモリ25〜30の書き込み信号を出力
し、かつそのサンプリング信号を入力被測定信号に同期
させ、例えばその周波数を入力被測定信号の周波数の5
12倍とするストレージ制御部33と、上記フィルタ波
形整形部32からの矩形波信号をソースとし、その矩形
波信号と上記A/D変換部19〜24のサンプリング周
波数を整数(例えば512)分の1とした信号との位相
差を検出し、この位相差に応じて内部VCOの電圧を可
変し、所定周波数の信号をストレージ制御部33に出力
し、そのA/D変換部19〜24のサンプリング信号を
上記切替部31で切り替えたアナログ信号に同期させ、
かつそのサンプリング信号の周波数の安定化を図るため
のPLL(Phase  Locked  Loop)
部34とを備えている。
The power analyzer device according to this embodiment has three channels (voltages to be measured V1 to V3 and currents to be measured A1 to A3) input units 10 to 12 and a predetermined cutoff frequency that allows the fundamental wave and harmonics contained in the analog signals of the signals under test to pass through these input units 10 to 12 to be varied, and to prevent aliasing distortion. filter sections 13 to 18, A/D conversion sections 19 to 24 that digitally convert analog signals passed through these filter sections 13 to 18 using sampling signals of predetermined frequencies, and these A/D conversion sections 19 to 18.
A memory 25 that stores the digital data converted in step 24.
30, a first switching section 31 that selects one of the analog signals passed through the input units 10 to 12, and a waveform shaping of the analog signal switched by the first switching section 31 to form a rectangular shape. a filter waveform shaping section 32 that converts the signal into a wave signal;
A signal for variably controlling the cutoff frequency of the filter sections 13 to 18, a sampling signal of a predetermined frequency of the A/D conversion sections 19 to 24, and a write signal of the memories 25 to 30 are output, and the sampling signal is input to the signal under test. For example, the frequency is set to 5 times the frequency of the input signal under test.
The storage control unit 33 which multiplies the frequency by 12 times and the rectangular wave signal from the filter waveform shaping unit 32 are used as sources, and the rectangular wave signal and the sampling frequency of the A/D converters 19 to 24 are multiplied by an integer (for example, 512). Detects the phase difference with the signal set to 1, varies the voltage of the internal VCO according to this phase difference, outputs a signal with a predetermined frequency to the storage control unit 33, and performs sampling in the A/D conversion units 19 to 24. Synchronize the signal with the analog signal switched by the switching unit 31,
and PLL (Phase Locked Loop) for stabilizing the frequency of the sampling signal.
34.

【0015】また、このパワーアナライザ装置は、上記
フィルタ波形整形部32で得た矩形波信号により、入力
被測定信号の周波数を測定する周波数測定部35と、固
定の所定周波数信号を出力する発振部36と、この発振
部36からの周波数信号とPLL部34からの周波数信
号とを切り替えてストレージ制御部33に出力する第2
の切替部37とを備えている。
This power analyzer device also includes a frequency measurement section 35 that measures the frequency of the input signal under test using the rectangular wave signal obtained by the filter waveform shaping section 32, and an oscillation section that outputs a fixed predetermined frequency signal. 36, and a second switch which switches the frequency signal from the oscillation section 36 and the frequency signal from the PLL section 34 and outputs it to the storage control section 33.
A switching section 37 is provided.

【0016】したがって、第2の切替部37の切り替え
により、A/D変換のサンプリングモード、つまりスト
レージモードはPLL同期方式、固定同期方式の2種類
が可能になっている。
Therefore, by switching the second switching section 37, two types of A/D conversion sampling mode, that is, storage mode, PLL synchronization method and fixed synchronization method are possible.

【0017】さらに、このパワーアナライザ装置におい
ては、上記メモリ25〜30に取り込んだディジタルデ
ータに基づいて、その入力被測定信号に含まれている基
本波および所定次数の高調波をFFT(高速フーリェ変
換)演算して、各次数ごとの電力が得られるようになっ
ている。
Furthermore, in this power analyzer device, based on the digital data taken into the memories 25 to 30, the fundamental wave and harmonics of a predetermined order contained in the input signal under test are subjected to FFT (fast Fourier transform). ) to obtain the power for each order.

【0018】そのため図2に示すように、このパワーア
ナライザ装置は、当該装置の全体を制御する中央処理装
置としてのCPU38を備え、同CPU38のバスライ
ン39に、上記メモリ25〜30、ストレージ制御部3
3、PLL部34、周波数測定部35および発振部36
の他に、メモリ部25〜30に書き込まれているディジ
タルデータを高速フーリエ変換(FFT)し、その入力
被測定信号に含まれている基本波および所定次数(例え
ば49次まで)の高調波を高速演算するディジタルシグ
ナルプロセッサ(DPS)40と、当該装置の制御プロ
グラムおよびその演算プログラムなどを記憶しているE
PROM部41と、それら演算結果などのデータ(数値
データ)を記憶するRAM部(SRAM,DRAM)4
2と、このRAM部42の書き込み、読み出しを制御す
るダイレクトメモリアクセス(DMA)コントローラ部
43と、上記演算結果による数値データ、および波形デ
ータを書き込み、読み出し可能なVRAM(ビデオ・ラ
ム)部44と、このVRAM部44のデータを書き込み
、読み出し、表示制御するCRTコントローラ部45と
、その数値や波形などをプリントアウトするプリンタ部
46を接続するためのパラレルインターフェイス47と
、それら数値や波形などのデータをプロッピィ等に記憶
するフロッピィディスクドライブ部48を制御するフロ
ッピィディスクコントローラ(FDC)49と、その数
値や波形などのデータを外部に出力し、他の装置からの
データを入力するためのGP−IBインターフェイス5
0および非同期コミュニケーションズインターフェイス
51とが接続されている。
Therefore, as shown in FIG. 2, this power analyzer device is equipped with a CPU 38 as a central processing unit that controls the entire device, and the memories 25 to 30 and a storage control unit are connected to the bus line 39 of the CPU 38. 3
3. PLL section 34, frequency measurement section 35 and oscillation section 36
In addition, the digital data written in the memory units 25 to 30 is subjected to fast Fourier transform (FFT) to extract the fundamental wave and harmonics of a predetermined order (for example, up to the 49th order) contained in the input signal under test. A digital signal processor (DPS) 40 that performs high-speed calculations, and an E that stores control programs for the device and its calculation programs.
A PROM section 41 and a RAM section (SRAM, DRAM) 4 that stores data (numeric data) such as the results of these calculations.
2, a direct memory access (DMA) controller section 43 that controls writing and reading of this RAM section 42, and a VRAM (video RAM) section 44 that can write and read numerical data and waveform data based on the above calculation results. , a parallel interface 47 for connecting a CRT controller section 45 that writes, reads, and controls the display of data in this VRAM section 44, a printer section 46 that prints out numerical values and waveforms, and data such as those numerical values and waveforms. a floppy disk controller (FDC) 49 that controls a floppy disk drive section 48 that stores data on a floppy disk, etc., and a GP-IB that outputs data such as numerical values and waveforms to the outside and inputs data from other devices. Interface 5
0 and an asynchronous communications interface 51 are connected.

【0019】さらにまた、このパワーアナライザ装置は
、上記CRTコントローラ部45にて表示処理した数値
あるいは波形を表示する表示部(例えば液晶表示装置)
52と、当該装置の測定操作スイッチ類を有する操作パ
ネル53とを備えており、その操作に応じた信号がバス
ライン39を介してCPU38に入力されるようになっ
ている。
Furthermore, this power analyzer device includes a display section (for example, a liquid crystal display device) that displays the numerical values or waveforms processed by the CRT controller section 45.
52 and an operation panel 53 having measurement operation switches for the device, and signals corresponding to the operations are input to the CPU 38 via the bus line 39.

【0020】図3には上記ディジタルシグナルプロセッ
サ40の回路構成が概略的に示されている。すなわち、
同プロセッサ40は2つのFFT演算回路401a,4
01bと、このFFT演算回路401a,401bより
得られる複素信号から各次数の電力を演算する電力演算
部402とを備えている。
FIG. 3 schematically shows the circuit configuration of the digital signal processor 40. That is,
The processor 40 includes two FFT calculation circuits 401a and 4
01b, and a power calculation unit 402 that calculates the power of each order from the complex signals obtained from the FFT calculation circuits 401a and 401b.

【0021】なお、この例においては、同電力演算部4
02の各出力ラインには積算回路403a,403bが
それぞれ並列的に接続されている。
Note that in this example, the power calculation section 4
Integration circuits 403a and 403b are connected in parallel to each output line of 02.

【0022】この場合、電力演算部402は図4に例示
されているように、0次用の掛け算回路4020と、1
次から49次用の電力演算回路4021〜40249と
を備えている。なお、ここでは説明の便宜上、電力演算
回路を各次数ごとに割り当てているが、実際には各次数
の複素データを時分割して処理することにより、その数
を減らすことができる。
In this case, as illustrated in FIG.
Power calculation circuits 4021 to 40249 for the 49th order are provided. Although power calculation circuits are assigned to each order here for convenience of explanation, in reality, the number can be reduced by processing complex data of each order in a time-sharing manner.

【0023】各電力演算回路4021〜40249は同
一構成であり、図5には電力演算回路4021の内部回
路が示されている。すなわち、同電力演算回路4021
は複素電流と複素電圧とを掛け算する掛け算回路402
bを備えているが、そのいずれか一方の入力側には共役
化回路402aが介装されている。この例では複素電流
側に入れられている。また、掛け算回路402bの出力
側には、実数部抽出回路402cと虚数部抽出回路40
2dとが並列的に接続されている。
Each of the power calculation circuits 4021 to 40249 has the same configuration, and FIG. 5 shows the internal circuit of the power calculation circuit 4021. That is, the same power calculation circuit 4021
is a multiplication circuit 402 that multiplies complex current and complex voltage.
b, but a conjugation circuit 402a is interposed on the input side of one of them. In this example, it is placed on the complex current side. Further, on the output side of the multiplication circuit 402b, a real part extraction circuit 402c and an imaginary part extraction circuit 40 are provided.
2d are connected in parallel.

【0024】次に、このパワーアナライザ装置の動作を
説明する。この実施例において、3チャネルの入力ユニ
ット10〜13は、それぞれ2つの入力部10a,10
b、11a,11b,12a,12bを備え、同入力部
に被測定信号の電圧および電流を印加することにより、
単相ないし3相の電力測定が可能である。
Next, the operation of this power analyzer device will be explained. In this embodiment, the three-channel input units 10 to 13 each have two input sections 10a and 10.
b, 11a, 11b, 12a, 12b, and by applying the voltage and current of the signal to be measured to the same input part,
Single-phase to three-phase power measurement is possible.

【0025】複数の被測定信号がそれぞれ各入力ユニッ
ト部10〜13に入力され、例えばインバータ装置の電
力測定操作が行われると、CPU38にてその電力測定
に必要な制御が行われ、例えば周波数測定部35の測定
周波数に基づいてA/D変換のサンプリング、メモリ2
5の書き込みなどが制御される。
When a plurality of signals to be measured are input to each of the input units 10 to 13 and, for example, a power measurement operation of an inverter device is performed, the CPU 38 performs the control necessary for the power measurement, and performs, for example, frequency measurement. Sampling of A/D conversion based on the measurement frequency of section 35, memory 2
5 writing etc. are controlled.

【0026】すなわち、ストレージ制御部33にてA/
D変換部19〜24のサンプリング信号が出力され、メ
モリ25〜30の書き込み信号が出力され、一方、入力
被測定信号がそれぞれ上記A/D変換部19〜24の入
力可能レベルにレベル変換される。
That is, the storage control unit 33
The sampling signals of the D converters 19 to 24 are output, and the write signals of the memories 25 to 30 are output, while the input signals under measurement are level-converted to levels that can be input to the A/D converters 19 to 24, respectively. .

【0027】これにより、フィルタ13〜18を介した
アナログ信号が各A/D変換部19〜24でディジタル
データに変換され、各メモリ25〜30に記憶される。 このとき、各A/D変換部19〜24が同時に動作する
ことから、それぞれディジタル変換されたディジタルデ
ータが各メモリ25〜30に同時に記憶される。
As a result, the analog signals passed through the filters 13-18 are converted into digital data by the A/D converters 19-24, and stored in the memories 25-30. At this time, since the A/D converters 19 to 24 operate simultaneously, the respective digitally converted digital data are stored in the memories 25 to 30 at the same time.

【0028】また、ストレージモードが固定同期方式で
なく、PLL同期方式が採られる場合、第2の切替部3
7がPLL部34側に切り替えられることから、入力被
測定信号のうち、第1の切替部31で選択されている1
つの入力被測定信号(被測定電圧V1〜V3あるいは被
測定電流A1〜A3)のアナログ信号がPLL部34の
ソースにされる。
Furthermore, when the storage mode is not the fixed synchronization method but the PLL synchronization method, the second switching unit 3
7 is switched to the PLL section 34 side, the signal 1 selected by the first switching section 31 among the input signals under measurement
Analog signals of the two input signals to be measured (voltages to be measured V1 to V3 or currents to be measured A1 to A3) are used as sources of the PLL section 34.

【0029】すなわち、このアナログ信号がフィルタ波
形整形部32で矩形波信号に波形整形され、この矩形波
信号がPLL部34に入力されることから、そのPLL
部34にて上記A/D変換部19〜24の所定周波数の
サンプリング信号とその選択された被測定信号の同期が
合わせられる。この場合、少なくともその選択被測定信
号の数サイクル間にはその同期がかかり、それぞれ入力
被測定信号のゼロクロス点をA/D変換のスタート点と
し、入力被測定信号の1サイクルを正確に捉えることが
できる。
That is, this analog signal is waveform-shaped into a rectangular wave signal by the filter waveform shaping section 32, and this rectangular wave signal is input to the PLL section 34, so that the PLL
In the section 34, the sampling signals of the predetermined frequencies of the A/D converters 19 to 24 and the selected signal under test are synchronized. In this case, synchronization is applied for at least several cycles of the selected signal under test, and each zero-crossing point of the input signal under test is used as the starting point of A/D conversion, and one cycle of the input signal under test is accurately captured. Can be done.

【0030】ここで、FFT演算により被測定信号に含
まれている高調波のうち、2次ないし49次の高調波を
正確に算出するために、この実施例では、入力被測定信
号の1サイクルを512に分割して、各ポイントのデー
タを得ている。この場合、上記PLL同期方式により、
その1サイクル分が正確に捉えられることから、512
ポイントのディジタルデータを確実に取り込むことがで
きる。
Here, in order to accurately calculate the 2nd to 49th harmonics among the harmonics contained in the signal under test by FFT calculation, in this embodiment, one cycle of the input signal under test is used. is divided into 512 parts to obtain data for each point. In this case, by the above PLL synchronization method,
Since that one cycle can be accurately captured, 512
It is possible to reliably import point digital data.

【0031】このようにして、各メモリ25〜30に5
12ポイントのディジタルデータが書き込まれ、このデ
ータに基づいてFFTによる高調波解析が行なわれる。
In this way, each memory 25 to 30 has 5
Twelve points of digital data are written, and harmonic analysis by FFT is performed based on this data.

【0032】すなわち、各チャネルに対応するメモリ、
例えばメモリ25,26から電流データa(t)と電圧
データv(t)とがディジタルシグナルプロセッサ40
に取り込まれ、FFT演算回路401a,401bにて
高速フーリエ変換される。
That is, a memory corresponding to each channel,
For example, current data a(t) and voltage data v(t) from the memories 25 and 26 are transferred to the digital signal processor 40.
The data is taken in by FFT calculation circuits 401a and 401b and subjected to fast Fourier transform.

【0033】これにより、FFT演算回路401aから
は0次から49次までの複素電流An(n=0,…,4
9)が、また、FFT演算回路401bからは0次から
49次までの複素電圧Vn(n=0,…,49)がそれ
ぞれ出力され、同複素電流Anと複素電圧Vnが電力演
算部402に入力される。
As a result, the FFT calculation circuit 401a outputs a complex current An (n=0, . . . , 4) from the 0th order to the 49th order.
9), the FFT calculation circuit 401b outputs the 0th to 49th order complex voltages Vn (n=0,...,49), and the complex current An and the complex voltage Vn are sent to the power calculation unit 402. is input.

【0034】電力演算部402においては、図4に示さ
れているように、各次数ごとの電力演算が行なわれる。 ここで、複素電流Anは(Ar+jAi)と表され、複
素電圧Vnは(Vr+jVi)と表される。図5に示さ
れているように、この例では複素電流Anが共役化回路
402aにて共役され、(Ar−jAi)とされた後、
掛け算回路402bで複素電圧Vn(Vr+jVi)と
の掛け算が行なわれる。
In the power calculating section 402, as shown in FIG. 4, power calculation is performed for each order. Here, the complex current An is expressed as (Ar+jAi), and the complex voltage Vn is expressed as (Vr+jVi). As shown in FIG. 5, in this example, after the complex current An is conjugated in the conjugation circuit 402a and becomes (Ar-jAi),
A multiplication circuit 402b performs multiplication by a complex voltage Vn (Vr+jVi).

【0035】その結果、(VrAr+ViAi)なる実
数部と、(ViAr−VrAi)なる虚数部とが得られ
、実数部抽出回路402cからその次数の有効電力Wn
が出力され、虚数部抽出回路402dから同次数の無効
電力varnが出力される。
As a result, a real part of (VrAr+ViAi) and an imaginary part of (ViAr-VrAi) are obtained, and the real part extraction circuit 402c extracts the effective power Wn of that order.
is output, and the reactive power varn of the same order is output from the imaginary part extraction circuit 402d.

【0036】このようにして、電力演算部402から各
次数の有効電力Wnと無効電力varn(nはともに0
,…,49)が出力されるとともに、各積算回路403
a,403bからはその積算値ΣWn、Σvarnが得
られる。
In this way, the power calculation unit 402 calculates the active power Wn and reactive power varn of each order (n is both 0
,...,49) are output, and each integration circuit 403
The integrated values ΣWn and Σvarn are obtained from a and 403b.

【0037】図6には表示部52に、チャネル1の入力
被測定信号(V1,A1)に含まれている基本波および
2次から49次までの高調波の電圧成分と電流成分とを
表示した状態が例示されており、これと同様に各次数の
有効電力Wnと無効電力varnも表示部52に表示さ
れる。
In FIG. 6, the voltage and current components of the fundamental wave and harmonics from the 2nd to the 49th order contained in the input measured signal (V1, A1) of channel 1 are displayed on the display section 52. The active power Wn and reactive power varn of each order are also displayed on the display unit 52 in the same way.

【0038】なお、図6において“k”欄の“1”には
チャネル1の入力被測定信号による基本波(1次)の電
圧、電流が表示され、“2”ないし“49”にはその被
測定信号に含まれている2次ないし49次の高調波の電
圧、電流が表示されている。また、例えば第1の切替部
31が入力部10a側に切り替えられている場合、その
表示部52の画面には上記PLL部34のソースとなっ
ている被測定信号の入力部を表す“PLL(V1)”が
表示される(図の矢印Aに示す)。
Note that in FIG. 6, "1" in the "k" column displays the voltage and current of the fundamental wave (primary) due to the input signal under test of channel 1, and "2" to "49" indicate its voltage and current. The voltage and current of the 2nd to 49th harmonics included in the signal under measurement are displayed. Further, for example, when the first switching section 31 is switched to the input section 10a side, the screen of the display section 52 displays "PLL" ( V1)” is displayed (indicated by arrow A in the figure).

【0039】ここで、上記被測定信号(被測定電圧(V
1))の歪が大きすぎ、あるいはそのレベルが低すぎる
と、フィルタ波形整形部32にてチャネル1の入力被測
定信号のアナログ信号を波形整形したときに、正常な矩
形波信号が得られない場合が生ずる。このような場合に
は、操作パネル53よりCPU38を介して切替部31
を切り替えて、別の被測定ラインを選択すれば良い。
Here, the signal under test (voltage under test (V
1) If the distortion in (1)) is too large or its level is too low, a normal rectangular wave signal cannot be obtained when the filter waveform shaping section 32 shapes the analog signal of the input signal under test of channel 1. A situation arises. In such a case, the switching section 31 is
, and select another line to be measured.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、各A/D変換部を同期制御して1サイクル分のディジ
タルデータを得るとともに、同データをFFT演算し、
各次数ごとにその複素電圧と複素電流とからその次数の
有効電力と無効電力を得るようにしたことにより、特に
半導体電力装置の電力系の測定など、高調波を測定する
上で好適なパワーアナライザ装置が提供される。
As explained above, according to the present invention, each A/D converter is synchronously controlled to obtain one cycle of digital data, and the same data is subjected to FFT operation.
By obtaining the active power and reactive power of each order from its complex voltage and complex current, this power analyzer is particularly suitable for measuring harmonics, such as measuring the power system of semiconductor power equipment. Equipment is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明の一実施例に係るパワーアナライザ装
置の概略的な部分ブロック図。
FIG. 1 is a schematic partial block diagram of a power analyzer device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例に係るパワーアナライザ装
置の概略的な部分ブロック図。
FIG. 2 is a schematic partial block diagram of a power analyzer device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2に示されているディジタルシグナルプロセ
ッサの概略的なブロック図。
FIG. 3 is a schematic block diagram of the digital signal processor shown in FIG. 2;

【図4】図3に示されている電力演算部の概略的なブロ
ック図。
FIG. 4 is a schematic block diagram of the power calculation unit shown in FIG. 3.

【図5】図4に示されている電力演算回路の概略的なブ
ロック図。
FIG. 5 is a schematic block diagram of the power calculation circuit shown in FIG. 4.

【図6】このパワーアナライザ装置の表示部に測定デー
タを表示した表示画面図。
FIG. 6 is a display screen diagram showing measurement data on the display section of this power analyzer device.

【図7】従来の電力計の概略的なブロック図。FIG. 7 is a schematic block diagram of a conventional power meter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10〜12  入力ユニット 19〜24  A/D変換部 25〜30  メモリ 31  切替部 32  フィルタ波形成形部 33  ストレージ制御部 34  PLL部 35  周波数測定部 38  CPU 40  ディジタルシグナルプロセッサ401  FF
T演算回路 402  電力演算部 403  積算回路
10-12 Input units 19-24 A/D conversion sections 25-30 Memory 31 Switching section 32 Filter waveform shaping section 33 Storage control section 34 PLL section 35 Frequency measurement section 38 CPU 40 Digital signal processor 401 FF
T calculation circuit 402 Power calculation section 403 Integration circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定電圧および被測定電流を所定周波数
のサンプリング信号でディジタルに変換し、その各1サ
イクル分のディジタルデータを得る少なくとも2つのA
/D変換部と、同A/D変換部の各サンプリング信号を
同期させるPLL回路を含む変換同期制御部と、上記A
/D変換部にて変換された各ディジタルデータを高速フ
ーリエ変換して所定次数の複素電流と複素電圧を得るF
FT演算部と、各次数ごとの複素電流と複素電圧とから
その次数の電力を演算する電力演算部とを備えているこ
とを特徴とするパワーアナライザ装置。
Claims: 1. At least two A converters for converting a voltage to be measured and a current to be measured into digital data using a sampling signal of a predetermined frequency and obtaining digital data for one cycle each.
A/D conversion section, a conversion synchronization control section including a PLL circuit that synchronizes each sampling signal of the A/D conversion section, and the above A/D conversion section.
F to obtain complex current and complex voltage of a predetermined order by performing fast Fourier transform on each digital data converted by the /D conversion section.
A power analyzer device comprising: an FT calculation unit; and a power calculation unit that calculates the power of each order from a complex current and a complex voltage of each order.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100477504B1 (en) * 2002-12-09 2005-03-17 한국전기연구원 Real-time Power System Oscillation Monitor Using FFT Algorithm
JP2006098287A (en) * 2004-09-30 2006-04-13 Yokogawa Electric Corp Harmonic component measuring apparatus
JP2007147349A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Yokogawa Electric Corp Three-phase electric power measuring device
US8179123B2 (en) 2007-05-28 2012-05-15 Advantest Corporation Measurement apparatus and recording medium
KR20160080896A (en) * 2014-12-29 2016-07-08 전자부품연구원 Multi-channel power measuring system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100477504B1 (en) * 2002-12-09 2005-03-17 한국전기연구원 Real-time Power System Oscillation Monitor Using FFT Algorithm
JP2006098287A (en) * 2004-09-30 2006-04-13 Yokogawa Electric Corp Harmonic component measuring apparatus
JP2007147349A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Yokogawa Electric Corp Three-phase electric power measuring device
JP4596265B2 (en) * 2005-11-25 2010-12-08 横河電機株式会社 Three-phase power measuring device
US8179123B2 (en) 2007-05-28 2012-05-15 Advantest Corporation Measurement apparatus and recording medium
KR20160080896A (en) * 2014-12-29 2016-07-08 전자부품연구원 Multi-channel power measuring system

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