Microchip Technology ARD00330 データシート

ページ / 62
PIC18F87J72 Single-Phase Energy Meter Calibration User’s Guide
DS51964A-page 16
© 2011 Microchip Technology Inc.
EQUATION 2-4:
ENERGY WITHOUT PHASE ERROR AT PF = 0.5 LAG
EQUATION 2-5:
PHASE COMPENSATION ANGLE CALCULATION
EQUATION 2-6:
PHASE COMPENSATION FACTOR CALCULATION
2.3.2.3.2
Phase Compensation between Voltage and Current
To determine the state of the signal between the two successive samples, use the
interpolation method. 
If x(Θ-N) and x(Θ) are known, where, “Θ” is the
 
phase of signal that can vary between
0
o
 
to 360
o
 
and “N” is the angle between two successive samples = (360 * frequency of
signal/sampling rate), then it is possible to determine the state of the signal at any inter-
val between ‘Θ-N’ and ‘Θ’ with an assumption that signal varies linearly in the
intermediate region as shown in Equation 2-7. 
To apply this method to a line signal, the sampling rate has to be selected such that the
interval between successive samples is small. This ensures that the above stated
assumption holds true.
Note 1: The Sign convention of Phase Compensation angle is:
•   Positive, if the current leads voltage
•   Negative, if the current lags voltage
Actual Energy at PF = 0.5 lag ( Φ = 60
o
 ):
E
PF0.5
 = V
RMS
 x I
RMS
 x Cos( ø )  x Period
            = V
RMS
 x I
RMS
 x Cos( 60 )  x Period
Where:
Φ = Input Phase between V and I 
Error   = (E
PF0.5
 - E
PF0.5_error 
) * 100 / E
PF0.5 
Error/100 = 1 – (E
PF0.5_error
 / E
PF0.5)
 
Substituting equations and simplify:
Error/100 = 1 – (Cos(60 + β) / Cos(60)) 
                = 1 – (Cos(60 + β) / 0.5)
Cos(60 + β) = 0.5 x (1 + Error/100) = n
β =   [COS
-1
 (n) – 60] in degree is the phase compensation angle
PHASE_COMPENSATION = β x 128 / Angle between samples
                                             = β x 128 / 5.529
o
 
Angle between samples = 360
o
 / Samples per sine cycle 
                                      = 360
o
 / 65.1 
                                      = 5.529
o
Samples per sine cycle = Sampling rate/Frequency of Signal 
                                      = 3906 / 60Hz 
                                     = 65.1 samples per cycle
Magnitude of Phase compensation factor:
PHASE_COMPENSATION (magnitude) = |PHASE_COMPENSATION |
                                                                 
   = PHASE_COMPENSATION x 2