DE112011103635B4

DE112011103635B4 - Energieversorgungsvorrichtung und Steuereinheit

Info

Publication number: DE112011103635B4
Application number: DE112011103635.3T
Authority: DE
Inventors: Takahiko Yamanaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: US8804387B2; TW201243347A; CN102782512A; KR101349581B1; WO2012059983A1; DE112011103635T5; TW201224688A; WO2012060207A1; KR20120101577A; US20120281433A1; TWI417554B; CN102782512B

Abstract

Energieversorgungsvorrichtung (10) mit: einem AC/DC-Wandler (11), der eine Wechselstrom-Netzstromversorgung als eine Eingabe nimmt, eine Gleichstrom-Energieversorgung erzeugt und die erzeugte Gleichstrom-Energieversorgung ausgibt; einer Ausgangsspannungs-Messeinheit (12), die eine Ausgangsspannung einer durch den AC/DC-Wandler (11) ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; einer Ausgangsstrom-Messeinheit (13), die einen Ausgangsstrom einer durch den AC/DC-Wandler (11) ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; einer Temperaturmesseinheit (14), die eine Umgebungstemperatur misst; einer Speichervorrichtung (16), die darin im Voraus Umwandlungseffizienzdaten speichert, in denen eine Zuordnung zwischen einer Umwandlungseffizienz η des AC/DC-Wandlers (11) und der Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist; und einer Berechnungseinheit (17), die die Umwandlungseffizienz η auf Grundlage eines durch die Temperaturmesseinheit (14) gemessenen Wertes einer Umgebungstemperatur und der Umwandlungseffizienzdaten bestimmt, die Eingangsleistung einer an den AC/DC-Wandler (11) eingegebenen Netzstromversorgung berechnet durch Verwenden der bestimmten Umwandlungseffizienz η, eines durch die Ausgangsspannungs-Messeinheit (12) gemessenen Wertes einer Ausgangsspannung und eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit (13) gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms, und die berechnete Eingangsleistung ausgibt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung mit einem AC/DC-Wandler und eine Steuereinheit mit einem AC/DC-Wandler.
Hintergrund
Im Allgemeinen ist eine Energieversorgungseinheit (eine Energieversorgungsvorrichtung), die eine AC/DC-Umwandlung einer Wechselstrom-Netzstromversorgung durchführt, um eine interne Gleichstrom-Energieversorgung zu erzeugen, in einer programmierbaren Steuereinheit (PLC, programmable controller) aufgenommen, die eine Industriemaschine steuert. Eine Funktion zum Durchführen einer Leistungsüberwachung ist manchmal in solch einer Energieversorgungseinheit aufgenommen, um zur Durchführung einer Überwachung mit Bezug zu einer Energieeinsparoperation und Analyse zum Finden von Abnormalitäten verwendet zu werden. Beispielsweise offenbart JP 2006-294 007 A eine Technik mit Bezug zu einer Energieversorgungseinheit, die eine Eingangsspannung, einen Eingangsstrom, eine Ausgangsspannung, einen Ausgangsstrom und eine Temperatur innerhalb der Energieversorgungseinheit misst und die diese Werte ausgibt.
Wenn jedoch versucht wird, die Eingangsleistung direkt zu messen, muss ein großes und teures Teil, so wie ein Spannungswandler (VT, voltage transformer) oder ein Stromwandler (CT, current transformer) aufgenommen werden, was zu Nachteilen der Produktdistribution führt.
Zur Handhabung dieses Problems offenbart JP 2006-184 063 A eine Technik zum Messen einer Ausgangsspannung und eines Ausgangsstroms und zum anschließenden Berechnen einer Eingangsleistung durch Verwendung der gemessenen Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms und einer Umwandlungseffizienz einer AC/DC-Umwandlung, die erhalten worden ist, indem sie im Voraus gemessen wird (hier im Nachfolgenden manchmal einfach ”Effizienz”). Gemäß dieser Technik ist, weil die Eingangsleistung angenommener Weise indirekt durch die Ausgangsleistung und die Effizienz bestimmt wird, das oben erwähnte Teil nicht erforderlich.
Auch US 2010/0 063 755 A1 und US 2006/0 236 013 A1 befassen sich mit der Leistungsmessung für AC/DC-Wandler.
Technisches Problem
Weil sich jedoch die Effizienz überaus in Abhängigkeit von einer Temperatur ändert, hat die oben erwähnte Technik aus JP 2006-184 063 A ein Problem, dass die Eingangsleistung nicht genau bestimmt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des obigen Problems erzielt worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energieversorgungsvorrichtung und eine Steuereinheit bereitzustellen, die eine Eingangsleistung so genau wie möglich messen können.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen und um die obige Aufgabe zu erreichen, enthält eine Energieversorgungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung: einen AC/DC-Wandler (bzw. Wechselstrom/Gleichstrom-Umrichter) (AC: alternating current = Wechselstrom; DC: direct current = Gleichstrom), der eine Wechselstrom-Netzstromversorgung als eine Eingabe nimmt, eine Gleichstrom-Energieversorgung erzeugt und die erzeugte Gleichstrom-Energieversorgung ausgibt; eine Ausgangsspannungs-Messeinheit, die eine Ausgangsspannung einer durch den AC/DC-Wandler ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; eine Ausgangsstrom-Messeinheit, die einen Ausgangsstrom einer durch den AC/DC-Wandler ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; eine Temperaturmesseinheit, die eine Umgebungstemperatur (Engl.: environmental temperature) misst; eine Speichervorrichtung, die darin im Voraus Umwandlungseffizienzdaten speichert, in denen eine Zuordnung zwischen einer Umwandlungseffizienz η des AC/DC-Wandlers und der Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist; und eine Berechnungseinheit, die die Umwandlungseffizienz η bestimmt auf Grundlage eines durch die Temperaturmesseinheit gemessenen Wertes einer Umgebungstemperatur und der Umwandlungseffizienzdaten, eine Eingangsleistung einer Netzstromversorgung, die an den AC/DC-Wandler eingegeben worden ist, berechnet durch Verwendung der bestimmten Umwandlungseffizienz η, eines durch die Ausgangsspannungs-Messeinheit gemessenen Wertes einer Ausgangsspannung und eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms, und die berechnete Eingangsleistung ausgibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Energieversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung speichert darin im Voraus Umwandlungseffizienzdaten, in denen ein Zuordnung zwischen einer Umwandlungseffizienz η eines AC/DC-Wandlers und einer Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist, misst die Umgebungstemperatur, bestimmt die Umwandlungseffizienz η auf Grundlage der gemessenen Umgebungstemperatur und der Umwandlungseffizienzdaten, und berechnet eine Eingangsleistung mittels Verwendung der bestimmten Umwandlungseffizienz η, und deshalb kann die Eingangsleistung so genau wie möglich gemessen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Ausgestaltungsbeispiel einer PLC gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer Temperaturabhängigkeit einer Effizienz η.
3 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer Temperaturabhängigkeit eines Leistungsfaktors ϕ.
4-1 ist ein erläuterndes Diagramm eines Anordnungsbeispiels eines Temperatursensors gemäß der ersten Ausführungsform.
4-2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Anordnungsbeispiels des Temperatursensors gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist ein erläuterndes Diagramm einer detaillierten Ausgestaltung einer Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit.
6 ist ein erläuterndes Diagramm von Wellenformen einer Eingangsspannungswellenform, einer Vollweggleichgerichteten Welle und eines Eingangsspannungs-Erfassungssignals.
7 ist ein Beispiel einer Datenstruktur von Eingangsspannungs-Berechnungsdaten.
8 ist ein erläuterndes Diagramm funktionaler Einheiten einer Berechnungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform.
9 ist ein erläuterndes Diagramm einer Operation, in der eine Energieversorgungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform einen Eingangsstrom oder dergleichen berechnet.
10 ist ein erläuterndes Diagramm einer Ausgestaltung einer Energieversorgungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform, die unterschiedlich ist von der Ausgestaltung der ersten Ausführungsform.
11 ist ein erläuterndes Diagramm einer Ausgestaltung einer Energieversorgungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform, die unterschiedlich ist von der Ausgestaltung der ersten Ausführungsform.
12-1 ist ein erläuterndes Diagramm eines Anordnungsbeispiels eines Temperatursensors gemäß einer vierten Ausführungsform.
12-2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Anordnungsbeispiels des Temperatursensors gemäß der vierten Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen einer Energieversorgungsvorrichtung und einer Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen erläutert werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Ausgestaltungsbeispiel einer PLC gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, enthält ein PLC 1 eine CPU-Einheit 20, die einen Gesamtbetrieb der PLC 1 steuert, die eine Industriemaschine steuert, eine Netzwerkeinheit 30, die eine Untereinheit zum Anwenden einer Netzwerkverbindungsfunktion auf die/mit der PLC 1 ist, einen PLC-Bus 40 zum Transferieren von Daten zwischen der CPU-Einheit 20 und der Untereinheit, und eine Energieversorgungseinheit 10, die eine interne Gleichstrom-Energieversorgung, die die jeweiligen Bestandteilelemente (die CPU-Einheit 20, die Netzwerkeinheit 30 und der PLC-Bus 40) antreibt, aus einer Wechselstrom-Netzstromversorgung erzeugt. In der Praxis ist der PLC-Bus 40 in einer anderen Einheit aufgenommen, die als ”Basiseinheit” bezeichnet wird, die von den oben erwähnten drei Einheiten unterschiedlich ist, und die PLC 1 ist konfiguriert durch Anbringen der Energieversorgungseinheit 10, der CPU-Einheit 20 und der Netzwerkeinheit 30 an der Basiseinheit. Obwohl nicht im Detail erläutert, sind zusätzlich zu der Netzwerkeinheit 30 Untereinheiten mit zahlreichen Funktionen an der Basiseinheit angebracht, und eine erwünschte Untereinheit wird ausgewählt und angebracht gemäß Verwendungszwecken.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt die Energieversorgungseinheit 10 einen Eingangsstrom, eine Eingangsspannung und eine Eingangswirkleistung (Eingangsleistung) von der Netzstromversorgung, eine Ausgangsspannung und einen Ausgangsstrom, als die interne Energieversorgung dienend, eine Durchschnittstemperatur innerhalb der Energieversorgungseinheit 10 (eine In-Vorrichtung-Temperatur (Engl.: in-apparatus temperature)), eine Temperatur um die PLC 1 herum (eine Vorrichtungsraumtemperatur (Engl.: apparatus ambient temperature)), eine Umwandlungseffizienz η und einen Leistungsfaktor ϕ aus (hier werden im Nachfolgenden die oben erwähnten Elemente der ausgegebenen Information kollektiv als ”Eingangsstrom oder dergleichen” bezeichnet). Eine PLC 2, die unterschiedlich ist von der PLC 1 und als eine externe Vorrichtung dient, ist über die Netzwerkeinheit 30 mit der PLC 1 verbunden, und eine programmierbare Anzeigevorrichtung 3, die als eine externe Vorrichtung dient mit einer Funktion zum Anzeigen des Inhalts eines Vorrichtungsspeichers zu der CPU-Einheit 20, ist auch mit der PLC 1 verbunden. Der Eingangsstrom oder dergleichen, ausgegeben durch die Energieversorgungseinheit 10, wird temporär an die CPU-Einheit 20 gesendet und kann dann von der programmierbaren Anzeigevorrichtung 3 überwacht werden. Der Eingangsstrom oder dergleichen, an die CPU-Einheit 20 gesendet, kann von der PLC 2 über den PLC-Bus 40 und die Netzwerkeinheit 30 überwacht werden.
Um den Eingangsstrom ohne Verwendung eines großen und teuren Teils, so wie ein VT oder CT, zu bestimmen, misst die Energieversorgungseinheit 10 nicht den Eingangsstrom direkt, sondern den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung, und bestimmt die Eingangsleistung und den Eingangsstrom aus diesen gemessenen Werten, der Effizienz η und dem Leistungsfaktor ϕ mit Verwendung der folgenden Beziehungsausdrücke. Eingangsleistung = Ausgangsspannung × Ausgangsstrom/Effizienz η (1) Eingangsstrom = Eingangsleistung/(Eingangsspannung × Leistungsfaktor ϕ) (2)
Die Effizienz η und der Leistungsfaktor ( der Energieversorgungseinheit 10 ändern sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. 2 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer Temperaturabhängigkeit der Effizienz η, und 3 ist ein erläuterndes Diagramm eines Beispiels einer Temperaturabhängigkeit des Leistungsfaktors ϕ. Horizontale Achsen in 2 und 3 stellen einen Strom i dar. Wie in 2 und 3 gezeigt, nimmt, wenn die Temperatur zunimmt, auch die Effizienz η zu, und der Leistungsfaktor ϕ nimmt zu, wenn die Temperatur reduziert wird. Um die Eingangsleistung und den Eingangsstrom so genau wie möglich zu bestimmen, werden gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Daten, in denen die Zuordnungsbeziehung zwischen der Effizienz η und der Umgebungstemperatur (und dem Strom) beschrieben ist (Umwandlungseffizienzdaten 111), und Daten gespeichert, in denen die Zuordnungsbeziehung zwischen dem Leistungsfaktor ϕ und der Umgebungstemperatur (und dem Strom) beschrieben ist (Leistungsfaktordaten 112). Die Energieversorgungseinheit 10 bestimmt die Effizienz η und den Leistungsfaktor ϕ, die für die obigen Ausdrücke (1) und (2) angewendet werden, auf Grundlage dieser Datenelemente. In den Zuordnungsbeziehungen, die in den Umwandlungseffizienzdaten 111 und den Leistungsfaktordaten 112 beschrieben sind, wird die Vorrichtungsraumtemperatur als die Umgebungstemperatur verwendet und wird der Ausgangsstrom als der Strom verwendet.
Unter Rückverweis auf 1 enthält die Energieversorgungseinheit 10 einen AC/DC-Wandler 11, eine Ausgangsspannungs-Messeinheit 12, eine Laststrom-Messeinheit 13, einen Temperatursensor 14, eine Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit 15, eine Speichervorrichtung 16, eine Berechnungseinheit 17, eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 18 und eine Anzeigeeinheit 19.
Der AC/DC-Wandler 11 wandelt eine eingegebene Netzstromversorgung in eine interne Energieversorgung bzw. Stromversorgung um. Zum einfachen Verständnis ist ein Eingang der Netzstromversorgung gezeigt als aufgeteilt in den Eingangsstrom und die Eingangsspannung, und ein Ausgang der internen Energieversorgung ist gezeigt als aufgeteilt in den Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung in 1. Die interne Energieversorgung wird an die CPU-Einheit 20, den PLC-Bus 40 und die Netzwerkeinheit 30 geliefert.
Die Ausgangsspannungs-Messeinheit 12 misst eine Ausgangsspannung von dem AC/DC-Wandler 11 und sendet einen analogen gemessenen Wert der gemessenen Ausgangsspannung an die Berechnungseinheit 17. Die Laststrom-Messeinheit 13 misst einen Ausgangsstrom von dem AC/DC-Wandler, das heißt einen Laststrom, der der durch die CPU-Einheit 20 oder dergleichen verbrauchte Gesamtstrom ist, und sendet einen analogen gemessenen Wert des gemessenen Laststroms an die Berechnungseinheit 17. Die Laststrom-Messeinheit 13 kann den Strom durch ein einfaches Verfahren messen. Zum Beispiel ist ein kleiner Lastwiderstand auf einer Leitung eingefügt, die einen Strom ausgibt, und die Laststrom-Messeinheit 13 misst eine Spannung über den Enden des Lastwiderstands.
Zum Beispiel ist der Temperatursensor 14 durch ein Thermopaar oder einen Thermistor ausgestaltet. Im Allgemeinen wird ein Verlust der Energieversorgungsvorrichtung (einschließlich eines abschaltenden Reglers) in hohem Maße durch ein Schaltelement verursacht, aber es existiert eine große Anzahl von Verlustfaktoren in anderen Teilen in der Vorrichtung (ein FET, eine Diode, ein Nebenschlusswiderstand, ein Pseudo-Widerstand, ein LC-Filter, ein Dämpferschaltkreis, ein Transformator und eine Brückendiode), und jedes der Teile hat eine Temperaturabhängigkeit. Und zwar variiert die Temperatur innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung überaus in Abhängigkeit von einem Messpunkt. Um die Effizienz η der Energieversorgungsvorrichtung zu bestimmen (= 100 – der Gesamtverlust der gesamten Vorrichtung [%]), muss demgemäß die Temperatur der gesamten Energieversorgungsvorrichtung präzise bestimmt werden, anders als eine partielle Temperaturmessung des Schaltelementes. Der Temperatursensor 14 ist bei einer Vielzahl von Punkten innerhalb der Energieversorgungseinheit 10 angeordnet, und ein Durchschnitt erfasster Temperaturwerte der jeweiligen Punkte wird bestimmt. Diese Durchschnittstemperatur wird als die In-Vorrichtung-Temperatur (Engl.: in-apparatus temperature) der Energieversorgungseinheit 10 dargestellt.
4-1 und 4-2 sind erläuternde Diagramme eines Anordnungsbeispiels des Temperatursensors 14. 4-1 bildet eine Substratteiloberfläche innerhalb der Energieversorgungseinheit 10 ab, wie von einer oberen Oberfläche gesehen. 4-2 ist ein Perspektivdiagramm der Innenseite der Energieversorgungseinheit 10. Die PLC 1 ist installiert, so dass die Substratteiloberfläche parallel zu einem Steuerpult ist. Wie in 4-2 gezeigt, ist folglich eine vertikale Linie der Substratteiloberfläche parallel zu dem Boden. Ein Ventilationsloch (nicht gezeigt) zur Wärmeabführung ist auf einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche und einer linken Oberfläche von 4-2 bereitgestellt. Die jeweiligen Teile auf einem Substrat werden gekühlt, indem Luft von der unteren Oberfläche zu der oberen Oberfläche hauptsächlich mittels Konvektion fließt. Die Temperatur ist somit erhöht, wenn sie sich der oberen Oberfläche nähert. Um die In-Vorrichtung-Temperatur präzise zu messen, sind drei Temperatursensoren 14 in einer Richtung von oben nach unten von 4-2 bei gleichen Intervallen dazwischen bereitgestellt. Wie in 4-1 gezeigt, sind drei Temperatursensoren 14 auch in einer Richtung von vorn nach hinten von 4-2 bei gleichen Intervallen dazwischen bereitgestellt. Neun Temperatursensoren 14 sind somit insgesamt auf der Substratteiloberfläche bereitgestellt. Die In-Vorrichtung-Temperatur wird bestimmt mittels Mittelung der durch diese neun Temperatursensoren 14 erfassten Werte.
Wenn die Umwandlungseffizienzdaten 111 und die Leistungsfaktordaten 112 gebildet werden/sind, ist es einfacher, die Effizienz η und den Leistungsfaktor ϕ für jede Vorrichtungsraumtemperatur zu messen, im Vergleich zum Messen derer für jede In-Vorrichtung-Temperatur. Die Umwandlungseffizienzdaten 111 und die Leistungsfaktordaten 112 verwenden jeweils die Vorrichtungsraumtemperatur als die Umgebungstemperatur, und die Vorrichtungsraumtemperatur zum Bestimmen der Effizienz η und des Leistungsfaktors ϕ wird aus der In-Vorrichtung-Temperatur geschätzt. Eine Ausgestaltung zum Berechnen der Vorrichtungsraumtemperatur wird später beschrieben.
Die Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit 15 erzeugt ein Eingangsspannungs-Erfassungssignal, das zum Berechnen der Eingangsspannung verwendet wird. 5 ist ein erläuterndes Diagramm einer weiteren detaillierten Ausgestaltung der Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit 15. Wie in 5 gezeigt, enthält die Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit 15 einen AC-Eingang-Erfassungsschaltkreis 121 und einen durch einen Photokoppler ausgestalteten Signalisolierungsschaltkreis 122. Der AC-Eingang-Erfassungsschaltkreis 121 erfasst die Eingangsspannung, richtet eine erfasste Wechselstrom-Eingangsspannungswelle gleich in eine Vollweg-gleichgerichtete Welle durch eine Diodebrücke, stellt eine Größe der Vollweg-gleichgerichteten Welle ein und gibt die Resultierende an den Signalisolierungsschaltkreis 122 ein. Der Signalisolierungsschaltkreis 122 erzeugt ein Impulssignal aus der eingegebenen Vollweg-gleichgerichteten Welle und gibt das erzeugte Impulssignal als das Eingangsspannungs-Erfassungssignal aus. Folglich verwendet die Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit 15 einen Spannungswert V, der bestimmt/entschieden worden ist durch eine Einstellungsrate des AC-Eingang-Erfassungsschaltkreises 121 und eine Schwelle, wenn der Signalisolierungsschaltkreis 122 einen Anstieg der Impulswellenform als eine Schwelle ausgibt und ein Impulssignal ausgibt, das AN wird, wenn eine Amplitude einer Wellenform der Eingangsspannung die Schwelle V überschreitet.
6 ist ein erläuterndes Diagramm von Wellenformen der Eingangsspannungswelle, der Vollweggleichgerichteten Welle und des Eingangsspannungs-Erfassungssignals. Wie in 6 gezeigt, wird, wenn eine Amplitude der Eingangsspannungswelle mit Va bezeichnet wird, eine Frequenz mit F bezeichnet wird, eine Zeit, während der die Eingangsspannungswelle von 0 bis V erhöht wird, mit T bezeichnet wird, eine AUS-Zeit des Eingangsspannungs-Erfassungssignals mit Toff bezeichnet wird, und eine Periode des Eingangsspannungs-Erfassungssignals mit Fb bezeichnet wird, die folgende Beziehung aufgebaut. Wie oben erläutert, ist V eine Schwellenspannung für einen Impuls des Eingangsspannungs-Erfassungssignals, das durch den Signalisolierungsschaltkreis 122 ansteigt. Toff = 2T (3) F = 2Fb (4) V = Va × Sin(2πFT) (5)
Demgemäß kann die Amplitude Va der Eingangsspannungswelle einfach bestimmt werden durch Va = V/Sin(2π·Fb·Toff) (6).
Unter Rückverweis auf 1 ist die Speichervorrichtung 16 zum Beispiel ausgestaltet durch einen ROM (Read Only Memory), und die Umwandlungseffizienzdaten 111, die Leistungsfaktordaten 112, die Temperaturkorrelationsdaten 113 und die Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114 sind darin im Voraus gespeichert.
Die Umwandlungseffizienzdaten 111 sind Tabellenkonfigurationsdaten, in denen die Beziehung zwischen der Effizienz η, dem Ausgangsstrom und der Vorrichtungsraumtemperatur beschrieben ist. Durch Bezeichnen und anschließendes Referenzieren eines Ausgangsstromwertes und der Vorrichtungsraumtemperatur kann die Effizienz η gelesen werden. Die Leistungsfaktordaten 112 sind Tabellenkonfigurationsdaten, in denen die Beziehung zwischen dem Leistungsfaktor ϕ, dem Ausgangsstrom und der Vorrichtungsraumtemperatur beschrieben ist. Durch Bezeichnen und anschließendes Referenzieren des Ausgangsstroms und der Vorrichtungsraumtemperatur kann der Leistungsfaktor ϕ gelesen werden.
Die Temperaturkorrelationsdaten 113 sind Tabellenkonfigurationsdaten, in denen eine Zuordnung zwischen der In-Vorrichtung-Temperatur und der Vorrichtungsraumtemperatur beschrieben ist.
Die Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114 sind eine Tabelle zum Bestimmen der Eingangsspannung von dem Eingangsspannungs-Erfassungssignal. Die Amplitude Va der Eingangsspannung hat die Beziehung so wie der Ausdruck (6) zwischen V, Fb, und Toff. Ein Effektivwert der Eingangsspannung wird bestimmt durch Teilen der Amplitude Va durch die Quadratwurzel von 2. Die Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114 haben eine Tabellendatenstruktur, in der die Beziehung zwischen V, Fb, Toff und der Eingangsspannung (der Effektivwert) beschrieben ist, so dass der Ausdruck (6) nicht berechnet werden muss, und diese Datenstruktur ist zum Beispiel in 7 gezeigt. In den folgenden Erläuterungen geben die Eingangsspannung und der Eingangsstrom jeweils Effektivwerte an, es sei denn es wird anders spezifiziert.
Die Berechnungseinheit 17 berechnet den Eingangsstrom oder dergleichen auf Grundlage eines durch die Ausgangsspannungs-Messeinheit 12 erfassten Ausgangsspannungswertes, eines durch die Laststrom-Messeinheit 13 gemessenen Ausgangsstromwertes, gemessenen Werten (erfasste Temperaturwerte), die Temperaturen entsprechen, die jeweils durch eine Vielzahl der Temperatursensoren 14 erfasst worden sind, eines durch die Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit 15 erzeugten Eingangsspannungssignals und in der Speichervorrichtung 16 gespeicherter Daten.
Die Berechnungseinheit 17 ist zum Beispiel durch einen Mikrocomputer ausgestaltet. Genauer genommen enthält die Berechnungseinheit 17 eine CPU (Central Processing Unit) 101, einen ROM 102, einen RAM (Random Access Memory) 103, einen AD-(Analog Digital)Umwandlungsschaltkreis 104 und einen I/O-Port 105.
Ein Leistungsüberwachungsprogramm 106, das ist ein Computerprogramm zum Berechnen der Eingangsleistung oder dergleichen, ist in dem ROM 102 gespeichert. Der AD-Umwandlungsschaltkreis 104 wandelt den Ausgangsspannungswert, den Ausgangsstromwert, eine Vielzahl erfasster Temperaturwerte und das Eingangsspannungs-Erfassungssignal, eingegeben als analoge Werte, in digitale Werte um. Der I/O-Punkt 105 ist eine Schnittstelle zum Zugreifen auf die Speichervorrichtung 16. Die CPU 101 ist als zahlreiche funktionale Einheiten realisiert, die später zu erläutern sind, durch Lesen des Leistungsüberwachungsprogramms 106 von dem ROM 102 und Durchführen desselben. Die CPU 101 erhält zahlreiche gemessene Werte von dem AD-Umwandlungsschaltkreis 104 und liest die zahlreichen Daten über den I/O-Port 105 von der Speichervorrichtung 16 zum Berechnen der Eingangsleistung oder dergleichen. Der RAM 103 wird als ein Arbeitsbereich für die CPU 101 zum Berechnen der Eingangsleistung oder dergleichen verwendet.
Kommunikations-I/F 18 ist eine Verbindungsschnittstelle zum Senden des Eingangsstroms oder dergleichen, berechnet durch die Berechnungseinheit 17, an die CPU-Einheit 20.
Die Anzeigeeinheit 19 ist eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen und Ausgeben des Eingangsstroms oder dergleichen, berechnet durch die Berechnungseinheit 17, und ist zum Beispiel konfiguriert durch eine Kompaktflüssigkristallanzeige oder eine Sieben-Segment-Anzeige.
8 ist ein erläuterndes Diagramm funktionaler Einheiten, die durch die das Leistungsüberwachungsprogrammm 106 durchführende CPU 101 realisiert sind. Wie in 8 gezeigt, enthält die Berechnungseinheit 17 eine Temperaturberechnungseinheit 131, die die In-Vorrichtung-Temperatur und die Vorrichtungsraumtemperatur berechnet auf Grundlage von den durch die Temperatursensoren 14 erfassten Temperaturwerten und den Temperaturkorrelationsdaten 113, eine Effizienz/Leistungsfaktor-Berechnungseinheit 132, die die Effizienz η und den Leistungsfaktor ϕ berechnet auf Grundlage von der berechneten Vorrichtungsraumtemperatur, dem Ausgangsstromwert, den Umwandlungseffizienzdaten 111 und den Leistungsfaktordaten 112, eine Eingangsspannungs-Berechnungseinheit 133, die die Eingangsspannung berechnet auf Grundlage des Eingangsspannungs-Erfassungssignals und der Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114, eine Eingangsleistungs-Berechnungseinheit 134, die die Eingangsleistung berechnet auf Grundlage des Ausgangsstromwertes, des Ausgangsspannungswertes und der berechneten Effizienz η, und eine Eingangsstrom-Berechnungseinheit 135, die auf den Eingangsstrom verweist auf Grundlage der berechneten Eingangsleistung, des berechneten Leistungsfaktors ϕ und der berechneten Eingangsspannung.
9 ist ein erläuterndes Diagramm einer Operation, in der die Energieversorgungseinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Eingangsstrom oder dergleichen berechnet. Wie in 9 gezeigt, erhält die Temperaturberechnungseinheit 131 innerhalb der Energieversorgungseinheit 10 erfasste Temperaturwerte (Schritt S1), mittelt die erhaltenen erfassten Temperaturwerte und berechnet die In-Vorrichtung-Temperatur (Schritt S2). Die Temperaturberechnungseinheit 131 wandelt dann die In-Vorrichtung-Temperatur in die Vorrichtungsraumtemperatur mittels Verwendung der Temperaturkorrelationsdaten 113 um (Schritt S3). Die In-Vorrichtung-Temperatur und die Vorrichtungsraumtemperatur werden temporär in dem Arbeitsbereich innerhalb des RAM 103 gespeichert. Ebenso wie die In-Vorrichtung-Temperatur und die Vorrichtungsraumtemperatur wird der Eingangsstrom oder dergleichen, in nachfolgenden Schritten berechnet, auch temporär in diesem Arbeitsbereich gespeichert und zweckgemäß zu der Zeit der Berechnung gelesen.
Unterdessen erhält die Effizienz/Leistungsfaktor-Berechnungseinheit 132 den Ausgangsspannungswert und den Ausgangsstromwert (Schritt S4). Die Effizienz/Leistungsfaktor-Berechnungseinheit 132 bestimmt dann die Effizienz η und den Leistungsfaktor ϕ auf Grundlage der berechneten Vorrichtungsraumtemperatur und des Ausgangsstromwertes (Schritt S5). Genauer genommen referenziert die Effizienz/Leistungsfaktor-Berechnungseinheit 132 die Umwandlungseffizienzdaten 111, um die Effizienz η entsprechend der berechneten Vorrichtungsraumtemperatur und dem erhaltenen Ausgangsstromwert zu bestimmen, und referenziert die Leistungsfaktordaten 112, um den Leistungsfaktor ϕ entsprechend der Vorrichtungsraumtemperatur und dem Ausgangsstromwert zu bestimmen.
Die Eingangsspannungs-Berechnungseinheit 133 erhält das Eingangsspannungs-Erfassungssignal (Schritt S6). Das erhaltene Eingangsspannungs-Erfassungssignal wird Zeitseriell akkumuliert und gespeichert in dem RAM 103. Die Eingangsspannungs-Berechnungseinheit 133 bestimmt die Eingangsspannung auf Grundlage des erhaltenen Eingangsspannungs-Erfassungssignals und der Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114 (Schritt S7). Genauer genommen bestimmt die Eingangsspannungs-Berechnungseinheit 133 die Periode Fb und die AUS-Zeit Toff der Impulswellenform aus dem Eingangsspannungs-Erfassungssignal, das akkumuliert und gespeichert ist in dem RAM 103. Die Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114 werden dann gesucht mittels Verwendung der bestimmten Fb und Toff und der Schwellenspannung V als Suchschlüssel, und die Eingangsspannung (der Effektivwert) wird bestimmt.
Die Eingangsleistungs-Berechnungseinheit 134 bestimmt die Eingangsleistung mittels Anwendung der berechneten Ausgangsspannung, des berechneten Ausgangsstroms und der berechneten Effizienz η auf den Ausdruck (1) (Schritt S8). Die Eingangsstrom-Berechnungseinheit 135 bestimmt den Eingangsstrom mittels Anwenden der bestimmten Eingangsleistung, der bestimmten Eingangsspannung und des bestimmten Leistungsfaktors ϕ auf den Ausdruck (2) (Schritt S9). Die Berechnungseinheit 17 gibt die In-Vorrichtung-Temperatur, die Vorrichtungsraumtemperatur, den Eingangsstrom, die Eingangsspannung, die Eingangsleistung, den Ausgangsstrom, die Ausgangsspannung, die Effizienz η und den Leistungsfaktor ϕ, bestimmt in den obigen Schritten, an die Anzeigeeinheit 19 und an die CPU-Einheit 20 über die Kommunikations-I/F 18 aus (Schritt S10), und der Prozess endet. Der Prozess von Schritt S1 bis Schritt S10 wird wiederholt durchgeführt bei einem erwünschten Zeitintervall oder einem erwünschten Timing. Der Eingangsstrom oder dergleichen, ausgegeben an die CPU-Einheit 20, wird an die programmierbare Anzeigevorrichtung 3 gesendet. Der Eingabestrom oder dergleichen wird außerdem über den PLC-Bus 40 und die Netzwerkeinheit 30 an die PLC 2 gesendet.
Eine Reihenfolge von Prozessen von Schritt S1 bis Schritt S10 ist ein Beispiel, und die Reihenfolge der Prozesse ist nicht auf diese Reihenfolge beschränkt.
Während es erläutert worden ist, dass die PLC 1 funktional aufgeteilt ist in die Energieversorgungseinheit 10, die CPU-Einheit 20, die Netzwerkeinheit 30 und den PLC-Bus 40 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, können diese Bestandteilelemente integral ausgestaltet sein.
Während es erläutert worden ist, dass der AC-Eingang-Erfassungsschaltkreis 121 eine Eingangsspannungswelle in eine Vollweg-gleichgerichtete Welle gleichrichtet, kann der AC-Eingang-Erfassungsschaltkreis 121 die Eingangsspannungswelle als eine Halbweg-gleichgerichtete Welle gleichrichten. In diesem Fall kann der Ausdruck (3) durch den folgenden Ausdruck (7) substituiert werden, und der Ausdruck (4) kann durch den folgenden Ausdruck (8) substituiert werden. T = Toff – 1/(2·Fb) (7) F = Fb (8)
Alternativ kann der AC-Eingang-Erfassungsschaltkreis 121 lediglich eine Wellenhöhe ohne Gleichrichtung einstellen. In diesem Fall nimmt der Signalisolierungsschaltkreis 122 nur positiv-seitige Signale auf, und somit können die obigen Ausdrücke (7) und (8) verwendet werden.
Während es erläutert worden ist, dass die Vorrichtungsraumtemperatur als die Temperatur verwendet wird und der Ausgangsstrom als der Strom verwendet wird in den Zuordnungsbeziehungen, die in den Umwandlungseffizienzdaten 111 und den Leistungsfaktordaten 112 beschrieben sind, kann die In-Vorrichtung-Temperatur als die Temperatur verwendet werden.
Wie oben erläutert, wird gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Umwandlungseffizienz η bestimmt auf Grundlage eines gemessenen Wertes der Vorrichtungsraumtemperatur oder der In-Vorrichtung-Temperatur, die als die Umgebungstemperatur dient, und der Umwandlungseffizienzdaten 111, die in der Speichervorrichtung 16 im Voraus gespeichert sind, in denen eine Zuordnung zwischen der Umwandlungseffizienz η des AC/DC-Wandlers 11 und der Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist, und die Eingangsleistung wird berechnet mittels Verwendung der bestimmten Umwandlungseffizienz η, einer gemessenen Ausgangsspannung und eines gemessenen Ausgangsstroms. Demgemäß kann die Eingangsleistung so genau wie möglich gemessen werden.
Der Leistungsfaktor ϕ wird bestimmt auf Grundlage des gemessenen Wertes der Umgebungstemperatur und der Umwandlungseffizienzdaten 111, die in der Speichervorrichtung 16 im Voraus gespeichert sind, in denen eine Zuordnung zwischen dem Leistungsfaktor ϕ des AC/DC-Wandlers 11 und der Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist, die Eingangsspannung der an den AC/DC-Wandler 11 eingegebenen Netzstromversorgung wird weiter gemessen, und der Eingangsstrom wird berechnet mittels Verwendung des Leistungsfaktors ϕ, der Effizienz η, der Eingangsspannung, der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms. Demgemäß kann der Eingangsstrom so genau wie möglich gemessen werden.
Der Temperatursensor 14 ist bei einer Vielzahl von Punkten innerhalb der Energieversorgungseinheit 10 bereitgestellt, und die Umgebungstemperatur wird aus durch die Temperatursensoren 14 erfassten Temperaturwerten berechnet. Die Umgebungstemperatur kann somit gemessen werden, ohne übermäßig durch eine Variation der Temperatur und einer Variation der Anstiegsrate der Temperatur für jedes Teil beeinflusst zu sein. Folglich kann die Eingangsleistung genauer gemessen werden.
Die Umgebungstemperatur ist ein Mittelwert durch die Temperatursensoren 14 erfasster Temperaturwerte.
Die Umgebungstemperatur ist ein geschätzter Wert der Raumtemperatur der PLC 1, und der gemessene Wert der Umgebungstemperatur wird erhalten auf Grundlage der Temperaturkorrelationsdaten, die in der Speichervorrichtung 16 im Voraus gespeichert worden sind, in denen die Zuordnungsbeziehung zwischen dem Mittelwert der erfassten Temperaturwerte und der Raumtemperatur der PLC 1 aufgezeichnet ist. Demgemäß können die Umwandlungseffizienzdaten 111 einfach im Voraus gebildet werden.
Die Umwandlungseffizienzdaten 111 sind Daten, in denen eine Zuordnung zwischen der Effizienz η, der Umgebungstemperatur und dem Ausgangsstrom aufgezeichnet ist. Die Leistungsfaktordaten 112 sind Daten, in denen eine Zuordnung zwischen dem Leistungsfaktor ϕ, der Umgebungstemperatur und dem Ausgangsstrom aufgezeichnet ist. Die Umwandlungseffizienz η wird bestimmt auf Grundlage des gemessenen Wertes der Umgebungstemperatur, des gemessenen Wertes des Ausgangsstroms und der Umwandlungseffizienzdaten 111. Der Leistungsfaktor ϕ wird bestimmt auf Grundlage des gemessenen Wertes der Umgebungstemperatur, des gemessenen Wertes des Ausgangsstroms und der Leistungsfaktordaten 112. Demgemäß können der Eingangsstrom und die Eingangsleistung berechnet werden mittels Berücksichtigung auch von Änderungen der Effizienz η und des Leistungsfaktors ϕ in Abhängigkeit von dem Ausgangsstrom, und somit können der Eingangsstrom und die Eingangsleistung genauer berechnet werden.
Eine Impulswelle, die AN wird, wenn ein Spannungswert, eingegeben in einem Zustand einer Eingangsspannungswelle, gleich oder größer als die vorbestimmte Schwelle V ist, wird erzeugt mittels Verwendung eines Signalisolierungsschaltkreises, dessen Eingangsseite und Ausgangsseite elektrisch voneinander isoliert sind, und die Eingangsspannung wird auf Grundlage der erzeugten Impulswelle berechnet. Demgemäß kann die Eingangsspannung einfach in einem isolierten Zustand gemessen werden.
Weil die PLC ferner die Anzeigeeinheit 19 enthält, die die Eingangsleistung oder den Eingangsstrom anzeigt und ausgibt, kann ein Benutzer die Eingangsleistung oder den Eingangsstrom vor Ort bzw. sogleich bestätigen.
Weil die CPU-Einheit 20, die Netzwerkeinheit 30 und der PLC-Bus 40, die als eine Externe-Ausgabe-Einheit dienen, die die Eingangsleistung oder den Ausgangsstrom an die programmierbare Anzeigevorrichtung 3 ausgibt, und die PCL 2, die als externe Vorrichtungen dient, die mit der PLC 1 verbunden sind, bereitgestellt sind, kann ein Benutzer die Eingangsleistung oder den Eingangsstrom von einem entfernten Ort bestätigen.
Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform ist es erläutert worden, dass eine Richtung einer Anbringung der PLC 1 fest ist, und wie in 4-2 gezeigt, ist die PLC 1 so montiert, dass die Substratteiloberfläche parallel zu einem Steuerpult ist. Wenn die Richtung der Anbringung der PLC 1 unterschiedlich ist von einer erwarteten Richtung, die PLC 1 zum Beispiel auf den Kopf gestellt wird, wird ein Luftstrom innerhalb der Vorrichtung verändert, und somit ändert sich auch ein durch jeden Temperatursensor 14 erfasster Temperaturwert. Die In-Vorrichtung-Temperatur ist somit unterschiedlich von einem beabsichtigten Wert. Folglich kann die Eingangsleistung oder dergleichen nicht genau bestimmt werden. Gemäß einer zweiten Ausführungsform sind Temperaturkorrelationsdaten, in denen die Beziehung zwischen einem berechneten Wert der In-Vorrichtung-Temperatur und der Vorrichtungsraumtemperatur beschrieben ist, für jede Anbringungsrichtung erstellt. Demgemäß kann der Eingangsstrom oder dergleichen genau bestimmt werden ungeachtet der Anbringungsrichtung der PLC 1.
Weil in der zweiten Ausführungsform enthaltene Bestandteilelemente mit Ausnahme einer in der PLC enthaltenen Energieversorgungseinheit identisch zu denen in der ersten Ausführungsform sind, werden, was die Bestandteilelemente mit Ausnahme von einer Energieversorgungseinheit 50 betrifft, Namen und Bezugszeichen verwendet, die identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, und redundante Erläuterungen davon werden weggelassen. Was Bestandteilelemente der Energieversorgungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform mit Funktionen angeht, die identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, werden weiterhin Namen und Bezugszeichen verwendet, die identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, und redundante Erläuterungen davon werden weggelassen.
10 ist ein erläuterndes Diagramm einer Ausgestaltung einer Energieversorgungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform, die sich von der Ausgestaltung der ersten Ausführungsform unterscheidet. Wie in 10 gezeigt, enthält die Energieversorgungseinheit 50 eine Speichervorrichtung 56 anstelle der Speichervorrichtung 16 und eine Berechnungseinheit 57 anstelle der Berechnungseinheit 17. Die Umwandlungseffizienzdaten 111, die Leistungsfaktordaten 112, die Temperaturkorrelationsdaten 143, die für jede erwartete Anbringungsrichtung erstellt sind (Temperaturkorrelationsdaten 143a, 143b, ..., 143n), und die Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114 sind im Voraus in der Speichervorrichtung 56 gespeichert.
Die Berechnungseinheit 57 enthält eine Temperaturberechnungseinheit 151, die Effizienz/Leistungsfaktor-Berechnungseinheit 132, die Eingangsspannungs-Berechnungseinheit 133, die Eingangsleistungs-Berechnungseinheit 134 und die Eingangsstrom-Berechnungseinheit 135. Wenn die Vorrichtungsraumtemperatur aus der In-Vorrichtung-Temperatur berechnet wird, wählt die Temperaturberechnungseinheit 151 Temperaturkorrelationsdaten gemäß der Richtung einer Anbringung der PLC 1 unter den Temperaturkorrelationsdaten 143a bis 143n aus und berechnet die Vorrichtungsraumtemperatur mittels Verwendung der ausgewählten Temperaturkorrelationsdaten. Die Anbringungsrichtung kann durch eine Einstellung eines Benutzers bereitgestellt sein, oder ein Mechanismus ist aufgenommen, der die Anbringungsrichtung erfasst, und die Anbringungsrichtung kann durch diesen Mechanismus bereitgestellt werden.
Weil Operationen der Energieversorgungseinheit 50 gemäß der zweiten Ausführungsform identisch zu denen der ersten Ausführungsform mit Ausnahme davon sind, dass eine Operation zum Auswählen der Temperaturkorrelationsdaten hinzugefügt ist in dem Prozess von Schritt S3, der in der ersten Ausführungsform erläutert ist, werden Erläuterungen davon weggelassen.
Wie oben erläutert, sind gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrfache Elemente der Temperaturkorrelationsdaten 143, die für die jeweiligen Richtungen einer Installation der PLC 1 selbst gebildet worden sind, in der Speichervorrichtung 56 im Voraus gespeichert, und Temperaturkorrelationsdaten, die unter den mehrfachen Elementen der Temperaturkorrelationsdaten verwendet sind, werden gemäß der Richtung der Installation der PLC 1 selbst geändert. Selbst wenn die Richtung der Installation der PLC 1 geändert wird, kann demgemäß die Eingangsleistung oder dergleichen genau berechnet werden.
Dritte Ausführungsform
Die Energieeffizienzdaten 111 haben eine Tabellenkonfiguration, in der eine Zuordnung zwischen der Effizienz η und der Vorrichtungsraumtemperatur beschrieben ist. Die Zuordnung wird allgemein beschrieben für jede vorbestimmte Schrittgröße. Wenn diese Schrittgröße winziger wird, wird die Zuordnungsbeziehung zwischen der Effizienz η und der Vorrichtungsraumtemperatur genauer ausgedrückt. Die Vorrichtungsraumtemperatur wird dazu gebracht, der In-Vorrichtung-Temperatur (eine Durchschnittstemperatur erfasster Werte der Temperatursensoren 14) zu entsprechen, Stück für Stück bzw. der Reihe nach durch die Temperaturkorrelationsdaten 113. Unterdessen wird eine positive Korrelation bereitgestellt zwischen der Größe der Temperaturabhängigkeit eines Teils und der Größe des durch diesen/dieses Teil ausgeübten Einflusses auf die Effizienz η. Ein Teil mit großer Temperaturabhängigkeit erzeugt einfach Wärme, und die Temperatur wird einfach erhöht bei einer Annäherung an den/das Teil. Gemäß einer dritten Ausführungsform verwendet die Berechnungseinheit einen gewichteten Durchschnitt erfasster Werte der Temperatursensoren 14 als die In-Vorrichtung-Temperatur, so dass der Temperatursensor 14, dessen Einfluss auf die Effizienz η durch einen) Nachbarteil groß ist, in hohem Maße eine Änderung im erfassten Wert wiedergeben kann in einem als die In-Vorrichtung-Temperatur berechneten Wert. Demgemäß kann die Berechnungseinheit die Effizienz η bei einer winzigen Schrittgröße bezüglich einem erfassten Temperaturwert nahe einem Teil berechnen, dessen Einfluss auf die Effizienz η groß ist, und bei einer großen Schrittgröße bezüglich eines erfassten Temperaturwertes nahe einem Teil, dessen Einfluss auf den Wirkungsgrad klein ist. Folglich kann die Berechnungseinheit die Eingangsleistung genauer bestimmen im Vergleich zu einem Fall einer Verwendung eines einfachen Durchschnitts der Temperatursensoren 14, die gleichmäßig innerhalb der Energieversorgungseinheit angeordnet sind, als die In-Vorrichtung-Temperatur.
Weil in der dritten Ausführungsform enthaltene Bestandteilelemente mit Ausnahme eine in der PLC enthaltenen Energieversorgungseinheit identisch zu denen in der ersten Ausführungsform sind, werden, was die Bestandteilelemente mit Ausnahme der Energieversorgungseinheit betrifft, Namen und Bezugszeichen verwendet, die identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, und redundante Erläuterungen davon werden weggelassen. Was Bestandteilelemente der Energieversorgungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform mit Funktionen betrifft, die identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, werden weiterhin Namen und Bezugszeichen verwendet, die identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind, und redundante Erläuterungen davon werden weggelassen.
11 ist ein erläuterndes Diagramm einer Ausgestaltung einer Energieversorgungseinheit gemäß der dritten Ausführungsform, die sich von der Ausgestaltung der ersten Ausführungsform unterscheidet. Wie in 11 gezeigt, enthält eine Energieversorgungseinheit 60 eine Speichervorrichtung 66 anstelle der Speichervorrichtung 16 und eine Berechnungseinheit 67 anstelle der Berechnungseinheit 17. Die Umwandlungseffizienzdaten 111, die Leistungsfaktordaten 112, die Temperaturkorrelationsdaten 113, die Eingangsspannungs-Berechnungsdaten 114 und Koeffizientdaten 615 sind im Voraus in der Speichervorrichtung 66 gespeichert.
Die Koeffizientdaten 615 sind Daten, in denen in 4-1 gezeigten neun Temperatursensoren 14 dazu gebracht werden, gewichteten Koeffizienten zu entsprechen, und die Zuordnung davon wird beschrieben. In den Koeffizientdaten 615 wird ein größerer gewichteter Koeffizient dazu gebracht, dem Temperatursensor 14 zu entsprechen, dass der Einfluss auf die Effizienz η, der durch ein(en) Nachbarteil ausgeübt wird, größer ist. Beispiele des Teils, in dem der Einfluss auf die Effizienz η größer als diese anderer Teile sind, enthalten einen FET, einen Transformator, einen Nebenschlusswiderstand und eine Diode. Unter diesen Elementen haben der FET und der Transformator einen größeren Einfluss auf die Effizienz η als der Nebenschlusswiderstand und die Diode. Und zwar ist die Größe des gewichteten Koeffizienten (die Temperatursensoren 14 nahe dem FET und dem Transformator) > (die Temperatursensoren 14 nahe dem Nebenschlusswiderstand und der Diode) > (andere Temperatursensoren 14).
Die Berechnungseinheit 67 enthält eine Temperaturberechnungseinheit 631, die Effizienz/Leistungsfaktor-Berechnungseinheit 132, die Eingangsspannungs-Berechnungseinheit 133, die Eingangsleistungs-Berechnungseinheit 134 und die Eingangsstrom-Berechnungseinheit 135.
Die Temperaturberechnungseinheit 631 berechnet einen gewichteten Durchschnitt erfasster Werte der neun Temperatursensoren 14 mittels Verwendung der Koeffizientdaten 615 und verwendet den berechneten gewichteten Durchschnitt als die In-Vorrichtung-Temperatur. Die Temperaturberechnungseinheit 631 referenziert dann die Temperaturkorrelationsdaten 113 und berechnet die Vorrichtungsraumtemperatur entsprechend der bestimmten In-Vorrichtung-Temperatur.
Weil Operationen der Energieversorgungseinheit 60 gemäß der dritten Ausführungsform identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind mit Ausnahme davon, dass die Temperaturberechnungseinheit 631 den gewichteten Durchschnitt berechnet mittels Verwendung gewichteter Koeffizienten für die jeweiligen Temperatursensoren 14, beschrieben in den Koeffizientdaten 615, in dem Prozess von Schritt S2, der in der ersten Ausführungsform erläutert worden ist, werden Erläuterungen davon weggelassen werden.
Wie oben erläutert, ist gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Temperaturberechnungseinheit 631 ausgestaltet, um den gewichteten Durchschnitt gemessener Werte der Temperatursensoren 14 zu berechnen, so dass ein Temperaturgemessener Wert nahe einem Teil, in dem der Einfluss auf die Effizienz η größer ist, einen größeren gewichteten Koeffizienten hat, und um den berechneten Wert als die In-Vorrichtung-Temperatur zu verwenden. Demgemäß kann die Berechnungseinheit 67 die Effizienz η mit einer winzigen Schrittgröße hinsichtlich des erfassten Temperaturwerts nahe dem Teil berechnen, in dem der Einfluss auf die Effizienz η groß ist, und mit einer großen Schrittgröße hinsichtlich des erfassten Temperaturwertes nahe dem Teil, in dem der Einfluss auf die Effizienz η klein ist. Folglich kann die Berechnungseinheit 67 die Eingangsleistung genauer bestimmen im Vergleich zu einem Fall einer Verwendung des einfachen Durchschnitts der Temperatursensoren 14, die gleichmäßig innerhalb der Energieversorgungseinheit angeordnet sind, als die In-Vorrichtung-Temperatur.
Ähnlich zu dem Fall der Effizienz η wird eine positive Korrelation auch bereitgestellt zwischen der Größe einer Temperaturabhängigkeit eines Teils und der Größe des durch diesen/dieses Teil ausgeübten Einflusses auf den Leistungsfaktor. Indem die Temperaturberechnungseinheit 631 den gewichteten Durchschnitt erfasster Werte der Temperatursensoren 14 als die In-Vorrichtung-Temperatur verwendet, wird demgemäß Leistungsfaktor ϕ mit einer winzigen Schrittgröße hinsichtlich eines erfassten Temperaturwertes nahe einem Teil berechnet, in dem der Einfluss auf den Leistungsfaktor ϕ groß ist, und mit einer großen Schrittgröße hinsichtlich eines erfassten Temperaturwertes nahe einem Teil, in dem der Einfluss auf den Leistungsfaktor ϕ klein ist.
Vierte Ausführungsform
Während die Präzision der Berechnung der Eingangsleistung verbessert wird durch die Berechnungseinheit 67, die den gewichteten Durchschnitt erfasster Werte der jeweiligen Temperatursensoren 14 als die In-Vorrichtung-Temperatur in der dritten Ausführungsform verwendet, können Wirkungen, die zu denen in der dritten Ausführungsform identisch sind, erhalten werden mittels Festlegung bzw. Ausarbeitung einer Position, wo der Temperatursensor 14 sich befindet. Weil Ausgestaltungen einer PLC gemäß der vierten Ausführungsform identisch zu denen der ersten Ausführungsform sind mit der Ausnahme der Lokalisierungsposition des Temperatursensors 14, wird nur die Lokalisierungsposition des Temperatursensors 14 erläutert, und redundante Erläuterungen der Ausgestaltungen werden weggelassen werden.
12-1 und 12-2 sind erläuternde Diagramme eines Anordnungsbeispiels der Temperatursensoren 14 gemäß einer vierten Ausführungsform. 12-1 bildet die Substratteiloberfläche innerhalb der Energieversorgungseinheit 10 ab, wie von einer oberen Oberfläche gesehen. Wie in 12-1 gezeigt, befinden sich die Temperatursensoren 14 konzentriert bei einem Teilstück, wo ein Transformator, ein FET, ein Nebenschlusswiderstand und eine Diode, die in hohem Maße die Effizienz η beeinflussen, konzentriert angeordnet sind (Temperatursensor-Installationspositionen 14a), und die Temperatursensoren 14 sind mit größeren Intervallen als die der Temperatursensor-Installationspositionen 14a bei anderen Teilstücken (Temperatursensor-Installationspositionen 14b) angeordnet. 12-2 ist ein Perspektivdiagramm des Inneren der Energieversorgungseinheit 10. In 12-2 sind zur Einfachheit der FET, der Nebenschlusswiderstand und die Diode weggelassen. Wie in 12-1 und 12-2 gezeigt, ist die Dichte der Temperatursensor-Installationspositionen 14a doppelt so hoch wie die Dichte der Temperatursensor-Installationspositionen 14b.
Die Temperaturberechnungseinheit 131 berechnet die In-Vorrichtung-Temperatur durch einfaches Mitteln erfasster Werte der Temperatursensoren 14 bei den Temperatursensor-Installationspositionen 14a und 14b. Weil sich mehr Temperatursensoren 14 nahe dem Teil befinden, in dem der Einfluss auf die Effizienz η groß ist, kann die Temperaturberechnungseinheit 131 dieselben Werte erhalten wie ein Wert, wenn der gewichtete Durchschnitt erfasster Werte der gleichmäßig innerhalb der Energieversorgungseinheit angeordneten Temperatursensoren 14 berechnet wird, durch Berechnen des einfachen Durchschnitts erfasster Werte der Temperatursensoren 14 bei diesen Temperatursensor-Installationspositionen 14a und 14b. Und zwar kann die Berechnungseinheit 17 die Effizienz η mit einer winzigen Schrittgröße hinsichtlich des erfassten Temperaturwertes nahe dem Teil berechnen, in dem der Einfluss auf die Effizienz η groß ist, und mit einer relativ großen Schrittgröße hinsichtlich des erfassten Temperaturwertes nahe dem Teil, in dem der Einfluss auf die Effizienz η klein ist.
Wie oben erläutert, befinden sich gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehr Temperatursensoren nahe dem Teil, in dem der Einfluss auf die Effizienz η groß ist. Demgemäß kann ähnlich zu der dritten Ausführungsform die Berechnungseinheit 17 die Eingangsleistung genauer bestimmen im Vergleich zu dem Fall der Verwendung des einfachen Durchschnitts der Temperatursensoren 14, die gleichmäßig innerhalb der Energieversorgungseinheit angeordnet sind, als die In-Vorrichtung-Temperatur.
Während die ersten bis vierten Ausführungsformen einen Fall einer Anwendung der Steuereinheit gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine PLC erläutert haben, ist die Steuereinheit, auf die die Steuereinheit gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, nicht auf eine PLC beschränkt. Beispielsweise kann eine Steuereinheit angewendet werden, die einen AC/DC-Wandler enthält, so wie ein Umrichter, der temporär eine Gleichstrom-Energieversorgung aus einer Wechselstrom-Netzstromversorgung erzeugt und eine erwünschte Wechselstrom-Energieversorgung aus der erzeugten Gleichstrom-Energieversorgung erzeugt, oder einen Servoverstärker, der eine Gleichstrom-Energieversorgung aus einer Netzstromversorgung erzeugt und einen Motor mittels Verwendung der erzeugten Gleichstrom-Energieversorgung antreibt. Außerdem kann die Energieversorgungsvorrichtung, auf die die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet werden, ausgestaltet sein, von einer Steuereinheit untrennbar zu sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, sind die Energieversorgungsvorrichtung und die Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, für eine Energieversorgungsvorrichtung mit einem AC/DC-Wandler bzw. eine Steuereinheit mit einem AC/DC-Wandler angewendet zu werden.
Bezugszeichenliste

1, 2: PLC
3: Programmierbare Anzeigevorrichtung
10, 50, 60: Energieversorgungseinheit
11: AC/DC-Wandler (bzw. Wechselstrom/Gleichstrom-Umrichter)
12: Ausgangsspannungs-Messeinheit
13: Laststrom-Messeinheit
14: Temperatursensor
14a, 14b: Temperatursensor-Installationsposition
15: Eingangsspannungs-Erfassungssignal-Erzeugungseinheit
16, 56, 66: Speichervorrichtung
17, 57, 67: Berechnungseinheit
18: Kommunikations-I/F
19: Anzeigeeinheit
20: CPU-Einheit
30: Netzwerkeinheit
40: PLC-Bus
101: CPU
102: ROM
103: RAM
104: AD-Umwandlungsschaltkreis
105: I/O-Port
106: Leistungsüberwachungsprogramm
111: Umwandlungseffizienzdaten
112: Leistungsfaktordaten
113, 143, 143a bis 143n: Temperaturkorrelationsdaten
114: Eingangsspannungs-Berechnungsdaten
121: AC-Eingang-Erfassungsschaltkreis
122: Signalisolierungsschaltkreis
131, 151, 631: Temperaturberechnungseinheit
132: Effizienz/Leistungsfaktor-Berechnungseinheit
133: Eingangsspannungs-Berechnungseinheit
134: Eingangsleistungs-Berechnungseinheit
135: Eingangsstrom-Berechnungseinheit
615: Koeffizientdaten

Claims

Energieversorgungsvorrichtung (10) mit: einem AC/DC-Wandler (11), der eine Wechselstrom-Netzstromversorgung als eine Eingabe nimmt, eine Gleichstrom-Energieversorgung erzeugt und die erzeugte Gleichstrom-Energieversorgung ausgibt; einer Ausgangsspannungs-Messeinheit (12), die eine Ausgangsspannung einer durch den AC/DC-Wandler (11) ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; einer Ausgangsstrom-Messeinheit (13), die einen Ausgangsstrom einer durch den AC/DC-Wandler (11) ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; einer Temperaturmesseinheit (14), die eine Umgebungstemperatur misst; einer Speichervorrichtung (16), die darin im Voraus Umwandlungseffizienzdaten speichert, in denen eine Zuordnung zwischen einer Umwandlungseffizienz η des AC/DC-Wandlers (11) und der Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist; und einer Berechnungseinheit (17), die die Umwandlungseffizienz η auf Grundlage eines durch die Temperaturmesseinheit (14) gemessenen Wertes einer Umgebungstemperatur und der Umwandlungseffizienzdaten bestimmt, die Eingangsleistung einer an den AC/DC-Wandler (11) eingegebenen Netzstromversorgung berechnet durch Verwenden der bestimmten Umwandlungseffizienz η, eines durch die Ausgangsspannungs-Messeinheit (12) gemessenen Wertes einer Ausgangsspannung und eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit (13) gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms, und die berechnete Eingangsleistung ausgibt.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit (17) die Eingangsleistung durch Verwendung eines Beziehungsausdrucks ”Eingangsleistung = Ausgangsspannung × Ausgangsstrom/Umwandlungseffizienz η” berechnet.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, mit ferner einer Eingangsspannungs-Messeinheit (15), die eine Eingangsspannung einer an den AC/DC-Wandler (11) eingegebenen Netzstromversorgung misst, wobei die Speichervorrichtung (16) darin im Voraus Leistungsfaktordaten speichert, in denen eine Zuordnung zwischen einem Leistungsfaktor ϕ des AC/DC-Wandlers (11) und einer Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist, und die Berechnungseinheit (17) den Leistungsfaktor ϕ bestimmt auf Grundlage eines durch die Temperaturmesseinheit (14) gemessenen Wertes einer Umgebungstemperatur und der Leistungsfaktordaten, einen Eingangsstrom einer an den AC/DC-Wandler (11) eingegebenen Netzstromversorgung berechnet durch Verwendung der bestimmten Umwandlungseffizienz η und des bestimmten Leistungsfaktors ϕ, eines durch die Ausgangsspannungs-Messeinheit (12) gemessenen Wertes einer Ausgangsspannung, eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit (13) gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms und eines durch die Eingangsspannungs-Messeinheit (15) gemessenen Wertes einer Eingangsspannung, und den berechneten Eingangsstrom ausgibt.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Berechnungseinheit (17) den Eingangsstrom berechnet durch Verwendung eines Beziehungsausdrucks ”Eingangsstrom = Ausgangsspannung × Ausgangsstrom/(Eingangsspannung × Umwandlungseffizienz η × Leistungsfaktor ϕ)”.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Temperaturmesseinheit (14) einen Temperatursensor, der bei einer Vielzahl von Punkten innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung (10) selbst bereitgestellt ist, und eine Temperaturberechnungseinheit (131) enthält, die einen gemessenen Wert der Umgebungstemperatur aus durch die Temperatursensoren erfassten Temperaturwerten berechnet.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, wobei ein gemessener Wert der Umgebungstemperatur ein Mittelwert der durch die Temperatursensoren erfassten Temperaturwerte ist.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, wobei ein gemessener Wert der Umgebungstemperatur ein gewichteter Durchschnitt erfasster Temperaturwerte der Temperatursensoren ist, und ein größerer gewichteter Koeffizient für einen Temperatursensor angewendet wird, in dem ein durch ein Nachbarteil ausgeübter Einfluss auf die Umwandlungseffizienz η größer ist.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 6, wobei sich mehr Temperatursensoren nahe einem Teil befinden, in dem ein Einfluss auf die Umwandlungseffizienz η größer ist.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, wobei ein gemessener Wert der Umgebungstemperatur ein geschätzter Wert einer Raumtemperatur einer Maschine ist, in der die Energieversorgungsvorrichtung (10) selbst aufgenommen ist, die Speichervorrichtung (16) darin im Voraus Temperaturkorrelationsdaten speichert, in denen eine Zuordnungsbeziehung zwischen einem Mittelwert durch die Temperatursensoren erfasster Temperaturwerte und einer Raumtemperatur der Maschine, in der die Energieversorgungsvorrichtung (10) selbst aufgenommen ist, beschrieben ist, die Temperaturberechnungseinheit (131) einen Mittelwert durch die Temperatursensoren erfasster Temperaturwerte berechnet und einen gemessenen Wert einer Umgebungstemperatur auf Grundlage des berechneten Mittelwertes der erfassten Temperaturwerte und der Temperaturkorrelationsdaten berechnet.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 9, wobei die Speichervorrichtung (16) darin im Voraus mehrfache Elemente von Temperaturkorrelationsdaten speichert, die für jeweilige Richtungen einer Installation einer Maschine gebildet sind, in der die Energieversorgungsvorrichtung (10) selbst aufgenommen ist, die Temperaturberechnungseinheit (131) Temperaturkorrelationsdaten, die unter mehrfachen Elementen von Temperaturkorrelationsdaten verwendet sind, die in der Speichervorrichtung (16) gespeichert sind, gemäß einer Richtung einer Installation der Maschine, in der die Energieversorgungsvorrichtung (10) selbst aufgenommen ist, ändert.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Umwandlungseffizienzdaten Daten sind, in denen eine Zuordnung zwischen der Umwandlungseffizienz η des AC/DC-Wandlers (11), einer Umgebungstemperatur und einem Ausgangsstrom des AC/DC-Wandlers (11) aufgezeichnet ist, die Leistungsfaktordaten Daten sind, in denen eine Zuordnung zwischen dem Leistungsfaktor ϕ des AC/DC-Wandlers (11), einer Umgebungstemperatur und einem Ausgangsstrom des AC/DC-Wandler (11) aufgezeichnet ist, und die Berechnungseinheit (17) die Umwandlungseffizienz η auf Grundlage eines durch die Temperaturmesseinheit (14) gemessenen Wertes einer Umgebungstemperatur, eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit (13) gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms und den Umwandlungseffizienzdaten bestimmt und den Leistungsfaktor ϕ auf Grundlage eines gemessenen Werts der Umgebungstemperatur, eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit (13) gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms und der Leistungsfaktordaten bestimmt.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Eingangsspannungs-Messeinheit (15) enthält: eine Eingangsspannungs-Erfassungseinheit (121), die eine Wellenhöhe einer Eingangsspannungswelle der Netzstromversorgung einstellt, einen Signalisolierungsschaltkreis (122), der eine Eingangsspannungswelle, deren Wellenhöhe eingestellt ist, als eine Eingabe nimmt, und eine Impulswelle ausgibt, die AN wird, wenn ein Eingangsspannungswert gleich oder größer als eine vorbestimmte Schwelle ist, wo eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite des Signalisolierungsschaltkreises (122) voneinander elektrisch isoliert sind, und eine Eingangsspannungs-Berechnungseinheit (133), die eine Eingangsspannung der Netzstromversorgung auf Grundlage der durch den Signalisolierungsschaltkreis (122) ausgegebenen Impulswelle berechnet.
Energieversorgungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, mit ferner einer Anzeigeeinheit (19), die eine Eingangsleistung oder einen Eingangsstrom, ausgegeben durch die Berechnungseinheit (17), anzeigt und ausgibt.
Steuereinheit (1) mit einem AC/DC-Wandler (11), der eine Wechselstrom-Netzstromversorgung als eine Eingabe nimmt, eine Gleichstrom-Energieversorgung erzeugt und die erzeugte Gleichstrom-Energieversorgung ausgibt, wobei die Steuereinheit (1) umfasst: eine Ausgangsspannungs-Messeinheit (12), die eine Ausgangsspannung einer durch den AC/DC-Wandler (11) ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; eine Ausgangsstrom-Messeinheit (13), die einen Ausgangsstrom einer durch den AC/DC-Wandler (11) ausgegebenen Gleichstrom-Energieversorgung misst; eine Temperaturmesseinheit (14), die eine Umgebungstemperatur misst; eine Speichervorrichtung (16), die darin im Voraus Umwandlungseffizienzdaten speichert, in denen eine Zuordnung zwischen einer Umwandlungseffizienz η des AC/DC-Wandlers und der Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist; und eine Berechnungseinheit (17), die die Umwandlungseffizienz η bestimmt auf Grundlage eines durch die Temperaturmesseinheit (14) gemessenen Wertes einer Umgebungstemperatur und der Umwandlungseffizienzdaten, die Eingangsleistung einer an den AC/DC-Wandler (11) eingegebenen Netzstromversorgung berechnet durch Verwendung der bestimmten Umwandlungseffizienz η, eines durch die Ausgangsspannungs-Messeinheit (12) gemessenen Wertes einer Ausgangsspannung und eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit (13) gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms, und die berechnete Eingangsleistung ausgibt.
Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 14, wobei die Berechnungseinheit (17) die Eingangsleistung berechnet durch Verwendung eines Beziehungsausdrucks ”Eingangsleistung = Ausgangsspannung × Ausgangsstrom/Umwandlungseffizienz η”.
Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 14, mit ferner einer Eingangsspannungs-Messeinheit (15), die eine Eingangsspannung einer an den AC/DC-Wandler (11) eingegebenen Netzstromversorgung misst, wobei die Speichervorrichtung (16) darin im Voraus Leistungsfaktordaten speichert, in denen eine Zuordnung zwischen einem Leistungsfaktor ϕ des AC/DC-Wandlers (11) und einer Umgebungstemperatur aufgezeichnet ist, und die Berechnungseinheit (17) den Leistungsfaktor ϕ bestimmt auf Grundlage eines durch die Temperaturmesseinheit (14) gemessenen Wertes einer Umgebungstemperatur und der Leistungsfaktordaten, einen Eingangsstrom einer an den AC/DC-Wandler (11) eingegebenen Netzstromversorgung berechnet durch Verwendung der bestimmten Umwandlungseffizienz η und des bestimmten Leistungsfaktors ϕ, eines durch die Ausgangsspannungs-Messeinheit (12) gemessenen Wertes einer Ausgangsspannung, eines durch die Ausgangsstrom-Messeinheit (13) gemessenen Wertes eines Ausgangsstroms und eines durch die Eingangsspannungs-Messeinheit (15) gemessenen Wertes einer Eingangsspannung, und den berechneten Eingangsstrom ausgibt.
Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 16, wobei die Berechnungseinheit (17) den Eingangsstrom berechnet durch Verwendung eines Beziehungsausdrucks ”Eingangsstrom = Ausgangsspannung × Ausgangsstrom/(Eingangsspannung × Umwandlungseffizienz η × Leistungsfaktor ϕ)”.
Steuereinheit (1) gemäß Anspruch 16, wobei die Steuereinheit (1) eine programmierbare Steuereinheit (1) ist und ferner eine Externe-Ausgabe-Einheit umfasst, die eine Eingangsleistung oder einen durch die Berechnungseinheit (17) berechneten Eingangsstrom an eine externe Vorrichtung ausgibt, die mit der programmierbaren Steuereinheit (1) selbst verbunden ist.