JPS5942460A - 位相検出装置 - Google Patents
位相検出装置Info
- Publication number
- JPS5942460A JPS5942460A JP15069082A JP15069082A JPS5942460A JP S5942460 A JPS5942460 A JP S5942460A JP 15069082 A JP15069082 A JP 15069082A JP 15069082 A JP15069082 A JP 15069082A JP S5942460 A JPS5942460 A JP S5942460A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は同一電源における２つの交流入力相互の位相差
を求めるディジタル式の位相検出装置に関する。
を求めるディジタル式の位相検出装置に関する。
一般に′電力系統の制御装置では同一電源系統からの２
つの交流入力の位相差を求めることが行われている。例
えば、同じ系統の電圧と電流の位相差を求めて有効電力
の算出に用いたり、同一系統の各相間のベクトル図をＩ
Ｔ等に描く場合に、各相間の位相差を正確に求めること
が必要になる。
つの交流入力の位相差を求めることが行われている。例
えば、同じ系統の電圧と電流の位相差を求めて有効電力
の算出に用いたり、同一系統の各相間のベクトル図をＩ
Ｔ等に描く場合に、各相間の位相差を正確に求めること
が必要になる。
このような場合、従来は第１の交流入力の極性変化から
第２の交流入力の極性変化までの間におけるパルス発振
器からのパルスを計数し、その計数値によシ位相を求め
る位相カウンタ方式がある。
第２の交流入力の極性変化までの間におけるパルス発振
器からのパルスを計数し、その計数値によシ位相を求め
る位相カウンタ方式がある。
しかし、この方式では位相の検出精度を上げるには高パ
ルスのパルス発振器が必要でア）、回路が複雑化すると
共に高価なものになる。
ルスのパルス発振器が必要でア）、回路が複雑化すると
共に高価なものになる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は５、同一電源系統からの２つの交流入力
相互の位相差を四則演算処理にて、畠速かつ高精度に検
出する位相検出装置を提供することにある。
相互の位相差を四則演算処理にて、畠速かつ高精度に検
出する位相検出装置を提供することにある。
本発明による位相検出装置は、定格周波数Ｊ’ｏの同一
電源系統からの２つの交流入力ＡＩ ＋ Ａ２を所建の
サンプリング周波数ｆ、でサンプリングし、第１の交流
入力Ａ、の１８０°毎に極性変化する前後のサンプリン
グ値Ｘ。、ＸｌおよびＸ、、、Ｘｎ＋、と、電源の定格
周波数ｆ。およびサンプリング周波数ｆ、で決まる各サ
ンプリング間の位相差θ。から所定の演算にて、実際の
電源周波数における各サンプリング間の位相差θを求め
、また前記第１の交流入力Ａ１が極性変化してから第２
の交流入力が極性変化するまでのサンプリングａＮｏを
カウントし、このカウント開始点と第１の交流入力人、
の極性変化点との位相差αおよびカウント終了点と第２
の交流入力人、の極性変１ヒ点との位相差βを、前記位
相差θと前記サンプリング値Ｘ。、ＸＩおよび４ ｇ
Ｘｎ ＋１との比例関係にて求め、前記位相差θ、その
サンプリング数Ｎ。、位相差α、βをそれぞれ四則演算
処理して第１の交流入力Ａ１の極性変化点から第２の交
流入力の極性変化点までの位相差を求めるものであるう 〔発明の実施例〕 以下第１図から第４図に示す一実施例を参照して本発明
の詳細な説明する。第１図は装置病成を示しており、同
一電源系統に対し、ここから２つの交流人力ＡＨ，Ａ２
を得るべく、２台の計器用変成器３の一次側を接続する
。計器用変成器３は上役交流入力Ａ１および交流入力Ａ
２をアナログ入力装置４に入力可能な信号レベルに変換
する。またこのアナログ入力装置４は、アナログ入力信
号を所定のサンプリング周波数にてディジタル値に変換
する。５はマイクロプロセッサで、上記アナログ入力装
（直４にてディジタル変換されたサンプリング値を入力
し、これらを演算処理して人力Ａ１と入力Ａ２との位相
差γを求める。６はディジタル出力装置で、マイクロプ
ロセッサ５により求められた位相差γを表示器７に出力
する。表示器７は位相差γを数値表示する。
電源系統からの２つの交流入力ＡＩ ＋ Ａ２を所建の
サンプリング周波数ｆ、でサンプリングし、第１の交流
入力Ａ、の１８０°毎に極性変化する前後のサンプリン
グ値Ｘ。、ＸｌおよびＸ、、、Ｘｎ＋、と、電源の定格
周波数ｆ。およびサンプリング周波数ｆ、で決まる各サ
ンプリング間の位相差θ。から所定の演算にて、実際の
電源周波数における各サンプリング間の位相差θを求め
、また前記第１の交流入力Ａ１が極性変化してから第２
の交流入力が極性変化するまでのサンプリングａＮｏを
カウントし、このカウント開始点と第１の交流入力人、
の極性変化点との位相差αおよびカウント終了点と第２
の交流入力人、の極性変１ヒ点との位相差βを、前記位
相差θと前記サンプリング値Ｘ。、ＸＩおよび４ ｇ
Ｘｎ ＋１との比例関係にて求め、前記位相差θ、その
サンプリング数Ｎ。、位相差α、βをそれぞれ四則演算
処理して第１の交流入力Ａ１の極性変化点から第２の交
流入力の極性変化点までの位相差を求めるものであるう 〔発明の実施例〕 以下第１図から第４図に示す一実施例を参照して本発明
の詳細な説明する。第１図は装置病成を示しており、同
一電源系統に対し、ここから２つの交流人力ＡＨ，Ａ２
を得るべく、２台の計器用変成器３の一次側を接続する
。計器用変成器３は上役交流入力Ａ１および交流入力Ａ
２をアナログ入力装置４に入力可能な信号レベルに変換
する。またこのアナログ入力装置４は、アナログ入力信
号を所定のサンプリング周波数にてディジタル値に変換
する。５はマイクロプロセッサで、上記アナログ入力装
（直４にてディジタル変換されたサンプリング値を入力
し、これらを演算処理して人力Ａ１と入力Ａ２との位相
差γを求める。６はディジタル出力装置で、マイクロプ
ロセッサ５により求められた位相差γを表示器７に出力
する。表示器７は位相差γを数値表示する。
第２図は入力１と入力２とのサンプリング例を示す。図
において、入力Ａ１が負から正へ極性変化したときの負
のサンプリング値をＸ。、正のサンプリング値をＸｌと
する。まだ、そのときの入力Ａ。
において、入力Ａ１が負から正へ極性変化したときの負
のサンプリング値をＸ。、正のサンプリング値をＸｌと
する。まだ、そのときの入力Ａ。
の零点から正のサンプリング値Ｘ１までの位相なαとす
る。この入力人、が再び正から負へ極性変化するときの
正のサンプリング値をＸｎ１負のサンプリング値をＸｎ
ヤ、とする。入力人、が負から正に極性変化し、かつ、
正から負に極性変化する間に、入力Ａ２が極性変化した
とき、その負のサンプリング値をＸ２ｏ１正のサンプリ
ング値をＸ２□とする５、この人カッ髪２における零点
から正のサンプリング値Ｘ、１までの位相なβとする。
る。この入力人、が再び正から負へ極性変化するときの
正のサンプリング値をＸｎ１負のサンプリング値をＸｎ
ヤ、とする。入力人、が負から正に極性変化し、かつ、
正から負に極性変化する間に、入力Ａ２が極性変化した
とき、その負のサンプリング値をＸ２ｏ１正のサンプリ
ング値をＸ２□とする５、この人カッ髪２における零点
から正のサンプリング値Ｘ、１までの位相なβとする。
また前記サンプリング値Ｘ、からサンプリング値Ｘ、、
までのサンプリング数なｎ、入力Ａ、のサンプリング値
Ｘ１から入力Ａ２のサンプリング値Ｘ２□までのサンプ
リング数をＮ。とす □る。
までのサンプリング数なｎ、入力Ａ、のサンプリング値
Ｘ１から入力Ａ２のサンプリング値Ｘ２□までのサンプ
リング数をＮ。とす □る。
第３図、第４図はマイクロプロセッサによる演算処理フ
ローチャートを示す。第３図において、入力Ａ、と入力
Ａ、は所定のサンプリング周波数１６にてサンプリング
され、１周期に渡るサンプリング値が読み込まれる。そ
れらのサンプリング値のうも、負から正に極性変化する
前後の２つのサンプリング値Ｘ。、Ｘｌを検出する。な
お正から負に極性変化する２つのサンプリング値を用い
ても、第３図の負から正に極性変化する場合のフローチ
ャートと同様のフローチャートにて位相検出できるが、
ここでは、負から正へ極性変化する場合について説明す
る。入力人、が極性変化した後、入力Ａ２が負から正、
又は正から負へ極性変化する前後の２つのサンプリング
値Ｘ２ｏ、Ｘ２□を検出する。ここで負のサンプリング
値をＸ２ｏ１正のサンプリング値をＸ２□とする。この
とき、入力Ａ１が極性変化した後、入力２が極性変化す
るまで、すなわちＸｌからＸ２＋ ８ｊ′でのサンプリ
ング１ｉｔ Ｎ。を計数する。次に入力Ａ、が再び正か
ら負へ極９：変化する前後の２つのす／プリンダ値Ｘゎ
＋ Ｘｎ＋１を検出する。このとき、サンプリング値Ｘ
Ｉからサンプリング値Ｘｎまでの同一極性にめるサンプ
リング数１１を計数する。
ローチャートを示す。第３図において、入力Ａ、と入力
Ａ、は所定のサンプリング周波数１６にてサンプリング
され、１周期に渡るサンプリング値が読み込まれる。そ
れらのサンプリング値のうも、負から正に極性変化する
前後の２つのサンプリング値Ｘ。、Ｘｌを検出する。な
お正から負に極性変化する２つのサンプリング値を用い
ても、第３図の負から正に極性変化する場合のフローチ
ャートと同様のフローチャートにて位相検出できるが、
ここでは、負から正へ極性変化する場合について説明す
る。入力人、が極性変化した後、入力Ａ２が負から正、
又は正から負へ極性変化する前後の２つのサンプリング
値Ｘ２ｏ、Ｘ２□を検出する。ここで負のサンプリング
値をＸ２ｏ１正のサンプリング値をＸ２□とする。この
とき、入力Ａ１が極性変化した後、入力２が極性変化す
るまで、すなわちＸｌからＸ２＋ ８ｊ′でのサンプリ
ング１ｉｔ Ｎ。を計数する。次に入力Ａ、が再び正か
ら負へ極９：変化する前後の２つのす／プリンダ値Ｘゎ
＋ Ｘｎ＋１を検出する。このとき、サンプリング値Ｘ
Ｉからサンプリング値Ｘｎまでの同一極性にめるサンプ
リング数１１を計数する。
次に、第４図のフローチャートに従って、各サンプリン
グ間の位相差θと、第２図で示す位相差αおよびβを算
出する。すなわち、先ず、電源の定格周波数ｆ。とサン
プリング周波数ｆ、とによυ決まる各サンプリング間の
基準となる位相差θ。を次式にて求める。
グ間の位相差θと、第２図で示す位相差αおよびβを算
出する。すなわち、先ず、電源の定格周波数ｆ。とサン
プリング周波数ｆ、とによυ決まる各サンプリング間の
基準となる位相差θ。を次式にて求める。
ｆ。
θ。＝ −Ｘ ３６σ゛
Ｊ′８
このθ、を次式のθ、に代入し、実際の゛電源周波数に
おける各サンプリング間の位相差θを次式にて求める。
おける各サンプリング間の位相差θを次式にて求める。
次に、上式にて求められたθを同大の０１に代入し、１
θ−０１１が設定値δ内に収まるまで繰返し位相差θを
計算する。
θ−０１１が設定値δ内に収まるまで繰返し位相差θを
計算する。
また位相差αは前記サンプリング数Ｎ。の計数開始点と
第１の入力ＡＩの極性変化点との位相差であシ、同じく
βは同サンプリング数Ｎ。の計数終了点と第１の入力人
、の極性変化点との位相差である。
第１の入力ＡＩの極性変化点との位相差であシ、同じく
βは同サンプリング数Ｎ。の計数終了点と第１の入力人
、の極性変化点との位相差である。
これら位相差α、β前記位相差θと、サンプリング値Ｘ
。ｒ ＸＩおよびＸ２ｏ、〜２．との比例関係によシ次
式にて算出する。
。ｒ ＸＩおよびＸ２ｏ、〜２．との比例関係によシ次
式にて算出する。
次に、第３図に戻って、これら位４旧差θ、α。
β秒よびＡｆｌ ｒ杷丈ンプリング数Ｎ。をＪＩＪいて
幽ル１の入力人、と第２の入力Ａ２との位相差γを求め
る。こＣで、位相差γは、入力Ａ２の極性愛化力；負力
・ら正のとき、すなわちサンプリング数Ｎ。の信−Ｆ
’ｉ ［Ｑ始となる人力人、の極性変化と同じ方向のｊ
烏合＆筑γ＝αニドＮｏ×θ−βにて算出する。反対に
人力、・〜２の１１メ性変化が正から負のときはγ−α
−ＦＮ。×θ・トβ−１８０°にてＡ出する。すなわち
入力Ａ２が圧力為ら負に変イヒする場合、正のサンプリ
ング値Ｘ２１は、８２１閾における寓性没比点の図示左
向に位置す、る。まだ−リーンフ。
幽ル１の入力人、と第２の入力Ａ２との位相差γを求め
る。こＣで、位相差γは、入力Ａ２の極性愛化力；負力
・ら正のとき、すなわちサンプリング数Ｎ。の信−Ｆ
’ｉ ［Ｑ始となる人力人、の極性変化と同じ方向のｊ
烏合＆筑γ＝αニドＮｏ×θ−βにて算出する。反対に
人力、・〜２の１１メ性変化が正から負のときはγ−α
−ＦＮ。×θ・トβ−１８０°にてＡ出する。すなわち
入力Ａ２が圧力為ら負に変イヒする場合、正のサンプリ
ング値Ｘ２１は、８２１閾における寓性没比点の図示左
向に位置す、る。まだ−リーンフ。
リング故ＮＯは悌性変実点に１？ける正のサンプ１ノン
グ値Ｘ２１゛まで計数されて終了するので、γはＡｆｌ
述のようにγ＝α×Ｎｏ×θ＋β−１８０’に−で算出
することになるっ 〔発明の効果〕 以」二のように本発明によれば、同−電源力為らの２つ
の交流入力を比較的低いサンプリング周波数にてサンプ
リングし、そのサンプリング値を四則演算処理すること
で、これら２つの交流入力の位相差を高速かつ高精度に
検出することができ、またサンプリング周波数も比較的
低くてよいため比較的安価に構成できる。
グ値Ｘ２１゛まで計数されて終了するので、γはＡｆｌ
述のようにγ＝α×Ｎｏ×θ＋β−１８０’に−で算出
することになるっ 〔発明の効果〕 以」二のように本発明によれば、同−電源力為らの２つ
の交流入力を比較的低いサンプリング周波数にてサンプ
リングし、そのサンプリング値を四則演算処理すること
で、これら２つの交流入力の位相差を高速かつ高精度に
検出することができ、またサンプリング周波数も比較的
低くてよいため比較的安価に構成できる。
第１図は本発明による位相検出装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図は本発明における２つの交流入力のサ
ンプリング例を示す図、第３図。 第４図は本発明装置による演算処理過程を示すフローチ
ャートである。 ＡＩ 、 Ａ２・・・交流入力、３・・・計器用変成器
、４・・・アナログ入力装置、 ５・・・マイクロプロセッサ、 ６・・・ディジタル出力装置、 ７・・・表示器。 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか
１名）第３図 第４図
略構成図、第２図は本発明における２つの交流入力のサ
ンプリング例を示す図、第３図。 第４図は本発明装置による演算処理過程を示すフローチ
ャートである。 ＡＩ 、 Ａ２・・・交流入力、３・・・計器用変成器
、４・・・アナログ入力装置、 ５・・・マイクロプロセッサ、 ６・・・ディジタル出力装置、 ７・・・表示器。 （７３１７）代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか
１名）第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 定格周波数ｆ。の同一電源系統から２つの交流人力Ａ、
、 Ａ２をＪ３Ｉ［定のサンプリング周波数Ｊ“、で
サンプリングする手段と、第１の交流入力Ａ１が極性変
化する前後の２つのサンプリング値Ｘ。、ＸＩを求めか
つ１８０°後に再び極性変化する前後の２つのサンプリ
ングｌｌｔ Ｘ ｎ ＋ Ｘｎ ＋ １を求める手段と
、同一極性の前記サンプリング値Ｘ１からＸ。までのサ
ンプリング数ｎをバ［数する手段と、第１の交流入力Ａ
１が極性変化後に第２の交流入力Ａ２が極性変化する前
後の２つのサンプリング値Ｘ２ｏ、 Ｘ２．を求める手
段と、前記第１の交流入力ＡＩの極性変化してから第２
の交流入力Ａ２が極性変化するまでのサンプリング数Ｎ
１．を係数する手段と、定格周波数ｊ′ｏとサンプリン
グ周波数１８から決はるサンプリング間の基準となる位
相差θ。を式θ＝ ｒ、ｉ：Ｊ、ｌ・小＋１） −１ て演算を実行しかつ１θ−θｉが設定値δに対し１θ−
θ、１≦δとなるまでθを０１に代入して位相差θを求
める手段と、前記サンプリング数Ｎ。の係数開始点と第
１の交流入力Ａ１の極性変化点までの位相差αおよび同
サンプリング数Ｎ０の係数終了点と第２の交流入力Ａ２
の極性変化点までの位相差βを前記位相差θと各極性変
化点前後のサンプリング値ｌＸ０Ｉ、ｌＸ１１および１
Ｘ２０１．１Ｘ２１１との比例関係にてそれぞれ求める
手段と、前記位相差θにサンプリング数Ｎ。を乗算し、
これに上記位相差αおよびβを加算または減算して第１
の交流入力Ａ１の極性変化点から一第２の交流入力Ａ２
の極性変化点までの位相差γを求める手段とを備えた位
相検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15069082A JPS5942460A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 位相検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15069082A JPS5942460A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 位相検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5942460A true JPS5942460A (ja) | 1984-03-09 |
| JPH0366620B2 JPH0366620B2 (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=15502322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15069082A Granted JPS5942460A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | 位相検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942460A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6466566A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-13 | Hioki Electric Works | Phase difference measurement |
| WO2005085881A1 (de) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Austriamicrosystems Ag | Energiezähleranordnung und verfahren zum kalibrieren |
| US7609051B2 (en) | 2003-12-30 | 2009-10-27 | Austriamicrosystems Ag | Energy metering system |
-
1982
- 1982-09-01 JP JP15069082A patent/JPS5942460A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6466566A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-13 | Hioki Electric Works | Phase difference measurement |
| US7609051B2 (en) | 2003-12-30 | 2009-10-27 | Austriamicrosystems Ag | Energy metering system |
| WO2005085881A1 (de) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Austriamicrosystems Ag | Energiezähleranordnung und verfahren zum kalibrieren |
| US7474087B2 (en) | 2004-03-04 | 2009-01-06 | Austriamicrosystems Ag | Energy meter system and method for calibration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0366620B2 (ja) | 1991-10-18 |
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