(57)【要約】【課題】フィルタ回路とゼロクロス検出回路を用いることなく、もっぱらソフト的にＰＷＭインバータ波形のゼロクロス点を検出する。【解決手段】ＰＷＭによるインバータ波形をストレージメモリに取り込んだ後、その中から、プラス極性側の最大値ＭＡＸとマイナス極性側の最小値ＭＩＮとを検出するとともに、その最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとを１／Ｎ（Ｎは任意の正数）してなるプラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈとマイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈとを設定し、パルスがパルス検出レベル＋Ｔｈ以上からパルス検出レベル−Ｔｈ以下に転じた時点もしくはパルス検出レベル−Ｔｈ以下からパルス検出レベル＋Ｔｈ以上に転じた時点をゼロクロス点として確定する。【選択図】　図２
2004037102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭによるインバータ波形のゼロクロス点を検出するにあたって、少なくともストレージメモリと波形監視手段とを備え、
上記ストレージメモリに上記インバータ波形を同インバータ波形に含まれている基本波の複数周期相当時間にわたって取り込む第１ステップと、
上記ストレージメモリに取り込まれた上記インバータ波形の中から、上記波形監視手段により、プラス極性側の最大値ＭＡＸとマイナス極性側の最小値ＭＩＮとを検出する第２ステップと、
上記波形監視手段により、上記最大値ＭＡＸと上記最小値ＭＩＮとを１／Ｎ（Ｎは任意の正数）してなるプラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈとマイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈとを設定する第３ステップと、
上記ストレージメモリに取り込まれた上記インバータ波形の先頭データから、上記波形監視手段により、上記パルス検出レベル＋Ｔｈ以上もしくは上記パルス検出レベル−Ｔｈ以下のパルスを探す第４ステップとを実行し、
上記第４ステップで、上記パルスが上記パルス検出レベル＋Ｔｈ以上から上記パルス検出レベル−Ｔｈ以下に転じた時点もしくは上記パルス検出レベル−Ｔｈ以下から上記パルス検出レベル＋Ｔｈ以上に転じた時点を上記基本波のゼロクロス点として確定することを特徴とするインバータ波形の解析方法。
【請求項２】
上記ゼロクロス点を連続して３点以上検出し、隣接する奇数番目のゼロクロス点間もしくは隣接する偶数番目のゼロクロス点間の時間を計測して、上記基本波の周期を求めることを特徴とする請求項１に記載のインバータ波形の解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ波形の解析方法に関し、さらに詳しく言えば、波形記録計や電力計などでインバータ波形を記録して解析する際、そのゼロクロス点と周期を求める技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に、電力計で実際に記録したＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調方式によるインバータ波形ＩＷの表示例を示す。このインバータ波形ＩＷには、基本波とキャリア信号とが含まれている。
【０００３】
インバータ波形ＩＷのゼロクロス点を探す場合、従来では、まずインバータ波形ＩＷにフィルタをかけて基本波を抽出する。図４に、抽出された基本波ＢＷを示す。そして、例えば波形整形回路などのゼロクロス検出回路で基本波ＢＷのゼロクロス点を検出するようにしている。また、必要に応じて、そのゼロクロス点から周期を求める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この検出方法によれば、大半がハード的な処理であるため検出ミスがほとんどなく、また、リアルタイム処理が可能であるが、フィルタ回路とゼロクロス検出回路とを必要とするため、コスト的に好ましくない。また、被測定信号の周波数に応じてフィルタ回路を用意する必要がある。
【０００５】
したがって、本発明の課題は、フィルタ回路とゼロクロス検出回路を用いることなく、もっぱらソフト的にインバータ波形ＩＷのゼロクロス点を検出できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ＰＷＭによるインバータ波形のゼロクロス点を検出するにあたって、少なくともストレージメモリと波形監視手段とを備え、上記ストレージメモリに上記インバータ波形を同インバータ波形に含まれている基本波の複数周期相当時間にわたって取り込む第１ステップと、上記ストレージメモリに取り込まれた上記インバータ波形の中から、上記波形監視手段により、プラス極性側の最大値ＭＡＸとマイナス極性側の最小値ＭＩＮとを検出する第２ステップと、上記波形監視手段により、上記最大値ＭＡＸと上記最小値ＭＩＮとを１／Ｎ（Ｎは任意の正数）してなるプラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈとマイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈとを設定する第３ステップと、上記ストレージメモリに取り込まれた上記インバータ波形の先頭データから、上記波形監視手段により、上記パルス検出レベル＋Ｔｈ以上もしくは上記パルス検出レベル−Ｔｈ以下のパルスを探す第４ステップとを実行し、上記第４ステップで、上記パルスが上記パルス検出レベル＋Ｔｈ以上から上記パルス検出レベル−Ｔｈ以下に転じた時点もしくは上記パルス検出レベル−Ｔｈ以下から上記パルス検出レベル＋Ｔｈ以上に転じた時点を上記基本波のゼロクロス点として確定することを特徴としている。
【０００７】
また、上記ゼロクロス点を連続して３点以上検出し、隣接する奇数番目のゼロクロス点間もしくは隣接する偶数番目のゼロクロス点間の時間を計測することにより、上記基本波の周期を求めることもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、図１および図２を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明に適用されるハード的構成を示すブロック図で、図２はディスプレイに表示されたインバータ波形の一例を示す波形図である。なお本発明は、ゼロクロス点のみを検出する単機能の装置に化体されてもよいが、多くの場合、波形記録計や電力計などに搭載されるであろう。
【０００９】
図１に示すように、本発明を実施するにあたって、ストレージメモリ１０と波形監視手段２０とが用いられる。波形監視手段２０は、ＣＰＵやマイクロコンピュータなどによって構成されてよい。この例において、波形監視手段２０には、例えばストレージメモリ１０へのデータ取り込み量や閾値レベルなどを設定するための操作部２１と、ストレージメモリ１０に取り込まれた波形を表示するディスプレイ２２とが接続されている。
【００１０】
図２にディスプレイ２２に表示されたＰＷＭによるインバータ波形ＩＷの一例を示すが、本発明によれば、このインバータ波形ＩＷのゼロクロス点が、例えば次のようにして検出される。
【００１１】
まず、入力端子１１よりインバータ波形ＩＷをストレージメモリ１０に取り込む。この場合、インバータ波形ＩＷに含まれている基本波の複数周期相当時間にわたって取り込むことが好ましい。その取り込み量は操作部２１によって適宜決めることができる。
【００１２】
次に、波形監視手段２０にて、ストレージした全信号波形の中から、プラス極性側の最大値ＭＡＸと、マイナス極性側の最小値ＭＩＮとを検出する。なお、図２の波形表示において、横軸が時間軸，縦軸が電圧もしくは電流の波高軸である。
【００１３】
また、ＰＷＭによるインバータ波形ＩＷは、理想的にはプラス極性側，マイナス極性側ともに波高値（振幅）が一定であるが、実際には高調波などの影響により、図２に示すように、ヒゲ状の突発的信号が含まれる。
【００１４】
波形監視手段２０は、このヒゲ状の突発的信号を含めた信号の中から最大値ＭＡＸ，最小値ＭＩＮとを検出する。したがって、絶対値｜最大値ＭＡＸ｜と、絶対値｜最小値ＭＩＮ｜とが等しいとは限らない。
【００１５】
プラス極性側の最大値ＭＡＸと、マイナス極性側の最小値ＭＩＮとを検出した後、波形監視手段２０は、プラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈとマイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈとを設定する。
【００１６】
このパルス検出レベル＋Ｔｈ，−Ｔｈは、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとを１／Ｎ（Ｎは任意の正数）してなる値で、この例では、プラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈを最大値ＭＡＸの１／２とし、マイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈを最小値ＭＩＮの１／２としている。なお、１／Ｎの値は操作部２１より任意に設定できる。
【００１７】
次に、波形監視手段２０は、ストレージした信号波形の先頭データから、プラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈ以上もしくはマイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈ以下となるパルスを探し、該当パルスが見つかったら、インバータ波形ＩＷありと認識する。すなわち、パルス検出レベル＋Ｔｈ以下もしくはパルス検出レベル−Ｔｈ以上のものはノイズとして排除する。
【００１８】
そして、最初にパルス検出レベル＋Ｔｈ以上のパルスが検出された場合には、その後にパルス検出レベル−Ｔｈ以下のパルスが現れた時点をインバータ波形ＩＷに含まれている基本波のゼロクロス点とする。
【００１９】
これに対して、最初にパルス検出レベル−Ｔｈ以下のパルスが検出された場合には、その後にパルス検出レベル＋Ｔｈ以上のパルスが現れた時点を基本波のゼロクロス点とする。これをストレージした波形データの全範囲もしくは所定の部分的範囲にわたって行う。
【００２０】
図２の波形表示例に即して説明すると、まず、左端の第１パルス列Ｐ１の先頭データからパルス検出レベル＋Ｔｈ以上もしくはパルス検出レベル−Ｔｈ以下の判定を行う。この場合、第１パルス列Ｐ１には、パルス検出レベル−Ｔｈ以下のものが含まれているため、第１パルス列Ｐ１はインバータ波形ＩＷの負極側パルスであると認識する。なお、第１パルス列Ｐ１内にパルス検出レベル−Ｔｈ以上のパルスがあったとしても、それがパルス検出レベル＋Ｔｈ以上でない限り無視する。
【００２１】
次に、後続する第２パルス列Ｐ２について、パルス検出レベル＋Ｔｈ以上もしくはパルス検出レベル−Ｔｈ以下の判定を行う。第２パルス列Ｐ２にはパルス検出レベル＋Ｔｈ以上のものが含まれているため、第２パルス列Ｐ２はインバータ波形ＩＷの正極側パルスであると認識するが、先の第１パルス列Ｐ１が負極側パルスであることから、第２パルス列Ｐ２内で最初にパルス検出レベル＋Ｔｈ以上のパルスが検出された時点をもってゼロクロス点ＺＣ１とする。なお、第２パルス列Ｐ２内にパルス検出レベル＋Ｔｈ以下のものがあったとしても、それがパルス検出レベル−Ｔｈ以下でない限り無視する。
【００２２】
以後同様にして、第３パルス列Ｐ３，第４パルス列Ｐ４および第５パルス列Ｐ５についても、パルス検出レベル＋Ｔｈ以上もしくはパルス検出レベル−Ｔｈ以下の判定を行う。
【００２３】
すなわち、第３パルス列Ｐ３内で最初にパルス検出レベル−Ｔｈ以下のパルスが検出された時点をもってゼロクロス点ＺＣ２とし、第４パルス列Ｐ４内で最初にパルス検出レベル＋Ｔｈ以上のパルスが検出された時点をもってゼロクロス点ＺＣ３とし、第５パルス列Ｐ５内で最初にパルス検出レベル−Ｔｈ以下のパルスが検出された時点をもってゼロクロス点ＺＣ４とする。
【００２４】
このようにして、本発明によれば、フィルタ回路やゼロクロス検出回路によることなく、もっぱらソフト的な処理により、ＰＷＭによるインバータ波形ＩＷのゼロクロス点を検出することができる。しかも、そのインバータ波形ＩＷに含まれている基本波およびキャリア信号がどのような波形であっても、ゼロクロス点を検出することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、ゼロクロス点を連続して３点以上検出し、隣接する奇数番目のゼロクロス点間もしくは隣接する偶数番目のゼロクロス点間の時間を計測することにより、ＰＷＭによるインバータ波形ＩＷの周期を求めることができる。
【００２６】
すなわち、図２に例示するように、４つのゼロクロス点ＺＣ１〜ＺＣ４が検出されたとして、ゼロクロス点ＺＣ１とＺＣ３間の時間もしくはゼロクロス点ＺＣ２とＺＣ４間の時間を計測することにより、インバータ波形ＩＷの周期を求めることができる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、プラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈを最大値ＭＡＸの１／２の値、マイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈを最小値ＭＩＮの１／２としているが、入力信号（ＰＷＭによるインバータ波形ＩＷ）によっては、１／１０や３／４などでもよい場合があるため、１／Ｎの値は任意に設定されてよい。また、場合によっては、パルス検出レベル＋Ｔｈとパルス検出レベル−Ｔｈとで、１／Ｎの値を変えてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＰＷＭによるインバータ波形をストレージメモリに取り込んだ後、その中から、プラス極性側の最大値ＭＡＸとマイナス極性側の最小値ＭＩＮとを検出するとともに、その最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとを１／Ｎ（Ｎは任意の正数）してなるプラス極性側のパルス検出レベル＋Ｔｈとマイナス極性側のパルス検出レベル−Ｔｈとを設定し、パルスがパルス検出レベル＋Ｔｈ以上からパルス検出レベル−Ｔｈ以下に転じた時点もしくはパルス検出レベル−Ｔｈ以下からパルス検出レベル＋Ｔｈ以上に転じた時点をゼロクロス点として確定するようにしたことにより、フィルタ回路とゼロクロス検出回路を用いることなく、もっぱらソフト的にインバータ波形のゼロクロス点を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用されるハード的構成を示すブロック図。
【図２】本発明の動作説明用としてのＰＷＭインバータ波形の一例を示す波形図。
【図３】ＰＷＭインバータ波形の一例を示す波形図。
【図４】ＰＷＭインバータ波形に含まれている基本波を示す波形図。
【符号の説明】
１０　ストレージメモリ
２０　波形監視手段
２１　操作部
２２　ディスプレイ
ＩＷ　ＰＷＭインバータ波形
ＭＡＸ　最大値
ＭＩＮ　最小値
＋Ｔｈ　プラス極性側のパルス検出レベル
−Ｔｈ　マイナス極性側のパルス検出レベル
Ｐ１〜Ｐ５　パルス列
ＺＣ１〜ＺＣ４　ゼロクロス点
【図１】
2004037102.tif 000003
【図２】
2004037102.tif 000004
【図３】
2004037102.tif 000005
【図４】
2004037102.tif 000006