特開 2018-185149 三相電力測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-185149(P2018-185149A)

(43)【公開日】2018年11月22日

(54)【発明の名称】三相電力測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 21/133 20060101AFI20181026BHJP

   G01R 21/00 20060101ALI20181026BHJP

【ＦＩ】

   G01R21/133 A

   G01R21/133 E

   G01R21/00 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-84933(P2017-84933)

(22)【出願日】2017年4月24日

(71)【出願人】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104787

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 伸司

(72)【発明者】

【氏名】久保田 訓久

(57)【要約】

【課題】インバータから負荷に対して供給される各相電圧および各相電流についての有効電力を遅延時間の極めて少ない状態で正確に測定する。
【解決手段】インバータから供給される三相の各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをサンプリングして得られる各相電圧データＤｖｕ，Ｄｖｖ，Ｄｖｗおよび各相電流データＤｉｕ，Ｄｉｖ，Ｄｉｗを各相毎に乗算して各相についての個別瞬時電力データＤｗｕ，Ｄｗｖ，Ｄｗｗを出力する乗算部１７，１８，１９と、個別瞬時電力データＤｗｕ，Ｄｗｖ，Ｄｗｗを加算して全体瞬時電力データＤｗを出力する加算部２０とを備え、インバータでのスイッチング周期のｎ倍（ｎは１以上の整数）の時間間隔で全体瞬時電力データＤｗを平均化して三相の有効電力Ｗを出力する平均部２２とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インバータから供給される三相の各相電圧および各相電流をそれぞれサンプリングして得られる当該各相電圧についての各相電圧データおよび当該各相電流についての各相電流データを各相毎に乗算して各相についての個別瞬時電力データを出力する複数の乗算部と、
前記各相についての前記個別瞬時電力データを加算して前記三相についての全体瞬時電力データを出力する加算部と、
前記インバータでのスイッチング周波数の逆数であるスイッチング周期のｎ倍（ｎは１以上の整数）の時間間隔であって、前記相電圧および前記相電流の１／２周期未満の時間間隔で前記全体瞬時電力データを平均化して前記三相についての有効電力を出力する平均部とを備えている三相電力測定装置。

【請求項2】

前記時間間隔は、前記スイッチング周期の１倍である請求項１記載の三相電力測定装置。

【請求項3】

前記各相電圧および前記各相電流のいずれかに基づいて前記スイッチング周波数を検出する周波数検出部を備え、
前記平均部は、前記周波数検出部で検出された前記スイッチング周波数に基づく前記時間間隔で前記全体瞬時電力データを平均化する請求項１または２記載の三相電力測定装置。

【請求項4】

前記インバータから供給される三相の各線間電圧をそれぞれサンプリングして得られる当該各線間電圧についての各線間電圧データを入力すると共に前記各相電圧データに変換して前記複数の乗算部に出力するΔ−Ｙ変換部を備えている請求項１から３のいずれかに記載の三相電力測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、三相の各相電圧と各相電流とに基づいて、三相電力を測定する三相電力測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の三相電力測定装置として、下記の特許文献１に開示された三相電力測定装置が知られている。この三相電力測定装置は、負荷としての三相交流モータに供給される三相の各相電圧および各相電流をサンプリングして、各相の相電圧についての電圧データおよび相電流についての電流データを出力する６つのＡ／Ｄ変換器と、相毎に電圧データと電流データとを乗算して各相の瞬時電力データを出力する３つの乗算部と、各乗算部から出力される瞬時電力データを加算して、三相の瞬時有効電力を出力する加算部と、加算部から出力される瞬時有効電力を平滑して三相の有効電力（三相交流モータに供給される有効電力）を出力するローパスフィルタとを備えている。

【0003】

この三相電力測定装置では、三相の各相電圧および各相電流がインバータによって生成されるものであったとしても、各相電圧および各相電流の周波数に対してインバータのキャリア周波数（スイッチング周波数ともいう）は十分に高い周波数であるため、三相の有効電力に含まれるキャリア周波数成分をローパスフィルタで容易に除去することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−１７００９７号公報（第５−７頁、第１図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、上記した特許文献１に開示の三相電力測定装置には、以下のような解決すべき課題が存在している。すなわち、この三相電力測定装置では、上記したように、加算部から出力される瞬時有効電力をローパスフィルタで平滑して三相の有効電力を出力する構成を採用することで、測定対象である三相の各相電圧および各相電流がインバータによって生成されるものであっても、三相の有効電力に含まれるキャリア周波数成分を容易に除去（許容範囲内に低減）することが可能であり、これにより、キャリア周波数成分の十分に少ない状態で三相電力を正確に測定することが可能となっている。しかしながら、この三相電力測定装置には、信号遅延を伴うローパスフィルタを使用する構成に起因して、上記のキャリア周波数（スイッチング周波数）成分の除去（低減）の程度をより高めようとしたときに（つまり、より正確に三相電力を測定しようとしたときに）、三相の有効電力を出力するまでの遅延時間が大きくなるという解決すべき課題が存在している。

【0006】

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、インバータから負荷に対して供給される各相電圧および各相電流についての有効電力を遅延時間の極めて少ない状態で正確に測定し得る三相電力測定装置を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成すべく請求項１記載の三相電力測定装置は、インバータから供給される三相の各相電圧および各相電流をそれぞれサンプリングして得られる当該各相電圧についての各相電圧データおよび当該各相電流についての各相電流データを各相毎に乗算して各相についての個別瞬時電力データを出力する複数の乗算部と、前記各相についての前記個別瞬時電力データを加算して前記三相についての全体瞬時電力データを出力する加算部と、前記インバータでのスイッチング周波数の逆数であるスイッチング周期のｎ倍（ｎは１以上の整数）の時間間隔であって、前記相電圧および前記相電流の１／２周期未満の時間間隔で前記全体瞬時電力データを平均化して前記三相についての有効電力を出力する平均部とを備えている。

【0008】

請求項２記載の三相電力測定装置は、請求項１記載の三相電力測定装置において、前記時間間隔は、前記スイッチング周期の１倍である。

【0009】

請求項３記載の三相電力測定装置は、請求項１または２記載の三相電力測定装置において、前記各相電圧および前記各相電流のいずれかに基づいて前記スイッチング周波数を検出する周波数検出部を備え、前記平均部は、前記周波数検出部で検出された前記スイッチング周波数に基づく前記時間間隔で前記全体瞬時電力データを平均化する。

【0010】

請求項４記載の三相電力測定装置は、請求項１から３のいずれかに記載の三相電力測定装置において、前記インバータから供給される三相の各線間電圧をそれぞれサンプリングして得られる当該各線間電圧についての各線間電圧データを入力すると共に前記各相電圧データに変換して前記複数の乗算部に出力するΔ−Ｙ変換部を備えている。

【発明の効果】

【0011】

請求項１記載の三相電力測定装置では、平均部が、インバータのスイッチング周期のｎ倍の時間間隔内において、加算部からＡ／Ｄ変換部でのサンプリング周期で出力される複数個の全体瞬時電力データを平均化して、三相についての有効電力として出力する。したがって、この三相電力測定装置によれば、加算部からサンプリング周期で出力される全体瞬時電力データをローパスフィルタで平均化する（インバータのスイッチング動作に起因して発生するスイッチング周期と同じ周期のリップルをローパスフィルタで低減する）という従来の三相電力測定装置とは異なり、ローパスフィルタでの遅延時間の発生を回避しつつ、つまり遅延時間を極めて少ない状態としつつ、スイッチング周期と同じ周期のリップルを十分に低減して、有効電力を正確に測定することができる。

【0012】

請求項２記載の三相電力測定装置によれば、加算部からサンプリング周期で出力される複数個の全体瞬時電力データを平均化する時間間隔をスイッチング周期の１倍とすることにより、サンプリング周期と同一の時間間隔（最短の時間間隔）で有効電力を測定することができる。

【0013】

請求項３記載の三相電力測定装置によれば、インバータでのスイッチング周波数を検出する周波数検出部を備えたことにより、三相電力測定装置の使用者によるこのスイッチング周波数の設定作業の手間を省くことができると共に、インバータでのスイッチング周波数が時間と共に変化する場合においても、自動追従して有効電力を正確に測定することができる。

【0014】

請求項４記載の三相電力測定装置によれば、線間電圧データが入力される場合においても、この線間電圧データを相電圧データに変換することができるため、相電流データと共に相電圧データを入力する上記の構成と同様にして、ローパスフィルタでの遅延時間の発生を回避しつつ、つまり遅延時間を極めて少ない状態としつつ、スイッチング周期と同じ周期のリップルを十分に低減して、有効電力を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】三相電力測定装置１の構成図である。

【図2】図１の三相電力測定装置１によって有効電力Ｗが測定される三相電源２および三相負荷３についての三相結線図である。

【図3】他の三相電力測定装置１ａの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、三相電力測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【0017】

最初に、三相電力測定装置としての三相電力測定装置１の構成について、図１を参照して説明する。

【0018】

三相電力測定装置１は、一例として、図２に示すようにＹ結線された三相電源２からＹ結線された三相負荷３に供給される三相の有効電力Ｗを測定するものであって、図１に示すように、複数（本例では６個）のＡ／Ｄ変換部１１，１２，１３，１４，１５，１６、複数（本例では３個）の乗算部１７，１８，１９、加算部２０、周波数検出部２１、平均部２２および出力部２３を備えて構成されている。

【0019】

図２に示すように、三相電源２は、三相インバータ（中性点Ｎの電位が規定されて、Ｙ結線に基づく相電圧の測定が可能なインバータ）で構成されて、Ｕ相についての相電圧（Ｕ相電圧）Ｖｕ、Ｖ相についての相電圧（Ｖ相電圧）ＶｖおよびＷ相についての相電圧（Ｗ相電圧）Ｖｗをスイッチング動作（例えば、ＰＷＭ制御に基づくスイッチング動作）によって生成して、三相負荷３に供給する。また、この構成により、三相電源２から三相負荷３に、Ｕ相についての相電流（Ｕ相電流）Ｉｕ、Ｖ相についての相電流（Ｖ相電流）ＩｖおよびＷ相についての相電流（Ｗ相電流）Ｉｗが供給される。

【0020】

したがって、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれにも、三相電源２のスイッチング周波数と同じ周波数のリップル（各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗでは電圧リップル、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗでは電流リップル）が含まれている。三相電源２が例えば三相交流モータを三相負荷３として駆動する三相インバータで構成されるときには、相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、多くの場合、その周波数は１ｋＨｚ以下である。

【0021】

また、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは不図示の複数（３個）の電圧センサによって検出されて、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの電圧値に応じて電圧値が変化する電圧信号として三相電力測定装置１に出力される。同様にして、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは不図示の複数（３個）の電流センサによって検出されて、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの電流値に応じて電圧値が変化する電圧信号として三相電力測定装置１に出力される。以下では、理解の容易のため、相電圧Ｖｕに対応する上記の電圧信号を「相電圧Ｖｕ」、相電圧Ｖｖに対応する上記の電圧信号を「相電圧Ｖｖ」、および相電圧Ｖｗに対応する上記の電圧信号を「相電圧Ｖｗ」と表記し、また、相電流Ｉｕに対応する上記の電圧信号を「相電流Ｉｕ」、相電流Ｉｖに対応する上記の電圧信号を「相電流Ｉｖ」、および相電流Ｉｗに対応する上記の電圧信号を「相電流Ｉｗ」と表記するものとする。

【0022】

この三相電力測定装置１では、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換部１１は、相電圧Ｖｕを予め規定された周期（サンプリング周期）でサンプリングすることにより、相電圧Ｖｕの瞬時値を示す相電圧データＤｖｕを出力する。Ａ／Ｄ変換部１２は、相電流Ｉｕを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、相電流Ｉｕの瞬時値を示す相電流データＤｉｕを出力する。また、Ａ／Ｄ変換部１３は、相電圧Ｖｖを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、相電圧Ｖｖの瞬時値を示す相電圧データＤｖｖを出力する。Ａ／Ｄ変換部１４は、相電流Ｉｖを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、相電流Ｉｖの瞬時値を示す相電流データＤｉｖを出力する。また、Ａ／Ｄ変換部１５は、相電圧Ｖｗを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、相電圧Ｖｗの瞬時値を示す相電圧データＤｖｗを出力する。Ａ／Ｄ変換部１６は、相電流Ｉｗを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、相電流Ｉｗの瞬時値を示す相電流データＤｉｗを出力する。

【0023】

なお、このサンプリング周期は、三相電源２のスイッチング周波数（一般的には、２ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）の逆数（スイッチング周期：５００μｓ〜５０μｓ）に対して十分に短い時間（例えば、１／１０以下の時間（５μｓ以下））に規定されているものとする。

【0024】

乗算部１７は、Ｕ相についての相電圧データＤｖｕおよび相電流データＤｉｕを入力して互いに乗算することにより、Ｕ相についての個別瞬時電力データＤｗｕを出力する。また、乗算部１８は、Ｖ相についての相電圧データＤｖｖおよび相電流データＤｉｖを入力して互いに乗算することにより、Ｖ相についての個別瞬時電力データＤｗｖを出力する。また、乗算部１９は、Ｗ相についての相電圧データＤｖｗおよび相電流データＤｉｗを入力して互いに乗算することにより、Ｗ相についての個別瞬時電力データＤｗｗを出力する。加算部２０は、各相についての個別瞬時電力データＤｗｕ，Ｄｗｖ，Ｄｗｗを入力して加算することにより、三相についての全体瞬時電力データＤｗを出力する。

【0025】

周波数検出部２１は、三相電源２のスイッチング周波数を検出すると共に、このスイッチング周波数を示す周波数データＤｆを出力する。上記したように、図２に示す各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれにも、三相電源２のスイッチング周波数と同じ周波数のリップル（各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗでは電圧リップル、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗでは電流リップル）が含まれているため、各Ａ／Ｄ変換部１１，１２，１３，１４，１５，１６に入力される相電圧Ｖｕ、相電流Ｉｕ、相電圧Ｖｖ、相電流Ｉｖ、相電圧Ｖｗおよび相電流Ｉｗにも、このスイッチング周波数と同じ周波数のリップルが含まれている。

【0026】

したがって、本例の周波数検出部２１は、各Ａ／Ｄ変換部１１，１２，１３，１４，１５，１６に入力される相電圧Ｖｕ、相電流Ｉｕ、相電圧Ｖｖ、相電流Ｉｖ、相電圧Ｖｗおよび相電流Ｉｗのうちのいずれか１つの電圧信号（本例では一例として、相電圧Ｖｕ）を入力すると共に、この入力した電圧信号に含まれるリップルの周波数を検出することにより、上記の周波数データＤｆを出力する。また、周波数検出部２１は、Ａ／Ｄ変換部１１〜１６に入力される相電圧Ｖｕなどのアナログ信号としての電圧信号からリップルの周波数を検出する上記の構成に代えて、Ａ／Ｄ変換部１１〜１６から出力される相電圧データＤｖｕなどのデジタル信号から上記のリップルの周波数を検出する構成を採用することもできる。

【0027】

なお、三相電源２のスイッチング周波数が既知であるときには、周波数検出部２１に代えて操作部（図示せず）を三相電力測定装置１に設けて、三相電力測定装置１の使用者が操作部に対する操作を実行して、この既知のスイッチング周波数を示す周波数データＤｆを操作部から出力する構成（使用者がスイッチング周波数を設定する構成）を採用することもできる。また、三相電源２がこのスイッチング周波数を示す周波数データＤｆを出力し得る構成のときには、周波数検出部２１および操作部のいずれについても設けずに、三相電力測定装置１が三相電源２から出力されるこの周波数データＤｆを直接入力する構成を採用することもできる。

【0028】

平均部２２は、全体瞬時電力データＤｗおよび周波数データＤｆを入力すると共に、この周波数データＤｆで示される三相電源２のスイッチング周波数の逆数であるスイッチング周期のｎ倍（ｎは１以上の整数）の時間間隔であって、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの１／２周期未満の時間間隔で全体瞬時電力データＤｗを平均化することにより、三相についての有効電力Ｗを算出して出力する。本例では、平均部２２では、有効電力Ｗの算出までの遅延時間が最も少くなるｎ＝１の時間間隔で、全体瞬時電力データＤｗを平均化して有効電力Ｗを算出する構成を採用している。

【0029】

この構成においても、上記のサンプリング周期が上記のスイッチング周期に対して十分に短い時間（１／１０以下の時間など）に規定されているときには、平均部２２は、少なくとも１０個の全体瞬時電力データＤｗを平均化することで、正確な有効電力Ｗを算出することが可能となっている。また、全体瞬時電力データＤｗを平均化する上記の時間間隔については、背景技術で説明したローパスフィルタを使用する構成での遅延時間よりも短くなる限りにおいて、ｎを、２，３，４・・・など、１を超える任意の数に規定することが可能であるが、遅延時間を少なくすることを考慮すると、一般的には１０未満の数に規定するのが好ましい。

【0030】

なお、上記した乗算部１７〜１９、加算部２０および平均部２２については、これら全体をＤＳＰやＣＰＵなどのマイクロプロセッサで構成することができる。

【0031】

出力部２３は、一例として、表示装置で構成されて、平均部２２から出力される有効電力Ｗを画面上に表示する（出力する）。なお、出力部２３は、表示装置に代えて種々のインターフェース回路で構成することもでき、外部インターフェース回路で構成されたときには、外部インターフェース回路を介して伝送路で接続された外部装置にこの有効電力Ｗを出力し、また媒体用インターフェース回路で構成されたときには、この媒体用インターフェース回路に接続された記憶媒体にこの有効電力Ｗを記憶する。

【0032】

次に、三相電力測定装置１の動作について説明する。

【0033】

不図示の複数の電圧センサおよび複数の電流センサから電圧信号としての各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが入力されている状態において、三相電力測定装置１では、各Ａ／Ｄ変換部１１〜１６が、相電圧Ｖｕ、相電流Ｉｕ、相電圧Ｖｖ、相電流Ｉｖ、相電圧Ｖｗおよび相電流Ｉｗを入力すると共に、相電圧データＤｖｕ、相電流データＤｉｕ、相電圧データＤｖｖ、相電流データＤｉｖ、相電圧データＤｖｗおよび相電流データＤｉｗにＡ／Ｄ変換して出力する。また、各乗算部１７，１８，１９が、それぞれに対応する相電圧データおよび相電流データを入力して乗算することにより、各相についての個別瞬時電力データＤｗｕ，Ｄｗｖ，Ｄｗｗを出力する。

【0034】

また、加算部２０は、各個別瞬時電力データＤｗｕ，Ｄｗｖ，Ｄｗｗを入力すると共に加算して、三相についての全体瞬時電力データＤｗを出力する。また、周波数検出部２１は、一例として相電圧Ｖｕを入力すると共に、この相電圧Ｖｕに含まれているリップルの周波数を検出することにより、三相電源２のスイッチング周波数を示す周波数データＤｆを出力する。

【0035】

また、平均部２２は、全体瞬時電力データＤｗおよび周波数データＤｆを入力すると共に、この周波数データＤｆで示される三相電源２のスイッチング周波数の逆数であるスイッチング周期のｎ倍（本例では１倍）の時間間隔で全体瞬時電力データＤｗを平均化することにより、三相についての有効電力Ｗを算出して出力部２３に出力する。つまり、平均部２２は、スイッチング周期のｎ倍（本例ではスイッチング周期）の時間間隔で１つの全体瞬時電力データＤｗを出力する。また、出力部２３は、このようにして時間間隔（本例では、スイッチング周期）で平均部２２から出力される有効電力Ｗを画面上に表示する。

【0036】

このように、この三相電力測定装置１では、平均部２２が、三相インバータで構成された三相電源２のスイッチング周期のｎ倍（本例では１倍）の時間間隔内において、加算部２０からサンプリング周期で出力される複数個の全体瞬時電力データＤｗを平均化して、三相についての有効電力Ｗとして出力する。したがって、この三相電力測定装置１によれば、加算部２０からサンプリング周期で出力される全体瞬時電力データＤｗをローパスフィルタで平均化する（このサンプリング周期と同じ周期のリップルを低減する）という従来の三相電力測定装置とは異なり、ローパスフィルタでの遅延時間の発生を回避しつつ、つまり遅延時間を極めて少ない状態としつつ、サンプリング周期と同じ周期のリップルを十分に低減して、有効電力Ｗを正確に測定することができる。

【0037】

また、この三相電力測定装置１によれば、加算部２０からサンプリング周期で出力される複数個の全体瞬時電力データＤｗを平均化する時間間隔をスイッチング周期の１倍とすることにより、サンプリング周期と同一の時間間隔（最短の時間間隔）で有効電力Ｗを測定することができる。

【0038】

また、この三相電力測定装置１によれば、三相電源２でのスイッチング周波数を検出する周波数検出部２１を備えたことにより、三相電力測定装置１の使用者によるこのスイッチング周波数の設定作業の手間を省くことができると共に、三相電源２でのスイッチング周波数が時間と共に変化する場合においても、自動追従して有効電力Ｗを正確に測定することができる。

【0039】

また、この三相電力測定装置１によれば、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれ入力して同じ周期でサンプリングすることにより、各相電圧データＤｖｕ，Ｄｖｖ，Ｄｖｗおよび各相電流データＤｉｕ，Ｄｉｖ，Ｄｉｗを出力するＡ／Ｄ変換部１１〜１６を備えたことにより、Ａ／Ｄ変換装置を別途用意することなく、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれそのまま入力して、三相についての有効電力Ｗを測定することができる。

【0040】

なお、中性点Ｎの電位が規定されてＹ結線に基づく相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの測定が可能な三相インバータで三相電源２が構成され、このＹ結線された三相電源２にＹ結線された三相負荷３がＹ−Ｙ結線によって接続されているとき（図２に示す構成のとき）の有効電力Ｗを測定する三相電力測定装置１について上記したが、図示はしないが、三相電源２には、中性点Ｎの電位が規定できないためにΔ結線に基づく線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの測定は可能であるが、相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの測定ができないものも存在する。このようなΔ結線された三相電源２にＹ結線された三相負荷３がΔ−Ｙ結線で接続されているときの有効電力Ｗを測定する三相電力測定装置１ａについて図３を参照して説明する。なお、上記した三相電力測定装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、上記した三相電力測定装置１における動作と同じ動作についても、重複する説明を省略する。

【0041】

この三相電力測定装置１ａに対しては、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕは不図示の複数（３個）の電圧センサによって検出されて、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの電圧値に応じて電圧値が変化する電圧信号として三相電力測定装置１に出力される。以下では、理解の容易のため、線間電圧Ｖｕｖに対応する上記の電圧信号を「線間電圧Ｖｕｖ」、線間電圧Ｖｖｗに対応する上記の電圧信号を「線間電圧Ｖｖｗ」、および線間電圧Ｖｗｕに対応する上記の電圧信号を「線間電圧Ｖｗｕ」と表記するものとする。

【0042】

この三相電力測定装置１ａは、図３に示すように、上記した三相電力測定装置１の構成に加えて、Δ−Ｙ変換部２５を備えている。また、三相電力測定装置１ａでは、Ａ／Ｄ変換部１１は、線間電圧Ｖｕｖを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、線間電圧Ｖｕｖの瞬時値を示す線間電圧データＤｖｕｖを出力し、Ａ／Ｄ変換部１３は、線間電圧Ｖｖｗを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、線間電圧Ｖｖｗの瞬時値を示す線間電圧データＤｖｖｗを出力し、Ａ／Ｄ変換部１５は、線間電圧Ｖｗｕを上記のサンプリング周期でサンプリングすることにより、線間電圧Ｖｗｕの瞬時値を示す線間電圧データＤｖｕｗを出力する。

【0043】

Δ−Ｙ変換部２５は、例えば、乗算部１７〜１９、加算部２０および平均部２２などと共に、ＤＳＰやＣＰＵなどのマイクロプロセッサで構成されて、公知のΔ−Ｙ変換式に基づいて、各線間電圧データＤｖｕｖ，Ｄｖｖｗ，Ｄｖｗｕから各相電圧データＤｖｕ，Ｄｖｖ，Ｄｖｗを算出する（線間電圧データＤｖｕｖ，Ｄｖｖｗ，Ｄｖｗｕを相電圧データＤｖｕ，Ｄｖｖ，Ｄｖｗに変換する）。また、Δ−Ｙ変換部２５は、算出した相電圧データＤｖｕ，Ｄｖｖ，Ｄｖｗを、各乗算部１７，１８，１９に出力する。

【0044】

したがって、このように相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに代えて線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕを入力する構成の三相電力測定装置１ａにおいても、加算部２０からサンプリング周期で出力される全体瞬時電力データＤｗをローパスフィルタで平均化する（インバータのスイッチング動作に起因して発生するスイッチング周期と同じ周期のリップルをローパスフィルタで低減する）という従来の三相電力測定装置とは異なり、ローパスフィルタでの遅延時間の発生を回避しつつ、つまり遅延時間を極めて少ない状態としつつ、スイッチング周期と同じ周期のリップルを十分に低減して、有効電力Ｗを正確に測定することができる。

【0045】

なお、上記の三相電力測定装置１，１ａでは、各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕのいずれか一方の組、並びに各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそのまま入力して有効電力Ｗを測定し得るように、Ａ／Ｄ変換部１１〜１６を有する構成を採用しているが、外部のＡ／Ｄ変換装置から出力される各相電圧データＤｖｕ，Ｄｖｖ，Ｄｖｗおよび各相電流データＤｉｕ，Ｄｉｖ，Ｄｉｗを入力して有効電力Ｗを測定する構成を採用することもできる。この構成を採用した場合には、三相電力測定装置１では、各Ａ／Ｄ変換部１１〜１６を省くことができ、また三相電力測定装置１ａでは、各Ａ／Ｄ変換部１１〜１６およびΔ−Ｙ変換部２５を省くことができる。

【符号の説明】

【0046】

１，１ａ 三相電力測定装置
１１，１２，１３，１４，１５，１６ Ａ／Ｄ変換部
１７，１８，１９ 乗算部
２０ 加算部
２１ 周波数検出部
２２ 平均部
Ｄｖｕ，Ｄｖｖ，Ｄｖｗ 相電圧データ
Ｄｗ 全体瞬時電力データ
Ｄｗｕ，Ｄｗｖ，Ｄｗｗ 個別瞬時電力データ
Ｉｕ、Ｉｖ，Ｉｗ 相電流
Ｉｖｕ，Ｉｖｖ，Ｉｖｗ 相電圧データ
Ｖｕ、Ｖｖ，Ｖｗ 相電圧
Ｗ 有効電力

【図1】

【図2】

【図3】