JPS6085371A

JPS6085371A - 交流計測装置

Info

Publication number: JPS6085371A
Application number: JP19553883A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Isogai; 磯貝　文彦; Masayoshi Uno; 宇野　正嘉; Tetsuji Kobayashi; 哲治小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1985-05-14

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は閉鎖形配電盤等に使用される交流計測装置に
関するものである。

〔従来技術〕

従来、この種の装置として第１図に示すものがあった。

同図において、（１）は電流・電圧変換回路、（２）は
無効電力算出用の位相遅延回路、（ａａ）ｔ（３ｂ）は
電力（無効電力）算出用のアナログ乗算・積分回路、（
４ａ）、（４ｂ）は整流・平滑回路、＋５）＃ｉアナロ
グ・ディジタル（以下、Ａ／Ｄと略称する）変換回路（
６）への入力信号切換用のマルチプレクサ、（７）はマ
イクロコンピュータであシ、Ａ／Ｄ変換回路（６）から
のディジタル出力を受けて演算処理をして電圧、電流、
電力、無効電力値および力率等を出力するようになって
いる。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

交流電圧ｅの計測については、入力の交流電圧を整流・
平滑回路（４ａ）で交流電圧の平均値に比例した直流電
圧に変換し、マルチプレクサ（５）を経由して、Ａ／Ｄ
変換回路（６）に入力し、ここでディジクル値に変換さ
れた値をマイクロコンピュータ（７）に入力してこのマ
イクロコンピュータ＋７１　テ演算処理されて出力され
る。交流電流ｉの計測については、電流・電圧変換回路
（１）によシ交流電流値を電圧値に変換した後、上記交
流電圧の計測と同様の処理を行なう。

平均電力の計測については、１サイクルの電圧と電流の
積の積分値（Ｐ＝１／Ｔ／　ｅｉｄｔ　但し、Ｐ；平均
電力、Ｔ；周期、ｅ；電圧、ｉ；電流）である。入力電
圧と入力電流に比例した電圧はアナログ乗算・積分回路
（３ａ）で乗算・積分され、マルチプレクサ（５）を経
由してＡ／Ｄ変換回路（６）に入力される。ここでディ
ジタル値に変換された値をマイクロコンピュータ（７）
に入カシ、このマイクｏ　’：１７　ヒュータ（７）で
演算処理されて出力される。

無効電力の計測については、電圧、電流の位相関係を９
０°ずらして平均値電力を測定すればよい。

入力電圧の位相を位相遅延回路（２）で９　Ｑ’遅らせ
たのち、アナログ乗算・積分回路（３ｂ）を経て上記平
均電力の計測と同様の処理を行なう。なお、上記マイク
ロコンピュータ（７）の処理としては、この計測系の前
処理部に設けられたＰＴ　、ＣＴ比の補正やアナログ回
路の糸数補正等が主な内容である。

このようにして、入力、出力とも順次処理される。

ここでは説明を簡略にするため、単相交流系で説明した
が、３相交流系の場合は、電圧′−流の入力、出力が３
倍忙なるのみで、電力、無効電力については２電力計法
で対応できるものである。

従来の交流計測装置は以上のように構成されているので
、アナログ処理回路が必要で、しかもこの回路には多く
の調整回路を必要とするばかシか、部品点数が多くコス
ト高になる等の欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は上記従来のものの欠点を除去するためになさ
れたもので、アナログ処理系をなくし、入力信号を交流
のままＡ／Ｄ変換し、マイクロコンピュータに入力し、
電力の乗算・積分等の処理も含めて従来アナログ処理系
で行なっていた処理内容をコンピュータ処理させること
により、部品点数を減少でき、安価で仕様変更の容易な
交流計測装置を提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

第２図はこの発明に係る交流計測装置の一例を示すもの
である。同図において、（１）は電流・電圧変換回路、
（５）はＡ／Ｄ変換回路（６）へのアナログ入力を切換
えるマルチプレクサ、（６）はアナログ信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、（７）はディジタル
信号を受けて演算処理にょルミ流。

電圧、電力、無効電力および力率等を出方するマイクロ
コンピュータであシ、第３図のような入力信号の場合、
この入力信号の周期（Ｔｉ）の１／１゜以下の周期、た
とえばＴｉ／４Ｎ（Ｎ＝３．４・・・整数）の周期を電
流、電圧のそれぞれのサンプル周期（Ｔｓ）とし、電圧
、電流を交互にサンプリングするようになっている。

つぎに上記構成の動作について説明する。

第２図において、交流電圧信号ｅはマルチプレクサ（５
）を経て、Ａ／Ｄ変換回路（６）へ入力される。

Ａ／Ｄ変換回路（６）ではアナログ信号に対応するディ
ジタル信号を出力する。ディジタル信号はマイクロコン
ピュータ（７）へ入力され、る。交流電流信号ｉは電流
・電圧変換回路（１）で電圧値に変換され、あとは上記
交流電圧信号ｅの場合と同様にマイクロコンピュータ（
７）へ入力すれる。

マイクロコンピュータ（７）へは第３図に示すように交
流入力信号を電圧および電流のそれぞれの１周期をｎサ
ンプルし、Ａ／Ｄ変換してとシ込む。

ｎは４の倍数である。信号のとり込みは電圧と電流を交
互に行ない、その入力値は第４図に示すように、マイク
ロコンピュータ（７）のデータメモリ（ａ上に格納され
る。第３図および第４図において、ｅｌ、　ｌ−＋＋　
”　ｓ　ｉｌ、　ｉｘ・・・Ｉｎは入力データ値、ｖ。

Ｉ、Ｗ、ＶＡＲ，ＰＦ、ｗＨおよびｖＡｇａは入力後の
演算処理によって得られる計測出力データで、それぞれ
電圧、電流、平均電力、無効電力。

力率、電力量および無効電力量である。

出力データ用の処理は、第５図のフローチャートに示す
ように入力信号の１周期の間入力されたｅｌ、＋３ｆｉ
・・・ｅｎ、ｔｓ、ｔ２・・・への値をもとに、次の数
周期（マイクロコンピュータ（７）の処理速度とサンプ
リング数によって決る）の間で処理される。

電圧および電流出力は、平均値出力の場合は、平均′電
力値の算出は、Ｗ＝Ｎ三、ｅＮ−１Ｎ　の計算を行ない
、無効電力については、電圧と電流の位相を９０°ずら
せて平均電力と同様の処理、っまりｉ　（Ｎ−３／４ｎ
　）　、）の計算を、力率については、ＰＦ’＝　Ｗ／
ｌへＪ［へ乙Ｇ−−の計算をそれぞれ行なう。ＷＩ（。

Ｖ　Ａ　Ｒ１−１については、順次、Ｗ、ＶＡＲの値を
計測周期の間は一定とみなして積分の処理を行なう。

マイクロコンピュータとしての処理は上記計測出力デー
タ用の処理の他に、マルチプレクサ（５）のコントロー
ル、実際のデータ出力および初期設定等の処理も行なう
。

なお、上記実施例では、単相交流について説明したが、
３相交流でもよく、また処理の手順についてもデータ入
力の間に、時間的余裕があれば、電圧および電流の加算
等の処理をデータ入力直後に行なってもよい。サンプリ
ング周期の決定は、固定周波数の入力時は、プログラム
で固定してもよい。入力信号の周波数が変化する場合は
、周波数検知の回路などを設け、サンプリング周期をプ
ログラムで自動的に決定するようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれは、アナログ処理系をな
くし、交流入力信号を直接Ａ　／、　Ｄ変換回路へ入力
してマイクロコンピュータで処理するようＫしたので、
装置が簡素化され、しかも電圧と電流のＡ／Ｄ変換への
入力を交互に行なうように構成したので、平均電力、無
効電力の算出の精度が旨くなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交流計測装置を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例による交流計測装置を示すブロッ
ク図、第３図は久方信号波形図、第４図はマイクロコン
ピュータ内部のデータメモリの構成図、第５図はマイク
ロコンピュータの処理の概要を示すフローチャートであ
る。（１）・・・電流・電圧変換回路、（６）・・・アナロ
グ・ディジタル変換回路、（７）・・・マイクロコンピ
ュータ。なお、図中、同一符号は同一もしくは相当部分を示す。代理人大岩増雄第３図第４図手続補正書（自発）１．・１１件の表示　特願昭　５８−１９５５３８号２
、ヅδ明の名称交流計測装置３　補正をする者事件との関係　特許出願人代表者片山仁へ部４、代理人５、補正の対象明細書の「特許請求の範囲」および「発明の詳細な説明
」の各欄。６、補正の内容Ａ、明細書：（１）特許請求の範囲の記載を別紙の通り補正いたしま
す。（２）８第７頁第７行目；いたし１す。（３）、第７頁第１０行目；正いたします。（４）、第７頁第１６行目〜第１４行目；（但し一１ｃ
、−ｎ／４十Ｎ、に２＝Ｎ　３ｎ／４．１＝３ｎ／４）
−ｊと補正いたします。以　上別　紙補正後の特許請求の範囲ｒ　（１）、電圧、電流Ｏアナログダ流信号をディジタ
ｌし信号に変換するアナログ・ディジタｌし変換回路ト
、このアナログ・ディジタμ変換回路の出力信号を入力
し、その入力値を演算処理して、平均値もしくは実効値
の交流電圧、゛電流、平均電力。無効電力、力率、電力量および無効電力量の一部もしく
は全部を出力するマイクロコンピュータとを備えた交流
計測装置において、入力信号の周期（Ｔ１）の１７１０
以下のサンプル周期（Ｔ８）で、電圧と′磁流を交互に
人力信号の１周期分アナログ・ディジタｌし変換して入
力し、後続の入力信号の数周期の間に演算処理するよう
に構成したことを特徴とする交流計測装置。（２）、サンプル周期（Ｔ８］と入力信号の周期（Ｔｉ
）との関係を、Ｔａ＝Ｔｉ／（４ＸＮ）（但し、Ｎは６
゜４、・・・整数）としたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の交流計測装置。」

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、電圧、電流のアナログ交流信号をディジタル信
号に変換するアナログ・ディジタル変換回路と、このデ
ィジタル・アナログ変換回路の出力信号を入力し、その
入力値を演算処理して、平均値もしくは実効値の交流電
圧、電流、平均電力、無効電力、力率、電力量および無
効電力量の一部もしくは全部を出力するマイクロコンピ
ュータとを備えた交流計測装置において、入力信号の周
期（Ｔｉ　）の１／１０以下のサンプル周期（Ｔｓ）で
、電圧と電流を交互に入力信号の１周期分アナログ・デ
ィジタル変換して入力し、後続の入力信号の数周期の間
に演算処理するように構成したことを特徴とする交流計
測装置。
（２）、サンプル周期（Ｔａ）と入力信号の周期（Ｔｉ
）との関係を、Ｔｓ＝Ｔｔ／４ｘＮ（但し、Ｎは３，４
、・・・整数）としたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の交流計測装置。