JPH0712860A - 周波数検出装置 - Google Patents
周波数検出装置Info
- Publication number
- JPH0712860A JPH0712860A JP5155380A JP15538093A JPH0712860A JP H0712860 A JPH0712860 A JP H0712860A JP 5155380 A JP5155380 A JP 5155380A JP 15538093 A JP15538093 A JP 15538093A JP H0712860 A JPH0712860 A JP H0712860A
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- JP
- Japan
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- frequency
- sampling
- input
- value
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- Pending
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- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で安価な周波数検出装置を提供す
る。 【構成】 サンプリング周波数手段３０１は所定サンプ
リング周波数毎に交流入力のサンプリングを行ない、そ
のサンプリング値を極性変化検出手段３０２及び周波数
演算手段３０３に出力している。サンプリング値ｘ1 ，
ｘ2 の極性がそれぞれ負，正であったとすると、このと
き手段３０２は極性変化検出信号を手段３０３に出力
し、さらに、その後サンプリング値ｘn ，ｘn+1 の極性
がそれぞれ正，負であったときも手段３０２は極性変化
検出信号を手段３０３に出力する。手段３０３は、手段
３０２からの検出信号の入力に基き、サンプリング値ｘ
1 ，ｘ2 ，ｘn を読込み、所定演算式を用いて定格周波
数ｆ0 の変動値ｆを演算する。
る。 【構成】 サンプリング周波数手段３０１は所定サンプ
リング周波数毎に交流入力のサンプリングを行ない、そ
のサンプリング値を極性変化検出手段３０２及び周波数
演算手段３０３に出力している。サンプリング値ｘ1 ，
ｘ2 の極性がそれぞれ負，正であったとすると、このと
き手段３０２は極性変化検出信号を手段３０３に出力
し、さらに、その後サンプリング値ｘn ，ｘn+1 の極性
がそれぞれ正，負であったときも手段３０２は極性変化
検出信号を手段３０３に出力する。手段３０３は、手段
３０２からの検出信号の入力に基き、サンプリング値ｘ
1 ，ｘ2 ，ｘn を読込み、所定演算式を用いて定格周波
数ｆ0 の変動値ｆを演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の制御装置等
に用いられる周波数検出装置に関するものである。
に用いられる周波数検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力系統の周波数が大きく変動すると、
発電所側では安定かつ経済的な運用が阻害され、一方、
需要家側では各種の機器に重大な影響が及ぶことにな
る。
発電所側では安定かつ経済的な運用が阻害され、一方、
需要家側では各種の機器に重大な影響が及ぶことにな
る。
【０００３】そこで、電力系統の周波数変動を一定範囲
内に抑制する制御が行なわれることになるが、この制御
のためには周波数検出装置が必要になる。
内に抑制する制御が行なわれることになるが、この制御
のためには周波数検出装置が必要になる。
【０００４】このような周波数検出装置には、従来から
所謂パルスカウンタ方式と呼ばれるものが多く用いられ
ている。これは、所定サンプリング周波数毎に交流入力
の値をサンプリングしてその極性変化を検出し、ある極
性変化検出時点から次の極性変化検出時点までの間のパ
ルスカウント数に基いて周波数を求める方式のものであ
る。
所謂パルスカウンタ方式と呼ばれるものが多く用いられ
ている。これは、所定サンプリング周波数毎に交流入力
の値をサンプリングしてその極性変化を検出し、ある極
性変化検出時点から次の極性変化検出時点までの間のパ
ルスカウント数に基いて周波数を求める方式のものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パルスカウン
タ方式の周波数検出装置の場合、サンプリング回路以外
にパルス発振回路を必要とし、さらに、検出精度を上げ
るためには、このパルス発振回路について高周波数のパ
ルスを出力し得るものが必要となる。したがって、従来
の周波数検出装置は、回路構成が複雑でコスト的にも不
利なものとなっていた。
タ方式の周波数検出装置の場合、サンプリング回路以外
にパルス発振回路を必要とし、さらに、検出精度を上げ
るためには、このパルス発振回路について高周波数のパ
ルスを出力し得るものが必要となる。したがって、従来
の周波数検出装置は、回路構成が複雑でコスト的にも不
利なものとなっていた。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、簡単な構成で安価な周波数検出装置を提供するこ
とを目的とする。
あり、簡単な構成で安価な周波数検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、交流入力の定格周波数
（ｆ0 ）について、その変動値（ｆ）を検出する周波数
検出装置において、前記交流入力の値を所定サンプリン
グ周波数（ｆs ）毎にサンプリングするサンプリング手
段と、前記交流入力の連続する２つのサンプリング値
（ｘ1 ，ｘ2 ）の極性が負から正又は正から負に変化し
た場合に、その後の連続する２つのサンプリング値（ｘ
n ，ｘn+1 ）の極性が正から負又は負から正に変化した
時点で極性変化検出信号を出力する極性変化検出手段
と、前記極性変化検出信号を入力したときに、下式を用
いて前記変動値（ｆ）を演算する周波数演算手段と、を
備えたことを特徴とするものである。
決するための手段として、交流入力の定格周波数
（ｆ0 ）について、その変動値（ｆ）を検出する周波数
検出装置において、前記交流入力の値を所定サンプリン
グ周波数（ｆs ）毎にサンプリングするサンプリング手
段と、前記交流入力の連続する２つのサンプリング値
（ｘ1 ，ｘ2 ）の極性が負から正又は正から負に変化し
た場合に、その後の連続する２つのサンプリング値（ｘ
n ，ｘn+1 ）の極性が正から負又は負から正に変化した
時点で極性変化検出信号を出力する極性変化検出手段
と、前記極性変化検出信号を入力したときに、下式を用
いて前記変動値（ｆ）を演算する周波数演算手段と、を
備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【数２】
【０００９】
【作用】上記構成において、周波数演算手段は、極性変
化時点前後のサンプリング値、サンプリング周波数値、
及び定格周波数値のみを用いて定格周波数変動値を演算
する。そして、サンプリング手段、極性変化検出手段、
及び周波数演算手段は、いずれもマイクロコンピュータ
により構成することができ、高周波数のパルス発振器の
ようなものは必要としない。したがって、簡単な構成で
安価な周波数検出装置を実現することができる。
化時点前後のサンプリング値、サンプリング周波数値、
及び定格周波数値のみを用いて定格周波数変動値を演算
する。そして、サンプリング手段、極性変化検出手段、
及び周波数演算手段は、いずれもマイクロコンピュータ
により構成することができ、高周波数のパルス発振器の
ようなものは必要としない。したがって、簡単な構成で
安価な周波数検出装置を実現することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基き
説明する。図２は、この実施例に係る周波数検出装置の
概略構成を示すブロック図である。
説明する。図２は、この実施例に係る周波数検出装置の
概略構成を示すブロック図である。
【００１１】図２において、電源系統から定格周波数ｆ
0 （例えば５０Ｈｚ）の交流入力が計器用変成器１の１
次側に送られており、この計器用変成器１の２次側から
は、交流入力の信号レベルを低下させたアナログ信号が
アナログ入力装置２に送られている。アナログ入力装置
２は、この入力されたアナログ信号をディジタル信号に
変換し、これをマイクロプロセッサ３に出力している。
0 （例えば５０Ｈｚ）の交流入力が計器用変成器１の１
次側に送られており、この計器用変成器１の２次側から
は、交流入力の信号レベルを低下させたアナログ信号が
アナログ入力装置２に送られている。アナログ入力装置
２は、この入力されたアナログ信号をディジタル信号に
変換し、これをマイクロプロセッサ３に出力している。
【００１２】マイクロプロセッサ３は、入力したディジ
タル信号に対して所定の演算を施すことにより定格周波
数ｆ0 の変動値ｆを求める。ディジタル出力装置４は、
この求められた変動値ｆを数値表示器５に出力し、数値
表示器５はこの変動値ｆの表示を行う。
タル信号に対して所定の演算を施すことにより定格周波
数ｆ0 の変動値ｆを求める。ディジタル出力装置４は、
この求められた変動値ｆを数値表示器５に出力し、数値
表示器５はこの変動値ｆの表示を行う。
【００１３】図１は図２におけるマイクロプロセッサ３
の構成を示すブロック図である。サンプリング手段３０
１は、アナログ入力装置２から送られてくる交流入力の
ディジタル値を所定周波数ｆs （例えば１２００Ｈｚ）
毎にサンプリングするようになっている。そして、サン
プリング手段３０１は、交流入力についての連続したサ
ンプリング値（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘn ，ｘn+1 ，…）を
極性変化検出手段３０２及び周波数演算手段３０３に出
力するようになっている。
の構成を示すブロック図である。サンプリング手段３０
１は、アナログ入力装置２から送られてくる交流入力の
ディジタル値を所定周波数ｆs （例えば１２００Ｈｚ）
毎にサンプリングするようになっている。そして、サン
プリング手段３０１は、交流入力についての連続したサ
ンプリング値（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘn ，ｘn+1 ，…）を
極性変化検出手段３０２及び周波数演算手段３０３に出
力するようになっている。
【００１４】次に、図３につき説明する。図３の波形図
は本発明の原理を示すものである。定格周波数ｆ0 の交
流入力（実線部）がサンプリング期間ｔ1 〜ｔ2 及びｔ
n 〜ｔn+1 で極性変化するものとし、電圧値がゼロにな
る時点すなわちゼロクロス点を０1 ，０2 とする。そし
て、定格周波数ｆ0 と変動値ｆとの関係がそれぞれ、ｆ
＜ｆ0 、ｆ＝ｆ0 、ｆ＞ｆ0 の場合の波形が、１点鎖
線、実線、２点鎖線で示されている。なお、サンプリン
グ期間をＴs とすると、１／ｆs ＝Ｔs ＝ｔ2 −ｔ1 ＝
ｔn+1 −ｔn の関係がある。
は本発明の原理を示すものである。定格周波数ｆ0 の交
流入力（実線部）がサンプリング期間ｔ1 〜ｔ2 及びｔ
n 〜ｔn+1 で極性変化するものとし、電圧値がゼロにな
る時点すなわちゼロクロス点を０1 ，０2 とする。そし
て、定格周波数ｆ0 と変動値ｆとの関係がそれぞれ、ｆ
＜ｆ0 、ｆ＝ｆ0 、ｆ＞ｆ0 の場合の波形が、１点鎖
線、実線、２点鎖線で示されている。なお、サンプリン
グ期間をＴs とすると、１／ｆs ＝Ｔs ＝ｔ2 −ｔ1 ＝
ｔn+1 −ｔn の関係がある。
【００１５】図３の例ではｘ1 の値は負となり、ｘn の
値は正となるので、ｆとｆ0 との大小関係に応じて（ｘ
1 ＋ｘn ）の値は次のように変化することがわかる。
値は正となるので、ｆとｆ0 との大小関係に応じて（ｘ
1 ＋ｘn ）の値は次のように変化することがわかる。
【００１６】 ｆ＜ｆ0 のとき ｜ｘ1 ｜＜｜ｘn ｜ ∴ｘ1 ＋ｘn ＞０ ｆ＝ｆ0 のとき ｜ｘ1 ｜＝｜ｘn ｜ ∴ｘ1 ＋ｘn ＝０ ｆ＞ｆ0 のとき ｜ｘ1 ｜＞｜ｘn ｜ ∴ｘ1 ＋ｘn ＜０ これらのことは、定格周波数ｆ0 が変動した場合、その
変動値ｆに対応して（ｘ1 ＋ｘn ）の値が変動すること
を意味している。
変動値ｆに対応して（ｘ1 ＋ｘn ）の値が変動すること
を意味している。
【００１７】また、図３に示した交流入力の波形は正弦
波曲線であるが、この曲線のゼロクロス点０1 ，０2 付
近の部分は近似的に直線として見ることができる。する
と、ゼロクロス点０1 の前後の２つの三角形△０1 ｔ1
ｘ1 及び△０1 ｔ2 ｘ2 は、ｆ＝ｆ0 の場合、それぞれ
三角形△０2 ｔn ｘn 及び△０2 ｔn+1 ｘn+1 と等しい
ことがわかる。
波曲線であるが、この曲線のゼロクロス点０1 ，０2 付
近の部分は近似的に直線として見ることができる。する
と、ゼロクロス点０1 の前後の２つの三角形△０1 ｔ1
ｘ1 及び△０1 ｔ2 ｘ2 は、ｆ＝ｆ0 の場合、それぞれ
三角形△０2 ｔn ｘn 及び△０2 ｔn+1 ｘn+1 と等しい
ことがわかる。
【００１８】そして、ｆ＝ｆ0 の状態から、ｆ＜ｆ0 又
はｆ＞ｆ0 の状態に定格周波数ｆ0が変動したとして
も、三角形△０2 ｔn ｘn 及び△０2 ｔn+1 ｘn+1 の合
計面積は常に三角形△０1 ｔ1 ｘ1 及び△０1 ｔ2 ｘ2
の合計面積に等しくなっている。つまり、三角形△０2
ｔn ｘn ，△０2 ｔn+1 ｘn+1 のそれぞれの面積の増減
の度合いは、定格周波数ｆ0 の変動の度合いに対応して
いることがわかる。
はｆ＞ｆ0 の状態に定格周波数ｆ0が変動したとして
も、三角形△０2 ｔn ｘn 及び△０2 ｔn+1 ｘn+1 の合
計面積は常に三角形△０1 ｔ1 ｘ1 及び△０1 ｔ2 ｘ2
の合計面積に等しくなっている。つまり、三角形△０2
ｔn ｘn ，△０2 ｔn+1 ｘn+1 のそれぞれの面積の増減
の度合いは、定格周波数ｆ0 の変動の度合いに対応して
いることがわかる。
【００１９】これらのことから、定格周波数ｆ0 と変動
値ｆとの間には次の関係式が成立することを導くことが
できる。
値ｆとの間には次の関係式が成立することを導くことが
できる。
【００２０】
【数３】 図１における周波数演算手段３０３は、このような関係
式を用いて変動値ｆを演算するものである。ただし、ｍ
＝（ｆs ／ｆ0 ）・１／２とおけば、上記の関係式は下
式のように表わすことができる。
式を用いて変動値ｆを演算するものである。ただし、ｍ
＝（ｆs ／ｆ0 ）・１／２とおけば、上記の関係式は下
式のように表わすことができる。
【００２１】
【数４】 この式におけるｍは定数として予め演算しておくことが
できる。
できる。
【００２２】次に、図１の動作を、図３の波形図、及び
図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２３】サンプリング手段３０１は所定周波数ｆs
（５０Ｈｚ）毎にサンプリング値を極性変化検出手段３
０２及び周波数演算手段３０３に出力している。図３に
示すように、サンプリング値ｘ1 とｘ2 との間で交流入
力の極性が負から正へ変化しているので、極性変化検出
手段３０２はｘ1 を入力した後、ｘ2 を入力した時点で
極性変化検出信号を周波数演算手段３０３に出力する
（ステップ１）。周波数演算手段３０３は、この信号の
入力に基きｘ1 ，ｘ2 の値を読込み、これを記憶してお
く（ステップ２）。
（５０Ｈｚ）毎にサンプリング値を極性変化検出手段３
０２及び周波数演算手段３０３に出力している。図３に
示すように、サンプリング値ｘ1 とｘ2 との間で交流入
力の極性が負から正へ変化しているので、極性変化検出
手段３０２はｘ1 を入力した後、ｘ2 を入力した時点で
極性変化検出信号を周波数演算手段３０３に出力する
（ステップ１）。周波数演算手段３０３は、この信号の
入力に基きｘ1 ，ｘ2 の値を読込み、これを記憶してお
く（ステップ２）。
【００２４】この後、交流入力の極性が正から負へ変化
するのはサンプリング値ｘn とｘn+ 1 との間なので、極
性変化検出手段３０２はｘn を入力した後、ｘn+1 を入
力した時点で極性変化検出信号を周波数演算手段３０３
に出力する（ステップ１）。周波数演算手段３０３は、
この信号の入力に基きｘn の値を読込み、これを記憶し
ておく（ステップ２）。そして、周波数演算手段３０３
は、上述した関係式を用いて変動値ｆを演算し、その演
算結果をディジタル出力装置４に出力する（ステップ
３）。
するのはサンプリング値ｘn とｘn+ 1 との間なので、極
性変化検出手段３０２はｘn を入力した後、ｘn+1 を入
力した時点で極性変化検出信号を周波数演算手段３０３
に出力する（ステップ１）。周波数演算手段３０３は、
この信号の入力に基きｘn の値を読込み、これを記憶し
ておく（ステップ２）。そして、周波数演算手段３０３
は、上述した関係式を用いて変動値ｆを演算し、その演
算結果をディジタル出力装置４に出力する（ステップ
３）。
【００２５】以上のような構成によれば、高周波数のパ
ルス発振器を用いることなく、マイクロコンピュータの
みの簡単な構成により、定格周波数の変動値を容易かつ
確実に求めることができる。すなわち、従来であれば数
メガＨｚ以上の高周波パルスを発振することが可能なパ
ルス発振器を必要としていたのに対し、本発明によれば
僅か１２００Ｈｚの低周波数毎にサンプリングすればよ
いことになる。
ルス発振器を用いることなく、マイクロコンピュータの
みの簡単な構成により、定格周波数の変動値を容易かつ
確実に求めることができる。すなわち、従来であれば数
メガＨｚ以上の高周波パルスを発振することが可能なパ
ルス発振器を必要としていたのに対し、本発明によれば
僅か１２００Ｈｚの低周波数毎にサンプリングすればよ
いことになる。
【００２６】なお、図３の波形図から明らかなように、
交流入力の変動幅が非常に大きい場合、すなわち、ゼロ
クロス点０2 がｔn+1 の右方にずれたり、ｔn の左方に
ずれたりした場合には、本発明に係る手法により周波数
を演算することはできなくなる。しかし、定格周波数が
５０Ｈｚの場合、ｔn 〜ｔn+1 の区間にゼロクロス点０
2 が収まる変動値の範囲は４０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度であ
り、一方、実際に定格周波数が変動する範囲はせいぜい
４５Ｈｚ〜５５Ｈｚ程度である。したがって、理論上は
変動値が大きい場合に本発明を適用できなくなるとして
も、実用上は殆んど問題となることがない。
交流入力の変動幅が非常に大きい場合、すなわち、ゼロ
クロス点０2 がｔn+1 の右方にずれたり、ｔn の左方に
ずれたりした場合には、本発明に係る手法により周波数
を演算することはできなくなる。しかし、定格周波数が
５０Ｈｚの場合、ｔn 〜ｔn+1 の区間にゼロクロス点０
2 が収まる変動値の範囲は４０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度であ
り、一方、実際に定格周波数が変動する範囲はせいぜい
４５Ｈｚ〜５５Ｈｚ程度である。したがって、理論上は
変動値が大きい場合に本発明を適用できなくなるとして
も、実用上は殆んど問題となることがない。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、極性変
化点前後のサンプリング値のみを用いた所定演算式によ
り定格周波数の変動値を求める構成としたので、マイコ
ンを応用した簡単な構成により安価な周波数検出装置を
実現することができる。
化点前後のサンプリング値のみを用いた所定演算式によ
り定格周波数の変動値を求める構成としたので、マイコ
ンを応用した簡単な構成により安価な周波数検出装置を
実現することができる。
【図１】本発明の実施例の要部構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例の全体構成を示すブロック図。
【図３】本発明の原理を説明するための波形図。
【図４】図１の動作を説明するためのフローチャート。
３０１ サンプリング手段 ３０２ 極性変化検出手段 ３０３ 周波数演算手段 ｆ0 定格周波数 ｆ 変動値 ｆs サンプリング周波数 ｘ1 ，ｘ2 ，ｘn ，ｘn+1 サンプリング値
Claims (1)
- 【請求項１】交流入力の定格周波数（ｆ0 ）について、
その変動値（ｆ）を検出する周波数検出装置において、 前記交流入力の値を所定サンプリング周波数（ｆs ）毎
にサンプリングするサンプリング手段と、 前記交流入力の連続する２つのサンプリング値（ｘ1 ，
ｘ2 ）の極性が負から正又は正から負に変化した場合
に、その後の連続する２つのサンプリング値（ｘn ，ｘ
n+1 ）の極性が正から負又は負から正に変化した時点で
極性変化検出信号を出力する極性変化検出手段と、 前記極性変化検出信号を入力したときに、下式を用いて
前記変動値（ｆ）を演算する周波数演算手段と、を備え
たことを特徴とする周波数検出装置。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155380A JPH0712860A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 周波数検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155380A JPH0712860A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 周波数検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712860A true JPH0712860A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15604685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5155380A Pending JPH0712860A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 周波数検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712860A (ja) |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5155380A patent/JPH0712860A/ja active Pending
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