CN105264731A - 电力控制器及电力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力控制器，设置有触发角判定部(19)，在通过输出电流监视部(17)认定出输出电流的异常的情况下，将预先设定的待机时触发角φe确定为暂定的控制用触发角φ＾n，对该触发角φ＾n进行输出，在未认定出该输出电流的异常的情况下，将通过输出目标值触发角变換部(13)计算出的目标触发角Φn确定为暂定的控制用触发角φ＾n，并输出该触发角φ＾n，触发角增量控制部(20)，根据从触发角判定部(19)输出的暂定的控制用触发角φ＾n来确定防止触发角的骤增的控制用触发角φn，并将该触发角φn输出至闸晶管控制部(21)。

Description

电力控制器及电力控制方法

技术领域

本发明涉及一种对在次级侧连接有加热器的变压器(transformer)的初级侧供给的电力进行控制的电力控制器及电力控制方法。

背景技术

在对在次级侧连接有加热器的变压器的初级侧供给的电力进行控制的电力控制器中，较多采用对与该变压器的初级侧连接的闸晶管(thyristor)导通(触发)的定时进行控制的相位控制方式。

在这样的电力控制器中，当将较多电力提供给变压器的初级侧时，会增大表示闸晶管导通的定时的触发角(相位角)，但在电源投入时等的相位控制开始时，若以较大的触发角使闸晶管导通，则会有较大的浪涌电流在变压器中流动。

为了防止这样的浪涌电流的发生，有些情况下会采用如下方法：在相位控制开始时，以较小的触发角使闸晶管导通，慢慢地使触发角增大(软启动方式)(参照例如专利文献1)。

另外，在采用软启动方式的情况下，对电源电压、变压器的初级侧的电压进行监视，若该电压从零值变换至规定值，则使触发角从较小的触发角慢慢向目标触发角变化来使闸晶管导通。

专利文献1：日本专利特开6－165366号公报

由于现有的电力控制器按照以上方式构成，因此如果对电源电压、变压器的初级侧的电压进行监视，检测到该电压从零值变化至规定值，则以较小的触发角使闸晶管导通，从而能够防止浪涌电流的发生。但是，存在有如下课题：需要对电源电压、变压器的初级侧的电压进行监视的器械，从而导致装置结构变得复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于：提供一种不必搭载对电源电压、变压器的初级侧的电压进行监视的器械，便能够防止浪涌电流的发生的电力控制器及电力控制方法。

本发明涉及的电力控制器，设置有：目标触发角计算单元，其根据从计算对与变压器的次级侧连接的负载供给的电力的目标值的调节计输出的目标信号，计算表示对向上述变压器的初级侧供给的电力进行调整的切换元件的触发的定时的目标触发角；电流估算单元，其在通过目标触发角计算单元计算出的目标触发角所示的定时将切换元件触发的情况下，对在该切换元件中流动的电流进行估算；电流测量单元，其对在切换元件中实际流动的电流进行测量；异常认定单元，其在通过电流测量单元测量的电流比通过电流估算单元估算出的电流小到预先设置的规定值或者规定比例以上的情况下，认定在该切换元件中流动的电流的异常；控制用触发角确定单元，其在通过异常认定单元认定出电流的异常的情况下，将预先设定的待机时触发角确定为控制用触发角，输出控制用触发角，并且若在输出该控制用触发角的状态下，未通过异常认定单元认定出电流的异常，则将控制用触发角逐渐增大至该控制用触发角从该待机时触发角到达通过目标触发角计算单元计算出的目标触发角为止，同时将该触发角输出，切换元件控制单元，在从控制用触发角确定单元输出的触发角所示的定时对切换元件进行触发。

本发明涉及的电力控制器，在未通过异常认定单元认定出电流的异常的情况下，控制用触发角确定单元将通过目标触发角计算单元计算出的目标触发角作为控制用触发角来输出给切换元件控制单元。

本发明涉及的电力控制器，在通过异常认定单元认定出电流的异常，通过切换元件控制单元以待机时触发角将切换元件触发时，将变压器中流动的浪涌电流变得比规定的容许电流更小，且比通过电流测量单元可测量的最小电流更大的触发角作为待机时触发角设定在控制用触发角确单元中。

本发明涉及的电力控制方法，包括：

目标触发角计算处理步骤，由目标触发角计算单元根据从计算对与变压器的次级侧连接的负载供给的电力的目标值的调节计输出的目标信号，计算表示对向变压器的初级侧供给的电力进行调整的切换元件的触发的定时的目标触发角；

电流估算处理步骤，由电流估算单元在通过目标触发角计算处理步骤计算出的目标触发角所示的定时将切换元件触发的情况下，对切换元件中流动的电流进行估算；

电流测量处理步骤，由电流测量单元对在切换元件中实际流动的电流进行测量；

异常认定处理步骤，在通过电流测量处理步骤测量的电流比通过电流估算处理步骤估算出的电流小到预先设定的规定值或者规定比例以上的情况下，由异常认定单元认定切换元件中流动的电流的异常；以及

控制用触发角确定处理步骤，控制用触发角确定单元在通过异常认定处理步骤认定了电流异常的情况下，将预先设定的待机时触发角确定为控制用触发角，输出该控制用触发角，并且若在对该控制用触发角进行输出的状态下，未通过异常认定处理步骤认定出电流的异常，则将控制用触发角逐渐增大至该控制用触发角从该待机时触发角到达通过目标触发角计算单元计算出的目标触发角为止，同时将该触发角输出。

(发明效果)

根据本发明，能够获取如下效果：不必搭载对电源电压、变压器的初级侧的电压进行监视的器械，便能够防止浪涌电流的发生。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的电力控制器的结构图。

图2是表示本发明的实施方式1的电力控制器对输出电流的异常进行检测的处理内容的流程图。

图3是表示本发明的实施方式1的电力控制器对控制用触发角进行确定的处理内容的流程图。

图4是表示在未检测出输出电流的异常的情况下的电力控制器的处理定时的说明图。

图5是表示在检测出输出电流的异常的情况下的电力控制器的处理定时的说明图。

图6是表示输出电流从异常恢复到正常，且开始了软启动的情况下的处理定时的说明图。

图7是表示本发明的实施方式2的电力控制器的结构图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1的电力控制器的结构图。

在图1中，电力控制器3经由转换转换开关2(例如继电器、断路器等)与交流电源1连接，在转换开关2为闭合状态时，从交流电源1接收电力的供给，且安装有作为开关元件的闸晶管12，其通过相位控制对向变压器4的初级侧供给的电力进行调整。在闸晶管12的初级侧连接有保险丝11。

在本实施方式1中示出了使安装闸晶管12作为开关元件的例子，但并不限于此，例如也可以安装三端双向可控硅开关等作为开关元件。

变压器4是从与初级侧连接的电力控制器3接收电力的供给，并向与次级侧连接的加热器5供给电力的变压器。

作为负载的加热器5是对被控制对象6进行加热的热源，在被控制对象6安装温度传感器7。

温度传感器7是对被控制对象6的温度进行测量，并将表示其温度的传感器信号输出给温度调节计8的测量器。

温度调节计8实施如下处理：计算使从温度传感器7输出的传感器信号所表示的温度与预先设定的目标温度一致的输出的目标信号，并将该目标信号输出给电力控制器3。

零点检测部18实施对电源电压的零点进行检测的处理。

输出目标值触发角变换部13由安装有例如CPU的半导体集成电路、或者单片计算机等构成，根据从温度调节计8输出的目标信号，按每个零点检测定时来实施计算表示闸晶管12导通(触发)的定时的目标触发角Φn的处理。

具体而言，输出目标值触发角变换部13将例如从温度调节计8输出的目标信号作为电力的目标值，内置表示电力值与目标触发角Φn之间的对应关系的表格，参照该表格，实施对与该目标信号对应的目标触发角Φn进行输出的处理。另外，输出目标值触发角变换部13构成目标触发角计算单元。

输出电流估算部14由安装有例如CPU的半导体集成电路、或者单片计算机等构成，当闸晶管12在从触发角增量控制部20输出的控制用触发角的定时导通了时，实施按每个输出电流监视的定时计算在该闸晶管12中流动的电流即输出电流的估算值Ie_nm的处理。输出电流监视的定时在电源循环的半循环期间内存在多次，在本实施方式1中，假设按将半循环的期间分为二十等分后的每个单位时间产生输出电流监视的定时。另外，输出电流估算部14构成电流估算单元。

电流检测器15由例如CT(CurrentTransformer，变流器)等构成，对在闸晶管12中实际流动的电流进行检测，并输出与该电流成比例的传感器信号。

输出电流测量部16由安装有例如CPU的半导体集成电路、或者单片计算机等构成，根据从电流检测器15中输出的传感器信号，实际地按监视输出电流的每个定时实施对在闸晶管12中流动的电流即输出电流I_nm进行测量的处理。另外，由电流检测器15及输出电流测量部16构成电流测量单元。

输出电流监视部17由安装有例如CPU的半导体集成电路、或者单片计算机等构成，并实施如下处理：在接收到通过输出电流估算部14计算出的输出电流的估算值Ie_nm之后，将该估算值Ie_nm乘以规定的系数(例如0.5)，由此计算出认定在闸晶管12中流动的电流的异常时的异常判断电流I＾e_nm(I＾e_nm＝Ie_nm×规定的系数)。另外，输出电流监视部17对所计算出的异常判断电流I＾e_nm、和通过输出电流测量部16测量的闸晶管12的输出电流I_nm进行比较，在作为测量值的闸晶管12的输出电流I_nm比异常判断电流I＾e_nm更小的情况下(I_nm＜I＾e_nm)，按监视输出电流的每个定时实施认定闸晶管12的输出电流的异常的处理。另外，输出电流监视部17构成异常认定单元。

在此，虽然对下例进行了说明，即，输出电流监视部17将通过输出电流估算部14计算出的输出电流的估算值Ie_nm乘以规定的系数，来计算出异常判断电流I＾e_nm，在闸晶管12的输出电流I_nm比异常判断电流I＾e_nm更小的情况下(作为测量值的闸晶管12的输出电流I_nm比输出电流的估算值Ie_nm小规定比例以上的情况下)，认定闸晶管12的输出电流的异常，但也可以对通过输出电流估算部14计算出的输出电流的估算值I_enm加上规定的常数来计算出异常判断电流I＾e_nm(I＾e_nm＝Ie_nm+规定的常数)，在闸晶管12的输出电流I_nm比异常判断电流I＾e_nm更小的情况下(作为测量值的闸晶管12的输出电流I_nm比输出电流的估算值Ie_nm小规定值以上的情况下)，认定闸晶管12的输出电流的异常。

触发角判定部19由安装有例如CPU的半导体集成电路、或者单片计算机等构成，在每次通过零点检测部18检测出电源电压的零点时，实施决定暂定的控制用触发角φ＾n的处理。

即，触发角判定部19在前半循环中通过输出电流监视部17认定为输出电流为正常的情况下，将由输出目标值触发角变换部13计算出的目标触发角Φn确定为暂定的控制用触发角φ＾n，而在前半循环中通过输出电流监视部17认定为输出电流为异常的情况下，实施将预先设定的待机时触发角φe确定为暂定的控制用触发角φ＾n的处理。

另外，待机时触发角φe是在变压器4中流动的相位控制开始时的浪涌电流变得比规定的容许电流(例如，变压器4的额定电流)小，且比通过输出电流测量部16可测量的最小电流大的触发角。

触发角增量控制部20由安装有例如CPU的半导体集成电路、或者单片计算机等构成，对从触发角判定部19输出的暂定的控制用触发角φ＾n和将前半循环的触发角φ_n－1加上预先设定的规定增量Δφ所得的值(φ_{n－ 1}+Δφ)进行比较，在该触发角φ＾n比该加法运算值(φ_n－1+Δφ)更大的情况下，将该加法运算值(φ_n－1+Δφ)作为控制用触发角φn，将该加法运算值(φ_n－1+Δφ)输出至闸晶管控制部21，在该触发角φ＾n不比该加法运算值(φ_n－1+Δφ)大的情况下，将该触发角φ＾n作为控制用触发角φn，按每个零点检测定时实施将该触发角φ＾n输出至闸晶管控制部21的处理。

另外，由零点检测部18、触发角判定部19及触发角增量控制部20构成控制用触发角确定单元。

闸晶管控制部21是通过在从触发角增量控制部20输出的触发角φn所示的定时使电流在闸晶管12的栅极流动，从而使该闸晶管12导通的控制电路。另外，闸晶管控制部21构成开关元件控制单元。

虽然在图1的示例中，假定作为电力控制器的构成要素的保险丝11、闸晶管12、输出目标值触发角变换部13、输出电流估算部14、电流检测器15、输出电流测量部16、输出电流监视部17、零点检测部18、触发角判定部19、触发角增量控制部20及闸晶管控制部21分别由专用的硬件构成，但整个电力控制器或者其一部分也可以由计算机构成。

例如，在电力控制器的一部分(例如，输出目标值触发角变换部13、输出电流估算部14、输出电流测量部16、输出电流监视部17、零点检测部18、触发角判定部19、触发角增量控制部20、闸晶管控制部21)由计算机构成的情况下，将描述输出目标值触发角变换部13、输出电流估算部14、输出电流测量部16、输出电流监视部17、零点检测部18、触发角判定部19、触发角增量控制部20及闸晶管控制部21的处理内容的程序保存在计算机的存储器中，该计算机的CPU只要执行存储在该存储器中的程序即可。

图2是表示本发明的实施方式1的电力控制器检测输出电流的异常的处理内容的流程图，按监视输出电流的每个定时进行处理。

另外，图3是表示本发明的实施方式1的电力控制器确定控制用触发角的处理内容的流程图，按每个零点检测定时进行处理。

图4、图5及图6是表示电力控制器的处理定时的说明图，尤其，图4表示在通过输出电流监视部17未检测出输出电流的异常的情况下的处理定时，图5表示通过输出电流监视部17检测出输出电流的异常的情况下的处理定时。另外，图6表示输出电流从异常恢复到正常，开始了软启动的情况下的处理定时。

接着，针对动作进行说明。

温度传感器7对被控制对象6的温度进行测量，将表示其温度的传感器信号输出给温度调节计8。

温度调节计8在从温度传感器7接收到传感器信号之后，计算该传感器信号示出的温度与预先设定的目标温度一致的目标信号，并将该目标信号输出给电力控制器3。

例如，如果温度调节计8是内置有PID控制器(ProportionalIntegralDerivativeController，比例-积分-微分控制器)的调节计，则温度调节计8的PID控制器对从温度传感器7输出的传感器信号示出的温度和预先设定的目标温度之间的偏差进行输入，实施针对该偏差的PID运算，并将该运算结果作为目标信号输出至电力控制器3。

输出目标值触发角变换部13在从温度调节计8接收到目标信号之后，根据该目标信号，以第n个相位控制循环，计算表示闸晶管12导通的定时的目标触发角Φn，并将该目标触发角Φn输出给触发角判定部19。

例如，输出目标值触发角变换部13在预先内置有表示目标信号(电力的目标值)和目标触发角Φn之间的对应关系的表格的情况下，从该表格中读出与从温度调节计8输出的目标信号对应的目标触发角Φn，并将该目标触发角Φn输出给触发角判定部19。

在该实施方式1中，当交流电源1的电源半循环是相位控制循环，且电源频率是50Hz时，由于电源半循环是10m秒，因此相位控制周期是10m秒。

因此，输出目标值触发角变换部13按每10m秒计算目标触发角Φn。Φ的下标n是示出为第几个相位控制循环的变量。

在图4及图5中，示出了计算出51％作为第n个相位控制循环的目标触发角Φn的例子。该51％以百分率表示在一个相位控制循环内闸晶管12导通的期间。

另外，在该实施方式1中，由于将控制用触发角φ_n(＝目标触发角Φ_n)设为表现出闸晶管导通期间的角度的形式，因此成为从触发定时至该相位控制循环结束时的零点为止的角度的值。从而，在控制用触发角φ_n为例如51％的情况下，从相位控制循环的开始时的零点至触发定时为止的角度成为49％。

关于图4、图5及图6的横轴的刻度，由于将最初的零点位置的角度设为0％，因此在控制用触发角φn为51％的情况下，横轴的刻度的49％的位置成为触发定时。

另外，假设在本实施方式1中，按每0.5m秒实施图2的异常检测处理。

由于相位控制周期为10m秒，因此图2的异常检测处理是在一个相位控制循环中总计实施19次异常检测处理。在图4及图5中，在标记有↑或者↓的相位角的定时实施异常检测处理。

以下，假设将“m”用作表示在第n个相位控制循环中是第几个异常检测处理的变量。m＝1，2，3，···，19。

例如，若将第n个相位控制循环的开头的零点位置处的相位角设为0度，将第n+1个相位控制循环的开头的零点位置处的相位角设为180度，则m＝1的相位角为9度，m＝2的相位角为18度、···、m＝10的相位角为90度、···、m＝19的相位角为171度。

若将目标触发角Φn(＝51％)不是用百分率来表示，而是与上述的相位角同样地用角度来表示，则目标触发角Φn成为88.2度(＝(100－51)×180/100))。

在本实施方式1中，将第n个相位控制循环的开头的零点位置处的相位角定义为0度，将第n+1个相位控制循环的开头的零点位置处的相位角定义为180度，来进行以下的说明。

但是，该相位角的定义的方法只是一例，如果将第n个相位控制循环的开头的零点位置处的相位角定义为180度，第n+1个相位控制循环的开头的零点位置处的相位角定义为0度，则m＝1的相位角成为171度，m＝2的相位角成为162度、···，m＝10的相位角成为90度、···，m＝19的相位角成为9度。

输出电流估算部14在第n个相位控制循环内的第m个输出电流监视的定时，估算在该闸晶管12中流动的瞬时电流即电流Ie_nm。

在加热器5未断线，变压器4为稳定状态的条件下，由于闸晶管12中流动的电流(瞬时电流)的波形成为正弦波，因此闸晶管12中流动的电流Ie_nm根据下述式(1)来估算。

Ie_nm＝Ipeak·sin(φnm)(1)

在式(1)中，φnm是在第m个输出电流监视的定时下的相位角(触发角)，Ipeak是电流在半循环期间持续流动时的输出电流的峰值，是根据额定的电源电压和负载的抵抗值计算出的已知的值。

若将目标触发角为100％时的输出电流的有效值设为Irms，则输出电流的峰值Ipeak成为该有效值Irms的2的平方根倍。

【数1】

$I_{\mathrm{peak}}=\√2\·I_{\mathrm{rms}}\≅1.4142\·I_{\mathrm{rms}}$

另外，图4、图5及图6的曲线图的纵轴(电流轴)在输出电流的峰值Ipeak处于常态化。

电流检测器15对闸晶管12的输出电流(瞬时电流)进行检测，将与该输出电流成比例的传感器信号输出至输出电流测量部16。

输出电流测量部16当在第n个相位控制循环内成为第m个异常检测处理的定时时，在该定时根据从电流检测器15输出的传感器信号，实际计算(测量)在闸晶管12中流动的电流即输出电流I_nm(瞬时电流)。

输出电流监视部17当在第n个相位控制循环内成为第m个异常检测处理的定时时，对该定时下的相位角φnm和从输出目标值触发角变换部13输出的目标触发角Φn进行比较，如果该相位角φnm比目标触发角Φn大(图2的步骤ST1)，则实施后述的异常检测处理。

由于目标触发角Φn(＝51％)的角度为88.2度，因此在m＝10，11，12，···，19时，相位角φ_nm比目标触发角Φn更大。

即，输出电流监视部17在第m个输出电流监视的定时下的相位角φnm比目标触发角Φn更大时(φnm＞Φn)，获取在该定时下通过输出电流测量部16测量的闸晶管12的输出电流I_nm(步骤ST2)，同时，获取在该定时下通过输出电流估算部14估算的闸晶管12中流动的电流的估算值Ie_nm，并且对该估算电流Ie_nm乘以预先设定的适当系数K，计算出异常判断电流K×Ie_nm(步骤ST3)。

如果该系数K是「0＜K＜1」范围的值，且由输出电流监视部17测量的输出电流I_nm是异常判断电流K×Ie_nm以下，则该系数K为用于计算能够明显判定为电源电压或负载存在异常的、适当的异常判断电流K×Ie_nm的系数，在该实施方式1中，以K＝0.5进行说明。

尤其，由于在m＝10的输出电流监视的定时，相位角＝90度，与目标触发角Φn(88.2度)相近，因此通过输出电流监视部17获取的闸晶管12的输出电流I_nm大约能视为目标触发角Φn所示的定时下的测量值。

另外，在该实施方式1中，在步骤ST3，通过输出电流监视部17计算出的异常判断电流0.5×Ie_nm，在目标触发角Φn所示的定时下闸晶管12导通的情况下，能视为在该闸晶管12中流动的电流的估算值的0.5倍。

接着，输出电流监视部17对在步骤ST3计算出的异常判断电流0.5×Ie_nm与通过输出电流测量部16测量的闸晶管12的输出电流I_nm进行比较(步骤ST4)，在闸晶管12的输出电流I_nm比异常判断电流0.5×Ie_nm更小的情况下(I_nm＜0.5×Ie_nm)，认定闸晶管12的输出电流的异常，将输出电流异常标志设为on(flag＝1)(步骤ST5)。

例如，若与变压器4的次级侧连接的加热器5断线，则变压器4的次级负载减少，闸晶管12的输出电流I_nm几乎变成0A，变得比异常判断电流0.5×Ie_nm更小。

另外，即使转换开关2断开，或者保险丝11断线，闸晶管12的输出电流I_nm也会变得比异常判断电流0.5×Ie_nm更小。

触发角判定部19在每次零点检测部18检测电源电压的零点时，执行控制用触发角φn的确定处理。

以下，具体对控制用触发角φn的确定处理进行说明。

触发角判定部19在零点检测部18检测电源电压的零点(第n个相位控制循环的开头)时，获取通过输出目标值触发角变换部13计算出的第n个相位控制循环中的目标触发角Φn(图3的步骤ST11)。

接着，触发角判定部19参照输出电流异常标志，确认是否通过输出电流监视部17认定出输出电流的异常(步骤ST12)。

即，如果输出电流异常标志为on(flag＝1)，则触发角判定部19判断为认定出输出电流的异常，如果输出电流异常标志为off(flag＝0)，则触发角判定部19判断为未认定出输出电流的异常。

触发角判定部19若判断为未认定出输出电流的异常，则将从输出目标值触发角变换部13获取的目标触发角Φn确定为暂定的控制用触发角φ＾n，来将该触发角φ＾n输出至触发角增量控制部20(步骤ST13)。

另外，触发角判定部19若判断为认定出输出电流的异常，则为了防止浪涌电流的发生，而将预先设定的较小的待机时触发角φe确定为暂定的控制用触发角φ＾n，且将该触发角φ＾n输出至触发角增量控制部20(步骤ST14)。

另外，待机时触发角φe是变压器4中流动的浪涌电流变得比规定的容许电流更小，且比通过输出电流测量部16可测量的最小电流更大的触发角，例如设置11％(若用角度表示，则为19.8度)作为待机时触发角φe。

触发角增量控制部20在从触发角判定部19接收到暂定的控制用触发角φ＾n之后，对将预先设定的上限值Δφ(按每半个循环增加触发角的值的上限值)与前半循环的控制用触发角φ_n－1相加所得的值(φ_n－1+Δφ)、与从触发角判定部19接收到的暂定的控制用触发角φ＾n进行比较，确认该加法运算值(φ_n－1+Δφ)是否比从触发角判定部19接收到的暂定的控制用触发角φ＾n更大(步骤ST15)。

触发角增量控制部20在该加法运算值(φ_n－1+Δφ)比从触发角判定部19接收到的暂定的控制用触发角φ＾n更大时，由于软启动已经结束，因此将暂定的控制用触发角φ＾n确定为控制用触发角φ_n，且将该触发角φ_n输出至闸晶管控制部21(步骤ST16)，而在该加法运算值(φ_n－1+Δφ)比从触发角判定部19接收到的暂定的控制用触发角φ＾n更小时，由于软启动尚未结束，因此将该加法运算值(φ_n－1+Δφ)直接输出至闸晶管控制部21(步骤ST17)。

φ_n＝φ_n－1+Δφ

触发角增量控制部20在将控制用触发角φn输出至闸晶管控制部21之后，将输出电流异常标志设为off(flag＝0)(步骤ST18)。

闸晶管控制部21在从触发角增量控制部20接收到控制用触发角φn之后，通过使电流在该触发角φn所示的定时流过闸晶管12的栅极，来使该闸晶管12导通。

图5中，示出了下例，即，在左侧的半循环，尽管以控制用触发角φn(＝51％)使闸晶管12导通，但由于闸晶管12的输出电流I_nm比异常判断电流0.5×Ie_nm更小，因此仍然认定闸晶管12的输出电流为异常。接下来的半循环(图5的右侧的半循环)的控制用触发角φn为待机时触发角φe(＝11％)，在触发角φn(＝11％)的定时使闸晶管12导通。

在用角度表示为160.2度(＝180－19.8度)的定时使闸晶管12导通，在180度的定时使闸晶管12断开。

另外，在图6中，示出了下例，即，在左侧的上次半循环，将控制用触发角φ_n－1作为待机时触发角φe(＝11％)来使闸晶管12导通时，由于闸晶管12的输出电流I_n－1m比异常判断电流0.5×Ie_n－1m更大，因此未认定闸晶管12的输出电流异常。关于本次的半循环(图5的右侧半循环)的控制用触发角φ_n，在将对前半循环的控制用触发角φ_n－1(＝11％)按每半循环加上上限值Δφ(＝5％)所得的触发角作为控制用触发角φ_n(＝16％)的情况下，在触发角φ_n(＝16％)的定时使闸晶管12导通。

反复执行控制用触发角的确定处理，零点检测部18在检测出接下来的电源电压的零点(第n个相位控制循环的开头)之后，触发角判定部19获取通过输出目标值触发角变换部13计算出的在第n个相位控制循环中的目标触发角Φn(步骤ST11)。

接着，触发角判定部19参照输出电流异常标志，确认是否通过输出电流监视部17认定出输出电流的异常(步骤ST12)。

即，触发角判定部19在输出电流异常标志为on(flag＝1)时，判定为认定出输出电流的异常，在输出电流异常标志为off(flag＝0)时，判定为未认定出输出电流的异常。

其中，在该阶段，在第n－1个相位控制循环中，由于通过触发角增量控制部20而将输出电流异常标志设为off(flag＝0)，因此判断为未认定出输出电流的异常。

触发角增量控制部20即使在未认定出输出电流的异常的情况下，若突然增大之前所输出的控制用触发角φn，则由于发生浪涌电流，因此将例如5％左右(用角度表示则为18度左右)的较小的触发角Δφ与之前输出的控制用触发角φ_n－1进行加法运算，将该加法运算结果确定为控制用触发角φn(步骤ST17)。

触发角增量控制部20在将控制用触发角φn输出至闸晶管控制部21之后，将输出电流异常标志设为off(flag＝0)(步骤ST18)。

闸晶管控制部21在从触发角增量控制部20接收到控制用触发角φn之后，通过使电流在该触发角φn所示的定时流过闸晶管12的栅极，来使该闸晶管12导通。

例如，如果待机时触发角φe为11％，且增加的分量的触发角Δφ为5％，则由于控制用触发角φn成为16％，因此闸晶管12在触发角φn(＝16％)的定时导通。

在用角度表示为151.2度(＝180－19.8－9度)的定时使闸晶管12导通，在180度的定时将闸晶管12断开。

根据以上说明明显可知，根据该实施方式1，设置有触发角判定部19，其在前输出循环，在通过输出电流监视部17认定出输出电流的异常的情况下，将预先设定的待机时触发角φe确定为控制用触发角φn，输出该触发角φn，在前输出循环中未识别出输出电流异常的情况下，将由输出目标值触发角变换部13计算出的目标触发角Φn确定为暂定的控制用触发角φ＾n，输出该触发角φ＾n，而在前输出循环，在通过输出电流监视部17认定出输出电流的异常的情况下，将预先设定的待机时触发角φe确定为暂定的控制用触发角φ＾n，并输出该触发角φ＾n，触发角增量控制部20在从触发角判定部19输出的暂定的控制用触发角φ＾n比对前半循环的控制用触发角φ_n－1加上触发角增加的上限值Δφ所得的值(φ_n－1+Δφ)更大的情况下，将该加法运算值(φ_n－1+Δφ)作为控制用触发角φn输出至闸晶管控制部21，在暂定的控制用触发角φ＾n比加法运算值(φ_n－1+Δφ)更小的情况下，由于将暂定的控制用触发角φ＾n作为控制用触发角φn输出至闸晶管控制部21，因此不必搭载对电源电压、变压器的初级侧的电压进行监视的器械，便能够获得防止浪涌电流的发生的效果。

即，根据本实施方式1，由于通过认定作为负载的加热器5的断线(认定输出电流的异常)来监视电源状态，因此不必搭载对电源电压、变压器的初级侧的电压进行监视的器械，便能够防止变压器4中浪涌电流的发生。

另外，即使控制对象为变压器4，在投入交流电源1时或发生瞬间停电时，也能够防止变压器4中浪涌电流的发生。另外，在交流电源1持续打开的状态下，即使在仅对变压器4供电状态下，也能够防止变压器4中浪涌电流的发生。

另外，根据本实施方式1，由于即使在与变压器4的次级侧连接的加热器5断线，闸晶管12的输出电流减少的情况下，也能够检测该输出电流的减少，使控制用触发角φn为待机状态的较小的触发角(待机时触发角φe)，因此还能够防止在与变压器4的次级侧连接的加热器5断线时有可能引起的较大的励磁电流的发生。

另外，为了降低对变压器4的初级绕组进行相位控制的情况下的浪涌电流，通常将变压器4的额定电压下的磁通量密度设计得较低，但在该实施方式1中，由于不管处于何种状况，都能够将变压器4中的浪涌电流抑制在较小的值，因此与现有技术相比，能够使用磁通量密度更高的变压器4，能够实现变压器的小型化。

并且，还能够期待获得以下效果：抑制在通过转换开关2将交流电源1与电力控制器3之间的布线切断之后，再次通过该转换开关2重新连接时的浪涌电流。

(实施方式2)

在上述实施方式1中，示出了在变压器4的次级侧连接了加热器5的示例，如图7所示，也可以经由例如继电器或断路器等的切换开关30，来将加热器5与变压器4的次级侧连接。

此时，在切换开关30打开的状态下，电力控制器3与上述实施方式1同样地，由于检测出闸晶管12的输出电流的减少，使控制用触发角φn为待机状态的较小的触发角(待机时触发角φe)，因此还能够防止因与变压器4的次级侧连接的切换开关30的开合操作而可能引起的较大的励磁电流的发生。

另外，电力控制器3的处理内容本身与上述实施方式1相同。

(符号说明)

1交流电源、2切换开关、3电力控制器、4变压器(变压器)、5加热器、6被控制对象、7温度传感器、8温度调节计、11保险丝、12闸晶管(开关元件)、13输出目标值触发角变换部(目标触发角计算单元)、14输出电流估算部(电流估算单元)、15电流检测器(电流测量单元)、16输出电流测量部(电流测量单元)、17输出电流监视部(异常认定单元)、18零点检测部(控制用触发角确定单元)、19触发角判定部(控制用触发角确定单元)、20触发角增量控制部(控制用触发角确定单元)、21闸晶管控制部(开关元件控制单元)、30切换开关。

Claims (4)

1.一种电力控制器，其特征在于，具备：

目标触发角计算单元，其根据从对向与变压器的次级侧连接的负载供给的电力的目标值进行计算的调节计输出的目标信号，计算表示对向上述变压器的初级侧供给的电力进行调整的切换元件的触发的定时的目标触发角；

电流估算单元，其在通过所述目标触发角计算单元计算出的目标触发角所示的定时将所述切换元件触发的情况下，对在所述切换元件中流动的电流进行估算；

电流测量单元，其对在所述切换元件中实际流动的电流进行测量；

异常认定单元，其在通过所述电流测量单元测量的电流比通过所述电流估算单元估算出的电流小到预先设定的规定值或者规定比例以上的情况下，认定在所述切换元件中流动的电流的异常；

控制用触发角确定单元，其在通过所述异常认定单元认定出电流的异常的情况下，将预先设定的待机时触发角确定为控制用触发角，来输出所述控制用触发角，并且，若在输出所述控制用触发角的状态下，通过所述异常认定单元未认定出电流的异常，则将所述控制用触发角逐渐增加使所述控制用触发角从所述待机时触发角达到通过所述目标触发角计算单元计算出的目标触发角为止，同时将所述触发角输出；以及

切换元件控制单元，其在从所述控制用触发角确定单元输出的触发角所示的定时对所述切换元件进行触发。

2.根据权利要求1所述的电力控制器，其特征在于，

所述控制用触发角确定单元，在通过所述异常认定单元未认定出电流的异常的情况下，将通过所述目标触发角计算单元计算出的目标触发角作为控制用触发角向所述切换元件控制单元输出。

3.根据权利要求1所述的电力控制器，其特征在于，

在所述控制用触发角确定单元，当通过所述异常认定单元认定出电流的异常，并通过所述切换元件控制单元以所述待机时触发角将所述切换元件触发时，所述变压器中流动的浪涌电流变得比规定的容许电流小，并且，变得比通过所述电流测量单元可测量的最小电流大的触发角被设定为所述待机时触发角。

4.一种电力控制方法，其特征在于，包括：

目标触发角计算处理步骤，由目标触发角计算单元根据从对向与变压器的次级侧连接的负载供给的电力的目标值进行计算的调节计输出的目标信号，计算表示对向所述变压器的初级侧供给的电力进行调整的切换元件的触发的定时的目标触发角；

电流估算处理步骤，由电流估算单元在通过所述目标触发角计算处理步骤计算出的目标触发角所示的定时将所述切换元件触发的情况下，对所述切换元件中流动的电流进行估算；

电流测量处理步骤，由电流测量单元对在所述切换元件中实际流动的电流进行测量；

异常认定处理步骤，在通过所述电流测量处理步骤测量的电流比通过所述电流估算处理步骤估算出的电流小到预先设定的规定值或者规定比例以上的情况下，由异常认定单元认定所述切换元件中流动的电流的异常；

控制用触发角确定处理步骤，控制用触发角确定单元在通过所述异常认定处理步骤认定了电流异常的情况下，将预先设定的待机时触发角确定为控制用触发角，来输出所述控制用触发角，并且若在对所述控制用触发角进行输出的状态下，通过所述异常认定处理步骤未认定出电流的异常，则将所述控制用触发角逐渐增加使所述控制用触发角从所述待机时触发角达到通过所述目标触发角计算单元计算出的目标触发角为止，同时将所述触发角输出；以及

切换元件控制处理步骤，由切换元件控制单元在通过所述控制用触发角确定处理步骤输出的触发角所示的定时对所述切换元件进行触发。