JPH11142447A - 周波数検出装置および周波数検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３相交流電圧の場合、１周期で６つのゼロク
ロス点しか無く、連続的に検出することができないなど
の課題があった。 【解決手段】 周波数導出手段７は制御手段３からの周
波数偏差Ａ４を入力し、検出周波数Ａ８を生成した後出
力する。積分手段５は加算手段４から出力された周波数
信号Ａ５を入力し、周期関数信号Ａ１−１および周期関
数信号Ａ１−２と一致するように積分制御することによ
り位相信号Ａ６を生成し、周期関数生成手段６−１およ
び周期関数生成手段６−２に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、検出周波数を連
続的に出力することができる周波数検出装置および周波
数検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、特開平６−１５２２５５号公報
に示された従来の周波数検出装置を示す構成図であり、
図において、１０１は線間電圧を入力信号Ａ１０１とし
て入力し、ロジックレベル信号Ａ１０４を出力する波形
整形器、１０２はロジックレベル信号Ａ１０４を入力
し、１／Ｔ演算器１０３に対して１／Ｔ演算開始信号Ｔ
１１を出力するとともに、移動平均値演算器１０４に対
してデータ更新信号Ｔ１２を出力するタイミング発生器
である。１０３は１／Ｔ演算開始信号Ｔ１１を入力し、
入力信号Ａ１０１の周期Ｔの逆数１／Ｔを移動平均値演
算器１０４へ出力する１／Ｔ演算器、１０４はデータ更
新信号Ｔ１２と１／Ｔ演算結果Ｓ１１とを入力し、検出
周波数Ｓ１２を出力する移動平均値演算器である。

【０００３】次に動作について説明する。まず、波形整
形器１０１は、代表相の線間電圧を入力信号Ａ１０１と
して入力し、この入力信号Ａ１０１に対し波形整形を行
った後、波形整形後の信号がゼロクロスするタイミング
でロジックレベルが反転するロジックレベル信号Ａ１０
４をタイミング発生器１０２に出力する。次に、タイミ
ング発生器１０２は、１周期毎に１／Ｔ演算開始信号Ｔ
１１を１／Ｔ演算器１０３に出力するとともに、１／Ｔ
演算器１０３への１／Ｔ演算開始信号Ｔ１１出力後に、
移動平均値演算器１０４にデータ更新信号Ｔ１２を出力
する。

【０００４】次に、１／Ｔ演算器１０３は前回の１／Ｔ
演算開始信号Ｔ１１と今回の１／Ｔ演算開始信号Ｔ１１
とから時間間隔Ｔ’を計算後、その逆数１／Ｔ、すなわ
ち周波数を演算し１／Ｔ演算結果Ｓ１１を移動平均値演
算器１０４に出力する。一方、移動平均値演算器１０４
ではデータ更新信号Ｔ１２を入力するとともに、１／Ｔ
演算結果Ｓ１１を入力する。そして、移動平均値を演算
し、その結果を検出周波数Ｓ１２として出力する。上記
のように、従来の周波数検出装置では１周期毎に更新さ
れる１／Ｔ演算結果Ｓ１１を移動平均演算することによ
り周波数検出している。

【０００５】また、図８は特開平９−１４５７５４号公
報に示された従来の周波数検出装置を示す構成図、図９
は従来の周波数検出装置における３相交流電圧の場合の
ゼロクロス点を示す波形図である。図において、上記と
同一符号については同一の動作であるので説明を省略す
る。ここで、周波数の検出原理は上記従来例と同様であ
るが、３つの線間電圧Ａ１０１，Ａ１０２およびＡ１０
３を入力することで、ゼロクロス点が上記従来例の３倍
に増え、その結果、１／３周期で検出周波数を更新でき
ることを特徴としている。

【０００６】一般に周波数検出装置の出力更新周期は、
応答性の面からできるだけ短いことが望まれる。上記に
示したゼロクロスインターバルの逆数を周波数信号とし
て移動平均値を演算し、その結果を検出周波数とする方
法では、例えば、３相交流電圧の場合、図９に示すよう
に１周期で６つのゼロクロス点しか無く、連続的に検出
することができなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の周波数検出装置
は以上のように構成されているので、３相交流電圧の場
合、１周期で６つのゼロクロス点しか無く、検出周波数
を連続的に検出することができないなどの課題があっ
た。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、検出周波数を連続的に出力するこ
とのできる周波数検出装置および周波数検出方法を得る
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る周波数検
出装置は、周波数検出装置内からの周期関数信号および
外部からの周期関数信号を入力し、これら周期関数信号
を乗算し、その乗算結果を複数の乗算手段から出力し、
これら乗算手段からの複数の乗算結果を入力し、これら
乗算結果の差をとり、その結果を加減算手段出力値とし
て加減算手段から出力し、この加減算手段から加減算手
段出力値を入力し、この加減算手段出力値に対して所定
の制御を加えて適宜増幅することにより、周波数偏差を
制御手段から生成出力し、この制御手段からの周波数偏
差と外部からの基本周波数を入力し、両者の入力値を加
算することにより周波数信号を加算手段から生成出力
し、この加算手段からの周波数信号を入力し、積分制御
することにより位相信号を生成し、積分手段から複数の
周期関数生成手段に出力し、この積分手段からの位相信
号を入力し、位相追従手段を形成することにより周期関
数信号を生成し、複数の周期関数生成手段から複数の乗
算手段に出力し、周波数導出手段により制御手段からの
周波数偏差を導出し検出周波数を出力するようにしたも
のである。

【００１０】この発明に係る周波数検出装置は、周波数
検出装置内からの周期関数信号および外部からの周期関
数信号を入力し、これら周期関数信号を乗算し、その乗
算結果を複数の乗算手段から出力し、これら乗算手段か
らの複数の乗算結果を入力し、これら乗算結果の差をと
り、その結果を加減算手段出力値として加減算手段から
出力し、この加減算手段から加減算手段出力値を入力
し、この加減算手段出力値に対して所定の制御を加えて
適宜増幅することにより、周波数偏差を制御手段から生
成出力し、この制御手段からの周波数偏差と外部からの
基本周波数を入力し、両者の入力値を加算することによ
り周波数信号を加算手段から生成出力し、この加算手段
からの周波数信号を入力し、積分制御することにより位
相信号を生成し、積分手段から複数の周期関数生成手段
に出力し、この積分手段からの位相信号を入力し、位相
追従手段を形成することにより周期関数信号を生成し、
複数の周期関数生成手段から複数の乗算手段に出力し、
周波数導出手段により加算手段からの周波数信号を導出
し検出周波数を出力するようにしたものである。

【００１１】この発明に係る周波数検出装置は、周波数
導出手段は高域除去フィルタを備えるようにしたもので
ある。

【００１２】この発明に係る周波数検出装置は、高域除
去フイルタはｎ次遅れフィルタを用いるようにしたもの
である。

【００１３】この発明に係る周波数検出装置は、高域除
去フィルタは移動平均値化手段を用いるようにしたもの
である。

【００１４】この発明に係る周波数検出装置は、単数の
周期関数から複数の周期関数を生成する移相手段を備
え、この移相手段を介して生成された複数の周期関数を
周期関数入力とするようにしたものである。

【００１５】この発明に係る周波数検出装置の周波数検
出方法は、周波数検出装置内からの周期関数信号および
外部からの周期関数信号を入力し、これら周期関数信号
を乗算し、その乗算結果を出力し、これら乗算結果を入
力して差をとり、その結果を加減算手段出力値として出
力し、この加減算手段出力値を入力し、この加減算手段
出力値に対して所定の制御を加えて適宜増幅することに
より、周波数偏差を生成出力し、この周波数偏差と外部
からの基本周波数を入力し、両者の入力値を加算するこ
とにより周波数信号を生成出力し、この周波数信号を入
力し、積分制御することにより位相信号を生成出力し、
この位相信号を入力し、位相追従手段を形成することに
より周期関数信号を生成出力し、周波数偏差を導出し検
出周波数を出力するようにしたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による周
波数検出装置を示す構成図であり、図において、１−１
は周期関数信号Ａ１−１と周期関数生成手段６−２から
出力される周期関数信号Ａ７２とを乗算することによ
り、乗算出力Ａ２１を生成し加減算手段２に出力する乗
算手段、１−２は周期関数信号Ａ１−２と周期関数生成
手段６−１から出力される周期関数信号Ａ７１を乗算す
ることにより、乗算出力Ａ２２を生成し、加減算手段２
に出力する。なお、周期関数信号Ａ１−２に対する周期
関数信号Ａ１−１の位相の遅れをα（α≠０）とする。

【００１７】２は乗算手段１−１および乗算手段１−２
からの乗算出力Ａ２１および乗算出力Ａ２２を入力し、
この乗算出力Ａ２１と乗算出力Ａ２２との差をとり、そ
の結果を加減算手段出力値Ａ３として制御手段３に出力
する加減算手段、３は加減算手段２から出力された加減
算手段出力値Ａ３を入力し、所定の伝達特性を有する制
御手段であり、この制御の結果としての周波数偏差Ａ４
を加算手段４と周波数導出手段７に出力する。なお、所
定の伝達特性を有する制御手段３には、例えば比例制御
や比例積分制御が使用できる。

【００１８】４は制御手段３から出力された周波数偏差
Ａ４と外部からの基本周波数を入力し、双方の入力値を
加算することにより周波数信号Ａ５を生成し、この周波
数信号Ａ５を積分手段５に出力する加算手段、５は加算
手段４により出力された周波数信号Ａ５を入力し、積分
制御することにより位相信号Ａ６を生成し、２つの周期
関数生成手段６−１および周期関数生成手段６−２に出
力する積分手段である。

【００１９】６−１は積分手段５から出力された位相信
号Ａ６を入力し、位相信号Ａ６に対する周期関数信号Ａ
７１を生成し、この周期関数信号Ａ７１を乗算手段１−
２に出力する周期関数生成手段、６−２は積分手段５か
ら出力された位相信号Ａ６を入力とし、位相信号Ａ６に
αを加算した値に対する周期関数信号Ａ７２を生成し、
この周期関数信号Ａ７２を乗算手段１−１に出力する周
期関数生成手段、７は制御手段３からの周波数偏差Ａ４
を入力し、検出周波数Ａ８を生成した後に出力する周波
数導出手段である。

【００２０】次に動作について説明する。まず、乗算手
段１−１は周期関数信号Ａ１−１と周期関数生成手段６
−２からの周期関数信号Ａ７２を入力し、この両者の位
相差に応じた乗算出力Ａ２１を生成し出力する。また、
乗算手段１−２は周期関数信号Ａ１−２と周期関数生成
手段６−１からの周期関数信号Ａ７１を入力し、この両
者の位相差に応じた乗算出力Ａ２２を生成し出力する。
次に、加減算手段２は乗算出力Ａ２１と乗算出力Ａ２２
とを入力し、周期関数信号Ａ１−１および周期関数信号
Ａ１−２と周期関数生成手段６−２および６−１の周期
関数信号Ａ７２および周期関数信号Ａ７１との位相差に
応じたエラー信号としての加減算手段出力値Ａ３を出力
する。

【００２１】次に、制御手段３は加減算手段２から出力
された加減算手段出力値Ａ３を入力し、所定の制御を加
えて適宜増幅することにより、周波数偏差Ａ４を生成
し、加算手段４と周波数導出手段７とを出力する。そし
て、加算手段４は制御手段３からの周波数偏差Ａ４と外
部からの基本周波数を入力し、双方の入力値を加算する
ことにより周波数信号Ａ５を生成し出力する。一方、周
波数導出手段７は制御手段３からの周波数偏差Ａ４を入
力し、検出周波数Ａ８を生成した後に出力する。積分手
段５は加算手段４から出力された周波数信号Ａ５を入力
し、周期関数信号Ａ１−１および周期関数信号Ａ１−２
とが一致するように積分制御し、位相信号Ａ６を生成す
る。そして、この位相信号Ａ６を周期関数生成手段６−
１および周期関数生成手段６−２に出力する。

【００２２】この結果、入力の周期関数信号Ａ１−１お
よび周期関数信号Ａ１−２が変化すれば、加算後の周波
数信号Ａ５および加算前の周波数偏差Ａ４が追従して変
化する。換言すれば、位相信号Ａ６が追従しようとする
ので、位相信号Ａ６を出力している積分手段５の周波数
信号Ａ５は位相信号Ａ６の微分になっている。すなわ
ち、周波数信号Ａ５は周波数を表している。さらに、周
波数信号Ａ５から、基本周波数を引いた周波数偏差Ａ４
は変分周波数を表わしている。

【００２３】そして、周期関数生成手段６−１は積分手
段５から出力された位相信号Ａ６を入力し、位相信号Ａ
６に対する周期関数信号Ａ７１を生成し、この周期関数
信号Ａ７１を乗算手段１−２に出力する。また、周期関
数生成手段６−２は積分手段５から出力された位相信号
Ａ６を入力とし、位相信号Ａ６にαを加算した値に対す
る周期関数信号Ａ７２を生成し、この周期関数信号Ａ７
２を乗算手段１−１に出力する。この時、前記閉ループ
の位相追従作用は乗算手段１−１、乗算手段１−２と加
減算手段２とにより連統的に行われるので、周期関数信
号Ａ７１および周期関数信号Ａ７２は連続的に検出され
る。

【００２４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、被検出周期関数信号のゼロクロス点に依存すること
なく、連続的に周期関数信号Ａ７１および周期関数信号
Ａ７２を検出することができるとともに、加算手段４の
前から周波数偏差Ａ４を導出して、周波数の変分周波数
を導出できるなどの効果が得られる。また、制御手段３
により閉ループゲインを高くすれば、連続特性を有する
ため応答性の大幅な向上を図ることができるとともに、
制御手段３によりフィルタ特性とゲインを適正にすれ
ば、連続特性を有するため精度の向上が図れるなどの効
果が得られる。

【００２５】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２による周波数検出装置を示す構成図であり、図にお
いて、実施の形態１と同一符号については同一または相
当部分を示すので説明を省略する。実施の形態１では周
波数導出手段７は制御手段３からの周波数偏差Ａ４を入
力し、検出周波数Ａ８を出力したが、この実施の形態２
では周波数導出手段１７は加算手段４からの周波数信号
Ａ５を入力し、検出周波数Ａ１８を出力する。すなわ
ち、位相の微分値である周波数を加算手段４の後段（積
分手段５の入力側）から直接導出することが可能とな
る。

【００２６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、被検出周期関数信号のゼロクロス点に依存すること
なく連続的に周波数を検出することができるとともに、
制御手段３により閉ループゲインを高くすれば、連続特
性を有するため応答性の大幅な向上を図ることができる
などの効果が得られる。また、制御手段３によりフィル
タ特性とゲインを適正にすれば、連続特性を有するため
精度の向上が図れるなどの効果が得られる。

【００２７】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３による周波数検出装置を示す構成図であり、図にお
いて、実施の形態１と同一符号については同一または相
当部分を示すので説明を省略する。実施の形態１での入
力信号は周期関数信号Ａ１−１および周期関数信号Ａ１
−２であったが、この実施の形態３での入力信号は三角
関数である場合の例を示す。

【００２８】次に動作について説明する。乗算手段１−
１および乗算手段１−２は正弦波ＳｉｎθＡ１−１を、
Ａ１−１に対し位相がα進んだ正弦波Ｓｉｎ（θ＋α）
Ａ１−２を入力する。この乗算手段１−１および乗算手
段１−２ではそれぞれ、ＳｉｎθＡ１−１と周期関数生
成手段６−２から出力されるＳｉｎ（θ’＋α）Ａ７
２、およびＳｉｎ（θ＋α）Ａ１−２と周期関数生成手
段６−１から出力されるＳｉｎθ’Ａ７１をそれぞれ乗
算し、乗算出力Ａ２１および乗算出力Ａ２２を生成し、
加減算手段２に出力する。

【００２９】次に、加減算手段２は乗算手段１−１およ
び乗算手段１−２からの乗算出力Ａ２１および乗算出力
Ａ２２を入力とし、乗算出力Ａ２１から乗算出力Ａ２２
を減算し、その結果を加減算手段出力値Ａ３として制御
手段３に出力する。次に、制御手段３は加減算手段出力
値Ａ３を入力し周波数偏差Ａ４を出力するが、この実施
の形態３では比例積分制御を用いることで、回路の応答
速度の調整と、加減算手段出力値Ａ３の誤差項を小さく
するように制御することが可能となる。

【００３０】次に、加算手段４は制御手段３から入力し
た周波数偏差Ａ４と基本周波数を入力し加算することに
より、周波数信号Ａ５を生成し積分手段５に出力する。
この基本周波数の加算で、制御手段３が周波数偏差Ａ４
だけを制御することが可能となり、より正確な周波数検
出を行うことができる。次に、積分手段５は加算手段４
から入力した周波数信号Ａ５を積分制御し、位相信号Ａ
６を生成する。そして、２つの周期関数生成手段６−１
および周期関数生成手段６−２に位相信号Ａ６を出力す
る。

【００３１】周期関数生成手段６−１は、積分手段５か
らの位相信号Ａ６を入力し、位相信号θ’Ａ６に対する
周期関数Ｓｉｎθ’Ａ７１を生成し、乗算手段１−２に
出力する。一方、周期関数生成手段６−２は、位相信号
Ａ６を入力とし、位相信号θ’Ａ６にαを加算した値に
対する周期関数Ｓｉｎ（θ’＋α）Ａ７２を生成し、乗
算手段１−１に出力する。また、周波数導出手段７は周
波数偏差Ａ４を入力し、検出周波数Ａ８を出力する。

【００３２】この実施の形態３において、制御手段３に
より生成される加減算手段出力値Ａ３は下記の式で表す
ことができる。

【００３３】 ε＝Ｓｉｎθ・Ｓｉｎ（θ’＋α）−Ｓｉｎ（θ＋α）・Ｓｉｎθ’ ＝１／２｛−ＣＯＳ（θ＋θ’＋α）＋ＣＯＳ（θ−θ’−α） ＋ＣＯＳ（θ＋α＋θ’）−ＣＯＳ（θ＋α−θ’）｝ ＝１／２｛ＣＯＳ（θ−θ’−α）−ＣＯＳ（θ−θ’＋α）｝ ＝Ｓｉｎ（θ−θ’）・Ｓｉｎα ＝Ｓｉｎα・Ｓｉｎ（θ−θ’） ここで、θ−θ’ ０とすると、 ε Ｓｉｎα・Δθ

【００３４】この実施の形態３は実施の形態１の具体例
であるため、作用ならびにその効果は実施の形態１とほ
ぼ同様であるが、電力系統において上記の方法で周波数
検出する場合、相電圧または線間電圧を入力するには上
記の式におけるαを６０゜または１２０゜とすることで
容易に適用でき、３相２相変換を介した直交電圧を入力
する場合にはαを９０゜とすることで適用できる。

【００３５】次に、図４を用いて周波数導出手段７を説
明する。図４はこの発明の実施の形態１から実施の形態
３による周波数検出装置の周波数導出手段を示す構成図
である。周波数導出手段７は高周波除去フィルタ（高域
除去フィルタ）８、必要に応じて比例定数９、および加
算手段１０により構成される。実施の形態１では周波数
偏差Ａ４の出力が周波数偏差であるため、周波数を検出
するためには基本周波数を加算する。また、必要とする
検出周波数Ａ８の単位系に換算するための比例定数９を
設ける。また、高周波除去フィルタ８には一般的なもの
としてｎ次遅れ系のものを用い、周波数動揺の周期を通
し、周波数（偏差）信号Ａ４の高周波成分を除去するよ
うに時定数を設定する。

【００３６】次に、高周波除去フィルタ８の代替とし
て、移動平均化手段を説明する。図５はこの発明の実施
の形態３による周波数検出装置の移動平均化手段を示す
構成図である。図において、１１は周波数（偏差）信号
Ａ４（Ａ５）を入力し、積分結果をタイムディレー手段
１２と加減算手段１３に出力する積分手段、１２は積分
手段出力Ａ１１を移動平均周期Ｔだけ遅らせ、加減算手
段１３の減算部にタイムディレー手段出力Ａ１２を出力
するタイムディレー手段、１３は積分手段出力Ａ１１と
タイムディレー手段出力Ａ１２を入力し、積分手段出力
Ａ１１からタイムディレー手段出力Ａ１２を減算し、加
減算手段出力Ａ１３を出力する加減算手段、１４は加減
算手段出力Ａ１３を入力し、移動平均周期Ｔで除算し、
その結果Ａ９を出力する除算手段である。以上の結果、
図５に示した演算構成により、次式の演算が行なわれ
る。

【００３７】Ａ９＝１／Ｔ_t ∫^t+T Ａ４（ｔ）ｄｔ

【００３８】すなわち、入力（Ａ４）のｔからｔ＋Ｔま
での期間の平均値が演算される。移動平均周期Ｔは、本
願発明の周波数検出器に入力される周期関数信号Ａ１−
１およびタイムディレー手段出力Ａ１２に含まれるノイ
ズや高調波含有率によって定められる。したがって、ノ
イズや高調波含有率が少なければ、移動平均周期Ｔを小
さくすることができ、周波数検出器の応答性が向上す
る。また、逆にノイズや高調波含有率が多い場合には、
移動平均周期Ｔを大きくとることにより、応答性は低下
する。

【００３９】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、周期関数信号Ａ１−１および周期関数信号Ａ１−２
の１周期に移動平均周期Ｔを定めることで、高調波成分
は全て除去することができるなどの効果が得られる。

【００４０】また、以上の実施の形態において、周期関
数入力が複数の場合について説明したが、図６に示すよ
うに、位相シフタ１５を用いれば、単数の周期関数入力
から複数の周期関数信号Ａ１−１および周期関数信号Ａ
１−２を生成できる。

【００４１】図６はこの発明の実施の形態３による周波
数検出装置において単数の周期関数入力から複数の周期
関数信号を生成する方法を示す構成図である。図におい
て、位相シフタ１５としてタイムディレー要素、ゲイン
補正をかけたｎ次遅れ要素などが利用できる。すなわ
ち、多相信号が無い場合、単相信号からでも前記の発明
を実施でき、簡易な実施法を提供できるなどの効果が得
られる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、周波
数検出装置内からの周期関数信号および外部からの周期
関数信号を入力し、これら周期関数信号を乗算し、その
乗算結果を複数の乗算手段から出力し、これら乗算手段
からの複数の乗算結果を入力し、これら乗算結果の差を
とり、その結果を加減算手段出力値として加減算手段か
ら出力し、この加減算手段から加減算手段出力値を入力
し、この加減算手段出力値に対して所定の制御を加えて
適宜増幅することにより、周波数偏差を制御手段から生
成出力し、この制御手段からの周波数偏差と外部からの
基本周波数を入力し、両者の入力値を加算することによ
り周波数信号を加算手段から生成出力し、この加算手段
からの周波数信号を入力し、積分制御することにより位
相信号を生成し、積分手段から複数の周期関数生成手段
に出力し、この積分手段からの位相信号を入力し、位相
追従手段を形成することにより周期関数信号を生成し、
複数の周期関数生成手段から複数の乗算手段に出力し、
周波数導出手段により制御手段からの周波数偏差を導出
し検出周波数を出力するように構成したので、検出した
周期関数信号のゼロクロス点に依存することなく連続的
に周波数を検出することができ、周波数の変分周波数を
導出でき、制御手段により閉ループゲインを高くすれば
応答性の大幅な向上を図ることができ、制御手段により
フィルタ特性とゲインを適正にすれば精度の向上を図る
ことができる効果がある。

【００４３】この発明によれば、周波数検出装置内から
の周期関数信号および外部からの周期関数信号を入力
し、これら周期関数信号を乗算し、その乗算結果を複数
の乗算手段から出力し、これら乗算手段からの複数の乗
算結果を入力し、これら乗算結果の差をとり、その結果
を加減算手段出力値として加減算手段から出力し、この
加減算手段から加減算手段出力値を入力し、この加減算
手段出力値に対して所定の制御を加えて適宜増幅するこ
とにより、周波数偏差を制御手段から生成出力し、この
制御手段からの周波数偏差と外部からの基本周波数を入
力し、両者の入力値を加算することにより周波数信号を
加算手段から生成出力し、この加算手段からの周波数信
号を入力し、積分制御することにより位相信号を生成
し、積分手段から複数の周期関数生成手段に出力し、こ
の積分手段からの位相信号を入力し、位相追従手段を形
成することにより周期関数信号を生成し、複数の周期関
数生成手段から複数の乗算手段に出力し、周波数導出手
段により加算手段からの周波数信号を導出し検出周波数
を出力するように構成したので、位相の微分値である周
波数を加算手段の後ろから直接導出することができ、検
出した周期関数信号のゼロクロス点に依存することなく
連続的に周波数を検出することができ、制御手段により
閉ループゲインを高くすれば応答性の大幅な向上を図る
ことができ、制御手段によりフィルタ特性とゲインを適
正にすれば精度の向上を図ることができる効果がある。

【００４４】この発明によれば、周波数導出手段は高域
除去フィルタを備えるように構成したので、より精度の
高い周波数を得ることができる効果がある。

【００４５】この発明によれば、高域除去フイルタはｎ
次遅れフィルタを用いるように構成したので、より精度
の高い周波数を得ることができる効果がある。

【００４６】この発明によれば、高域除去フィルタは移
動平均値化手段を用いるように構成したので、より精度
の高い周波数を得ることができる効果がある。

【００４７】この発明によれば、単数の周期関数から複
数の周期関数を生成する移相手段を備え、この移相手段
を介して生成された複数の周期関数を周期関数入力とす
るように構成したので、単相信号から連続的に周波数を
検出することができる効果がある。

【００４８】この発明によれば、周波数検出装置内から
の周期関数信号および外部からの周期関数信号を入力
し、これら周期関数信号を乗算し、その乗算結果を出力
し、これら乗算結果を入力して差をとり、その結果を加
減算手段出力値として出力し、この加減算手段出力値を
入力し、この加減算手段出力値に対して所定の制御を加
えて適宜増幅することにより、周波数偏差を生成出力
し、この周波数偏差と外部からの基本周波数を入力し、
両者の入力値を加算することにより周波数信号を生成出
力し、この周波数信号を入力し、積分制御することによ
り位相信号を生成出力し、この位相信号を入力し、位相
追従手段を形成することにより周期関数信号を生成出力
し、周波数偏差を導出し検出周波数を出力するように構
成したので、検出した周期関数信号のゼロクロス点に依
存することなく連続的に周波数を検出することができ、
周波数の変分周波数を導出でき、制御手段により閉ルー
プゲインを高くすれば応答性の大幅な向上を図ることが
でき、制御手段によりフィルタ特性とゲインを適正にす
れば精度の向上を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による周波数検出装
置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による周波数検出装
置を示す構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態３による周波数検出装
置を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態１から実施の形態３に
よる周波数検出装置の周波数導出手段を示す構成図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態３による周波数検出装
置の移動平均化手段を示す構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による周波数検出装
置において単数の周期関数入力から複数の周期関数信号
を生成する方法を示す構成図である。

【図７】 特開平６−１５２２５５号公報に示された従
来の周波数検出装置を示す構成図である。

【図８】 特開平９−１４５７５４号公報に示された従
来の周波数検出装置を示す構成図である。

【図９】 従来の周波数検出装置における３相交流電圧
の場合のゼロクロス点を示す波形図である。

【符号の説明】

１−１，１−２ 乗算手段、２ 加減算手段、３ 制御
手段、４ 加算手段、５ 積分手段、６−１，６−２
周期関数生成手段、７，１７ 周波数導出手段、８ 高
周波除去フィルタ（高域除去フィルタ）、Ａ１−１，Ａ
１−２，Ａ７１，Ａ７２ 周期関数信号、Ａ３ 加減算
手段出力値、Ａ４ 周波数偏差、Ａ５周波数信号、Ａ６
位相信号、Ａ８ 検出周波数。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の周期関数の周波数を検出する周波
   数検出装置において、 上記周波数検出装置内からの周期関数信号および外部か
   らの周期関数信号を入力し、これら周期関数信号を乗算
   し、その乗算結果を出力する複数の乗算手段と、 これら乗算手段からの複数の乗算結果を入力し、これら
   乗算結果の差をとり、その結果を加減算手段出力値とし
   て出力する加減算手段と、 この加減算手段から加減算手段出力値を入力し、この加
   減算手段出力値に対して所定の制御を加えて適宜増幅す
   ることにより、周波数偏差を生成し出力する制御手段
   と、 この制御手段からの周波数偏差と外部からの基本周波数
   を入力し、両者の入力値を加算することにより周波数信
   号を生成し出力する加算手段と、 この加算手段からの周波数信号を入力し、積分制御する
   ことにより位相信号を生成し、上記複数の周期関数生成
   手段に出力する積分手段と、 この積分手段からの位相信号を入力し、位相追従手段を
   形成することにより周期関数信号を生成し、上記複数の
   乗算手段に出力する複数の周期関数生成手段と、 上記制御手段からの周波数偏差を導出し検出周波数を出
   力する周波数導出手段とを備えることを特徴とする周波
   数検出装置。
2. 【請求項２】 複数の周期関数の周波数を検出する周波
   数検出装置において、 上記周波数検出装置内からの周期関数信号および外部か
   らの周期関数信号を入力し、これら周期関数信号を乗算
   し、その乗算結果を出力する複数の乗算手段と、 これら乗算手段からの複数の乗算結果を入力し、これら
   乗算結果の差をとり、その結果を加減算手段出力値とし
   て出力する加減算手段と、 この加減算手段から加減算手段出力値を入力し、この加
   減算手段出力値に対して所定の制御を加えて適宜増幅す
   ることにより、周波数偏差を生成し出力する制御手段
   と、 この制御手段からの周波数偏差と外部からの基本周波数
   を入力し、両者の入力値を加算することにより周波数信
   号を生成し出力する加算手段と、 この加算手段からの周波数信号を入力し、積分制御する
   ことにより位相信号を生成し、上記複数の周期関数生成
   手段に出力する積分手段と、 この積分手段からの位相信号を入力し、位相追従手段を
   形成することにより周期関数信号を生成し、上記複数の
   乗算手段に出力する複数の周期関数生成手段と、 上記加算手段からの周波数信号を導出し検出周波数を出
   力する周波数導出手段とを備えることを特徴とする周波
   数検出装置。
3. 【請求項３】 周波数導出手段は高域除去フィルタを備
   えることを特徴とする請求項１および請求項２記載の周
   波数検出装置。
4. 【請求項４】 高域除去フイルタはｎ次遅れフィルタを
   用いたことを特徴とする請求項３記載の周波数検出装
   置。
5. 【請求項５】 高域除去フィルタは移動平均値化手段を
   用いたことを特徴とする請求項３記載の周波数検出装
   置。
6. 【請求項６】 単数の周期関数から複数の周期関数を生
   成する移相手段を備え、この移相手段を介して生成され
   た複数の周期関数を周期関数入力とすることを特徴とす
   る請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の周
   波数検出装置。
7. 【請求項７】 複数の周期関数の周波数を検出する周波
   数検出装置の周波数検出方法において、 上記周波数検出装置内からの周期関数信号および外部か
   らの周期関数信号を入力し、これら周期関数信号を乗算
   し、その乗算結果を出力し、 これら乗算結果を入力して差をとり、その結果を加減算
   手段出力値として出力し、 この加減算手段出力値を入力し、この加減算手段出力値
   に対して所定の制御を加えて適宜増幅することにより、
   周波数偏差を生成出力し、 この周波数偏差と外部からの基本周波数を入力し、両者
   の入力値を加算することにより周波数信号を生成出力
   し、 この周波数信号を入力し、積分制御することにより位相
   信号を生成出力し、 この位相信号を入力し、位相追従手段を形成することに
   より周期関数信号を生成出力し、 上記周波数偏差を導出し検出周波数を出力することを特
   徴とする周波数検出装置の周波数検出方法。