JP5450500B2 - Oscillator for AC meter test power supply - Google Patents
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Description
本発明は、交流計器試験電源用発振装置に係わり、とくに電力量計を試験するための電源に用いる発振装置に関する。 The present invention relates to an oscillation device for an AC meter test power source, and more particularly to an oscillation device used as a power source for testing a watt-hour meter.
例えば電力量計は、所定期間使用したとき検定を受けることが義務付けられており、所定の検定がなされる。検定すべき電力量計の数は膨大であるから、ある数を纏めて検定するのが通例であり、虚負荷試験により検定を行なう。 For example, a watt-hour meter is obliged to undergo a verification when it is used for a predetermined period, and a predetermined verification is made. Since the number of watt-hour meters to be verified is enormous, it is customary to verify a certain number together, and the verification is performed by an imaginary load test.
これは、図4に示されるように、電力量計の電流コイルCiと電圧コイルCvとを分離し、電流コイルCiを直列接続して虚負荷電源の電流源から通電し、かつ並列接続された電圧コイルCvに電圧源から電圧を与えることにより試験を行うものである。図4(a)は電力量計が1台の場合、図4(b)は2台の場合の接続図である。 As shown in FIG. 4, the current coil Ci and the voltage coil Cv of the watt hour meter are separated, the current coil Ci is connected in series, energized from the current source of the imaginary load power source, and connected in parallel. The test is performed by applying a voltage from a voltage source to the voltage coil Cv. FIG. 4A is a connection diagram in the case where there is one watt-hour meter, and FIG.
この試験をするには、電力量計中で電圧コイルCvに接続されている電流コイルCiを電圧コイルCvから切り離し、また電流コイルCi同士を直接接続してから通電する必要がある。 In order to perform this test, it is necessary to disconnect the current coil Ci connected to the voltage coil Cv in the watt hour meter from the voltage coil Cv, and to connect the current coils Ci directly before energization.
図5は、従来の虚負荷電源装置の構成を示すブロック図である。演算装置11と組み合わされた発振器12から電圧信号vを電圧増幅器13に、電流信号iを電圧電流変換増幅器14に与え、これら両増幅器13,14の出力を電力量計Xに供給して電圧測定値V、電流測定値Iを得る。これら電圧Vおよび電流Iを電力計16に与えて電力値を取り出し、演算装置11に帰還して発振器12を制御する。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional imaginary load power supply apparatus. The voltage signal v is supplied from the
この際、電力計16は、与えられた電圧測定値V、電流測定値Iを積分して平均化し、得た値を帰還信号として演算装置11に与える。このため、制御動作はある遅れを以って行なわれる。
At this time, the
上述のように、虚負荷電源装置10は、発振器12の信号を電圧増幅器13および電圧電流変換増幅器14により増幅して出力する電圧源および電流源を構成する。この出力は、検出器により実効値および位相角を検出し、演算装置11を介して発振器12の振幅および位相角を発振器12に帰還制御することで設定精度を補償している。
As described above, the imaginary load
この補償を確実に行なうには、検出器として高価な電圧計、電流計、電力計を用いる必要があり、コスト的な問題がある。また、帰還制御は波形ひずみを補償するには応答速度が不十分であり、その結果ひずみの多い波形を出力している。 In order to reliably perform this compensation, it is necessary to use an expensive voltmeter, ammeter, and wattmeter as a detector, which causes a cost problem. Further, the feedback control has an insufficient response speed to compensate for the waveform distortion, and as a result, a waveform with much distortion is output.
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、波形ひずみを極力減少した出力を供給できる電力計試験電源用発振装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described points, and an object thereof is to provide an oscillation device for a wattmeter test power supply capable of supplying an output with a waveform distortion reduced as much as possible.
上記目的達成のため、本発明では、
基準波形の振幅情報を記憶した基準波形メモリと、
試験されるべき計器から対象波形の所定電気角ごとの振幅情報を取り出す波形検出手段と、
前記波形検出手段から取り出した対象波形情報を前記基準波形情報と比較して差信号を検出する減算器と、
前記減算器からの差信号により前記基準波形情報を修正するための修正情報を記憶する補正波形メモリと、
前記基準波形メモリからの基準波形情報を前記補正波形メモリからの修正情報により修正して出力情報を形成する加算器とをそなえ、
前記出力情報に基づく出力を形成することを特徴とする交流計器試験電源用発振装置、
を提供する。
In order to achieve the above object, in the present invention,
A reference waveform memory storing amplitude information of the reference waveform;
Waveform detection means for extracting amplitude information for each predetermined electrical angle of the target waveform from the meter to be tested;
A subtractor for detecting a difference signal by comparing the target waveform information extracted from the waveform detection means with the reference waveform information;
A correction waveform memory for storing correction information for correcting the reference waveform information by a difference signal from the subtractor;
An adder that corrects the reference waveform information from the reference waveform memory with the correction information from the correction waveform memory to form output information;
An oscillator for an AC meter test power supply, characterized by forming an output based on the output information,
I will provide a.
本発明は上述のように、計器を検定するにつき対象計器から対象波形の所定電気角ごとの振幅情報を取り出して基準波形情報と比較して得た差分を補償し出力を形成するようにしたため、いわゆる瞬時補正された波形出力を形成することができる。 As described above, since the present invention compensates for the difference obtained by extracting the amplitude information for each predetermined electrical angle of the target waveform from the target meter and comparing it with the reference waveform information when the meter is verified, an output is formed. A so-called instantaneously corrected waveform output can be formed.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の基本概念を示している。すなわち、測定されるべき電力量計Xに与えられる電圧V、電流Iが遅れ動作を伴った何らかの要素を経ることなく発振器100に帰還され、発振器100の出力vが電圧増幅器200に、同じくiが電圧電流変換増幅器300に与えられて電力量計Xに供給される。
FIG. 1 shows the basic concept of the present invention. That is, the voltage V and current I applied to the watt-hour meter X to be measured are fed back to the
このため、発振器100は電圧V、電流Iを遅れなく受け取り、その出力v,iを形成して電圧増幅器200、電圧電流変換増幅器300に与える。
Therefore, the
図2は、図1に示した試験電源を構成する要素を示すために、実際に用いられる要素群とそれらを結ぶ線とを描いた説明図である。この装置は、切換器101が組み合わされた波形メモリ付きPLD102としての発振器100、D/A変換器201,301およびA/D変換器202,302、および装置各部にサンプリング・クロック信号を与えるクロック発生器CLKにより構成される。
FIG. 2 is an explanatory diagram depicting element groups actually used and lines connecting them in order to show elements constituting the test power source shown in FIG. This apparatus includes an
切換器101は、発振器100の形成する出力周波数を選択するもので、例えば50Hz、60Hzの選択を行なう。波形メモリ付きPLD102は、切換器101により選択された一方の周波数、例えば50Hzの正弦波信号を形成しD/A変換器201,301を介して被検電力量計Xに電圧Vout、電流Ioutとして与える。
The
被検電力量計Xで所定電気角ごとに取り出された電圧Vin、電流Iinは、A/D変換器202,302を介して波形メモリ付きPLD102に帰還され、正弦波の波形制御に用いられる。
The voltage Vin and the current Iin taken out by the watt-hour meter X for each predetermined electrical angle are fed back to the
ここで、被検電力量計XからA/D変換器202,302への入力Vin,Iinに含まれる高次調波のうち不要なものは、ひずみ成分として除去しておくことが望ましい。それには、入力Vinにひずみ成分となる高次調波を含めておき、この入力Vinを波形メモリ付きPLD102に与えて必要な修正を行なわせることにより正弦波信号を形成する。
Here, it is desirable to remove unnecessary higher harmonics included in the inputs Vin and Iin from the power meter X to the A /
この高次調波は、D/A変換器201の出力側に接続される電圧増幅器(図示せず)および電圧電流変換増幅器(図示せず)に設けられた出力変圧器および出力変流器、ならびに被検電力量計に内蔵された変成器の磁化特性に起因するものであるからほぼ第11次高調波以下のものに限られ、それよりもさらに高次の調波は無視し得る程度含まれるだけである。
This high-order harmonic is generated by a voltage amplifier (not shown) connected to the output side of the D /
そのため、A/D変換器202,302の入力部には、基本波成分から第11次高調波までの信号を同一レベルで通すローパスフィルタ(図示せず)を挿入しておくとよい。なお、入力Vin中には、出力電圧Vout中に含まれるサンプリングクロック(数100kHz)が含まれているが、当然ながらこれもローパスフィルタで除去される。
Therefore, it is preferable to insert a low-pass filter (not shown) that passes signals from the fundamental wave component to the 11th harmonic at the same level at the input parts of the A /
図3(a),(b)は、本発明の実施例としての2つの構成例を示したものであり、何れも波形メモリ付きPLDを用いるものであるが、内部接続が相違する。図2に示したクロック回路は、図示省略している。 FIGS. 3A and 3B show two configuration examples as embodiments of the present invention, both of which use a PLD with a waveform memory, but have different internal connections. The clock circuit shown in FIG. 2 is not shown.
[実施例1の構成]
図3(a)は、第1の実施例を示している。この実施例は、PLD102に内蔵されるプロセッサCPUの出力Vsを基準波形メモリ112に与え、基準波形メモリ112の出力を加算器114および減算器116に与える接続としている。
[Configuration of Example 1]
FIG. 3A shows the first embodiment. In this embodiment, the output Vs of the processor CPU built in the
減算器116は、補正波形メモリ113に与えるべき偏差信号、つまり基準信号Vsと帰還信号Vinとの偏差Δv(=Vs−Vin)を形成するものであり、この偏差Δvに基づき補正波形メモリ113が修正信号ΔVoutを形成する。
The
そして、基準信号Vsを修正信号ΔVoutにより修正して出力電圧Voutが得られ、コントローラ115でデジタルデータに変換され、D/A変換器201でアナログ変換されて出力される。
Then, the reference signal Vs is corrected by the correction signal ΔVout to obtain an output voltage Vout, which is converted into digital data by the
一方、入力電圧Vinは、図示しない被試験電力量計から取り出された電圧である。この入力電圧Vinは、ローパスフィルタ202Aで高次調波(例えば第12次以上の高調波)が除去されてそれより低次(第11次以下)の調波および基本波分のみがA/D変換器202に供給され、デジタル信号に変換されてコントローラ115に与えられる。
On the other hand, the input voltage Vin is a voltage extracted from a power meter to be tested (not shown). In this input voltage Vin, high-order harmonics (for example, 12th and higher harmonics) are removed by the low-
[実施例2の構成]
図3(b)は、第2の実施例を示している。この実施例は、コントローラ125の帰還信号出力VinをCPU121に与えて、CPU121の内部で基準電圧Vsから帰還信号Vinを減算して偏差Δvを形成し、補正波形メモリ123に与えるようにしている。つまり、図3(a)における減算器116をCPU121内に取り込んだ構成としている。
[Configuration of Example 2]
FIG. 3B shows a second embodiment. In this embodiment, the feedback signal output Vin of the
[動作]
図3(a),(b)に示した回路は、何れもサンプリング・クロックの周波数で定まる所定電気角ごとに振幅制御した出力を形成する。すなわち、コントローラ115,125が、A/D変換器202から所定電気角ごとに逐時的な振幅データ(DATA)を得て逐時的に変化する振幅出力Vinを出力する。
[Operation]
Each of the circuits shown in FIGS. 3A and 3B forms an output whose amplitude is controlled for each predetermined electrical angle determined by the frequency of the sampling clock. That is, the
この結果、コントローラ115,125の出力(DATA)は、所定電気角ごとに変化し、D/A変換器201の出力Voutが所定電気角ごとに逐時変化する。
As a result, the outputs (DATA) of the
所定電気角は、小さく選ぶほど逐時制御性が増し、より精密な波形制御ができる。例えば所定電気角を1度とすれば、1Hzの波形が360個/秒に時分割される。 As the predetermined electrical angle is selected to be smaller, the controllability at every moment increases and more precise waveform control can be performed. For example, if the predetermined electrical angle is 1 degree, a 1 Hz waveform is time-divided into 360 pieces / second.
これは、1/360秒ごとに振幅制御する速応制御となり、正確な正弦波を得ることができる。したがって、電気角を所望波形の実現のために必要な程度の値に設定することにより高い精度の波形制御が実現できる。 This is rapid response control in which the amplitude is controlled every 1/360 seconds, and an accurate sine wave can be obtained. Therefore, highly accurate waveform control can be realized by setting the electrical angle to a value necessary for realizing the desired waveform.
10 虚負荷電源装置、11 演算装置、12 発振器、13 電圧増幅器、
14 電圧電流変換増幅器、15 変流器、16 電力計、100 発振器、
101 切換器、102 PLD、111,121 CPU、
112,122 基準波形メモリ、113,123 補正波形メモリ、
114,124 加算器、115,125 コントローラ、116 減算器、
200 電圧増幅器、201,301 D/A変換器、
202,302 A/D変換器、300 電圧電流変換増幅器、
CLK クロック発生器。
10 virtual load power supply device, 11 arithmetic device, 12 oscillator, 13 voltage amplifier,
14 voltage-current conversion amplifier, 15 current transformer, 16 wattmeter, 100 oscillator,
101 switcher, 102 PLD, 111, 121 CPU,
112, 122 reference waveform memory, 113, 123 correction waveform memory,
114, 124 adder, 115, 125 controller, 116 subtractor,
200 voltage amplifier, 201, 301 D / A converter,
202, 302 A / D converter, 300 voltage-current conversion amplifier,
CLK Clock generator.
Vs 電圧基準波形、Vin 入力電圧、Δv 偏差、ΔVout 出力信号、
Vout 出力電圧。
Vs voltage reference waveform, Vin input voltage, Δv deviation, ΔVout output signal,
Vout output voltage.
Claims (3)
試験されるべき計器から対象波形の所定電気角ごとの振幅情報を取り出す波形検出手段と、
前記波形検出手段から取り出した対象波形情報を前記基準波形情報と比較して差信号を検出する減算器と、
前記減算器からの差信号により前記基準波形情報を修正するための修正情報を記憶する補正波形メモリと、
前記基準波形メモリからの基準波形情報を前記補正波形メモリからの修正情報により修正して出力情報を形成する加算器とをそなえ、
前記出力情報に基づく出力を形成する交流計器試験電源用発振装置。 A reference waveform memory storing amplitude information of the reference waveform;
Waveform detection means for extracting amplitude information for each predetermined electrical angle of the target waveform from the meter to be tested;
A subtractor for detecting a difference signal by comparing the target waveform information extracted from the waveform detection means with the reference waveform information;
A correction waveform memory for storing correction information for correcting the reference waveform information by a difference signal from the subtractor;
An adder that corrects the reference waveform information from the reference waveform memory with the correction information from the correction waveform memory to form output information;
An oscillation device for an AC meter test power source that forms an output based on the output information.
前記基準波形メモリ、前記減算器、前記補正波形メモリおよび前記加算器は、プログラマブル・ロジック・デバイスにより構成されたことを特徴とする交流計器試験電源用発振装置。 In the oscillation device for an AC meter test power source according to claim 1,
The reference waveform memory, the subtractor, the correction waveform memory, and the adder are configured by a programmable logic device.
前記波形検出手段の入力側に、基本波成分から所定次高調波までの信号を通The signal from the fundamental wave component to the predetermined harmonic is passed to the input side of the waveform detection means.
すローパスフィルタを設けたことを特徴とする交流計器試験電源用発振装置。An oscillation device for an AC meter test power supply characterized by providing a low-pass filter.
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