JPH0471186B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0471186B2 JPH0471186B2 JP58141056A JP14105683A JPH0471186B2 JP H0471186 B2 JPH0471186 B2 JP H0471186B2 JP 58141056 A JP58141056 A JP 58141056A JP 14105683 A JP14105683 A JP 14105683A JP H0471186 B2 JPH0471186 B2 JP H0471186B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- output signal
- converting
- polarity
- converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Phase Differences (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
〔発明の利用分野〕
本発明は位相検出装置に係り、特に、波形およ
び波高値が変化する三相正弦波からデイジタルの
位相を検出する位相検出装置に関するものであ
る。 〔発明の背景〕 最近の機器の制御は、周知の通り、アナログか
らデイジタル化されてきている。しかしながら、
例えば、誘導電動機とか同期電動機等の交流機器
は、取扱う信号そのものがアナログのため、デイ
ジタル化が困難とされてきた。特に、周波数の一
定な正弦波に関しては、位相のデイジタル化が比
較的容易であるものの、周波数が変化する正弦波
は困難であるという問題点があつた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、周波数の変化する三相正弦波
より位相をデイジタルで検出できるようにした位
相検出装置を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するため、本発明は、位相を検
出したい単一の時点において、三相交流の各相瞬
時値をサンプリングし、単一のこれら各相瞬時値
に各相毎に設定された所定の定数を夫々乗算して
加算する手段を夫々異なる形態で２組設け、これ
ら２組の手段の出力の比をとつた上でデイジタル
変換し、これら２組の手段の出力の極性を夫々判
別し、その判別結果に基づいて、デイジタル変換
された出力を位相に換算することを特徴とする。 〔作用〕 この結果、単一のサンプリングにより、周波数
および波形変化があつても、正確なサンプリング
時点での位相が検出される。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
るが、その前に本発明の原理について説明する。 第１図は、本発明の原理を説明するために示す
説明図である。第１図において、Ｕ、Ｖ、Ｗは波
形及び波高値の変化する三相正弦波の位相情報を
ベクトル的に示したものである。また、V0は波
高値であり、ｄは基準点定数である。 いま、三相正弦波がＵ＋Ｖ＋Ｗ≒０であるとす
ると、それら三相の位相情報をＵ、Ｖ、Ｗとすれ
ば、波高値及び波形値の変る三相情報は、 で表わされることになる。これを整理すれば、 となる。上記(2)式に示すＵ、Ｖ、Ｗから逆にｄ、
sinθ、cosθを求めると、 となり、これより、 となる。 したがつて、三相正弦波交流の各瞬時値とその
ときの係数とがわかれば、位相θが求まることに
なる。 本発明は、上記原理に基づくものであり、その
詳細について下記に説明する。 第２図は、本発明に係る位相検知装置の実施例
を示すブロツク図である。 第２図に示す実施例においてＵ、Ｖ、Ｗは波形
および波高値が変化する三相正弦波の瞬時値であ
る。また、三相正弦波は、Ｕ＋Ｖ＋Ｗ≒０の関係
が成立すれば波形および波高値が変化してもよ
い。 第２図に示す実施例は、三相正弦波瞬時の位相
情報Ｕ、Ｖ、Ｗを取り込み、可変可能な所定の定
数k1乃至k3と各々掛けた値を加算する第１の処理
回路１００と、同様に三相正弦波交流の各瞬時値
の位相情報Ｕ、Ｖ、Ｗを取り込み、可変可能な所
定の定数k4乃至k6と各々掛けた値を加算する第２
の処理回路１０１と、前記第１及び第２の処理回
路１００及び１０１からの加算値の比を取る演算
回路１０２と、この演算回路１０２からの出力を
アナログ−デイジタル変換するアナログ−デイジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器１０３と、該Ａ／Ｄ変換器
１０３からのデイジタル出力から位相θを求める
換算器１０４とから構成されている。 上記処理回路１００は、定数k1乃至k3との換算
をする掛算器１乃至３と、該掛算器１乃至３の出
力を加算する加算器７とから構成されている。 また、処理回路１０１は、定数k4乃至k6との掛
算器４乃至６と、この掛算器４乃至６の出力を加
算する加算器８とから構成されている。 しかして、本実施例は、各掛算器１乃至６の定
数k1乃至k6の値を、例えば、上記(4)式から、k1＝
２、k2＝−１、k3＝−１、k4＝０、k5＝−√３、
k6＝√３に設定すればよいことがわかる。 上記構成になる実施例の動作を以下に説明す
る。 三相交流Ｕ、Ｖ、Ｗの各位相情報を第１及び第
２の処理回路１００及び１０１に取り込む。各処
理回路１００及び１０１では、それぞれ定数k1〜
k3及びk4〜k6と掛算される。これら掛算の結果
は、それぞれ加算器７及び８で加えられる。加算
器７は、(4)式の分子（ΣA＝2U−Ｖ−Ｗ）の計算
をする。また、加算器８は、(4)式の分母（ΣB＝
−√３Ｖ＋√３Ｗ）の計算をする。この加算器７
及び８からの出力は、演算器１０２で上記(4)式の
割算（tanθ＝ΣA／ΣB）がなされて、Ａ／Ｄ変換器１ ０３に供給される。Ａ／Ｄ変換器１０３でデイジ
タルに変換された値から、換算器１０４で位相θ
を求めるものである。 上述の動作を実際の波形で説明すると、第３図
の三相正弦波の瞬時値をU0、V0、W0とすれば、
上記第２図の回路構成により、位相θ＝tan-1
2U0−V0−W0／−√3V0＋√3W0の計算がなされるので、
位相 θは、検出できることになる。なお、定数k1乃至
k6を波形に合せて設定できるように可変可能に設
定すれば応用範囲が広くなる。 このように構成したので、デイジタルの位相
（例えば、Ｕ相基準の位相）の検出ができる。こ
の位相があれば三相正弦波を作ることも、位相の
進め遅れ等も容易にできる。 以上が、各相瞬時値からデイジタル化された位
相を出力する概略図である。これを実用化するた
めには、次の問題がある。 第２図の装置は、各相瞬時値からまず、tanθを
求め、それから、デイジタル化した位相を算出し
ている。このtanθには、０≦θ＜360°において、
異なる位相で同一の値をとるという性質がある。
つまり、演算回路１０２でtanθの値が演算されて
も、とり得る位相は、２種類（θ、θ±180°）あ
ることとなる。これでは、正確な位相検出とは言
えない。 この問題を解決するためには、現在の瞬時値か
ら、位相θがどの象限にあるのかを判別しなけれ
ばならない。 そこで、本発明者らは、先に演算した、ΣA、
ΣBの極性と象限の間に関係があることに着目し、
第４図にあるような回路例を案出した。 第４図はtanθ／θ変換するための具体回路例を
示すブロツク図である。この実施例では、tanθ値
がどの角度範囲（象限）にあるかによりtanθ／θ
変換表を有する換算器を使い分けるようにしたも
のである。 つまり、換算器１０４を４つ（０〜90°の範囲
の換算器１０４Ａ、90〜180°の範囲の換算器１０
４Ｂ、180°〜270°の範囲の換算器１０４Ｃ、270°
〜360°の範囲の換算器１０４Ｄ）具備せしめ、加
算器７および８の極性により、どの換算器１０４
を使用するかを極性判別部１０５で判別し、切換
スイツチ１０６により指令し使い分けるようにし
たものである。極性判別部１０５では、次の表の
如き判定を行ない、スイツチ１０６を切り換え
る。
び波高値が変化する三相正弦波からデイジタルの
位相を検出する位相検出装置に関するものであ
る。 〔発明の背景〕 最近の機器の制御は、周知の通り、アナログか
らデイジタル化されてきている。しかしながら、
例えば、誘導電動機とか同期電動機等の交流機器
は、取扱う信号そのものがアナログのため、デイ
ジタル化が困難とされてきた。特に、周波数の一
定な正弦波に関しては、位相のデイジタル化が比
較的容易であるものの、周波数が変化する正弦波
は困難であるという問題点があつた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、周波数の変化する三相正弦波
より位相をデイジタルで検出できるようにした位
相検出装置を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するため、本発明は、位相を検
出したい単一の時点において、三相交流の各相瞬
時値をサンプリングし、単一のこれら各相瞬時値
に各相毎に設定された所定の定数を夫々乗算して
加算する手段を夫々異なる形態で２組設け、これ
ら２組の手段の出力の比をとつた上でデイジタル
変換し、これら２組の手段の出力の極性を夫々判
別し、その判別結果に基づいて、デイジタル変換
された出力を位相に換算することを特徴とする。 〔作用〕 この結果、単一のサンプリングにより、周波数
および波形変化があつても、正確なサンプリング
時点での位相が検出される。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
るが、その前に本発明の原理について説明する。 第１図は、本発明の原理を説明するために示す
説明図である。第１図において、Ｕ、Ｖ、Ｗは波
形及び波高値の変化する三相正弦波の位相情報を
ベクトル的に示したものである。また、V0は波
高値であり、ｄは基準点定数である。 いま、三相正弦波がＵ＋Ｖ＋Ｗ≒０であるとす
ると、それら三相の位相情報をＵ、Ｖ、Ｗとすれ
ば、波高値及び波形値の変る三相情報は、 で表わされることになる。これを整理すれば、 となる。上記(2)式に示すＵ、Ｖ、Ｗから逆にｄ、
sinθ、cosθを求めると、 となり、これより、 となる。 したがつて、三相正弦波交流の各瞬時値とその
ときの係数とがわかれば、位相θが求まることに
なる。 本発明は、上記原理に基づくものであり、その
詳細について下記に説明する。 第２図は、本発明に係る位相検知装置の実施例
を示すブロツク図である。 第２図に示す実施例においてＵ、Ｖ、Ｗは波形
および波高値が変化する三相正弦波の瞬時値であ
る。また、三相正弦波は、Ｕ＋Ｖ＋Ｗ≒０の関係
が成立すれば波形および波高値が変化してもよ
い。 第２図に示す実施例は、三相正弦波瞬時の位相
情報Ｕ、Ｖ、Ｗを取り込み、可変可能な所定の定
数k1乃至k3と各々掛けた値を加算する第１の処理
回路１００と、同様に三相正弦波交流の各瞬時値
の位相情報Ｕ、Ｖ、Ｗを取り込み、可変可能な所
定の定数k4乃至k6と各々掛けた値を加算する第２
の処理回路１０１と、前記第１及び第２の処理回
路１００及び１０１からの加算値の比を取る演算
回路１０２と、この演算回路１０２からの出力を
アナログ−デイジタル変換するアナログ−デイジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器１０３と、該Ａ／Ｄ変換器
１０３からのデイジタル出力から位相θを求める
換算器１０４とから構成されている。 上記処理回路１００は、定数k1乃至k3との換算
をする掛算器１乃至３と、該掛算器１乃至３の出
力を加算する加算器７とから構成されている。 また、処理回路１０１は、定数k4乃至k6との掛
算器４乃至６と、この掛算器４乃至６の出力を加
算する加算器８とから構成されている。 しかして、本実施例は、各掛算器１乃至６の定
数k1乃至k6の値を、例えば、上記(4)式から、k1＝
２、k2＝−１、k3＝−１、k4＝０、k5＝−√３、
k6＝√３に設定すればよいことがわかる。 上記構成になる実施例の動作を以下に説明す
る。 三相交流Ｕ、Ｖ、Ｗの各位相情報を第１及び第
２の処理回路１００及び１０１に取り込む。各処
理回路１００及び１０１では、それぞれ定数k1〜
k3及びk4〜k6と掛算される。これら掛算の結果
は、それぞれ加算器７及び８で加えられる。加算
器７は、(4)式の分子（ΣA＝2U−Ｖ−Ｗ）の計算
をする。また、加算器８は、(4)式の分母（ΣB＝
−√３Ｖ＋√３Ｗ）の計算をする。この加算器７
及び８からの出力は、演算器１０２で上記(4)式の
割算（tanθ＝ΣA／ΣB）がなされて、Ａ／Ｄ変換器１ ０３に供給される。Ａ／Ｄ変換器１０３でデイジ
タルに変換された値から、換算器１０４で位相θ
を求めるものである。 上述の動作を実際の波形で説明すると、第３図
の三相正弦波の瞬時値をU0、V0、W0とすれば、
上記第２図の回路構成により、位相θ＝tan-1
2U0−V0−W0／−√3V0＋√3W0の計算がなされるので、
位相 θは、検出できることになる。なお、定数k1乃至
k6を波形に合せて設定できるように可変可能に設
定すれば応用範囲が広くなる。 このように構成したので、デイジタルの位相
（例えば、Ｕ相基準の位相）の検出ができる。こ
の位相があれば三相正弦波を作ることも、位相の
進め遅れ等も容易にできる。 以上が、各相瞬時値からデイジタル化された位
相を出力する概略図である。これを実用化するた
めには、次の問題がある。 第２図の装置は、各相瞬時値からまず、tanθを
求め、それから、デイジタル化した位相を算出し
ている。このtanθには、０≦θ＜360°において、
異なる位相で同一の値をとるという性質がある。
つまり、演算回路１０２でtanθの値が演算されて
も、とり得る位相は、２種類（θ、θ±180°）あ
ることとなる。これでは、正確な位相検出とは言
えない。 この問題を解決するためには、現在の瞬時値か
ら、位相θがどの象限にあるのかを判別しなけれ
ばならない。 そこで、本発明者らは、先に演算した、ΣA、
ΣBの極性と象限の間に関係があることに着目し、
第４図にあるような回路例を案出した。 第４図はtanθ／θ変換するための具体回路例を
示すブロツク図である。この実施例では、tanθ値
がどの角度範囲（象限）にあるかによりtanθ／θ
変換表を有する換算器を使い分けるようにしたも
のである。 つまり、換算器１０４を４つ（０〜90°の範囲
の換算器１０４Ａ、90〜180°の範囲の換算器１０
４Ｂ、180°〜270°の範囲の換算器１０４Ｃ、270°
〜360°の範囲の換算器１０４Ｄ）具備せしめ、加
算器７および８の極性により、どの換算器１０４
を使用するかを極性判別部１０５で判別し、切換
スイツチ１０６により指令し使い分けるようにし
たものである。極性判別部１０５では、次の表の
如き判定を行ない、スイツチ１０６を切り換え
る。
本発明によれば、３相交流の各相瞬時値の総和
は零である性質を利用した位相検出構成により、
(1)周波数が変化する３相交流であつても、(2)唯一
のサンプリングでその位相を判定できる。
は零である性質を利用した位相検出構成により、
(1)周波数が変化する３相交流であつても、(2)唯一
のサンプリングでその位相を判定できる。
第１図は本発明の原理を説明するために示すベ
クトル図、第２図は本発明に係る位相検出器の実
施例を示すブロツク図、第３図は本発明の動作を
説明するために示す波形図、第４図は本発明に用
いる換算器の具体例を示すブロツク図である。 １乃至６……掛算器、７及び８……加算器、１
００……第１の処理回路、１０１……第２の処理
回路、１０２……演算器、１０３……Ａ／Ｄ変換
器、１０４……換算器、１０５……極性判別部、
１０６……切換スイツチ。
クトル図、第２図は本発明に係る位相検出器の実
施例を示すブロツク図、第３図は本発明の動作を
説明するために示す波形図、第４図は本発明に用
いる換算器の具体例を示すブロツク図である。 １乃至６……掛算器、７及び８……加算器、１
００……第１の処理回路、１０１……第２の処理
回路、１０２……演算器、１０３……Ａ／Ｄ変換
器、１０４……換算器、１０５……極性判別部、
１０６……切換スイツチ。
Claims (1)
- １ 三相交流の位相を検出する位相検出装置にお
いて、前記三相交流の各相瞬時値に対して夫々設
定された所定の定数を乗算する手段と、これらの
各相の乗算結果を加算する第１の加算手段と、前
記各瞬時値のうち少なくとも２つに対して夫々設
定された所定の定数を乗算する手段と、これら各
相の乗算結果を加算する第２の加算手段と、前記
第１の加算手段の出力信号を第２の加算手段の出
力信号で除算する除算手段と、この除算手段の出
力信号をデイジタル変換するアナログデイジタル
変換手段と、このアナログデイジタル変換手段の
出力信号をデイジタルで表わされた位相に換算す
る複数の換算手段と、前記第１の加算手段の出力
信号の極性と前記第２の加算手段の出力信号の極
性とから、前記位相変換に使用する換算手段を決
定する極性判別手段と、この極性判別手段の決定
に従つて、その換算手段が換算した位相を出力さ
せる切換手段とを備え、しかして、前記各相瞬時
値を抽出する１度のサンプリングにより、このサ
ンプリング時点における位相を検出することを特
徴とする位相検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14105683A JPS6033062A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 位相検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14105683A JPS6033062A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 位相検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033062A JPS6033062A (ja) | 1985-02-20 |
| JPH0471186B2 true JPH0471186B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=15283224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14105683A Granted JPS6033062A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 位相検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033062A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5415784A (en) * | 1977-06-23 | 1979-02-05 | Fuji Electric Co Ltd | Phase detecting method |
-
1983
- 1983-08-03 JP JP14105683A patent/JPS6033062A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6033062A (ja) | 1985-02-20 |
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