JPH10246738A - Frequency change sensor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make sampling of an AC input every constant frequency, obtain the maximum and minimum values between two time points which zero-cross in successive two sampling values, and calculate preciously the frequency change by a specific equation from these values. SOLUTION: Sampling means 301 outputs sampling values every specific frequency fs to polarity change detecting means 302. The polarity change detecting means 302 detects polarity of a sampling value x1 just before a zero- cross point t1, and in the case of a negative value, the means 302 detects positive polarity of a sampling value x2 just after it, to output a polarity change detection signal. Maximum value and minimum value measuring means 303 receives this, and monitors an increase and decrease of the sampling values, and detects the maximum value xM and outputs it to frequency change calculating means 304. The polarity change detecting means 302 obtains sampling values xn, xn+1 in a next-zero-cross point t2. The frequency change calculating means 304 obtains the change Δu of a sampling value deviation of times t1, t2 in equation I, and obtains the change Δf of commercial power supply frequency in equation II.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源の周波数
の変化量の検出を行う周波数変化量検出装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency change detecting device for detecting a change in frequency of a commercial power supply.

【０００２】[0002]

【従来の技術】大きな電力を消費する工場等において
は、独自の発電システム（コジェネレーションシステ
ム）を設置し、このコジエネレーションシステムの電源
と電力会社の商用電源とを連係させながら電力系統の運
転を行う場合がある。このような連係運転においては、
負荷変動に伴う微少な周波数変化を高速に検出すること
が要求される。2. Description of the Related Art In a factory or the like that consumes a large amount of power, a unique power generation system (cogeneration system) is installed, and the power system is operated while linking the power source of the cogeneration system with the commercial power source of the power company. May be performed. In such linked operation,
It is required to detect a small frequency change due to a load change at a high speed.

【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。[0003] Therefore, control for suppressing the frequency fluctuation of the electric power system within a certain range is performed. For this control, a frequency detection device is required.

【０００４】このような周波数検出装置には、従来から
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
カウント数に基づいて周波数を求める方式のものであ
る。[0004] As such a frequency detecting apparatus, a so-called pulse counter method has been used in many cases. This is a method of sampling an AC input value at each predetermined sampling frequency, detecting a polarity change thereof, and obtaining a frequency based on a pulse count number from a certain polarity change detection time to a next polarity change detection time. Things.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】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。In the case of a pulse counter type frequency detecting device, a pulse oscillating circuit is required in addition to the sampling circuit. In order to further increase the detection accuracy, a high frequency pulse is output from the pulse oscillating circuit. What you can do is needed.

【０００６】また、最近の周波数検出装置の多くはマイ
クロコンピュータを利用した構成となっており、交流入
力量をディジタル量に変換して処理を行っている。しか
し、ディジタル保護継電器のサンプリング周波数に基づ
いて、微少な周波数変化を高速に検出するためには、専
用の回路を必要とする。そのため、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。Further, most of recent frequency detectors have a configuration utilizing a microcomputer, and perform processing by converting an AC input amount into a digital amount. However, a dedicated circuit is required to detect a small frequency change at high speed based on the sampling frequency of the digital protection relay. Therefore, the conventional frequency detecting device has a complicated circuit configuration and is disadvantageous in cost.

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単で安価な構成でありながら、周波数の変化
量を精度良く検出することが可能な周波数変化量検出装
置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a frequency change amount detecting device capable of accurately detecting a frequency change amount with a simple and inexpensive configuration. The purpose is.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、商用電源周波数
付近の周波数（ｆ）を有する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、前記サンプリング手段の連続する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
負に変化する第１の時点、及びその後の連続する２つの
サンプリング値（ｘn ，ｘn+1 ）の極性が正から負又は
負から正に変化する第２の時点を検出する極性変化検出
手段と、前記極性変化検出手段が検出した第１の時点と
第２の時点との間における最大値又は最小値（ｘM ）を
検出する最大値・最小値検出手段と、前記サンプリング
周波数の値（ｆs ）、前記第１及び第２の時点をはさむ
各サンプリング値（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘn ，ｘn+1 ）、及び
前記最大値又は最小値（ｘM ）の入力に基づいて、下式
（１），（２）により前記交流入力の周波数（ｆ）の変
化量（Δｆ）を半周期毎に演算する周波数変化量演算手
段と、を備えたことを特徴とする。 Δｕ＝｜ｘn+1 −ｘn ｜−｜ｘ2 −ｘ1 ｜ … （１） Δｆ＝Δｕ・ｆs ／２π・｜ｘM ｜ … （２）As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a method for changing the value of an AC input having a frequency (f) near the frequency of a commercial power supply at a predetermined sampling frequency (fs). And a first point in time when the polarity of two successive sampling values (x1, x2) of the sampling means changes from negative to positive or from positive to negative, and two successive sampling values ( xn, xn + 1), a polarity change detecting means for detecting a second time when the polarity changes from positive to negative or from negative to positive, and a first time and a second time detected by the polarity change detecting means. A maximum / minimum value detecting means for detecting a maximum value or a minimum value (xM) between the first and second sampling times (fs), and each sampling value (x1) sandwiching the first and second time points. x2, xn, xn + 1) and the maximum value or the minimum value (xM), the change amount (Δf) of the frequency (f) of the AC input is calculated by the following equations (1) and (2). Frequency change amount calculating means for calculating every half cycle. Δu = | xn + 1−xn | − | x2−x1 | (1) Δf = Δu · fs / 2π · | xM | (2)

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図４に基づき説明する。図２は、コジェネレーション
システムにおいて用いられる周波数変化量検出装置の概
略構成を示すブロック図である。この図において、電源
系統から商用電源周波数ｆ（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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a frequency change amount detection device used in the cogeneration system. In this figure, an AC input of a commercial power supply frequency f (for example, 50 Hz) is sent from the power supply system to the primary side of the instrumentation transformer 1, and an AC input from the secondary side of the instrumentation transformer 1 is provided. An analog signal having a reduced signal level is sent to the analog input device 2. The analog input device 2 converts the input analog signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the microprocessor 3.

【００１０】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商用電源
周波数ｆの変化量Δｆを求める。ディジタル出力装置４
は、この求められた変化量Δｆを数値表示器５に出力
し、数値表示器５はこの変化量Δｆの表示を行う。The microprocessor 3 performs a predetermined operation on the input digital signal to obtain a variation Δf of the commercial power supply frequency f. Digital output device 4
Outputs the obtained change amount Δf to the numerical display 5, and the numerical display 5 displays the change amount Δf.

【００１１】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。図示するように、マイ
クロプロセッサ３内には、サンプリング手段３０１、極
性変化検出手段３０２最大値・最小値検出手段３０３、
及び周波数変化量演算手段３０４が形成されている。FIG. 1 shows the microprocessor 3 in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG. As shown in the figure, a sampling unit 301, a polarity change detection unit 302, a maximum value / minimum value detection unit 303,
And a frequency change amount calculating means 304.

【００１２】サンプリング手段３０１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）でサンプリングする
ようになっている。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、最
大値・最小値検出手段３０３、及び周波数変化量演算手
段３０４に出力するようになっている。極性変化検出手
段３０２は、サンプリング手段３０１からの連続する２
つのサンプリング値が負から正又は正から負に変化する
各時点を検出しており、各時点において、極性変化検出
信号を最大値・最小値検出手段３０３及び周波数変化量
演算手段３０４に出力するようになっている。最大値・
最小値検出手段３０３は、ある極性変化検出信号と次の
極性変化検出信号との間の期間中における最大値又は最
小値を検出し、その値ｘM を周波数変化量演算手段３０
４に出力するようになっている。周波数変化量演算手段
３０４は、極性変化検出手段３０２から極性変化検出信
号を入力した時点における各サンプリング値（ｘ1 ，ｘ
2 ，ｘn ，ｘn+1 ）と、最大値・最小値検出手段３０３
からの値ｘM と、予め記憶してあるサンプリング周波数
ｆs との入力に基づいて、商用電源周波数ｆの変化量Δ
ｆを演算するようになっている。The sampling means 301 samples the digital value of the AC input sent from the analog input device 2 at a predetermined frequency fs (for example, 1200 Hz). Sampling means 301 is provided with a continuous sampling value (x1, x2,
.., Xn, xn + 1,...) Are output to the polarity change detecting means 302, the maximum value / minimum value detecting means 303, and the frequency change amount calculating means 304. The polarity change detecting means 302 is provided with two consecutive
Each time when one of the sampling values changes from negative to positive or from positive to negative, a polarity change detection signal is output to the maximum / minimum value detection means 303 and the frequency change amount calculation means 304 at each time. It has become. Maximum value·
The minimum value detection means 303 detects a maximum value or a minimum value during a period between a certain polarity change detection signal and the next polarity change detection signal, and uses the value xM as the frequency change amount calculation means 30.
4 is output. The frequency change calculating means 304 calculates each sampling value (x 1, x 1) at the time when the polarity change detection signal is
2, xn, xn + 1) and the maximum / minimum value detecting means 303
And the amount of change Δ of the commercial power supply frequency f based on the input of the value xM from the above and the sampling frequency fs stored in advance.
f is calculated.

【００１３】次に、上記のように構成される図１の動作
を、図３の波形図及び図４のフローチャートに基づき説
明する。サンプリング手段３０１は、所定周波数ｆs
（１２００Ｈｚ）毎にサンプリング値を極性変化検出手
段３０２、最大値・最小値検出手段３０３、及び周波数
変化量演算手段３０４に出力している。まず、極性変化
検出手段３０２は、各ゼロクロス点付近の最初のサンプ
リング値の極性を検出する（ステップ１）。最初のサン
プリング値の極性が負である場合、極性変化検出手段３
０２、最大値・最小値検出手段３０３、及び周波数変化
量演算手段３０４は、ステップ２〜５の動作を行い、最
後に周波数変化量演算手段３０４が周波数変動量Δｆを
演算する（ステップ６）。一方、最初のサンプリング値
の極性が正である場合、極性変化検出手段３０２、最大
値・最小値検出手段３０３、及び周波数変化量演算手段
３０４は、ステップ６〜９の動作を行い、最後に周波数
変化量演算手段３０４が周波数変動量Δｆを演算する
（ステップ６）。Next, the operation of FIG. 1 configured as described above will be described based on the waveform diagram of FIG. 3 and the flowchart of FIG. The sampling means 301 has a predetermined frequency fs
The sampling value is output to the polarity change detecting means 302, the maximum value / minimum value detecting means 303, and the frequency change amount calculating means 304 every (1200 Hz). First, the polarity change detection means 302 detects the polarity of the first sampling value near each zero-cross point (Step 1). If the polarity of the first sampling value is negative, the polarity change detecting means 3
02, the maximum value / minimum value detection means 303 and the frequency change amount calculation means 304 perform the operations of steps 2 to 5, and finally the frequency change amount calculation means 304 calculates the frequency change amount Δf (step 6). On the other hand, when the polarity of the first sampling value is positive, the polarity change detecting means 302, the maximum value / minimum value detecting means 303, and the frequency change amount calculating means 304 perform the operations of steps 6 to 9, and finally, The change amount calculating means 304 calculates the frequency change amount Δf (step 6).

【００１４】いま、図３の時刻ｔ1 付近で、極性変化検
出手段３０２がサンプリング手段３０１からのサンプリ
ング値の極性について負であることを検出したとする
（ステップ１）。極性変化検出手段３０２は、ゼロクロ
ス点となる時刻ｔ1 直前の時点でサンプリング値ｘ1 の
極性が負であることを検出した後、時刻ｔ1 直後の時点
でサンプリング値ｘ2 の極性が正であることを検出した
時に極性変化検出信号を出力する（ステップ２）。周波
数変化量演算手段３０４は、この時のサンプリング値ｘ
1 ，ｘ2 を記憶しておく。Suppose now that the polarity change detecting means 302 detects that the polarity of the sampling value from the sampling means 301 is negative around time t1 in FIG. 3 (step 1). The polarity change detecting means 302 detects that the polarity of the sampling value x1 is negative immediately before the time t1 at which the zero-crossing point occurs, and then detects that the polarity of the sampling value x2 is positive immediately after the time t1. Then, a polarity change detection signal is output (step 2). The frequency change amount calculating means 304 calculates the sampling value x at this time.
1 and x2 are stored.

【００１５】最大値・最小値検出手段３０３は、極性変
化検出手段３０２から極性変化信号を入力すると、その
後のサンプリング値の増減を監視し、増加方向から減少
方向に転じた時のサンプリング値を最大値ｘmax として
検出し、この最大値ｘmax を出力値ｘM として周波数変
化量演算手段３０４に送出する（ステップ３）。周波数
変化量演算手段３０４は、この出力値ｘM を記憶してお
く。When the polarity change signal is input from the polarity change detection means 302, the maximum value / minimum value detection means 303 monitors the subsequent increase or decrease of the sampling value, and sets the maximum value of the sampling value when it changes from the increasing direction to the decreasing direction. The maximum value xmax is detected as the output value xM and sent to the frequency change amount calculating means 304 (step 3). The frequency change amount calculating means 304 stores the output value xM.

【００１６】そして、極性変化検出手段３０２は、次の
ゼロクロス点となる時刻ｔ2 直前の時点でサンプリング
値ｘn の極性が正であることを検出した後、時刻ｔ2 直
後の時点でサンプリング値ｘn+1 の極性が負であること
を検出した時に極性変化検出信号を出力する（ステップ
４）。周波数変化量演算手段３０４は、この時のサンプ
リング値ｘn ，ｘn+1 を記憶しておく。Then, the polarity change detecting means 302 detects that the polarity of the sampling value xn is positive immediately before the time t2 when the next zero crossing point is reached, and then detects the sampling value xn + 1 immediately after the time t2. When a negative polarity is detected, a polarity change detection signal is output (step 4). The frequency change amount calculating means 304 stores the sampling values xn and xn + 1 at this time.

【００１７】次いで、周波数変化量演算手段３０４は、
記憶しておいたサンプリング値ｘ1，ｘ2 ，ｘn ，ｘn+1
に基づいて、時刻ｔ1 ，ｔ2 における各サンプリング
値偏差の変化量Δｕを下式（１）により演算する（ステ
ップ５）。 Δｕ＝｜ｘn+1 −ｘn ｜−｜ｘ2 −ｘ1 ｜ … （１）Next, the frequency change amount calculating means 304
The stored sampling values x1, x2, xn, xn + 1
Is used to calculate the change amount Δu of each sampling value deviation at times t1 and t2 by the following equation (1) (step 5). Δu = | xn + 1−xn | − | x2−x1 | (1)

【００１８】周波数変化量演算手段３０４は、さらに、
この演算したΔｕと、先に最大値・最小値検出手段３０
３から入力して記憶しておいた出力値ｘM の絶対値｜ｘ
M ｜と、予め記憶してあるサンプリング周波数ｆs とに
基づいて、下式（２）により商用電源周波数ｆの変化量
Δｆを演算する（ステップ６）。 Δｆ＝Δｕ・ｆs ／２π・｜ｘM ｜ … （２）The frequency variation calculating means 304 further comprises:
The calculated Δu and the maximum / minimum value detection means 30
The absolute value of the output value xM input from 3 and stored | x
Based on M | and the sampling frequency fs stored in advance, the variation Δf of the commercial power frequency f is calculated by the following equation (2) (step 6). Δf = Δu · fs / 2π · | xM | (2)

【００１９】この場合、上記式のΔｆが周波数ｆの変化
量を表すことになるのは次のような理由による。すなわ
ち、ゼロクロス点となる時刻ｔ1 をはさむサンプリング
値ｘ1 ，ｘ2 の偏差をΔｘ（＝ｘ2 −ｘ1 ）とし、この
時の位相変化分をΔθ（＝２πｆ／ｆs ）とすると、次
式が成立する。 ｘmax ＝Δｘ／Δθ この式は、ゼロクロス点におけるサンプリング値を位相
により微分した結果は、その波形の半周期の最大値とな
るということを意味しているが、これはサイン関数を微
分すれば位相が９０°ずれたコサイン関数となることか
らも明らかである。上記式のΔθに２πｆ／ｆs を代入
すれば下式が得られる。 ｆ＝Δｘ・ｆs ／２π・ｘmaxIn this case, Δf in the above equation represents the amount of change in the frequency f for the following reason. That is, if the deviation between the sampling values x1 and x2 sandwiching the time t1 at which the zero-cross point is set is Δx (= x2−x1) and the phase change at this time is Δθ (= 2πf / fs), the following equation is established. xmax = Δx / Δθ This equation means that the result of differentiating the sampling value at the zero-cross point by the phase becomes the maximum value of the half cycle of the waveform. Is a cosine function shifted by 90 °. By substituting 2πf / fs for Δθ in the above equation, the following equation is obtained. f = Δx · fs / 2π · xmax

【００２０】したがって、上記式で表される周波数ｆの
半周期単位での変化量Δｆは、（２）式で表されること
になる。なお、（２）式で表されるΔｆの値が正である
場合は、周波数ｆがその分上昇したことを意味してお
り、Δｆの値が負である場合は、周波数ｆがその分減少
したことを意味している。Therefore, the variation Δf of the frequency f expressed in the above equation in half cycle units is expressed by the equation (2). When the value of Δf expressed by the equation (2) is positive, it means that the frequency f has increased by that amount, and when the value of Δf is negative, the frequency f has decreased by that amount. It means you did.

【００２１】ステップ６で時刻ｔ1 から時刻ｔ2 の間の
半周期分の変動量Δｆが演算された後、極性変化検出手
段３０２は、次のゼロクロス点となる時刻ｔ2 直前の時
点でサンプリング値ｘn の極性が正であることを検出
し、その後時刻ｔ2 直後の時点でサンプリング値ｘn+1
の極性が負であることを検出した時に極性変化検出信号
を出力する（ステップ７）。周波数変化量演算手段３０
４は、この時のサンプリング値ｘn ，ｘn+1 を記憶して
おく。なお、ステップ７の動作は、実際にはステップ４
で既に実行されており、ステップ７をステップ４とは別
にフローチャート上に示したのは、概念的理解を容易に
するためである。After the variation Δf for a half cycle from time t1 to time t2 is calculated in step 6, the polarity change detecting means 302 determines the sampling value xn of the sampling value xn immediately before time t2 when the next zero cross point is reached. It is detected that the polarity is positive, and then the sampling value xn + 1 immediately after time t2.
When a negative polarity is detected, a polarity change detection signal is output (step 7). Frequency change calculation means 30
Reference numeral 4 stores the sampling values xn and xn + 1 at this time. Note that the operation in step 7 is actually performed in step 4
The reason why Step 7 is already shown in the flowchart separately from Step 4 is to facilitate conceptual understanding.

【００２２】最大値・最小値検出手段３０３は、極性変
化検出手段３０２から極性変化信号を入力すると、その
後のサンプリング値の増減を監視し、減少方向から増加
方向に転じた時のサンプリング値を最小値ｘmin として
検出し、この最小値ｘmin を出力値ｘM として周波数変
化量演算手段３０４に送出する（ステップ８）。周波数
変化量演算手段３０４は、この出力値ｘM を記憶してお
く。When the polarity change signal is input from the polarity change detection means 302, the maximum value / minimum value detection means 303 monitors the subsequent increase or decrease of the sampling value, and minimizes the sampling value when the value changes from the decreasing direction to the increasing direction. It is detected as a value xmin, and the minimum value xmin is sent as an output value xM to the frequency variation calculating means 304 (step 8). The frequency change amount calculating means 304 stores the output value xM.

【００２３】そして、極性変化検出手段３０２は、次の
ゼロクロス点となる時刻ｔ3 直前の時点でサンプリング
値ｘp の極性が負であることを検出した後、時刻ｔ3 直
後の時点でサンプリング値ｘp+1 の極性が正であること
を検出した時に極性変化検出信号を出力する（ステップ
９）。周波数変化量演算手段３０４は、この時のサンプ
リング値ｘp ，ｘp+1 を記憶しておく。The polarity change detecting means 302 detects that the polarity of the sampling value xp is negative immediately before the time t3 when the next zero crossing point is reached, and then detects the sampling value xp + 1 immediately after the time t3. When a positive polarity is detected, a polarity change detection signal is output (step 9). The frequency change amount calculation means 304 stores the sampling values xp and xp + 1 at this time.

【００２４】次いで、周波数変化量演算手段３０４は、
記憶しておいたサンプリング値ｘn，ｘn+1 ，ｘp ，ｘp
+1 に基づいて、時刻ｔ2 ，ｔ3 における各サンプリン
グ値偏差の変化量Δｕを下式（３）により演算する（ス
テップ１０）。 Δｕ＝｜ｘp+1 −ｘp ｜−｜ｘn+1 −ｘn ｜ … （３）Next, the frequency change amount calculating means 304
The stored sampling values xn, xn + 1, xp, xp
Based on the +1, the variation Δu of each sampling value deviation at times t2 and t3 is calculated by the following equation (3) (step 10). Δu = | xp + 1−xp | − | xn + 1−xn | (3)

【００２５】周波数変化量演算手段３０４は、さらに、
この演算したΔｕと、先に最大値・最小値検出手段３０
３から入力して記憶しておいた出力値ｘM の絶対値｜ｘ
M ｜と、予め記憶してあるサンプリング周波数ｆs とに
基づいて、下式（２）により商用電源周波数ｆの変化量
Δｆを演算する（ステップ６）。 Δｆ＝Δｕ・ｆs ／２π・｜ｘM ｜ … （２）The frequency change amount calculating means 304 further includes:
The calculated Δu and the maximum / minimum value detection means 30
The absolute value of the output value xM input from 3 and stored | x
Based on M | and the sampling frequency fs stored in advance, the variation Δf of the commercial power frequency f is calculated by the following equation (2) (step 6). Δf = Δu · fs / 2π · | xM | (2)

【００２６】周波数変化量演算手段３０４は、このよう
な演算を半周期毎に繰り返して商用電源周波数ｆの変化
量Δｆを求めている。上記した演算の特徴は、ゼロクロ
ス点におけるサンプリング値を位相で微分することによ
り、ゼロクロス点から９０°位相がずれた位置における
最大値又は最小値を得ることができるという原理を利用
した点であり、周波数の値そのものを演算するのではな
く、半周期毎の周波数の変化量を演算するようにした点
である。The frequency variation calculating means 304 repeats such a calculation every half cycle to determine the variation Δf of the commercial power frequency f. The feature of the above-described calculation is that, by differentiating the sampling value at the zero-cross point by the phase, the maximum value or the minimum value at a position shifted by 90 ° from the zero-cross point can be obtained. The point is that instead of calculating the frequency value itself, the amount of change in the frequency for each half cycle is calculated.

【００２７】上記のように、本発明は半周期毎のサンプ
リング値の四則演算のみにより周波数変化量を容易に求
めることができるので、回路構成を簡単化することがで
き、したがって、従来のように、ハードウエアとしての
専用回路を設けることが不要となる。As described above, according to the present invention, the amount of frequency change can be easily obtained only by the four arithmetic operations of the sampling value for each half cycle, so that the circuit configuration can be simplified. In addition, it is not necessary to provide a dedicated circuit as hardware.

【００２８】なお、本発明では周波数変化量の検出は半
周期毎にしか行わないので、高周波数よりも商用電源周
波数程度の低周波数（４５Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度）の変化
量を検出する場合に適しているといえる。また、上記実
施形態では、サンプリング周波数が１２００Ｈｚの場合
につき説明したが、もちろんサンプリング周波数の値は
特に限定されるわけではない。In the present invention, since the frequency change is detected only every half cycle, the present invention is suitable for detecting a change in a low frequency (about 45 Hz to 60 Hz), which is about the frequency of the commercial power supply rather than a high frequency. It can be said that there is. In the above embodiment, the case where the sampling frequency is 1200 Hz has been described, but the value of the sampling frequency is not particularly limited.

【００２９】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ゼロク
ロス点での位相による微分は、その波形の半周期の最大
値又は最小値を表すという原理を利用して、四則演算の
みにより周波数変化量を求める構成としているので、簡
単で安価な構成でありながら、周波数の変化量を精度良
く検出することが可能な周波数変化量検出装置を実現す
ることができる。As described above, according to the present invention, the differentiation by the phase at the zero-cross point represents the maximum value or the minimum value of the half cycle of the waveform, and the frequency is calculated only by the four arithmetic operations. Since the configuration is such that the variation is obtained, it is possible to realize a frequency variation detector capable of accurately detecting the frequency variation while having a simple and inexpensive configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施形態に係るマイクロプロセッサの
構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a microprocessor according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施形態に係る周波数変化量検出装置
の概略構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a frequency change amount detection device according to an embodiment of the present invention.

【図３】図１の動作を説明するための波形図。FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of FIG. 1;

【図４】図１の動作を説明するためのフローチャート。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 計器用変成器 ２ アナログ入力装置 ３ マイクロプロセッサ ４ ディジタル出力装置 ５ 数値表示器 ３０１ サンプリング手段 ３０２ 極性変化検出手段 ３０３ 最大値・最小値検出手段 ３０４ 周波数変化量演算手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Instrument transformer 2 Analog input device 3 Microprocessor 4 Digital output device 5 Numerical display device 301 Sampling means 302 Polarity change detecting means 303 Maximum / minimum value detecting means 304 Frequency change calculating means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】商用電源周波数付近の周波数（ｆ）を有す
る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、 前記サンプリング手段の連続する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す
る第１の時点、及びその後の連続する２つのサンプリン
グ値（ｘn ，ｘn+1 ）の極性が正から負又は負から正に
変化する第２の時点を検出する極性変化検出手段と、 前記極性変化検出手段が検出した第１の時点と第２の時
点との間における最大値又は最小値（ｘM ）を検出する
最大値・最小値検出手段と、 前記サンプリング周波数の値（ｆs ）、前記第１及び第
２の時点をはさむ各サンプリング値（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘn
，ｘn+1 ）、及び前記最大値又は最小値（ｘM）の入力
に基づいて、下式（１），（２）により前記交流入力の
周波数（ｆ）の変化量（Δｆ）を半周期毎に演算する周
波数変化量演算手段と、 を備えたことを特徴とする周波数変化量検出装置。 Δｕ＝｜ｘn+1 −ｘn ｜−｜ｘ2 −ｘ1 ｜ … （１） Δｆ＝Δｕ・ｆs ／２π・｜ｘM ｜ … （２）1. A sampling means for sampling an AC input value having a frequency (f) near a commercial power supply frequency at a predetermined sampling frequency (fs), and two successive sampling values (x1, x2) of said sampling means. At a first point in time when the polarity changes from negative to positive or from positive to negative, and a second point in time when the polarity of two successive sampled values (xn, xn + 1) changes from positive to negative or from negative to positive. Polarity change detection means for detecting a time point; maximum / minimum value detection means for detecting a maximum value or a minimum value (xM) between the first time point and the second time point detected by the polarity change detection means , The sampling frequency value (fs), and the sampling values (x1, x2, xn) sandwiching the first and second time points.
, Xn + 1) and the maximum value or the minimum value (xM), the change amount (Δf) of the frequency (f) of the AC input is changed every half cycle by the following equations (1) and (2). And a frequency change amount calculating means for calculating the frequency change amount. Δu = | xn + 1−xn | − | x2−x1 | (1) Δf = Δu · fs / 2π · | xM | (2)