JPH0450668A - 高調波電力計 - Google Patents

高調波電力計

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JPH0450668A
JPH0450668A JP15341990A JP15341990A JPH0450668A JP H0450668 A JPH0450668 A JP H0450668A JP 15341990 A JP15341990 A JP 15341990A JP 15341990 A JP15341990 A JP 15341990A JP H0450668 A JPH0450668 A JP H0450668A
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池田 保志
Takahiro Shimizu
隆弘 清水
Tsutomu Shibata
柴田 勤
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は入力波形の電力を測定する高調波電力計に係
り、更に詳しくはその入力波形の任意の周波数の電力を
測定可能とする高周波電力計に関するものである。
[従 来 例] 従来、この種の高調波電力計は、例えば第2図に示す構
成をしており、入力波形の所定基本波およびn次高調波
をその電圧波形(V(t))および電力波形(I(t)
)毎にそれぞれ通すバンドパスフィルタ(B P F部
)1,2と、このBPF部1,2の通過帯域を切り替え
るBPFコントロール部3と、そのBPF部1.2を通
過した電圧波形および電流波形をそれぞれディジタル値
(v (n)、1(n))に変換するA/D変換部4,
5と、このディジタル値(V(n)。
1(n))を乗算して電力(w (n))を得る乗算部
6と、上記通過帯域の切り替え毎に得た電力を加算する
加算部7と、この加算した電力を実際の測定値に対応す
るように係数を掛けるスケール変換部8と。
このスケール変換部8にて得た電力値を表示、プリント
可能な形式の信号に変換する表示変換部9と、この形式
変換した信号により上記入力波形の電力値を表示する表
示装置(デイプレイ装置)10とを備えている。また、
高調波電力計には、A/D変換部4,5のサンプリング
信号を発生するサンプリングタイミング部11と、加算
部7における各周波数の電力を任意に加算するためのタ
イミング信号を発生する加算用タイミング部12とが備
えられている。
上記構成の高調波電力計において、入力波形の各周波数
の電力が乗算部6にて算出され、これら周波数の電力が
加算部7にて任意に加算される。
このとき、上記BPF部1,2の通過帯域がBPFコン
トロール部3にて切り替えられ、必要とする複数の高調
波成分を通すようにそのBPF部1゜2の通過帯域が調
整されるため、その周波数帯域の総電力を一度に求める
ことができる。また、BPFコントローラ部3にてBP
F部1,2の通過帯域が切り替えられ、サンプリングタ
イミング部11にてA/D変換部4,5のサンプリング
が変えられることから、入力波形の基本波が異なっても
、その入力波形の電力を求めることができる。
[発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、上記高調波電力計にあっては、入力波形
の各周波数の電力を算出し、これら電力を加算して電力
を順次求めているため、複数の異なる次数の高調波の電
力を各独立に同時に測定することができないという問題
点があった。
また、上記BPF部1,2を切り替え、通過帯域を変え
るためには、その可変可能なりPFF部。
2が全て同じ特性でなければ、正確な電力を測定するこ
とができず、そのBPF部1,2にて切り替えられる通
過帯域内に起因する周波数特性の補正ができないことか
らも、正確な電力測定ができないという問題点があった
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目
的は複数の異なる次数の任意の高調波の電力を独立に同
時に測定することができ、かつ、正確な電力測定ができ
るようにした高周波電力計を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、この発明の高調波電力計は
、入力の電圧波形および電流波形をディジタルの数列に
変換する第1および第2のA/D変換手段と、このディ
ジタルの数列をフーリエ変換し、個々の周波数および高
調波成分(V工(n)、・・・VN(n);it t 
”’ piN(n))に分離する第1および第2のFF
T変換手段と、この分離した個々の周波数および高調波
成分(各周波数)の電圧、電流をそれぞれ乗算して各周
波数における電力を算出するN個の乗算手段と、この乗
算手段にて得た各周波数の電力を周波数応答の補正デー
タ(係数)で補正する周波数応答補正手段と、この補正
した各周波数の電力を所定に加算する加算手段とを備え
、この加算手段を所定に制御し、上記入力波形の各周波
数および高調波成分の電力をそれぞれ同時に測定可能と
することを要旨とする。
[作  用コ 上記構成としたので、N個の乗算部(f工乗算部187
.・・・yfN乗算部18N)においては、個々の周波
数あるいは高調波成分の電力(Wf、、・・・、WfN
)が得られ、さらにそれら電力が周波数応答補正部20
にて周波数応答の補正が行われる。この後、それら周波
数応答補正された各電力が加算部21にて任意に加算さ
れる。このとき、その加算部21の加算制御によっては
、入力波形による複数の異なる次数の高調波成分の電力
を独立に、かつ、同時に得られ、あるいはその複数の高
調波成分に渡る帯域を設定すると、この帯域の電力を得
ることができる。
また、上記個々の周波数あるいは高調波成分の電力(W
f、、・・・−WfN)が周波数応答補正されるため、
得られる電力がより正確になものであり、さらにその周
波数応答補正が係数を掛けるだけよいことから、その補
正操作が容易である。
[実 施 例コ 以下、この発明の実施例を第1図に基づいて説明する。
なお1図中、第2図と同一部分には同一符号を付し重複
説明を省略する。
図において、高調波電力計には、入力部を介した電圧波
形をディジタル値に変換する第1のAID変換部13と
、その電流波形をディジタル値に変換する第2のA/D
変換部14と、その電圧波形のディジタル値をフーリエ
変換し、個々の周波数。
高調波成分(vl(n)、 ・= 、vs(n))に分
離する第1のFF T (Fast Fourier 
Transform;高速フーリエ変換)部16と、そ
の電流波形のディジタル値をフーリエ変換し、個々の周
波数、高調波成分(i工(n)、・+、iN(n))に
分離する第2のFFT(高速フーリエ変換)部17と、
それら個々の周波数および高調波成分を乗算して各電力
(Wf□、・・・、 W fN)を算出するN個の乗算
部(f11乗算18□、・・・yfN乗算部18N)と
、上記第1および第2のA/D変換部13,14の前段
回路等で発生する周波数応答をフラットな特性にするた
め、それら周波数の各電力を補正するデータを記憶して
いる周波数応答補正データ部19と、この周波数応答補
正データ部19のデータに応じて上記算出した各出力電
力値(Wfよ、・・・j W fN)を補正する周波数
応答補正部20と、この補正した各電力値を所定に加算
する加算部21と、その任意の各電力値の加算を制御す
る加算制御部22と、その加算部21における加算期間
やタイミングを制御する加算期間・タイミング制御部2
3とが備えられている。なお、Nは整数である。
また、上記高調波電力計には、上記周波数補正データ部
19に記憶する補正データ(係数)を作成するだめに、
周波数応答補正データ作成コントロール部24および周
波数応答補正データ作成部25が備えられている。その
周波数応答補正データ(係数)の作成は、例えばスイー
プジェネレータ26等から正弦波を電流電圧入力部に同
時に入力しながら、その周波数をステップ的に変化し、
商用電源周波数(50)1z、60Hz)の整数倍の周
波数ポイントで得るか、スイープジェネレータ26等か
ら基本周波数が商用電源周波数(50Hz、60Hz)
と同じ非対称方形波を電流電圧入力部に同時に入力し、
N個の乗算部(f工乗算部181.・・・、fN8乗算
18N)からの8力電力値(Wf工、・・・j W f
N)により得ている。なお、上記周波数ポイントで得た
係数afkは周波数応答補正データ部19に記憶される
が、その補正データ(係数)は上記商用電源周波数の整
数倍の周波数ポイントだけなく、例えば他に必要な周波
数を指定して得、このようにして得た係数もその周波数
応答補正データ部19に記憶される。
次に、上記構成の高調波電力計の動作を説明する。
まず、入力の電圧波形(V(t))および電流波形(工
(1))が第1および第2のA/D変換部13.14に
それぞれ入力されているものとすると、その電圧波形お
よび電流波形はサンプリングタイミング部15からのタ
イミング信号でサンプリングされ、ディジタル値の数列
に変換される。すると、それらディジタル値の数列(v
 (n)、 i (n))が第1および第2のFF7部
16.17にてフーリエ変換されるため、入力電圧波形
および電流波形の個々の周波数、高調波成分(f□、・
・・p f N)がそれぞれ分離される。
それら分離した個々の周波数、高調波成分の電圧V 1
(n) 、−、f N(n)および電流it (n) 
+ ”’ r l N(n)がぞれぞれf、1乗算部1
8□、・・・2乗算部18Nにて乗算され、各周波数成
分における電力Wf1.・・・、WfNが得られる。
続いて、それら求めた電力Wf工、・・・?WfNに対
して補正、例えば第1および第2のA/D変換部13゜
14の前段において発生する周波数応答をフラットな特
性とするための補正が周波数応答補正部2oにて行われ
る。このとき、補正対象の周波数がfkであり、この周
波数fkの電力Wfkに対する補正データafkが周波
数応答補正データ部19に記憶されている場合にはその
補正データafkを用いて、W ’ fk= a fl
(X Wfl(の演算処理により周波数応答の補正が行
われる。また、周波数fkの電力Wfkに対する補正デ
ータafkが周波数応答補正データ部19に記憶されて
いない場合には以下のようにしてその補正データaf1
(が作成される。その周波数fkに最も近い上下の周波
数f llt f 11+、の電力Wf、。
Wf、+□に対する補正データa fa、 a f11
+□が周波数応答補正データ部]9から読み出され、下
記の式により、補正データafl(が求められる。なお
、それら周波数はfQ<fa<fQ+工の関係にあるも
のとする。
afk=(afa(fa+x−:Fc)+afIl+t
(fk−fa))/(fi+、−fQ) その求めた補正データafkが電力Wfkに乗算される
ため、上記同様に周波数補正された電力W’fkが得ら
れる。
このようにして、周波数応答補正部20においては各周
波数の電力Wf、、・・・、Wf、について周波数応答
の補正が行われ、これら補正された電力W’f、。
・・・、W’f、が加算部21にて任意に加算される。
このとき、その加算は加算制御部22にて制御されるが
、例えば入力波形の総電力を求める場合には全周波数の
電力W’fよ、・・・、W’fNを加算する制御が行わ
れる。また、任意の周波数についての電力を得る場合に
は必要とする周波数、次数の異なる高調波成分の電力を
加算する制御が行われる。さらに、複数の高調波成分に
渡る任意の帯域が設定されると、それら高調波成分の電
力を加算する制御が行われる。この加算された電力はス
ケール変換部8および表示変換部9にて従来同様に処理
されるため、デイスプレィ装置10に表示される。
このように、入力の電圧波形および電流波形をディジタ
ルの数列に変換し、これら数列に対して高速フーリエ変
換(FFT)を行ない、個々の周波数あるいは高調波成
分に分離するようにしたので、これら分離した周波数毎
に電力を求めることができることから、入力波形の総電
力だけなく、次数の異なる高調波成分の電力を独立に、
かつ、同時に測定することができる。また、複数の高調
波成分に渡る帯域を自由に設定できることから、その複
数の高調波成分の帯域の電力を得ることができる。
また、予め周波数応答補正部20に周波数応答の補正デ
ータを書き込み、求めた電力Wf1.・・・、 W f
 Nをその補正データで補正するようにしたので、周波
数応答をフラットな特性に容易に補正することができる
[発明の効果コ 以上説明したように、この発明の高周波電力計によれば
、入力の電圧波形および電流波形をディジタルの数列に
変換する第1および第2のA/D変換部と、このディジ
タルの数列をフーリエ変換し、個々の周波数および高調
波成分(V工(n)、・・・tVN(n) ;i、 、
−,、iN(n))に分離する第1および第2のFFT
部と、この分離した個々の周波数および高調成分(各周
波数)の電圧、電流をそれぞれ乗算して各周波数におけ
る電力を算出するN個の乗算部(f、乗算部、・・・t
fN乗算部)と、これら乗算部にて得た各周波数の電力
を周波数応答の補正データ(係数)で補正する周波数応
答補正部と、この補正した各周波数の電力を所定に加算
する加算手段とを備え、この加算手段における加算を任
意に制御するようにしたので、入力波形の総電力を測定
することができるだけなく、次数の異なる高調波成分の
電力を独立に、かつ、同時に計測することができ、さら
に複数の高調波成分に渡る帯域を任意に設定でき、この
任意の帯域の電力も計測することができ、また各周波数
毎の電力を周波数応答の補正データで補正することがで
き、ひいては正確な電力を計測することができ、しかも
その補正を容易に行なうことができるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す高調波電力計の概略
的ブロック図、第2図は従来の高調波電力計の概略的ブ
ロック図である。 図中、8はスケール変換部、9は表示変換部、10はデ
イスプレィ装置、13は第1のA/D変換部。 14は第2のA/D変換部、15はサンプリングタイミ
ング部、16は第1のFFT(高速フーリエ変換)部、
17は第2のFFT(高速フーリエ変換)部、18it
 1g2.・・・、isNは乗算部(f1乗算部tL乗
算部、・・・fN乗算部)、19は周波数応答補正デー
タ部、20は周波数応答補正部、21は加算部、22は
加算制御部、23は加算期間・タイミング制御部、24
は周波数応答補正データ作成コントロール部、25は周
波数応答補正データ作成部、26はスィーブジェネレー
タである。 特許出願人   日置電機株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力の電圧波形および電流波形をディジタルの数
    列に変換する第1および第2のA/D変換手段と、 該ディジタルの数列をフーリエ変換し、個々の周波数お
    よび高調波成分(v_1(n)、・・・、v_N(n)
    ;i_1、・・・、i_N(n))に分離する第1およ
    び第2のFFT変換手段と、 該分離した個々の周波数および高調波成分(各周波数)
    の電圧、電流をそれぞれ乗算して各周波数における電力
    を算出するN個の乗算手段と、該乗算手段にて得た各周
    波数の電力を周波数応答の補正データ(係数)で補正す
    る周波数応答補正手段と、 該補正した各周波数の電力を所定に加算する加算手段と
    を備え、 該加算手段を所定に制御し、前記入力波形の各周波数お
    よび高調波成分の電力をそれぞれ同時に測定可能とする
    ことを特徴とする高調波電力計。
  2. (2)前記周波数応答補正手段における係数は、スイー
    プジェネレータ等からの正弦波を電流電圧の入力部に同
    時に入力し、その周波数をステップ的に変化し、商用電
    源周波数の整数倍の周波数時点で求めたものである請求
    項(1)記載の高調波電力計。
  3. (3)前記周波数応答補正手段における係数は、スイー
    プジェネレータ等からの基本波が商用電源周波数と同じ
    非対称方形波を電流電圧の入力部に同時に入力し、前記
    N個の乗算手段の出力電力から求めたものである請求項
    (1)記載の高調波電力計。
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