JPH08304484A - Phase-detecting apparatus - Google Patents

Phase-detecting apparatus

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JPH08304484A
JPH08304484A JP11216895A JP11216895A JPH08304484A JP H08304484 A JPH08304484 A JP H08304484A JP 11216895 A JP11216895 A JP 11216895A JP 11216895 A JP11216895 A JP 11216895A JP H08304484 A JPH08304484 A JP H08304484A
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JP
Japan
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phase
angular velocity
power supply
value
detection
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Application number
JP11216895A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Ishiguro
正治 石黒
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To detect a voltage of a power source or a phase of a current without being influenced by a distortion of the voltage of the power source, by integrating an angular velocity output from an adding means and outputting an integrated value as a detection phase. CONSTITUTION: An output unit 18 outputs a preset angular velocity ωSET. An adder 21 adds a compensation value Δω to the angular velocity ωSET, and outputs an angular velocity of a power source. Then, an integrator 34 integrates the input angular velocity ω of the power source and outputs a voltage of the power source or a phase θ the same as a phase ϕ of a current, i.e., a detection phase. A frequency of the power source is set for every area, and the angular velocity ωSET of the power source at the area is input to the adder 21. Since the compensation value Δω is added to the angular velocity ωSET, if the detection phase θ is ahead of the phase ϕ of the power source, the ωis decreased. As a result, the detection phase θ is delayed to be equal to the phase ϕ of the power source. On the contrary, if the detection phase θ is behind the phase ϕ, the ω is increased, whereby the detection phase θ is advanced to be equal to the phase ϕ of the power source.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、交流電源の電圧または
電流の位相(電源位相と呼ぶ)を検出する位相検出装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase detector for detecting the phase of a voltage or current of an AC power supply (referred to as power supply phase).

【0002】[0002]

【従来の技術】図8に、本出願人が先に出願した位相検
出装置のハードウエアブロック図を示す。図8におい
て、φは電源位相、Su、Sv、およびSwは3相電源の
各相の電圧又は電流の検出信号であり、
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a hardware block diagram of a phase detection apparatus previously filed by the present applicant. In FIG. 8, φ is the power supply phase, Su, Sv, and Sw are detection signals of the voltage or current of each phase of the three-phase power supply,

【0003】[0003]

【数1】 である。[Equation 1] Is.

【0004】また、4は発振器、5は発振器4のクロッ
クをカウントするカウンタである。カウンタ5のカウン
ト値θは、2π以上になると0にクリアされる。6は、
カウント値θに基づいてcosθおよびsinθを出力する2
相発振器、7および8は乗算器、9および10はゲイン
が1/√3の増幅器、11および12は加算器である。図
8から明らかな様に、
Reference numeral 4 is an oscillator, and 5 is a counter for counting the clock of the oscillator 4. The count value θ of the counter 5 is cleared to 0 when it becomes 2π or more. 6 is
Outputs cos θ and sin θ based on the count value θ 2
Phase oscillators, 7 and 8 are multipliers, 9 and 10 are amplifiers with a gain of 1 / √3, and 11 and 12 are adders. As is clear from FIG.

【0005】[0005]

【数2】 [Equation 2]

【0006】[0006]

【数3】 となる。このため理想的には、(Equation 3) Becomes So ideally,

【0007】[0007]

【数4】 [Equation 4]

【0008】[0008]

【数5】 となる。(Equation 5) Becomes

【0009】図8において、13は比較器であり、信号
12が0Vより大きければ”1”、他の場合は”0”の
2値信号S13を出力する。14はラッチ回路であり、2
値信号S13の立ち上がりに同期してカウント値θをラッ
チする。ここで2値信号S13が立ち上がるときは、S12
=0であるから、数5より、
In FIG. 8, reference numeral 13 is a comparator, which outputs a binary signal S 13 of "1" when the signal S 12 is larger than 0 V and "0" in other cases. 14 is a latch circuit, 2
The count value θ is latched in synchronization with the rising of the value signal S 13 . Here, when the binary signal S 13 rises, S 12
Since = 0, from Equation 5,

【0010】[0010]

【数6】 (Equation 6)

【0011】である。このときθ=φ である。このた
め、2値信号S13が立ち上がる毎に、電源位相φに等し
い値をラッチ回路14に取り込むことができる。
[0011] At this time, θ = φ. Therefore, every time the binary signal S 13 rises, a value equal to the power supply phase φ can be taken into the latch circuit 14.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図9に、図8のラッチ
回路14により検出された位相(検出位相と呼ぶ)φ1
および電源位相φの波形を示す。電源の電圧に歪みがあ
ると信号S12が歪むので、2値信号S12が立ち上がるタ
イミングがずれる。この為、検出位相φ1に大きな歪み
が生じる。電源の電圧に歪みがない場合は、検出位相φ
1は、2値信号S13の立ち上がり時に更新されて電源位
相φに等しくなる。しかしこの場合でも、2値信号S13
が立ち上った後、徐々に電源位相φと検出位相φ1との
誤差(位相誤差と呼ぶ)Δφが増加する。特に2値信号
13が立ち上がる直前は、電源位相φと検出位相φ1
の誤差(位相誤差と呼ぶ)Δφが最大となる。
FIG. 9 shows a phase detected by the latch circuit 14 of FIG. 8 (referred to as a detection phase) φ1.
Also, the waveform of the power supply phase φ is shown. When the voltage of the power source is distorted, the signal S 12 is distorted, and therefore the rising timing of the binary signal S 12 is deviated. Therefore, a large distortion occurs in the detection phase φ 1 . If there is no distortion in the power supply voltage, the detection phase φ
1 is updated when the binary signal S 13 rises and becomes equal to the power supply phase φ. However, even in this case, the binary signal S 13
After rising, the error (called a phase error) Δφ between the power supply phase φ and the detection phase φ 1 gradually increases. In particular, immediately before the binary signal S 13 rises, the error (called a phase error) Δφ between the power supply phase φ and the detection phase φ 1 becomes maximum.

【0013】このような階段状の波形を有する検出位相
φ1により電力用アクティブフィルタ(高調波補償装
置、詳細な構成は、例えば例えば特願平6−37946
に記載されている。)を制御したのでは、高次の高調波
を補償することができない。それのみではなく、検出位
相φ1は位相誤差Δφを有し、階段状に急激に変化する
ので、アクティブフィルタが逆に高調波の発生源とな
る。
An active power filter (harmonic compensator, detailed configuration is described in, for example, Japanese Patent Application No. 6-37946) by the detection phase φ 1 having such a stepwise waveform.
It is described in. ), It is not possible to compensate for higher harmonics. Not only that, the detected phase φ 1 has a phase error Δφ and changes abruptly in a stepwise manner, so that the active filter is a source of harmonic generation.

【0014】発振器4の周波数を高くし、電源位相を検
出する周波数(検出周波数)fsを十分に高めることが
できれば、高調波の問題は解消できる。しかし現状で
は、発振器4の周波数は最大で64MHz程度である。
また、電源位相の検出周波数とトレードオフの関係にあ
る電源位相の分解能は、少なくとも14ビット程度必要
である。このため検出することのできる周波数は、次式
により、最大で4kHzとなる。従来の位相検出装置で
は、これ以上検出の周波数を高めることは困難である。
If the frequency of the oscillator 4 can be increased and the frequency (detection frequency) fs for detecting the power supply phase can be sufficiently increased, the problem of harmonics can be solved. However, at present, the frequency of the oscillator 4 is about 64 MHz at maximum.
Further, the resolution of the power supply phase, which has a trade-off relationship with the detection frequency of the power supply phase, requires at least about 14 bits. Therefore, the frequency that can be detected is 4 kHz at maximum according to the following equation. With the conventional phase detector, it is difficult to further increase the detection frequency.

【0015】[0015]

【数7】 (Equation 7)

【0016】一方で、電力用アクティブフィルタの主回
路素子としては、現在IGBTが広く使用されている。
このIGBTのスイッチング周波数は、近年20KHz
まで高まっている。従って、高調波を十分に小さくする
ためには、20KHzのスイッチング周波数の4倍以上
の周波数で電源位相を得る必要がある。即ち、
On the other hand, an IGBT is widely used at present as a main circuit element of an active filter for electric power.
The switching frequency of this IGBT is 20 KHz in recent years.
Is rising up to. Therefore, in order to sufficiently reduce the harmonics, it is necessary to obtain the power supply phase at a frequency that is four times or more the switching frequency of 20 KHz. That is,

【0017】[0017]

【数8】 (Equation 8)

【0018】である必要がある。 そこで本発明は、電
源の電圧歪みに影響されることなく、電源の電圧又は電
流の位相(電源位相)を検出することのできる位相検出
装置を提供することを目的とする。 また本発明は、従
来より高い周波数で電源位相を得ることのできる位相検
出装置を提供することを目的とする。
Must be Therefore, an object of the present invention is to provide a phase detection device capable of detecting the phase of the voltage or current of the power supply (power supply phase) without being affected by the voltage distortion of the power supply. Another object of the present invention is to provide a phase detection device that can obtain a power source phase at a higher frequency than conventional ones.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
ために、請求項1に記載の発明は、電源の位相を検出し
て検出位相を出力する位相検出装置であって、予め定め
られた角速度を出力する出力ユニットと、前記電源の位
相と前記検出位相との位相差を出力する手段と、前記位
相差に基づいた値を前記角速度に加算する加算手段と、
当該加算手段から出力された角速度を積分して積分値を
得る積分手段と、前記積分値を前記検出位相として出力
する手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention as set forth in claim 1 is a phase detecting device for detecting the phase of a power source and outputting the detected phase, which is predetermined. An output unit that outputs an angular velocity, a unit that outputs a phase difference between the phase of the power supply and the detection phase, an addition unit that adds a value based on the phase difference to the angular velocity,
It is characterized by further comprising an integrating means for integrating the angular velocity output from the adding means to obtain an integrated value, and a means for outputting the integrated value as the detection phase.

【0020】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の位相検出装置において、前記加算手段が、前記位相差
に基づいた値を増幅する増幅手段と、前記位相差に基づ
いた値を積分する位相差積分手段と、前記増幅手段の出
力および前記位相差積分手段の出力に基づいた値を前記
角速度に加算する手段とを有することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the phase detecting apparatus according to the first aspect, the adding means increases the value based on the phase difference and the amplifying means that amplifies the value based on the phase difference. It has a phase difference integrating means for integrating and a means for adding a value based on the output of the amplifying means and the output of the phase difference integrating means to the angular velocity.

【0021】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の位相検出装置において、前記積分手段が、前
記加算手段から出力された角速度に比例する周波数のパ
ルスを出力する手段と、前記パルスをカウントしたカウ
ント値を前記積分値として出力するカウント手段とを有
することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the phase detection device according to the first or second aspect, the integrating means outputs a pulse having a frequency proportional to the angular velocity output from the adding means, And a counting unit that outputs a count value obtained by counting the pulses as the integrated value.

【0022】請求項4に記載の発明は、請求項1または
2に記載の位相検出装置において、前記積分手段が、格
納している値を前記積分値として出力するレジスタと、
当該レジスタに格納された値に、前記加算手段から出力
された角速度を加算して加算値を出力する加算手段と、
前記加算値を前記レジスタに格納する手段とを有するこ
とを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the phase detection device according to the first or second aspect, the integrating means outputs a stored value as the integrated value, and a register.
Adding means for adding the angular velocity output from the adding means to the value stored in the register, and outputting the added value;
Means for storing the added value in the register.

【0023】[0023]

【作用】請求項1に記載の位相検出装置は、電源の位相
と検出位相との位相差に基づいた値を予め定められた角
速度に加算し、加算結果を積分して検出位相として出力
する。 請求項2に記載の位相検出装置は、電源の位相
と検出位相との位相差に基づいた値を増幅し、更に位相
差に基づいた値を積分し、増幅された値および積分され
た値に基づいた値を、予め定められた角速度に加算し、
加算結果を積分して検出位相として出力する。
According to the first aspect of the present invention, the phase detecting apparatus adds a value based on the phase difference between the phase of the power source and the detected phase to a predetermined angular velocity, integrates the addition result, and outputs it as the detected phase. The phase detection device according to claim 2 amplifies a value based on the phase difference between the phase of the power supply and the detection phase, further integrates the value based on the phase difference, and outputs the amplified value and the integrated value. Add the value based on the predetermined angular velocity,
The addition result is integrated and output as the detected phase.

【0024】請求項3に記載の位相検出装置は、電源の
位相と検出位相との位相差に基づいた値を予め定められ
た角速度に加算し、その値に比例する周波数のパルスを
出力し、パルスをカウントしたカウント値を検出位相と
して出力する。請求項4に記載の位相検出装置は、電源
の位相と検出位相との位相差に基づいた値を予め定めら
れた角速度に加算し、その値をレジスタに格納された値
に加算し、加算した値を再度レジスタに格納すると共
に、格納している値を検出位相として出力する。
The phase detecting device according to the third aspect adds a value based on the phase difference between the phase of the power source and the detected phase to a predetermined angular velocity, and outputs a pulse having a frequency proportional to the value. The count value obtained by counting the pulses is output as the detection phase. The phase detection device according to claim 4 adds a value based on the phase difference between the phase of the power supply and the detected phase to a predetermined angular velocity, adds the value to the value stored in the register, and adds the value. The value is stored in the register again, and the stored value is output as the detection phase.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1に、本発明位相検出装置の実施例1に
おけるハードウェアの構成を示す。図1において、図8
と同一の構成には図8と同一の符号を付してあるので、
これらの説明は省略する。図1において、18は予め定
められた角速度ωSETを出力する出力ユニットである。
21は角速度ωSETに補正値Δωを加えて、電源の角速
度ωを出力する加算器である。23は積分器であり、入
力された電源の角速度ωを積分することにより、電源の
電圧又は電流の位相(電源位相)φと同一の位相θを出
力する。位相θを検出位相と呼ぶ。電源の周波数は地域
によって定まっている。そこで、本発明位相検出装置が
使用される地域が予め定まっている場合は、その地域の
電源の角速度を、図1のωSETとして加算器21に入力
する。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows the hardware configuration of a phase detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG.
Since the same configurations as those are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 8,
These explanations are omitted. In FIG. 1, 18 is an output unit that outputs a predetermined angular velocity ω SET .
Reference numeral 21 denotes an adder that adds the correction value Δω to the angular velocity ω SET and outputs the angular velocity ω of the power supply. An integrator 23 integrates the input angular velocity ω of the power source to output the same phase θ as the phase (power source phase) φ of the voltage or current of the power source. The phase θ is called the detected phase. The frequency of the power supply depends on the region. Therefore, when the area in which the phase detector of the present invention is used is predetermined, the angular velocity of the power source in that area is input to the adder 21 as ω SET in FIG.

【0026】図2に、図1の信号S12 の特性を示す。
電源位相φより検出位相θが進んでいる場合は(θ−
φ)が正になるので、信号S12 = sin(θ−φ)が正
になる。逆に、電源位相φより検出位相θが遅れている
場合は、信号S12 = sin(θ−φ)が負になる。増幅
器20は信号S12 を増幅する。電源の電圧に大きな歪
みが生じた場合でも検出位相θが電源位相φから脱調し
ない程度に、増幅器20のゲインの大きさを設定する。
但し増幅器20のゲインをあまり大きくすると、検出位
相θが電源電圧の歪みの影響を受けやすくなる。そこ
で、信号S12 = 1の場合に、補正値Δω>2π×5H
zとなるようにゲインを設定する。
FIG. 2 shows the characteristic of the signal S 12 shown in FIG.
If the detection phase θ leads the power supply phase φ, (θ−
Since φ) becomes positive, the signal S 12 = sin (θ−φ) becomes positive. On the contrary, when the detection phase θ is behind the power supply phase φ, the signal S 12 = sin (θ−φ) becomes negative. The amplifier 20 amplifies the signal S 12 . The magnitude of the gain of the amplifier 20 is set so that the detection phase θ does not get out of step with the power supply phase φ even when the power supply voltage is greatly distorted.
However, if the gain of the amplifier 20 is too large, the detection phase θ is likely to be affected by the distortion of the power supply voltage. Therefore, when the signal S 12 = 1, the correction value Δω> 2π × 5H
Set the gain to be z.

【0027】角速度ωSETに補正値Δωを加えることに
より、電源位相φより検出位相θが進んでいる場合はω
が小さくなる。このため検出位相θに遅れが生じて電源
位相φに等しくなる。逆に、電源位相φより検出位相θ
が遅れている場合はωが大きくなる。このため検出位相
θに進みが生じて電源位相φに等しくなる。
By adding the correction value Δω to the angular velocity ω SET, when the detection phase θ is ahead of the power supply phase φ, ω
Becomes smaller. Therefore, the detection phase θ is delayed and becomes equal to the power supply phase φ. On the contrary, the detected phase θ from the power phase φ
Is delayed, ω becomes large. Therefore, the detection phase θ advances and becomes equal to the power supply phase φ.

【0028】図3に、図1の積分器34の第1の構成を
示す。積分器34は汎用的なデジタル回路素子から構成
される。図3において、4はクロックSpを生成する発
振器である。41はレートマルチであり、入力ωに比例
する周波数のパルス列を出力する。即ち、 パルス列の周波数 = kω (kは比例定数) である。例えばテキサスインスツルメント(登録商標)
社のSN7497をレートマルチ41として使用するこ
とができる。
FIG. 3 shows a first configuration of the integrator 34 shown in FIG. The integrator 34 is composed of general-purpose digital circuit elements. In FIG. 3, 4 is an oscillator for generating the clock Sp. Reference numeral 41 is a rate multi, which outputs a pulse train having a frequency proportional to the input ω. That is, the pulse train frequency = kω (k is a proportional constant). For example Texas Instruments (registered trademark)
Company's SN7497 can be used as the rate multi 41.

【0029】42はカウンタであり、レートマルチ41
から出力されたパルス列をカウントする。これによりω
を積分することができる。カウンタ42でカウントする
最大の値のビット長さをカウント長Nc、検出位相θの
ビット長さをNd (Nd ≦ Nc)とする。Ncの上位Nd
ビットを検出位相θとして出力する場合の、検出位相θ
が演算される周波数fsは、
Reference numeral 42 denotes a counter, which is a rate multi 41.
The pulse train output from is counted. This makes ω
Can be integrated. It is assumed that the bit length of the maximum value counted by the counter 42 is the count length Nc and the bit length of the detection phase θ is Nd (Nd ≦ Nc). Upper Nd of Nc
Detection phase θ when outputting bits as detection phase θ
The frequency fs at which is calculated is

【0030】[0030]

【数9】 [Equation 9]

【0031】となる。つまり、fsはレートマルチの比
例定数kやカウント長Ncによって設定できる。
It becomes That is, fs can be set by the proportional constant k of the rate multi and the count length Nc.

【0032】図4に、図1の積分器34の第2の構成を
示す。図4において、51はクロックSpを分周してラ
ッチ信号LAを生成する分周器、53はラッチ信号LA
によって入力データを取り込むレジスタである。52
は、レジスタ53から出力される検出位相θに角速度ω
を加算して再度レジスタ53に入力する加算器である。
FIG. 4 shows a second configuration of the integrator 34 shown in FIG. In FIG. 4, 51 is a frequency divider that divides the clock Sp to generate a latch signal LA, and 53 is a latch signal LA.
This is a register for fetching input data by. 52
Is the angular velocity ω in the detected phase θ output from the register 53.
Is an adder for adding and inputting again to the register 53.

【0033】検出位相θが演算される周波数fsはラッ
チ信号LAの周波数に等しい。そこで角速度ωは、ラッ
チ信号LAの1周期の間に進む電源位相の大きさとして
おく。ラッチ信号LAの周波数すなわちfsを高く設定
することによって、高い周波数で検出信号θを検出する
ことができる。
The frequency fs at which the detection phase θ is calculated is equal to the frequency of the latch signal LA. Therefore, the angular velocity ω is set to the magnitude of the power supply phase that advances during one cycle of the latch signal LA. By setting the frequency of the latch signal LA, that is, fs to be high, the detection signal θ can be detected at a high frequency.

【0034】図5に、電源電圧Su、電源位相φ、およ
び検出位相θの波形を示す。高い周波数で検出信号θを
検出することにより、図8に示した従来の位相検出器と
比較して、電源位相φと検出位相θとの差を小さくする
ことができる。従来の位相検出器は、ある瞬間の電源電
圧と2相発振器の出力電圧に基づいて、その瞬間の電源
位相を検出していたので、瞬間的な電源電圧の歪みの影
響を受けやすかった。これに対して、本願発明の位相検
出装置は、定常的な角速度ωを、ある瞬間の電源電圧と
2相発振器の出力電圧に基づいて補正する。その補正さ
れた角速度ωを積分して電源位相θを検出するので、あ
る瞬間の電源電圧の歪みが、直ちに位相に影響すること
はない。このため、電源電圧の歪みの影響を軽減するこ
とができる。
FIG. 5 shows waveforms of the power supply voltage Su, the power supply phase φ, and the detection phase θ. By detecting the detection signal θ at a high frequency, the difference between the power supply phase φ and the detection phase θ can be reduced as compared with the conventional phase detector shown in FIG. Since the conventional phase detector detects the power supply phase at the moment based on the power supply voltage at a certain moment and the output voltage of the two-phase oscillator, it is easily affected by the momentary distortion of the power supply voltage. On the other hand, the phase detector of the present invention corrects the steady angular velocity ω based on the power supply voltage at a certain moment and the output voltage of the two-phase oscillator. Since the corrected angular velocity ω is integrated to detect the power supply phase θ, the distortion of the power supply voltage at a certain moment does not immediately affect the phase. Therefore, the influence of the distortion of the power supply voltage can be reduced.

【0035】(実施例2)図6に、本発明の実施例2の
ハードウエア構成を示す。電源の角速度が既知の角速度
のいずれかである場合は、既知の角速度の平均値または
中間値をωSETとして加算器21に入力する。例えば、
本発明位相検出装置が日本国内のいずれかで使用される
場合は、電源の角速度は2π×50Hzまたは2π×6
0Hzであるから、それらの平均値または中間値の55
HzをωSETとして加算器21に入力する。この場合
は、設定した角速度ωSETと電源の角速度ωとの間に定
常的な相違が生じる。そこでこの相違を補償するため
に、増幅器20と並列に、Δωを積分する積分器23を
設ける。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a hardware configuration of a second embodiment of the present invention. When the angular velocity of the power supply is one of the known angular velocities, the average value or the intermediate value of the known angular velocities is input to the adder 21 as ω SET . For example,
When the phase detector of the present invention is used anywhere in Japan, the angular velocity of the power source is 2π × 50 Hz or 2π × 6.
Since it is 0 Hz, 55 of their average value or intermediate value
Input Hz to ω SET to the adder 21. In this case, a steady difference occurs between the set angular velocity ω SET and the angular velocity ω of the power supply. Therefore, in order to compensate for this difference, an integrator 23 that integrates Δω is provided in parallel with the amplifier 20.

【0036】電源位相φより検出位相θが進んでいる場
合はΔωが正になるので、積分器23による積分値ω’
が大きくなる。逆に、電源位相φより検出位相θが遅れ
ている場合はΔωが負になるので、積分値ω’が小さく
なる。従って、積分値ω’は電源の角速度ωと予め設定
した角速度ωSETとの相違に等しくなる。この積分値
ω’を、設定した角速度ωSETに加算器21で加えるこ
とにより、電源の角速度ωが得られる。また、積分値
ω’は、電源位相φと検出位相θとが一致したときにで
安定するので、検出位相θは電源位相φに等しくなる。
このようにして電源位相φを検出することができる。
When the detection phase θ is ahead of the power supply phase φ, Δω becomes positive, so the integrated value ω ′ by the integrator 23.
Grows larger. On the contrary, when the detection phase θ is behind the power supply phase φ, Δω becomes negative, and thus the integrated value ω ′ becomes small. Therefore, the integrated value ω ′ becomes equal to the difference between the angular velocity ω of the power source and the preset angular velocity ω SET . By adding this integrated value ω ′ to the set angular velocity ω SET by the adder 21, the angular velocity ω of the power supply can be obtained. Further, since the integrated value ω ′ is stable when the power supply phase φ and the detection phase θ match, the detection phase θ becomes equal to the power supply phase φ.
In this way, the power supply phase φ can be detected.

【0037】なお積分器23は、必ずしも増幅器20の
後段に設けなくても、設定した角速度ωSETと電源の角
速度ωと定常的な相違を補償できる構成であれば良い。
例えば、増幅器20と積分器23とを並列に設け、それ
ぞれの出力を加算して更に加算器21に入力しても良
い。、
Note that the integrator 23 does not necessarily have to be provided at the subsequent stage of the amplifier 20 as long as it is capable of compensating for the steady difference between the set angular velocity ω SET and the angular velocity ω of the power supply.
For example, the amplifier 20 and the integrator 23 may be provided in parallel, the respective outputs may be added, and further input to the adder 21. ,

【0038】(実施例3)実施例1または2では、三相
交流Su、Sv、Swが次式の様に正弦で与えられた。
(Embodiment 3) In Embodiment 1 or 2, the three-phase alternating currents Su, Sv, Sw are given by sine as in the following equation.

【0039】[0039]

【数10】 [Equation 10]

【0040】これに対して実施例3では、三相交流S
u、Sv、Swが次式の様に余弦で与えられる。
On the other hand, in the third embodiment, the three-phase alternating current S
u, Sv and Sw are given by the cosine as in the following equation.

【数11】 [Equation 11]

【0041】数10の位相をそれぞれπ/2進めると、When each of the phases of the equation 10 is advanced by π / 2,

【数12】 (Equation 12)

【0042】となり、数11に一致する。そこで2相発
振器6の位相もそれぞれπ/2進めると、2相発振器6
の出力は、
[Mathematical formula-see original document] and agrees with the equation 11. Therefore, if the phase of the two-phase oscillator 6 is also advanced by π / 2, the two-phase oscillator 6
The output of

【0043】[0043]

【数13】 となる。このとき信号S12は、(Equation 13) Becomes At this time, the signal S 12 is

【0044】[0044]

【数14】 [Equation 14]

【0045】となり数5に一致する。このため、実施例
1又は2と同様に2値信号S12の立ち上がりでカウンタ
出力θをラッチすれば、電源位相φが検出できる。以上
のように、三相交流Su、Sv、Swが余弦で与えられた
場合でも、2相発振器6の位相をπ/2進めるのみで、
実施例1又は2に記載した位相検出装置を使用すること
ができる。図7に、実施例1に記載の位相検出装置に余
弦で定義された交流電源が供給される場合の、2相発振
器6を変更した位相検出器のハードウエア構成を示す。
And is in agreement with Equation 5. Therefore, the power supply phase φ can be detected by latching the counter output θ at the rising edge of the binary signal S 12 as in the first or second embodiment. As described above, even when the three-phase alternating currents Su, Sv, and Sw are given by cosine, the phase of the two-phase oscillator 6 is advanced by π / 2,
The phase detection device described in the first or second embodiment can be used. FIG. 7 shows a hardware configuration of the phase detector in which the two-phase oscillator 6 is changed when the AC power defined by the cosine is supplied to the phase detection device described in the first embodiment.

【0046】(その他)例えば位相検出装置が日本国内
のみで使用される場合のように、電源の電圧または電流
の角速度ωが、予め定められた複数の角速度のいずれか
である場合は、実施例2で図6に示した構成において、
スイッチ操作等により選択した既知の角速度の1つを、
設定角速度ωSETとして入力しても良い。この場合は、
図6の構成と比較して、積分器23を省くことができ
る。
(Others) In the case where the angular velocity ω of the voltage or current of the power source is one of a plurality of predetermined angular velocities, for example, when the phase detector is used only in Japan, 2 in the configuration shown in FIG.
One of the known angular velocities selected by switch operation,
It may be entered as the set angular velocity ω SET . in this case,
Compared with the configuration of FIG. 6, the integrator 23 can be omitted.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電源の位相と検出位相との位相差に基づいた
値を予め定められた角速度に加算し、加算結果を積分し
て検出位相として出力するので、電源電圧の歪みが検出
位相に影響しにくい。また、位相差の積分値が検出位相
に影響するので、瞬間的な電源の電圧歪みが検出位相に
与える影響が小さくなる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a value based on the phase difference between the phase of the power source and the detected phase is added to the predetermined angular velocity, and the addition result is integrated. Since it is output as the detection phase, the distortion of the power supply voltage is unlikely to affect the detection phase. Moreover, since the integrated value of the phase difference affects the detection phase, the influence of instantaneous voltage distortion of the power supply on the detection phase is reduced.

【0048】更に、電源の位相と検出位相との位相差に
基づいた値を増幅器で増幅すると共に積分器で積分し、
増幅または積分された値に基づいた値を予め定められた
角速度に加算し、加算結果を積分して検出位相として出
力することもできる。この場合は、増幅器のゲインを小
さくすることにより、電源電圧の歪みの影響を更に小さ
く抑えることができる。ゲインを十分に小さくすること
により、電源電圧の位相歪みの影響を無視し、電源電圧
の基本成分の位相のみを検出することもできる。
Further, a value based on the phase difference between the phase of the power source and the detected phase is amplified by an amplifier and integrated by an integrator,
It is also possible to add a value based on the amplified or integrated value to a predetermined angular velocity, integrate the addition result, and output it as a detection phase. In this case, the effect of distortion of the power supply voltage can be further reduced by reducing the gain of the amplifier. By making the gain sufficiently small, it is possible to ignore the influence of the phase distortion of the power supply voltage and detect only the phase of the basic component of the power supply voltage.

【0049】また、本発明の発振器4の周波数が従来の
クロック信号Spと同一の場合、位相誤差Δφは小さく
なる。このため、発振器4の周数数を低くすることがで
きる。従って、動作の遅い素子を使用することができる
と共に放射ノイズ対策が容易となり、位相検出装置を低
価格化することができる。
Further, when the frequency of the oscillator 4 of the present invention is the same as that of the conventional clock signal Sp, the phase error Δφ becomes small. Therefore, the frequency of the oscillator 4 can be reduced. Therefore, it is possible to use a slow-moving element, facilitate countermeasures against radiation noise, and reduce the cost of the phase detection device.

【0050】更に、電源位相の検出周波数を、積分器3
4のクロックの周波数まで高めることができる。このた
め検出位相の位相誤差を極めて小さくすることができ
る。また、位相の検出周波数を、IGBTのスイッチン
グ周波数の4倍の20kHz以上に高めることができ
る。
Furthermore, the detection frequency of the power supply phase is calculated by the integrator 3
The frequency of the clock of 4 can be increased. Therefore, the phase error of the detected phase can be made extremely small. Further, the phase detection frequency can be increased to 20 kHz or more, which is four times the IGBT switching frequency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1における本発明位相検出装置のハード
ウエア構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a phase detection device of the present invention in a first embodiment.

【図2】信号S12の波形を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a waveform of a signal S 12 .

【図3】積分器34の第1の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a first configuration of an integrator 34.

【図4】積分器34の第2の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a second configuration of the integrator 34.

【図5】本発明位相検出装置の、電源位相φおよび検出
位相θの波形を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating waveforms of a power supply phase φ and a detection phase θ of the phase detection device of the present invention.

【図6】実施例2における本発明位相検出装置のハード
ウエア構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of a phase detection device of the present invention in a second embodiment.

【図7】実施例3における本発明位相検出装置のハード
ウエア構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a hardware configuration of a phase detection device of the present invention in a third embodiment.

【図8】従来の位相検出装置のハードウエア構成を示す
ブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a hardware configuration of a conventional phase detection device.

【図9】従来の位相検出装置のハードウエア構成におけ
る電源位相φおよび検出位相θの波形を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing waveforms of a power supply phase φ and a detection phase θ in a hardware configuration of a conventional phase detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 発振器 5 カウンタ 6 2相発振器 7、8 乗算器 9、10 増幅器 11、12 加算器 13 比較器 14 ラッチ回路 18 出力ユニット 20 増幅器 21 加算器 23、34 積分器 41 レートマルチ 42 カウンタ 51 分周器 52 加算器 53 レジスタ 4 oscillator 5 counter 6 two-phase oscillator 7, 8 multiplier 9, 10 amplifier 11, 12 adder 13 comparator 14 latch circuit 18 output unit 20 amplifier 21 adder 23, 34 integrator 41 rate multi 42 counter 51 frequency divider 52 adder 53 register

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源の位相を検出して検出位相を出力す
る位相検出装置であって、 予め定められた角速度を出力する出力ユニットと、 前記電源の位相と前記検出位相との位相差を出力する手
段と、 前記位相差に基づいた値を前記角速度に加算する加算手
段と、 当該加算手段から出力された角速度を積分して積分値を
得る積分手段と、 前記積分値を前記検出位相として出力する手段とを備え
たことを特徴とする位相検出装置。
1. A phase detection device for detecting a phase of a power supply and outputting a detection phase, the output unit outputting a predetermined angular velocity, and outputting a phase difference between the phase of the power supply and the detection phase. Means, an adding means for adding a value based on the phase difference to the angular velocity, an integrating means for integrating the angular velocity output from the adding means to obtain an integrated value, and outputting the integrated value as the detected phase. A phase detection device comprising:
【請求項2】 前記加算手段は、 前記位相差に基づいた値を増幅する増幅手段と、 前記位相差に基づいた値を積分する位相差積分手段と、 前記増幅手段の出力および前記位相差積分手段の出力に
基づいた値を前記角速度に加算する手段とを有すること
を特徴とする請求項1に記載の位相検出装置。
2. The adding means includes: an amplifying means for amplifying a value based on the phase difference; a phase difference integrating means for integrating a value based on the phase difference; an output of the amplifying means and the phase difference integrating means. The phase detection device according to claim 1, further comprising a unit that adds a value based on the output of the unit to the angular velocity.
【請求項3】 前記積分手段は、 前記加算手段から出力された角速度に比例する周波数の
パルスを出力する手段と、 前記パルスをカウントしたカウント値を前記積分値とし
て出力するカウント手段とを有することを特徴とする請
求項1または2に記載の位相検出装置。
3. The integrating means includes means for outputting a pulse having a frequency proportional to the angular velocity output from the adding means, and counting means for outputting a count value obtained by counting the pulse as the integrated value. The phase detection device according to claim 1 or 2, characterized in that.
【請求項4】 前記積分手段は、 格納している値を前記積分値として出力するレジスタ
と、 当該レジスタに格納された値に、前記加算手段から出力
された角速度を加算して加算値を出力する加算手段と、 前記加算値を前記レジスタに格納する手段とを有するこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の位相検出装
置。
4. The integrating means adds the angular velocity output from the adding means to the register that outputs the stored value as the integrated value, and outputs the added value to the value stored in the register. 3. The phase detection device according to claim 1, further comprising: an addition unit configured to perform the addition, and a unit configured to store the added value in the register.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102288821A (en) * 2011-04-29 2011-12-21 北京合康亿盛变频科技股份有限公司 Measuring method, measuring device, measuring procedure and carrier for phase difference of three-phase circuit

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CN102288821A (en) * 2011-04-29 2011-12-21 北京合康亿盛变频科技股份有限公司 Measuring method, measuring device, measuring procedure and carrier for phase difference of three-phase circuit

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