(57)【要約】【課題】低速なマイクロコンピュータを使用しても電流検出を行わない相の電流を精度良く求めることができる電流演算方法を提供することにある。【解決手段】ＣＰＵ部１３はＲ相，Ｔ相の電流が交差するタイミングに近接する手前のタイミングで取り込んだＴ相の瞬時電流値Ｉｔと、このＴ相の瞬時電流Ｉｔの取り込んだタイミングの前後の切り替え時点で取り込んだＲ相の瞬時電流値の平均値Ｉとを求め、これら瞬時電流値Ｉｔと平均値ＩｒとからＳ相の瞬時電流値Ｉｓを求める演算処理と、Ｒ相、Ｔ相の電流が交差する時点に近接する後側のタイミングで取り込んだＲ相の瞬時電流値Ｉｒと、Ｒ相の瞬時電流Ｉｒの取り込んだタイミングの前後の切り替え時点で取り込んだＴ相の瞬時電流値の平均値Ｉｔを求め、これら瞬時電流値Ｉｒと平均値ＩｔからＳ相の瞬時電流値Ｉｓをベクトル値によって求める演算処理とを２周期に１回ずつ交互に行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流の何れか二つの相の内の一方の相に対してあるタイミングで計測した当該相の瞬時電流値のベクトル値と、前記タイミングの前後の近時点において計測した他方の相の瞬時電流値の平均値のベクトル値とを加算した値から残りの相の瞬時電流値のベクトル値を求めることを特徴とする電流演算方法。
【請求項２】
前記タイミングで相電流を計測する相と、当該タイミングの前後の近時点で相電流を計測する相とを所定周期毎に入れ替えることを特徴とする請求項１記載の電流演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流の電力計測装置等に用いる電流計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、平衡三相交流の内の第一相（Ｒ相）、第三相（Ｔ相）の相電流を複数サンプリングして夫々のサンプリング時に得られる瞬時電流に基づいて夫々の実効値を演算し、この演算された実効値から第二相（Ｓ相）の相電流の実効値を求める電流計測器が提供されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平４−２６２２６８号公報（段落番号００１７〜００２１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来例では、使用する変流器の数を減らせるというメリットがあるが、第一相、第三相の実効電流値を求めるために夫々の相電流をサンプリングするタイミングのずれ等から第二相（Ｓ相）の実効電流値が実際値と異なる恐れがあり、そのため演算処理には高速処理ができるマイクロコンピュータを必要とし、そのためコスト高を招くという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは低速なマイクロコンピュータを使用しても電流検出を行わない相の電流を精度良く求めることができる電流演算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、三相交流の何れか二つの相の内の一方の相に対してあるタイミングで計測した当該相の瞬時電流値のベクトル値と、前記タイミングの前後の近時点において計測した他方の相の瞬時電流値の平均値のベクトル値とを加算した値から残りの相の瞬時電流値のベクトル値を求めることを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、電流検出を行う二つの相に対する電流のサンプリング個数を少なくし、且つサンプリングするタイミングのずれも小さくすることができ、そのため低速なマイクロコンピュータを用いて演算処理を行っても、電流検出を行わない残りの相の瞬時電流値を精度良く求めることができる。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記タイミングで相電流を計測する相と、当該タイミングの前後の近時点で相電流を計測する相とを所定周期毎に入れ替えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明によれば、正しい正弦波でない電流波形であっても、二つの相の瞬時電流値に基づいて演算により求める残りの相の瞬時電流値を平均化することができ、そのため電流波形の歪みなどの影響を少なくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、電流検出を行う二つの相に対する電流のサンプリング個数を少なくし、且つサンプリングするタイミングのずれも小さくすることができ、そのため低速なマイクロコンピュータを用いて演算処理を行っても、電流検出を行わない残りの相の瞬時電流値を精度良く求めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明を一実施形態により説明する。
図１は一実施形態を採用した測定システムを示しており、この実施形態では本体ユニット１と、表示ユニット２とから構成され、両ユニット１，２は汎用（例えばＲＳ２３２Ｃ）の通信路を介してデータの授受を行うようなっている。
【００１１】
本体ユニット１は被測定対象の平衡三相交流電源路の内第一相（以下Ｒ相という）と、第三相（以下Ｔ相）の各線路に対して装着される電流検出用の変流器ＣＴＲ、ＣＴＴＴの二次出力、つまり検出出力を切り替えて取り込むためのマルチプレクサ１０と、このマルチプレクサ１０を介して取り込まれた検出出力を増幅する増幅器１１と、前記Ｒ相、Ｔ相の相電圧を取り込んで増幅する増幅器１２Ｒ、１２Ｔと、増幅器１１、電圧増茎１２Ｒ、１２Ｔから出力される夫々の増幅出力をサンプリングしてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を内蔵し、Ａ／Ｄ変換されたＲ相、Ｔ相の瞬時電流値から第二相（以下Ｓ相という）の瞬時電流値を求め、更に各相の瞬時電流値から実効値を演算する機能や、Ｒ相、Ｔ相の実効電流値と、Ｒ相、Ｔ相の電圧値に基づいて当該三相交流電力を演算する機能を備えているマイクロコンピュータ（以下ＣＰＵ部という）１３と、表示ユニット２との間のデータ授受の処理を行うためのＣＰＵ部１４と、ＣＰＵ部１４の制御の下でデータの書き込み、読み取りが行われる電気的に消去可能なＥＥＰＲＯＭ等のメモリ部１５と、本体ユニット１内の電源供給を行う電源部１６とから構成される。
【００１２】
表示ユニット２は、液晶表示器２０、設定や操作を行うための操作部２１，更に本体ユニット１や操作部２１側との間でデータ授受を行い、本体ユニット１側で計測された電力や各相の電流値のデータや、その他のデータを所定形式により液晶表示器２０で表示させたり、設定・操作のための画面を液書表示器２０で表示させたりするなどの表示処理や、データ授受のための処理等の機能を備えたＣＰＵ部２２と、電源部（図示せず）とから構成される。尚電源は本体ユニット１の電源部１６から供給を受けるようにしても良い。
【００１３】
次にシステムで採用されている電流演算方法の実施形態について説明する。
【００１４】
図２は測定対象の平衡三相交流の電流波形を示し、変流器ＣＴＲ，ＣＴＴにより検出される相電流ＩＲ、ＩＴは実線で、演算により求められるＳ相の電流ＩＳは破線で示している。
【００１５】
而して本体ユニット１のＣＰＵ部１３はマルチプレクサ１０を制御して増幅器１１に変流器ＣＴＲ、ＣＴＴの検知出力を取り込むタイミングを切り替え、夫々の検出出力を内蔵Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換するようになっている。ここでＣＰＵ部１３は一周期の時間Ｔを１０等分したＴ／１０時間毎にＡ／Ｄ変換する相電電流を切り替えるようにマルチプレクサ１０を制御して、切り替え時点のＲ相又はＴ相の瞬時電流をサンプリングしてＡ／Ｄ変換するのである。図２では●はＴ相の電流をサンプリングするタイミングを、また○はＲ相の電流をサンプリングするタイミングを示している。
【００１６】
そしてＣＰＵ部１３は両相電流が交差するタイミングに近接する手前のタイミングで取り込んだＴ相の瞬時電流値Ｉｔと、このＴ相の瞬時電流Ｉｔの取り込んだタイミングの前後の切り替え時点で取り込んだＲ相の瞬時電流値の平均値Ｉｒ、つまりＴ相の瞬時電流Ｉｔを取り込んだタイミングに対応するＲ相の瞬時電流相当値とを求め、これら瞬時電流値Ｉｔと平均値Ｉｒとから同じタイミングでのＳ相の瞬時電流値Ｉｓを求める演算処理と、両相電流が交差する時点に近接する後側のタイミングで取り込んだＲ相の瞬時電流値Ｉｒと、このＲ相の瞬時電流Ｉｒを取り込んだみタイミングの前後の切り替え時点で取り込んだＴ相の瞬時電流値の平均値Ｉｔ、つまりＲ相の瞬時電流Ｉｒを取り込んだタイミングに対応するＴ相の瞬時電流相当値とを求め、これら瞬時電流値Ｉｒと平均値Ｉｔとから同じタイミングでのＳ相の瞬時電流値Ｉｓを求める演算処理とを２周期に１回ずつ交互に行う。
【００１７】
前記各処理で求める瞬時電流Ｉｓは、ベクトル的に示すと、
【００１８】
【数１】
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【００１９】
となり、このベクトル値の式からＳ相の瞬時電流値を求めるのである。
【００２０】
これにより本実施形態ではＳ相の瞬時電流値Ｉｓを演算によって求めることができ、しかも電流波形が歪んでも平均値を求める対象相を２周期毎に入れ替えることで演算処理で求める瞬時電流値Ｉｓを平均化し、波形歪みによる影響を低減することができるのである。
【００２１】
尚図２においてＴ相又はＲ相の電流波形上に斜線が入れられた○は前後のタイミングで取り込まれた瞬時電流値から求めた平均値を示す。
【００２２】
かようにして各相の瞬時電流を計測若しくは演算により求めた値から、ＣＰＵ部１３は更に各相電流の実効値ＩＲ、ＩＳ、ＩＴを演算により求め、これらの瞬時電流値や実効値のデータを表示ユニット１側の要求に応じて表示ユニット１へＣＰＵ部１４を通じて送るようになっている。またＣＰＵ部１３はＲ相、Ｔ相の電圧値とＲ相、Ｔ相の実効電流値とから測定対象の三相交流電源路の電力を求める処理も行い、求めた電力値のデータを表示ユニット２側の要求に応じて表示ユニット２へＣＰＵ部１４を通じて送るようになっている。
【００２３】
表示ユニット２は、本体ユニット１から送られてきた各相の瞬時電流値や実効値のデータや、電力値の各データをＣＰＵ部２２の制御の下で加工処理し、所定形式にて液晶表示器２０により表示する。
【００２４】
また本実施形態ではＲ相、Ｔ相の電流を検出し、残りのＳ相の瞬時電流値Ｉｓを演算で求めているが、電流を検出する二つの相としてＲ相とＳ相或いはＳ相とＴ相を用い、残りのＴ相或いはＲ相の瞬時電流値Ｉｔ或いはＩｒを演算により求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１を用いた測定システムの基本構成図である。
【図２】同上の動作説明用波形図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  本体ユニット
１０  マルチプレクサ
１１  増幅器
１２Ｒ，１２Ｔ  増幅器
１３  ＣＰＵ部
１４  ＣＰＵ部
２  表示ユニット
２０  液晶表示器
２１    操作部
２２    ＣＰＵ部
【図１】
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【図２】
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