JPH11177414A

JPH11177414A - 位相追従装置

Info

Publication number: JPH11177414A
Application number: JP10115365A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Akamatsu; 昌彦赤松; Daisuke Ito; 大介伊藤; Shinzo Tamai; 伸三玉井; Michiharu Tsukada; 路治塚田; Koichi Yoshida; 幸一吉田; Touma Yamamoto; 融真山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 1999-07-02
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: JP3549726B2

Abstract

(57)【要約】【課題】位相追従手段の入力の変動や不平衡に対する
耐性、即ち被検出対象（ＰＬＬの位相追従対象）の電圧
不平衡、電圧変動に対する耐性を向上させる。【解決手段】追従すべき入力Ｘを位相追従手段２に与
える前に、入力Ｘから正相分演算手段１により正相分信
号の１相分Ｖ_pxを出力し、位相シフト手段３によりＶ_px
から複数の正相分情報Ｖ_pを導き、絶対値演算手段４と
割り算手段５とを用いて位相追従手段２への入力Ｙ_uの
振幅を元の入力Ｘの振幅が変動しても変化しないように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は周期的情報に位相を
追従させて上記情報の位相または周波数（または速度）
を検出するのに用いられる位相追従装置（ＰＬＬ：Phas
e Locked Loop 装置）の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の位相追従装置としては、例えば、
特公昭６０―３７７１１号公報の第２図に開示されたも
のから、電圧制御発信器ＶＦ及びカウンタを積分器に置
き換えた図１９に示すＰＬＬがある。同図において、複
数の第１の周期的関数入力Ｖαsinθ，Ｖβcosθ、上記
複数の第１の周期的関数入力Ｖαsinθ，Ｖβcosθと乗
算をする複数の第２の周期的関数ｃｏｓθ’，ｓｉｎ
θ’を出力する複数の周期的関数発生手段３５ａ，３５
ｂと、上記乗算をする複数の乗算手段３１ａ，３１ｂ
と、上記乗算手段の出力の和差演算をする和差演算手段
３２と、上記和差演算手段３２の出力εを所定伝達関数
で伝達する伝達手段３３と、少なくとも上記伝達手段３
３の出力を積分する積分手段３４と、上記積分手段３４
の出力を上記周期的関数発生手段３５ａ，３５ｂに入力
する入力手段とからなり、積分手段３４の出力θ’を位
相情報として取り出すものである。

【０００３】上記従来の位相追従装置においては、和差
演算手段３２の出力εはｋｓｉｎ（θ−θ’）（ここに
ｋは比例係数）で表され、この出力εが適当な伝達関数
（例えば比例係数）を通して伝達され、この後積分手段
３４で積分されて出力位相情報θ’を出力し、さらに、
複数の周期的関数発生手段３５ａ，３５ｂにより複数の
周期的関数ｃｏｓθ’，ｓｉｎθ’を出力し、これらの
出力が上記乗算をする複数の乗算手段３１ａ，３１ｂに
より上記複数の周期的関数入力Ｖαsinθ，Ｖβcosθと
乗算されて上記和差演算手段３２に与えられる。この
時、上記和差演算手段の出力εは上記のごとくｋｓｉｎ
（θ−θ’）で表される。したがって、（θ−θ’）が
ゼロのときεがゼロとなるように作用する結果、θ’が
θに追従する。即ち、ＰＬＬとして働く。ただし、入力
としては二相の信号が必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１９に示す、この従
来例においては、上記和差演算手段の出力εは上記複数
の周期的関数入力Ｖαsinθ，Ｖβcosθの振幅Ｖα，Ｖ
βに比例する。したがって、それらの振幅が速度や周波
数や検出対象の回路状態（例えば電源系統や電力系統の
事故）などにより、変化すると応答特性が変動するとい
う問題があった。また、交流電源系統や電力系統におい
てはしばしば事故が発生し、交流電圧が不平衡になり、
被検出電源系統から検出してくる複数の周期的関数入力
Ｖαsinθ，Ｖβcosθ自体の位相が狂うという問題があ
った。また、Ｖα，Ｖβの振幅が不平衡になると、上記
和差演算手段の出力εに２倍周波の脈動が現れ、位相出
力θ’にも２倍周波の脈動が現れるという問題があっ
た。また、単相入力では連続位相追従装置として作用で
きないという問題があった。また、位相追従対象の周期
的関数における位相差と図１９に示す乗算対象の各周期
的関数における位相差とが異なりそのままでは確実な位
相追従動作が得られないという問題があった。

【０００５】本発明の位相追従装置は、上記従来の位相
追従装置の問題の内の一つの問題または複数の問題を解
決するためになされたものであり、第１の目的は、被検
出対象、即ちＰＬＬの位相追従対象の電圧不平衡に対す
る耐性を向上することである。第２の目的は、被検出対
象、即ちＰＬＬの位相追従対象が単相でも働くように改
善することである。第３の目的は、被検出対象、即ちＰ
ＬＬの位相追従対象の電圧不平衡に対する耐性を向上す
るとともに、演算を簡略化することである。第４の目的
は、被検出対象、即ちＰＬＬの位相追従対象の電圧不平
衡に対する耐性と電圧変動に対する耐性とを向上するこ
とである。第５の目的は、図１９に示した従来例の特長
である連続検出特性の改善性、即ち倍周波脈動の軽減特
性を踏襲し、併せて、第１ないし第４の目的を具現化す
ることである。第６の目的は、被検出対象、即ちＰＬＬ
の位相追従対象の電圧変動に対する耐性を向上すること
を目的とする。第７の目的は、被検出対象、即ちＰＬＬ
の位相追従対象における位相差とＰＬＬでの乗算対象に
おける位相差との差異による不具合を解消することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る位相追従
装置は、出力位相情報を入力し、互いに位相が異なる複
数の第１の周期的関数の各関数と対となる複数の第２の
周期的関数を出力する周期的関数発生手段、上記第１の
周期的関数と第２の周期的関数とを上記対ごとに乗算す
る乗算手段、上記対ごとの乗算出力の和差演算を行う和
差演算手段、この和差演算手段の出力を所定伝達関数で
伝達する伝達手段、およびこの伝達手段の出力を積分し
上記出力位相情報として出力する積分手段からなり、同
期すべき信号源の信号への位相追従動作を行う位相追従
装置において、上記信号源の正相分信号を生成する正相
分演算手段を設け、上記正相分信号を上記第１の周期的
関数として上記乗算手段へ入力するようにしたものであ
る。

【０００７】請求項２に係る位相追従装置は、出力位相
情報を入力し、互いに位相差を有する複数の第１の周期
的関数の各関数と対となる複数の第２の周期的関数を出
力する周期的関数発生手段、上記第１の周期的関数と第
２の周期的関数とを上記対ごとに乗算する乗算手段、上
記対ごとの乗算出力の和差演算を行う和差演算手段、こ
の和差演算手段の出力を所定伝達関数で伝達する伝達手
段、およびこの伝達手段の出力を積分し上記出力位相情
報として出力する積分手段からなり、同期すべき信号源
の信号への位相追従動作を行う位相追従装置において、
上記信号源が単相信号で、この単相信号の位相をシフト
することにより互いに位相の異なる複数の信号を生成す
る位相シフト手段を設け、この位相シフト手段により生
成された位相の異なる信号を上記第１の周期的関数とし
て上記乗算手段へ入力するようにしたものである。

【０００８】請求項３に係る位相追従装置は、出力位相
情報を入力し、互いに位相が異なる複数の第１の周期的
関数の各関数と対となる複数の第２の周期的関数を出力
する周期的関数発生手段、上記第１の周期的関数と第２
の周期的関数とを上記対ごとに乗算する乗算手段、上記
対ごとの乗算出力の和差演算を行う和差演算手段、この
和差演算手段の出力を所定伝達関数で伝達する伝達手
段、およびこの伝達手段の出力を積分し上記出力位相情
報として出力する積分手段からなり、同期すべき信号源
の信号への位相追従動作を行う位相追従装置において、
上記信号源の正相分信号の１相分を生成する正相分演算
手段、および上記正相分信号の１相分の位相をシフトす
ることにより互いに位相の異なる複数の信号を生成する
位相シフト手段を設け、この位相シフト手段により生成
された位相の異なる信号を上記第１の周期的関数として
上記乗算手段へ入力するようにしたものである。

【０００９】請求項４に係る位相追従装置は、出力位相
情報を入力し、互いに位相が異なる複数の第１の周期的
関数の各関数と対となる複数の第２の周期的関数を出力
する周期的関数発生手段、上記第１の周期的関数と第２
の周期的関数とを上記対ごとに乗算する乗算手段、上記
対ごとの乗算出力の和差演算を行う和差演算手段、この
和差演算手段の出力を所定伝達関数で伝達する伝達手
段、およびこの伝達手段の出力を積分し上記出力位相情
報として出力する積分手段からなり、同期すべき信号源
の信号への位相追従動作を行う位相追従装置において、
上記信号源の正相分信号を生成する正相分演算手段、お
よび上記正相分信号の振幅を単位化する単位化手段を設
け、上記単位化した正相分信号を上記第１の周期的関数
として上記乗算手段へ入力するようにしたものである。

【００１０】また、請求項５に係る位相追従装置は、請
求項１、３または４のいずれかにおいて、正相分演算手
段を、信号源の信号を所定量位相シフトする位相シフト
要素で構成することにより、任意波形の周期的関数の正
相分信号の生成を可能としたものである。

【００１１】また、請求項６に係る位相追従装置は、請
求項１ないし４のいずれかにおいて、その第１および第
２の周期的関数を三角関数波形信号としたものである。

【００１２】請求項７に係る位相追従装置は、出力位相
情報を入力し、互いに位相が異なる複数の第１の周期的
関数の各関数と対となる複数の第２の周期的関数を出力
する周期的関数発生手段、上記第１の周期的関数と第２
の周期的関数とを上記対ごとに乗算する乗算手段、上記
対ごとの乗算出力の和差演算を行う和差演算手段、この
和差演算手段の出力を所定伝達関数で伝達する伝達手
段、およびこの伝達手段の出力を積分し上記出力位相情
報として出力する積分手段からなり、同期すべき信号源
の信号への位相追従動作を行う位相追従装置において、
上記信号源の周期的関数を波形整形する波形整形手段を
設け、上記波形整形された周期的関数を上記第１の周期
的関数として上記乗算手段へ入力するようにしたもので
ある。

【００１３】また、請求項８に係る位相追従装置は、請
求項１ないし７のいずれかにおいて、その第１の周期的
関数を互いにα度の整数倍の位相差を有する信号とし、
第２の周期的関数を互いに上記α度の整数倍の位相差を
有する信号としたものである。

【００１４】また、請求項９に係る位相追従装置は、請
求項８において、その正相分演算手段、位相シフト手段
または波形整形手段で生成された信号が互いにφ（φ≠
α）度の整数倍の位相差を有する場合、上記互いにφ度
の整数倍の位相差を有する信号を互いにα度の整数倍の
位相差を有する信号に変更する位相変更手段を設け、こ
の位相変更手段の出力信号を第１の周期的関数として乗
算手段へ入力するようにしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１の位相追従装置の構成を示す図である。同図
において、１は信号源である位相追従対象Ｘの正相分を
生成する正相分演算手段で、２は位相追従（ＰＬＬ：Ph
ase Locked Loop)手段である。この位相追従手段２とし
ては、前述の図１９に示す従来の位相追従装置を用いて
もよく、さらに後述の図８，１０，１６，１８に示す位
相追従手段が用いられる。正相分演算手段１の周期的関
数入力Ｘおよび出力Ｖｐは、それぞれ(１)式または(２)
式で示される。ここで、正相分演算手段１の周期的関数
入力Ｘは、位相追従手段２が同期させるべき信号源Ｘ，
ひいては位相追従すべき信号源Ｘであり、以下単に入力
Ｘと呼ぶ。入力Ｘが図２に示すベクトル関係の三相の場
合は(１)式で示され、入力Ｘが図３に示されるベクトル
関係の直角二相の場合は(２)式で示される。Ｘ＝〔Ｖ_a，Ｖ_b，Ｖ_c〕^T，Ｖ_p＝〔Ｖ_pa，Ｖ_pb，Ｖ_pc〕^T ・・・（１）Ｘ＝〔Ｖα，Ｖβ〕^T，Ｖ_p＝〔Ｖ_pα，Ｖ_pβ〕^T ・・・（２）次に、正相分演算手段１の動作について説明する。ま
ず、正相分演算手段１の入力Ｘが三相の場合について説
明する。

【００１６】一般に、対称座標法によると、非対称三相
電圧Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cと対称成分である零相分Ｖ_o、正相分
Ｖ_p、逆相分Ｖ_nとの関係は（３）、（４）式で表され
る。

【００１７】

【数１】

【００１８】従って、（４）式より、正相分Ｖ_pによる
各相電圧のみ書き出すと（６）式となる。

【００１９】

【数２】

【００２０】（６）式に（３）式のＶ_pを代入すると次
の（７）式が導かれる。

【００２１】

【数３】

【００２２】入力Ｘが三相の場合、正相分演算手段１は
この（７）式の演算を行う。なお、上式のａ、ａ²は、
それぞれ（５）式で示されるベクトルオペレータ（ベク
トル回転手段）である。位相追従手段２の入力信号とし
ては、正相分演算手段１の出力Ｖ_p（Ｖ_pa，Ｖ_pb，
Ｖ_pc）の内の少なくとも二つを用いればよく、実際上は
式(７)の内の任意の二行分の演算を行えばよい。この場
合、任意の二行分の演算の出力がＹであり、これを位相
追従手段２へ入力する第１の周期的関数とする。他の一
行分の演算の出力はＹ’で、これは使用しないか、また
は他の利用目的に使うものである。正相分演算手段１の
入力Ｘが二相の場合は、式(８)に示す演算を行う。この
式において、β軸は、図３に示すようにα軸に対して９
０°位相が進む方向に極性を取っている。

【００２３】

【数４】

【００２４】ここにｊ、−ｊは、ベクトル回転手段で、
それぞれ電気角を９０°回転させるベクトルオペレータ
である。

【００２５】ここで、演算対象である正相分の概念の拡
大について考える。即ち、上記従来の対称座標法では、
正弦波交流のベクトルについてのみ定義されているの
で、非正弦波についても適用できる概念に拡大する。ベ
クトルオペレータを交流理論のごとく定常状態のみで使
える複素数でなく、一般波形の位相シフタ、即ち無駄時
間要素を用いて表す。この場合、単位の大きさと基準位
相をもつ基本波形を単位ベクトルと見なし、相似波形を
もち大きさと位相が異なる該波形のベクトルを極座標概
念のベクトルとして扱える。即ち、周波数成分が同一位
相関係で同一量含まれる交流周期的関数について考える
ことができる。

【００２６】上記任意な波形のオペレータとして下記時
間遅れ要素を用いる。但し、周期的関数の周期をＴとす
る。任意時間遅れ要素：ｅｘｐ（−τｓ）任意時間進み要素：−ｅｘｐ（−τｓ）１／４周期遅れ要素：ｅｘｐ（−Ｔｓ／４）１／４周期進み要素：−ｅｘｐ（−Ｔｓ／４）任意位相遅れ要素：ｅｘｐ（−（θ／２π）Ｔｓ）任意位相進み要素：−ｅｘｐ（−（θ／２π）Ｔ
ｓ）

【００２７】以上により、正弦波で扱われていた、ｊ、
−ｊに変えて次のように表せる。ｊ：−ｅｘｐ（−Ｔｓ／４） −ｊ：ｅｘｐ（−Ｔｓ／４）同様に、ａ、ａ²に変えて次のように表せる。ａ：ｅｘｐ（−（２／３）Ｔｓ）＝−ｅｘｐ（−（１
／６）Ｔｓ）ａ²：ｅｘｐ（−（１／３）Ｔｓ）以上のオペレータを用いれば、任意な波形について、三
相、二相を問わず正相分を導ける。

【００２８】以下、いたずらに任意波形にすることによ
る理解や構成の煩わしさを避けるため、正弦波をベース
にして述べるが、上記位相シフタ・時間遅れ進み演算を
行えば正相分の概念を任意な波形に適用できる。即ち、
以下に述べるｊ、−ｊ、ａ、ａ²の扱いに関してｊ：−
ｅｘｐ（−Ｔｓ／４）、−ｊ：ｅｘｐ（−Ｔｓ／４）、
ａ：−ｅｘｐ（−（１／６）Ｔｓ）、ａ²：ｅｘｐ（−
（１／３）Ｔｓ）で置き換える変形をすれば任意波形に
対応する構成が導ける。

【００２９】前記式（７）や式（８）で示される演算に
用いうるベクトルオペレータの具体例を、図４に示す。
同図において、（ａ）は−ｊの演算、すなわち電気角を
９０°遅らせる（移相シフトさせる）オペレータを示
し、周期的関数の周期Ｔの１／４だけ位相をずらせる無
駄時間遅れ演算を示す。この操作は、ディジタルプロセ
ッサではメモリーに信号を蓄積しておいてＴ／４だけ経
過してから出力することにより簡単に実行できる。同図
（ｂ）はｊの演算、すなわち電気角を９０°進ませる
（移相シフトさせる）オペレータで、前記（ａ）の符号
反転により実現できる。同図（ｃ）はベクトルオペレー
タａを示し、比例分と時間遅れ分との和差により実行で
きることを示す。同図（ｄ）はベクトルオペレータａ²
を示し、これも、比例分と時間遅れ分との和差により実
行できることを示す。

【００３０】同図（ｅ）もベクトルオペレータａを示
し、Ｔ／６の時間遅れ演算後、符号を反転することによ
り実行できることを示す。同図（ｆ）もベクトルオペレ
ータａ²を示し、Ｔ／３の時間遅れ演算により実行でき
ることを示す。同図（ｇ）は−ｊの演算、すなわち電気
角を９０°遅らせる（移相シフトさせる）オペレータを
示し、ゲインが入力の電気角周波数ωに比例する積分演
算により実現できることをを示す。同図（ｈ）はｊの演
算すなわち電気角を９０°進ませる（移相シフトさせ
る）オペレータを示し、符号反転とゲインが入力の電気
角周波数ωに比例する積分演算とにより実現できること
を示す。同図（ｉ）もベクトルオペレータａを示し、一
次遅れ演算により６０°位相を遅らせた後、符号反転し
て実行できることを示す。同図（ｊ）もベクトルオペレ
ータａ²を示し、二次遅れ演算により１２０°位相を遅
らせて実行できることを示す。

【００３１】以上により、得られた正相分Ｙは、三相分
全部の正相信号Ｖ_pa，Ｖ_pb，Ｖ_pcを用いる場合は、後述
の図１６に示す位相追従手段の３つの入力に代えて入力
すればよい。三相中二相分の正相信号Ｖ_pa，Ｖ_pb、又は
Ｖ_pb，Ｖ_pc、又はＶ_pc，Ｖ_paを用いる場合は後述の図８
に示す位相追従手段に入力すればよい。式(８)と図４の
オペレータにより二相式で実行する場合は、二相分の正
相信号Ｖ_pα，Ｖ_pβを前述の図１９の位相追従手段に入
力すればよい。これらにより、三相式でも二相式でもい
ずれの場合も、入力Ｘの正相分に追従する位相追従装置
が得られることになる。

【００３２】以上の説明のごとく、本実施の形態の位相
追従装置においては、入力Ｘの正相分Ｙを、第１の周期
的関数として位相追従手段（ＰＬＬ手段）２の乗算手段
に入力するようにしたので、入力Ｘに不平衡が生じても
入力Ｘの逆相分や零相分による悪影響を受けなくなる。
したがって、入力Ｘの不平衡、即ち被検出対象（ＰＬＬ
の位相追従対象）の電圧不平衡に対する耐性が向上する
という効果が得られる。また、入力Ｘが一相や二相だけ
になっても、式(７)に従い、図４の要素で正相分を演算
して複数相（複数行）の正相分信号Ｖ_pまたはＹが得ら
れるので、正常に位相追従手段が働く効果が得られる。

【００３３】実施の形態２．図５は本発明の実施の形態
２の位相追従装置の構成を示す図である。同図におい
て、１’は入力Ｘから正相分の内の一相分のＶ_pxを出力
すべく演算する正相分演算手段であり、式(７)または式
(８)のいずれかの一行分に相当する。３は上記一相分の
出力Ｖ_pxを受けて位相をシフトさせ、複数の正相分情報
Ｖ_pを生成して出力する位相シフト手段、即ちベクトル
オペレーション手段である。２は前記実施の形態１と同
様の位相追従手段（ＰＬＬ手段）である。この実施の形
態２は、後述する式(９)又は式(１０)又は式(１１)によ
り一相分の正相分から二〜三相の正相分を導く方式に対
応しており、正相分演算手段１’と位相シフト手段３と
で構成されている。なお、図中単線（１本の線）で示さ
れる入出力は一相分の入出力を示している。

【００３４】入力Ｘが三相の場合、一相分の正相分Ｖ_px
はＶ_pa，Ｖ_pb，Ｖ_pcのいずれかで、それぞれの場合、位
相シフト手段３はそれぞれ式(９)、式(１０)、式(１１)
のいずれかの演算を行う。

【００３５】

【数５】

【００３６】この時、式(９)、式(１０)、式(１１)の内
少なくとも一つの式の二行分の演算をして、２行分の出
力Ｙを得ればよい。

【００３７】入力Ｘが二相の場合、一相分の正相分Ｖ_px
はＶ_pα，Ｖ_pβのいずれかで、それぞれの場合、位相シ
フト手段３はそれぞれ式（１２）、式（１３）のいずれ
かの演算を行う。

【００３８】

【数６】

【００３９】上記位相シフト手段３の演算には、前記図
４で説明した演算要素を用いることができる。また、位
相追従手段２には、前記実施の形態１と同様に、図１
９，後述する図８，図１０，図１６，図１８の位相追従
手段を使用できる。以下、後述の図６，図７に示す実施
の形態においても図１９，図８，図１０，図１６，図１
８の位相追従手段を使用できる。

【００４０】以上の説明のごとく、本実施の形態の位相
追従装置においては、入力Ｘから正相分演算手段１によ
りＶ_pxを出力し、位相シフト手段３によりＶ_pxから複数
の正相分情報Ｖ_p、即ちＹを導き、これらＹを、第１の
周期的関数として位相追従手段（ＰＬＬ手段）２の乗算
手段に入力するようにしたので、入力Ｘに不平衡が生じ
ても、入力Ｘの逆相分や零相分による悪影響を受けなく
なる。したがって、入力Ｘの不平衡に対する耐性が向上
するという効果が得られる。また、入力Ｘが一相や二相
だけになっても、正相分を演算して複数相のＶ_pまたは
Ｙに復元されるので、正常に位相追従手段が働く効果が
得られる。さらに、正相分演算手段の出力が一つで済む
ので、この演算が簡単になるという効果が得られる。

【００４１】さらに、元々の信号源Ｘが単相の場合に、
この単相信号ｘを上記一相の正相分Ｖ_pxに代えて位相シ
フト手段３に入力すれば、単相信号源から位相差を持つ
複数の周期的関数入力を導くことができる。即ち、多相
でなく単相信号源でも、位相シフト手段３等の移相手段
を設け、単相の信号から複数の位相の異なる信号を作る
ことにより、位相差を持つ複数の周期的関数入力を必要
とする乗算式による連続式位相追従装置を正常に働かせ
ることができる効果がある。

【００４２】実施の形態３．図６は本発明の実施の形態
３の位相追従装置の構成を示す図である。同図におい
て、４は正相分Ｖ_pの絶対値｜Ｖ_p｜を演算して、これを
出力する絶対値演算手段である。この絶対値｜Ｖ_p｜は
正相分Ｖ_pの各成分の自乗の和の平方根を計算すること
により導くことができる。５は割り算（除算）手段で、
位相追従手段２に使用する正相分Ｙの各成分を上記絶対
値｜Ｖ_p｜で割り、振幅が単位化された正相分の情報Ｙ_u
を出力する。この出力Ｙ_uが位相追従手段２に入力され
る。

【００４３】この実施の形態３においては、単位化手段
を構成する絶対値演算手段４と割り算手段５とを用い、
振幅が単位化された正相分の情報Ｙ_uを出力し、これを
第１の周期的関数として位相追従手段２の乗算手段に入
力するようにしているので、位相追従手段２への入力Ｙ
_uの振幅は元の入力Ｘの振幅の変動に対して殆ど変化し
なくなる。特に、正相分演算手段１をも用いると、元の
入力Ｘの振幅の変動に対しても、また、不平衡時の入力
Ｘの絶対値の変動に対しても、どちらに対しても、位相
追従手段２の入力Ｙ_uの振幅が全く変化しなくなる。こ
の理由は、Ｖ_pが正相分であるから、Ｖ_pが平衡三相信号
または平衡二相信号になっているので、これらの絶対値
は変動しないからである。したがって、割り算後のＹ_u
も平衡三相または平衡二相を保ち、かつその振幅が変わ
らなくなる。これらの結果、位相追従手段２の応答特性
が極めて安定になる。以上のごとく、位相追従手段２の
入力Ｙ_uが単位化され、入力Ｘの振幅の変動に対する耐
性が向上するという効果が得られる。

【００４４】実施の形態４．図７は本発明の実施の形態
４の位相追従装置の構成を示す図である。本発明の実施
の形態４は、図５に示した実施の形態２の構成に図６に
示した実施の形態３の構成を適用したものである。絶対
値演算手段４と割り算手段５とを用いているので、実施
の形態３と同様、位相追従手段２の入力Ｙ_uの振幅は元
の入力Ｘの振幅の変動に対して変化しなくなり、位相追
従手段の応答特性が安定になる。位相追従手段２の入力
Ｙ_uが単位化され、入力Ｘの振幅の変動に対する耐性が
向上する効果が得られる。加えて、位相シフト手段３を
設けているので、実施の形態２と同様、正相分演算手段
１’の出力が一つで済むので、この演算が簡単になると
いう効果が得られる。以上では、多相入力の場合につい
ての説明であったが、単相入力、即ち単相の信号源の場
合にも適用できる。この場合、正相分の一相分Ｖ_pxと見
なすことにより、換言すれば振幅の変わる単相信号ｘを
Ｖ_pxに代えて入力することにより適用が可能となる。

【００４５】図８は本発明に係わる位相追従手段２の構
成を示すブロック線図である。同図において、２１ａ，
２１ｂはそれぞれ乗算手段、２２は和差演算手段、２３
は適宜な伝達関数で伝達する伝達手段、２４は第２の和
差演算手段、２５は積分演算手段、望ましくはリセット
手段Ｒｅｓｅｔを持つ積分手段、２６ａ，２６ｂはそれ
ぞれ周期的関数発生手段である。リセット手段は毎周期
基準点（例えば０°）に引き戻し、積分器出力が有限の
範囲で動作できるようにするものである。

【００４６】第１の周期的関数入力ｆ₁(θ)，ｆ₁(θ＋
α)及び周期的関数発生手段２６ａ，２６ｂからの第２
の周期的関数ｆ₂(θ’)，ｆ₂(θ’＋α)はそれぞれｆ
₁(ｘ)，ｆ₂(ｘ)で表せる周期的関数情報または周期的関
数であって、周期的関数ｆ₁(ｘ)，ｆ₂(ｘ)は三角関数、
方形波関数、Ｎレベルステップ波形の周期的関数、Ｎ点
の折点をもつ折れ線近似の波形をもつ周期的関数などで
ある。Ｎ点の折点をもつ折れ線近似の波形をもつ周期的
関数は、Ｎレベルステップ波形の周期的関数を積分して
得られる。ｘは周期的関数の信号の位相θまたはこれに
変わり得る時間ｔである。

【００４７】周期的関数ｆ₁(ｘ)，ｆ₂(ｘ)が三角関数の
場合は、和差演算手段の出力εは式(１４)で示される。
即ち、第１の周期的関数入力ｆ₁(θ)，ｆ₁(θ＋α)が三
角関数波形の入力で、周期的関数発生手段２６ａ，２６
ｂを三角関数発生手段とした場合は、和差演算手段２２
の出力εがｋｓｉｎ（θ−θ’）で与えられ、位相差
（θ−θ’）に対して連続的に作用する。したがって、
位相追従作用が連続的に行われ、脈動が軽減される効果
がある。また、周波数や変分周波数を導出する場合、そ
の脈動が軽減される効果がある。また、周期的関数ｆ
₁(ｘ)，ｆ₂(ｘ)が方形波の場合は、図９の波形図に示す
ように、ｆ₁(θ)，ｆ₂(θ’＋α)およびｆ₁(θ＋α)，
ｆ₂(θ’)が図９(ａ)ないし(ｄ)で表され、各乗算手段
２１ａ，２１ｂの出力がそれぞれ図９(ａ)と(ｂ)の積お
よび図９(ｃ)と(ｄ)の積である図９(ｅ)(ｆ)で示され
る。このため、和差演算手段の出力は図９(ｅ)から(ｆ)
を引いた図９(ｇ)のようになる。すなわち、入力位相θ
と出力位相θ’との差δに相当する時間帯に出力εが現
れ、その和差出力εの平均値は入力位相θと出力位相
θ’との差δに比例することになる。

【００４８】

【数７】

【００４９】従って、和差出力εの平均値に応答させて
位相を追従させるようにフィルタ機能をもつ伝達手段２
３と積分演算手段２５とを定めれば、位相追従手段２が
構成できる。すなわち、積分演算手段２５と伝達手段２
３とをあわせて、倍周波の脈動を抑制するフィルタを用
いればよい。

【００５０】周期的関数ｆ₁(ｘ)，ｆ₂(ｘ)がＮレベルス
テップ波形の周期的関数またはＮ点の折点をもつ折れ線
近似の波形をもつ周期的関数の場合、前記三角関数の場
合と上記方形波関数の場合との中間的な和差出力εが得
られ、必要なフィルタ機能は方形波関数の場合より緩和
される。特に、Ｎレベルステップ波形の周期的関数を積
分して得られるＮ点の折点をもつ折れ線近似の波形をも
つ周期的関数を採用すれば、三角関数の場合と近似でき
る良好な（和差出力εの脈動が小さい）特性が得られ
る。

【００５１】図８において、第二の和差演算手段２４を
設け、被検出入力Ｘの動作代表周波数ω₀を伝達手段２
３の出力に加え、この第２の和差演算手段２４の出力を
積分演算手段２５の入力に加えれば、上記周波数ω₀が
動作開始時の初期周波数になる。ω₀は例えば基本周波
数であればよい。これらにより、この実施の形態の位相
追従手段２では、動作開始時の同期引き込み特性が改善
される。特に、倍周波脈動を抑えるためにループゲイン
を低くし、応答速度が低い条件でも同期引き込み特性が
改善される。

【００５２】さらに、伝達手段２３の出力を導出する手
段を設ければ変分周波数Δωを取り出すことができる。
また、第２の和差演算手段２４の出力または積分演算手
段２５の入力を導出する手段を設ければ、周波数ωを取
り出すことができる。これらは、入力Ｘに関わる周波数
や速度の制御に利用できる。

【００５３】図１０は本発明に係わる位相追従手段２の
他の構成例を示すもので、伝達手段２３から積分演算手
段２５までの部分変形例を示す。この変形例において
は、積分演算手段２５の分子を２π倍している。即ち、
比例ゲイン２πを積分演算手段２５の入力側または出力
側に挿入したのと同等である。この場合、第２の和差演
算手段２４には基本周波数ｆ₀を加える。これらによ
り、第２の和差演算手段２４の出力から、周波数ｆを取
り出すことができる。また、伝達手段２３の出力からΔ
ｆを取り出すことができる。これらも、入力Ｘに関わる
周波数や速度の制御に利用できる。

【００５４】実施の形態５．つぎに、入力Ｘの電圧変動
に対する耐性を改善する他の実施の形態について説明す
る。図１１（ａ）は入力Ｘの電圧変動に対する耐性を改
善する本発明の実施の形態５の位相追従装置の構成を示
す図である。本実施の形態においては、位相追従手段２
に入力する前に波形整形手段６を設けている。波形整形
手段６へは、振幅が変動する入力Ｘ、または正相分演算
のみ行い振幅は変動する図１または図５に示す位相追従
手段２への入力Ｙと同等のものを入力する。

【００５５】波形整形手段６は複数の入力の波形を整形
する複数の波形整形器を備えている。この個々の波形整
形器の実施例を図１１の（ｂ）〜（ｅ）に示す。同図
（ｂ）は±１の符号に判別するコンパレータで、方形波
に整形するものである。同図（ｃ）はリミッタで、方形
波または台形波、即ちＮ点折れ線近似波形に近い波形に
整形するものである。同図（ｄ）（ｅ）はそれぞれコン
パレータで、レベルが１とゼロ、またはゼロと−１の波
形に整形するものである。

【００５６】以上の波形整形器を用いて、波形整形した
波形Ｙ_uは振幅が単位化されている。本実施の形態の位
相追従装置においては、この振幅が単位化されたＹ_uを
第１の周期的関数として位相追従手段２の乗算手段に入
力するので、被追従入力ＸやＹの振幅の変動に影響され
なくなる。即ち、入力Ｘの電圧変動に対する耐性が向上
する効果が得られる。この他、波形整形後、ＡＣフィル
タを通して基本成分を取り出し、これを位相追従手段２
へ入力しても良い。

【００５７】以上に説明した各実施の形態の考え方を適
用すると、多数のバラエティに富んだ各種実施形態が可
能である。次に、前記実施の形態を適用した詳細な一実
施形態を示す。実施の形態６．図１２は本発明の実施の形態６の位相追
従装置であって、前記図６の実施の形態３に基づく三相
入力の場合の詳細な構成を示す図である。同図におい
て、正相分演算手段１としては前記式(７)と前記図４
（ｃ）（ｄ）を用い、絶対値演算手段４としては自乗の
和に適正な係数（２／３）を掛けた後平方根を取る方法
を採用し、位相追従手段２としては前記図８の位相追従
手段を採用し、式(１４)のαを三相の位相差（２π／
３）に選び、伝達手段２３が比例積分（ＰＩ）制御手段
と一次遅れフィルタから成る例を示している。簡単にす
る場合、伝達手段２３は比例ゲインのみでも良い。５
ａ、５ｂは割り算手段である。三角マークにＩと記入し
たものは積分演算手段２５である。この実施の形態にお
いて、前記図６に示す実施の形態３の作用効果が得られ
ることは言うまでもない。また、前記図８の位相追従手
段を採用しているので、それらの作用効果も得られるこ
とも言うまでもない。

【００５８】図１３に図１２に示す本発明の実施の形態
６のシミュレーション結果を示す。同図（ａ）は、ｔ＝
２００(ｍｓ)の時点で、三相入力の位相がそれぞれ８０
°変化した場合を示す。この位相変化に対して、基準位
相に対する位相差の応答は同図（ｂ）に示すように、良
好な応答が得られていることが解る。この応答速度は位
相追従手段２の伝達手段２３のゲインにより自由に変え
ることができる。図示しないが、三相がバラバラに位相
が変化した場合でも、各相の位相変化に各相の電圧が重
みづけされた位相に応答することになる。ここに、各相
の電圧が重みとして加重されるためであり、各相が同一
電圧であれば各相の位相のほぼ平均値に応答する。

【００５９】実施の形態７．図１４は本発明の実施の形
態７の位相追従装置であって、前記図６の実施の形態３
に基づく二相入力の場合の詳細な構成を示すブロック線
図である。同図において、正相分演算手段１としては前
記式（８）と前記図４の（ａ）（ｂ）を用い、絶対値演
算手段４としては自乗の和の平方根を取っている。割り
算手段５は通常の割り算でよい。位相追従手段２として
は、前記図８および式(１４)において位相差αをπ／２
（９０°）に定めたものを採用している。位相追従手段
２の他の部分は前記図１２の場合と同じである。前記図
１２と比較してわかるように、演算の構成が簡単になる
という特長が得られる。その他、前記図６に示す実施の
形態３の作用効果が得られることは言うまでもない。ま
た、前記図８の位相追従手段２を採用しているので、そ
れらの作用効果も得られることも言うまでもない。

【００６０】なお、図１４の構成に加えて、図１５に示
す三相二相変換手段７を設け、三つの周期的関数入力Ｖ
_a，Ｖ_b，Ｖ_cを二つの周期的関数Ｖα，Ｖβとして取り
出し、これを正相分演算手段１に入力することにより、
三相の場合にも使用できる。この三相二相変換手段７で
はそのブロック中に示したマトリクスの後ろから入力ベ
クトル［Ｖ_a，Ｖ_b，Ｖ_c］を掛ける演算によりＶα，Ｖ
βが容易に得られる。

【００６１】上記実施の形態においては、位相追従手段
２として、二つの乗算手段を用いた例を示したが、三つ
以上の乗算器を用い、三つ以上の周期的関数を入力させ
て、位相差に対応したエラーεを算出し、これに基づい
て同様に位相追従手段２を構成できる。この例として、
図１６に三つの乗算手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃを用い
た三相の場合を示す。三相では図１２のＶ_bpを単位化し
たＶ_bpsも有効な入力とできる。乗算手段２１ａの出力
は式(１５)のように表され、同様にして乗算手段２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ三つの出力の和を取ると、式(１６)
が得られる。このように三つの乗算手段を用い、三相の
周期的関数を入力させることにより、三相中の各相の入
力の変動に対する応答特性が均一・均質にできる効果が
ある。

【００６２】

【数８】

【００６３】以上の詳細な実施の形態の他、数式や部分
要素の実施の形態で述べた多数の組み合わせが可能で、
且つ変形も可能である。

【００６４】実施の形態８．図１７は本発明の実施の形
態８の位相追従装置の構成を示すブロック線図である。
ここでは、正相分演算手段１で生成する周期的関数にお
ける位相差と位相追従手段２で乗算対象とする関数であ
る、第１および第２の周期的関数における位相差とが異
なる場合を扱っている。

【００６５】即ち、前者の正相分演算手段１は、前記図
１５に一例を示す三相二相変換手段７のα−β軸電圧Ｖ
α、Ｖβから同α−β座標上の正相分Ｖ_pα、Ｖ_pβを演
算し、更に、この正相分Ｖ_pα、Ｖ_pβから絶対値演算手
段４および割り算（除算）手段５を用いて、単位化され
た正相分Ｖ_pα_s、Ｖ_pβ_sを導出している。また、後者の
位相追従手段２では、前記（１４）式で説明した、任意
な位相差αをもつ２つの三角関数Ｖ_ya、Ｖ_ybを第１の周
期的関数として乗算手段２１ａ、２１ｂに入力する。そ
して、この２者間の位相差の相異による不具合を解消す
るため位相変更手段８を新たに設けている。

【００６６】以下、任意な位相差αが６０度の整数倍の
場合について、位相変更手段８による演算内容の具体例
を列挙する。（１）α＝６０度の場合（ケース１ａ）Ｖ_ya＝Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝（１／２）Ｖ_pα_s＋（√３／２）Ｖ_pβ_s （ケース１ｂ）Ｖ_ya＝（１／２）Ｖ_pβ_s＋（√３／２）Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝Ｖ_pβ_s （２）α＝−６０度の場合（ケース２ａ）Ｖ_ya＝Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝（１／２）Ｖ_pα_s−（√３／２）Ｖ_pβ_s （ケース２ｂ）Ｖ_ya＝−（１／２）Ｖ_pβ_s＋（√３／２）Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝−Ｖ_pβ_s （３）α＝１２０度の場合（ケース３ａ）Ｖ_ya＝Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝−（１／２）Ｖ_pα_s＋（√３／２）Ｖ_pβ_s （ケース３ｂ）Ｖ_ya＝−（１／２）Ｖ_pβ_s＋（√３／２）Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝Ｖ_pβ_s （４）α＝−１２０度の場合（ケース４ａ）Ｖ_ya＝Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝−（１／２）Ｖ_pα_s−（√３／２）Ｖ_pβ_s （ケース４ｂ）Ｖ_ya＝（１／２）Ｖ_pβ_s＋（√３／２）Ｖ_pα_s Ｖ_yb＝−Ｖ_pβ_s

【００６７】以上では、互いに９０度の位相差を有する
正相分入力ベクトルＶ_pα_s、Ｖ_pβ_sを、位相変更手段８
によって互いに６０度の整数倍の位相差を有する正相分
信号Ｖ_ya、Ｖ_ybに変更する場合について説明したが、一
般に、互いに任意のφ（φ≠α）度の整数倍の位相差を
有する三角関数を、乗算手段２１ａ、２１ｂに入力され
る互いに任意のα度の整数倍の位相差を有する三角関数
に変更することができる。従って、この位相変更手段８
を設けることにより、同じ位相追従手段２で任意な位相
差の三角関数への位相追従動作が可能になる。勿論、既
述した位相シフタ、即ち無駄時間要素を用いることによ
り、この位相変更の方式は、三角関数に限らず、任意波
形の周期的関数を扱うものにも適用することができる。

【００６８】実施の形態９．図１８は本発明の実施の形
態９に係り、特にその位相追従手段２の変形例を示す。
同図において、積分手段２５は電圧制御発信手段（電圧
制御可変周波数発信器ＶＣＯ、Ｖ／Ｆコンバータ）２５
１およびカウンタ２５２からなる。電圧制御発信手段は
周波数入力ωに比例したパルス周波数のパルスを発生す
る。カウンタ２５２は上記パルスを計数してカウント値
をディジタル信号で出力する。この時、カウンタでカウ
ントした値は入力ωの積分値、即ち位相θに対応する値
をもつので、これを出力すれば良いこととなる。

【００６９】他方、周期的関数発生手段２６ａ、２６ｂ
はリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２６１ａ、２６１ｂ
およびディジタル／アナログコンバータ（Ｄ／Ａ）２６
２ａ、２６２ｂからなる。ＲＯＭ２６１は位相信号に相
当するディジタル量（カウント値）に対応する数値を出
力し、この入出力関係を所定の周期的関数、即ち三角関
数に定めておく。この時、前記任意な位相差αはＲＯＭ
の入出力関係の書き込みデータにより自由に設定でき
る。さらに、ＲＯＭのディジタル出力はＤ／Ａコンバー
タによりアナログ量に変換され、乗算手段２１ａ、２１
ｂへ入力される。これらの結果、前述の通り、位相追従
手段として作用する。

【００７０】この実施の形態においては、カウンタの特
性として３６０度と０度との間の切り替わりに際して、
正確高精度に周期動作させ得る特長がある。これに対し
て、アナログ積分器では３６０度から０度に戻すリセッ
ト動作において、細かい誤差を生じやすい問題があっ
た。また、電圧制御発信手段やカウンタから他の制御に
利用するクロック信号Ｃｓ１またはＣｓ２を取り出せる
特長もある。これらは、周波数逓倍器を通して、ディジ
タルプロセッサやマイクロプロセッサ用クロック信号を
発生させたり、ディジタル演算上の同期信号を生成する
のにも使用できる効果がある。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る位相追従
装置は、出力位相情報を入力し、互いに位相が異なる複
数の第１の周期的関数の各関数と対となる複数の第２の
周期的関数を出力する周期的関数発生手段、上記第１の
周期的関数と第２の周期的関数とを上記対ごとに乗算す
る乗算手段、上記対ごとの乗算出力の和差演算を行う和
差演算手段、この和差演算手段の出力を所定伝達関数で
伝達する伝達手段、およびこの伝達手段の出力を積分し
上記出力位相情報として出力する積分手段からなり、同
期すべき信号源の信号への位相追従動作を行う位相追従
装置において、上記信号源の正相分信号を生成する正相
分演算手段を設け、上記正相分信号を上記第１の周期的
関数として上記乗算手段へ入力するようにしたので、位
相追従装置が同期させるべき信号源の逆相分や零相分が
除去されて、これら逆相分や零相分による悪影響を除去
することができる。したがって、入力の不平衡、即ち被
検出対象の電圧不平衡に対する耐性が向上する効果があ
る。

【００７２】請求項２に係る位相追従装置は、同装置に
おいて、信号源が単相信号で、この単相信号の位相をシ
フトすることにより互いに位相の異なる複数の信号を生
成する位相シフト手段を設け、この位相シフト手段によ
り生成された位相の異なる信号を第１の周期的関数とし
て乗算手段へ入力するようにしたので、位相追従装置が
同期させるべき信号源が単相でも、複数の位相の異なる
信号を生成して位相追従動作を行わせることができる。
したがって、入力が単相であっても位相追従装置が動作
するという効果が得られる。即ち、単相入力に使用でき
る位相追従装置が得られる。

【００７３】請求項３に係る位相追従装置は、同装置に
おいて、信号源の正相分信号の１相分を生成する正相分
演算手段、および上記正相分信号の１相分の位相をシフ
トすることにより互いに位相の異なる複数の信号を生成
する位相シフト手段を設け、この位相シフト手段により
生成された位相の異なる信号を第１の周期的関数として
乗算手段へ入力するようにしたので、入力の不平衡、即
ち被検出対象の電圧不平衡に対する耐性が向上するとと
もに、正相分の演算に際して、１相の正相分のみ演算す
ればよいので、正相分演算が簡単化されるという効果が
得られる。

【００７４】請求項４に係る位相追従装置は、同装置に
おいて、信号源の正相分信号を生成する正相分演算手
段、および上記正相分信号の振幅を単位化する単位化手
段を設け、上記単位化した正相分信号を第１の周期的関
数として乗算手段へ入力するようにしたので、位相追従
装置が同期させるべき信号源の逆相分や零相分が除去さ
れて、これら逆相分や零相分による悪影響を除去するこ
とができるとともに、同期させるべき信号源の振幅変動
による悪影響を除去することができる。したがって、入
力の不平衡及び振幅変動に対する耐性が向上するという
効果が得られる。即ち、被検出対象の電圧不平衡及び電
圧変動に対する耐性を向上することができる。

【００７５】また、請求項５に係る位相追従装置は、そ
の正相分演算手段を、信号源の信号を所定量位相シフト
する位相シフト要素で構成することにより、任意波形の
周期的関数の正相分信号の生成を可能としたので、位相
追従すべき対象を任意波形の周期的関数に拡大すること
ができ、その有用性が向上する。

【００７６】また、請求項６に係る位相追従装置は、そ
の第１および第２の周期的関数を三角関数波形信号とし
たので、和差演算手段の出力が第１と第２の周期的関数
の位相差に対して連続的に作用する。したがって、上記
構成のそれぞれの効果に加え、位相追従作用が連続的に
行われ、脈動が軽減される効果がある。また、周波数や
変分周波数を導出する場合、その脈動が軽減される効果
がある。

【００７７】請求項７に係る位相追従装置は、同装置に
おいて、信号源の周期的関数を波形整形する波形整形手
段を設け、上記波形整形された周期的関数を第１の周期
的関数として乗算手段へ入力するようにしたので、第１
の周期的関数入力の振幅が所定値になり、該位相追従装
置が同期させるべき信号源の振幅変動による悪影響を除
去することができる。したがって、入力の振幅の変動に
対する耐性、即ち被検出対象の電圧変動に対する耐性が
向上するという効果が得られる。

【００７８】また、請求項８に係る位相追従装置は、そ
の第１の周期的関数を互いにα度の整数倍の位相差を有
する信号とし、第２の周期的関数を互いに上記α度の整
数倍の位相差を有する信号としたので、確実な位相追従
動作が得られる。

【００７９】また、請求項９に係る位相追従装置は、そ
の正相分演算手段、位相シフト手段または波形整形手段
で生成された信号が互いにφ(φ≠α)度の整数倍の位相
差を有する場合、上記互いにφ度の整数倍の位相差を有
する信号を互いにα度の整数倍の位相差を有する信号に
変更する位相変更手段を設け、この位相変更手段の出力
信号を第１の周期的関数として乗算手段へ入力するよう
にしたので、信号源側の周期的関数における各関数の位
相差が、乗算対象の第１および第２の周期的関数におけ
る各関数の位相差と異なる場合にも確実な位相追従動作
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の位相追従装置の構成
を示す図である。

【図２】三相ベクトルの代表例を示す図である。

【図３】二相ベクトルの代表例を示す図である。

【図４】本発明に係わるベクトルオペレータまた移相
手段に用いうる演算要素を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態２の位相追従装置の構成
を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態３の位相追従装置の構成
を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態４の位相追従装置の構成
を示す図である。

【図８】本発明に係わる位相追従手段の一例の構成を
示す図である。

【図９】図８に示す位相追従手段の作用の一例を説明
する動作波形図である。

【図１０】本発明に係わる位相追従手段の他の例の構
成を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態５の位相追従装置の構
成を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態６の位相追従装置の一
例を詳細に示すブロック線図である。

【図１３】本発明の実施の形態６に係わるシミュレー
ション結果を示す動作波形図である。

【図１４】本発明の実施の形態７の位相追従装置の一
例を詳細に示すブロック線図である。

【図１５】本発明の二相式の実施方法に係わる三相二
相変換手段の構成を示す原理図である。

【図１６】本発明に係わる位相追従手段のさらに他の
例の構成を示す図である。

【図１７】本発明の実施の形態８の位相追従装置の一
例を示す図である。

【図１８】本発明の実施の形態９の位相追従装置の一
例を示す図である。

【図１９】従来例の位相追従装置を示すブロック線図
である。

【符号の説明】

１，１’ 正相分演算手段、２位相追従手段、３位
相シフト手段、４絶対値演算手段、５，５ａ，５ｂ
割り算手段、６波形整形手段、７三相二相変換手
段、８位相変更手段、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ乗算
手段、２２和差演算手段、２３伝達手段、２４第
２の和差演算手段、２５積分演算手段、２６ａ，２６
ｂ周期的関数発生手段。

フロントページの続き (72)発明者塚田路治東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者吉田幸一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者山本融真東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力位相情報を入力し、互いに位相が異
なる複数の第１の周期的関数の各関数と対となる複数の
第２の周期的関数を出力する周期的関数発生手段、上記
第１の周期的関数と第２の周期的関数とを上記対ごとに
乗算する乗算手段、上記対ごとの乗算出力の和差演算を
行う和差演算手段、この和差演算手段の出力を所定伝達
関数で伝達する伝達手段、およびこの伝達手段の出力を
積分し上記出力位相情報として出力する積分手段からな
り、同期すべき信号源の信号への位相追従動作を行う位
相追従装置において、上記信号源の正相分信号を生成する正相分演算手段を設
け、上記正相分信号を上記第１の周期的関数として上記
乗算手段へ入力するようにしたことを特徴とする位相追
従装置。
【請求項２】出力位相情報を入力し、互いに位相差を
有する複数の第１の周期的関数の各関数と対となる複数
の第２の周期的関数を出力する周期的関数発生手段、上
記第１の周期的関数と第２の周期的関数とを上記対ごと
に乗算する乗算手段、上記対ごとの乗算出力の和差演算
を行う和差演算手段、この和差演算手段の出力を所定伝
達関数で伝達する伝達手段、およびこの伝達手段の出力
を積分し上記出力位相情報として出力する積分手段から
なり、同期すべき信号源の信号への位相追従動作を行う
位相追従装置において、上記信号源が単相信号で、この単相信号の位相をシフト
することにより互いに位相の異なる複数の信号を生成す
る位相シフト手段を設け、この位相シフト手段により生
成された位相の異なる信号を上記第１の周期的関数とし
て上記乗算手段へ入力するようにしたことを特徴とする
位相追従装置。
【請求項３】出力位相情報を入力し、互いに位相が異
なる複数の第１の周期的関数の各関数と対となる複数の
第２の周期的関数を出力する周期的関数発生手段、上記
第１の周期的関数と第２の周期的関数とを上記対ごとに
乗算する乗算手段、上記対ごとの乗算出力の和差演算を
行う和差演算手段、この和差演算手段の出力を所定伝達
関数で伝達する伝達手段、およびこの伝達手段の出力を
積分し上記出力位相情報として出力する積分手段からな
り、同期すべき信号源の信号への位相追従動作を行う位
相追従装置において、上記信号源の正相分信号の１相分を生成する正相分演算
手段、および上記正相分信号の１相分の位相をシフトす
ることにより互いに位相の異なる複数の信号を生成する
位相シフト手段を設け、この位相シフト手段により生成
された位相の異なる信号を上記第１の周期的関数として
上記乗算手段へ入力するようにしたことを特徴とする位
相追従装置。
【請求項４】出力位相情報を入力し、互いに位相が異
なる複数の第１の周期的関数の各関数と対となる複数の
第２の周期的関数を出力する周期的関数発生手段、上記
第１の周期的関数と第２の周期的関数とを上記対ごとに
乗算する乗算手段、上記対ごとの乗算出力の和差演算を
行う和差演算手段、この和差演算手段の出力を所定伝達
関数で伝達する伝達手段、およびこの伝達手段の出力を
積分し上記出力位相情報として出力する積分手段からな
り、同期すべき信号源の信号への位相追従動作を行う位
相追従装置において、上記信号源の正相分信号を生成する正相分演算手段、お
よび上記正相分信号の振幅を単位化する単位化手段を設
け、上記単位化した正相分信号を上記第１の周期的関数
として上記乗算手段へ入力するようにしたことを特徴と
する位相追従装置。
【請求項５】正相分演算手段を、信号源の信号を所定
量位相シフトする位相シフト要素で構成することによ
り、任意波形の周期的関数の正相分信号の生成を可能と
したことを特徴とする請求項１，３または４のいずれか
に記載の位相追従装置。
【請求項６】第１および第２の周期的関数を三角関数
波形信号としたことを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の位相追従装置。
【請求項７】出力位相情報を入力し、互いに位相が異
なる複数の第１の周期的関数の各関数と対となる複数の
第２の周期的関数を出力する周期的関数発生手段、上記
第１の周期的関数と第２の周期的関数とを上記対ごとに
乗算する乗算手段、上記対ごとの乗算出力の和差演算を
行う和差演算手段、この和差演算手段の出力を所定伝達
関数で伝達する伝達手段、およびこの伝達手段の出力を
積分し上記出力位相情報として出力する積分手段からな
り、同期すべき信号源の信号への位相追従動作を行う位
相追従装置において、上記信号源の周期的関数を波形整形する波形整形手段を
設け、上記波形整形された周期的関数を上記第１の周期
的関数として上記乗算手段へ入力するようにしたことを
特徴とする位相追従装置。
【請求項８】第１の周期的関数を互いにα度の整数倍
の位相差を有する信号とし、第２の周期的関数を互いに
上記α度の整数倍の位相差を有する信号としたことを特
徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の位相追従
装置。
【請求項９】正相分演算手段、位相シフト手段または
波形整形手段で生成された信号が互いにφ（φ≠α）度
の整数倍の位相差を有する場合、上記互いにφ度の整数
倍の位相差を有する信号を互いにα度の整数倍の位相差
を有する信号に変更する位相変更手段を設け、この位相
変更手段の出力信号を第１の周期的関数として乗算手段
へ入力するようにしたことを特徴とする請求項８記載の
位相追従装置。