JP2003086332A - Phase control method improving power factor of electric heater, and heating system of electric eater with improved power factor - Google Patents

Phase control method improving power factor of electric heater, and heating system of electric eater with improved power factor

Info

Publication number
JP2003086332A
JP2003086332A JP2001319959A JP2001319959A JP2003086332A JP 2003086332 A JP2003086332 A JP 2003086332A JP 2001319959 A JP2001319959 A JP 2001319959A JP 2001319959 A JP2001319959 A JP 2001319959A JP 2003086332 A JP2003086332 A JP 2003086332A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric
control
power factor
heater
electric heater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001319959A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naka Kawaguchiya
仲 川口屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OEM KK
Original Assignee
OEM KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OEM KK filed Critical OEM KK
Priority to JP2001319959A priority Critical patent/JP2003086332A/en
Publication of JP2003086332A publication Critical patent/JP2003086332A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain the economic loss due to utilization of electric power to the utmost when using a plurality of electric heater. SOLUTION: The power factor of total electric heater is improved by managing N units of electric heaters as a group by a central processing device and a power source control device, and by controlling the load and volume of the alternating current flowing through the electric heaters so that the phase angle of respective electric heater becomes continuous with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】本発明は、交流電源を利用して複数個の電
熱ヒータによる加熱を行なうときに、電熱ヒータ全体の
力率を改善させることができる電熱ヒータの力率を改善
する制御方法と、電熱ヒータの力率を改善させた加熱シ
ステムに関する。
The present invention relates to a control method for improving the power factor of an electrothermal heater which can improve the power factor of the entire electrothermal heater when heating is performed by a plurality of electrothermal heaters using an AC power source, and an electrothermal heater. The present invention relates to a heating system with improved heater power factor.

【従来の技術】交流電流を用いてハロゲンヒータラン
プ、ニクロム線ヒータ、遠赤外線ヒータランプなどの電
熱ヒータを稼動させる場合、これらは一般的に力率が低
いことで知られているから、その力率を改善して電力の
有効利用を図ることが望まれる。このため、従来では、
その対策として、電熱ヒータに対して進み電流の流れる
コンデンサ(力率改善コンデンサ、進相コンデンサと呼
ばれる)を回路に施設する方法が採られていた。そし
て、これら電熱ヒータ加熱を複数(N)個設ける場合に
も、各電熱ヒータを個別に位相制御して加熱させてい
た。
2. Description of the Related Art When an electric heater such as a halogen heater lamp, a nichrome wire heater or a far infrared heater lamp is operated by using an alternating current, these are generally known to have a low power factor. It is desirable to improve the rate and make effective use of electric power. Therefore, in the past,
As a countermeasure, a method has been adopted in which a circuit is provided with a capacitor (referred to as a power factor correction capacitor or a phase advance capacitor) through which an electric current flows with respect to the electric heater. Even when a plurality (N) of these electric heater heaters are provided, each electric heater is individually phase-controlled and heated.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、各電熱ヒータを個別に位相制御させる方法は、
各電熱ヒーそれぞれの力率を改善させることはできて
も、電熱ヒータ全体の位相角を関連づけた位相角の制御
が行なわれていないので、図7の各図に示すように、各
電熱ヒータの位相角が同じ位置になっており、各電熱ヒ
ータともに、供給されている電力量に対して使用されな
い電力分の割合が多く、電力使用の効率が悪く、電力を
無駄に使用していた。
However, as described above, the method for individually controlling the phase of each electric heater is as follows.
Although the power factor of each electrothermal heater can be improved, the phase angle is not controlled by associating the phase angle of the entire electrothermal heater. Therefore, as shown in each drawing of FIG. The phase angle is at the same position, and in each electrothermal heater, the ratio of the amount of unused power to the amount of power supplied is large, the efficiency of power usage is poor, and power is wasted.

【0003】本発明者は、このような背景下、電熱ヒー
タを複数個(N)個使用する場合に、各電熱ヒータの位
相角などをシステム制御して力率を改善できるのではな
いかという発想のもとに、鋭意・検討を重ねた。そし
て、その結果、ついに今回、本発明を完成するに至っ
た。
Under such a background, the inventor of the present invention believes that when a plurality (N) of electric heaters are used, the power factor can be improved by system-controlling the phase angle of each electric heater. Based on the idea, we have earnestly studied. As a result, the present invention has finally been completed.

【0004】このような経緯を経て完成するに至った本
発明は、中央処理装置で交流の負荷と制御量を制御し
て、各電熱ヒータの位相角が連続させることによって、
電力利用による経済的損失を極力抑えることができる電
熱ヒータの力率を改善する位相制御方法と、電熱ヒータ
の力率を改善させた位相制御システムを提供することを
目的とする。
According to the present invention, which has been completed through the above-mentioned background, the central processing unit controls the alternating current load and the control amount so that the phase angle of each electric heater is continuous.
An object of the present invention is to provide a phase control method for improving the power factor of an electric heating heater capable of suppressing economical loss due to use of electric power as much as possible, and a phase control system for improving the power factor of the electric heating heater.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに提案される本発明請求項1に記載の電熱ヒータの力
率を改善する位相制御方法は、中央処理装置と制御用電
源装置とによってN個の電熱ヒータを群管理して、これ
ら電熱ヒータに流れる交流の負荷と制御量とを、各電熱
ヒータ相互の位相角が連続するように制御して、電熱ヒ
ータ全体の力率を改善させることを特徴とする。本発明
は、電熱ヒータを複数個用いて加熱をする場合に適用さ
れる。ここに使用される電熱ヒータは、例えば、コイル
ヒータ、ニクロムヒータ、ハロゲンランプヒータ、赤外
線ランプヒータ、遠赤外線ランプヒータ、シースヒータ
などが挙げられる。本発明請求項1に記載の制御用電源
装置は、各電熱ヒータに負荷と制御量と位相角を与える
装置で、電熱ヒータごとに設置されている。なお、N個
は複数であれば足り、特に個数を限定はしない。中央処
理装置は、各制御装置とともに、電熱ヒータを群管理し
て、各電熱ヒータに応じた負荷と制御量を決める制御信
号を各制御用電源装置に与える装置であり、その制御は
中央処理装置又は、この中央処理装置に接続したパソコ
ンの記憶部に記憶させた制御用プログラムに沿った制御
信号により行われる。その制御は、交流の負荷と制御量
を各電熱ヒータの位相角が連続するように与えて行な
う。例えば、電圧を印加させるタイミングを以下の例の
ようにすればよい。 (1)力率が、例えば50%の電熱ヒータを2個用い
て、それぞれに見合った負荷と制御量を与えて、各電熱
ヒータの位相角が相互になるように位相制御すると、力
率50%の電熱ヒータ2個の合計による100%の力率
に改善させることができる。 (2)また、力率が、例えば30%の電熱ヒータを2個
用いて、それぞれに見合った負荷と制御量を与えて、各
電熱ヒータの位相角が相互になるように位相制御する
と、力率30%の電熱ヒータ2個の合計による100%
の力率に改善させることができる。このようにすると、
従来では、電熱ヒータを複数個用いても力率の改善には
ならなかったが、本発明では、上述した高い割合まで改
善させることができ、各電熱ヒータは同じ周波数波形に
おいて連続した位相角で稼動するので、従来では利用さ
れていなかった電力を有効に利用することができるよう
になる。つまり、力率を大幅に改善させることができ
る。なお、これら位相制御において、各電熱ヒータそれ
ぞれに見合った負荷と制御量を与えて、各電熱ヒータ相
互の位相角を連続させる制御信号は、中央処理装置内に
実装されているマイコンの制御プログラム、又は、中央
処理装置に接続したパソコン内の制御用プログラムに沿
って実行される。
A phase control method for improving the power factor of an electric heater according to claim 1 of the present invention, which is proposed to achieve the above object, comprises a central processing unit and a control power supply unit. Manages a group of N electric heaters by controlling the AC load and the control amount flowing through these electric heaters so that the phase angles between the electric heaters are continuous, thereby improving the power factor of the entire electric heater. It is characterized by The present invention is applied when heating is performed using a plurality of electric heaters. Examples of the electrothermal heater used here include a coil heater, a nichrome heater, a halogen lamp heater, an infrared lamp heater, a far infrared lamp heater, and a sheath heater. The control power supply device according to claim 1 of the present invention is a device that applies a load, a control amount, and a phase angle to each electric heater, and is installed for each electric heater. The number of N is sufficient if it is plural, and the number is not particularly limited. The central processing unit is a unit that, together with each control unit, group-controls the electric heaters and gives a control signal for determining a load and a control amount according to each electric heater to each control power supply unit. Alternatively, it is performed by a control signal according to a control program stored in a storage unit of a personal computer connected to the central processing unit. The control is performed by applying an AC load and a control amount so that the phase angles of the electric heaters are continuous. For example, the timing of applying the voltage may be set as in the following example. (1) If two electric heaters having a power factor of 50% are used, and a load and a control amount corresponding to each are given, and phase control is performed so that the phase angles of the electric heaters are mutually equal, the power factor is 50 The power factor can be improved to 100% by the total of two electric heaters of 100%. (2) In addition, if two electric heaters having a power factor of 30% are used, a load and a control amount corresponding to each are applied, and phase control is performed so that the phase angles of the electric heaters are mutually, 100% by the total of two electric heaters with a rate of 30%
The power factor can be improved. This way,
Conventionally, the power factor was not improved by using a plurality of electric heaters, but in the present invention, it is possible to improve the power factor to the above-mentioned high rate, and each electric heater has a continuous phase angle in the same frequency waveform. Since it operates, it becomes possible to effectively use electric power that has not been used in the past. That is, the power factor can be significantly improved. In these phase controls, a control signal that gives a load and a control amount commensurate with each electric heater and makes the phase angle between the electric heaters continuous is a control program of a microcomputer installed in the central processing unit, Alternatively, it is executed according to a control program in a personal computer connected to the central processing unit.

【0006】請求項2に記載の電熱ヒータの力率を改善
させた加熱システムは、N個の電熱ヒータと、各電熱ヒ
ータにそれぞれ接続した制御用電源装置と、各電熱ヒー
タに流れる交流負荷と制御量と位相角を制御する信号を
制御用電源装置に与えて各電熱ヒータどうしの位相角を
連続させて電熱ヒータ全体の力率を改善させる中央処理
装置と、を備えてなることを特徴とする。この請求項2
に記載の加熱システムは、請求項1に記載の方法を実現
させるためのシステムであり、この加熱システムを構築
すると、上述と同様の力率改善ができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a heating system in which the power factor of an electric heater is improved, wherein N electric heaters, a control power supply device connected to each electric heater, and an AC load flowing in each electric heater. A central processing unit for supplying a signal for controlling the control amount and the phase angle to the control power supply unit to make the phase angle between the electric heaters continuous so as to improve the power factor of the entire electric heater. To do. This claim 2
The heating system according to claim 1 is a system for realizing the method according to claim 1, and when the heating system is constructed, the same power factor improvement as described above can be performed.

【0007】請求項3に記載の電熱ヒータの力率を改善
させた加熱システムは、請求項1に記載の構成に加え
て、中央処理装置と各制御用電源装置との間、又はこれ
らの伝送に加えて制御用電源回路間を、無線通信回線で
接続して、N個の電熱ヒータに応じた制御信号を送るこ
とができるようにし、さらに、各制御用電源装置に送っ
た制御量の評価が中央処理装置で行なえるように構成し
たところに特徴がある。この遠隔制御には、通信回線を
通じて行なわれる。つまり、請求項1及び2において
は、中央処理装置と各制御用電源装置とは、有線の信号
線で接続されているのであるが、請求項3においては、
無線又は有線の通信回線を通じて制御できるようにし
た。このようにすれば、電熱ヒータの遠隔制御が行なえ
るので、電熱ヒータが稼動しているときでも、離れた場
所から制御の調整、変更ができ、加熱データの管理・保
存もできるようになる。このため、中央処理装置は、専
用の制御盤であっても、マイコンを搭載した制御装置で
あっても構わないのであるが、パソコンであっても構わ
ない。また、前2者の場合において、中央処理装置にパ
ソコンを接続しても構わない。パソコンを使う利点は、
制御プログラムのデータ管理、保存が容易に行なえ、制
御プログラムの仕様変更や書き換え、制御データの入力
が容易に行なえる点にある。また、パソコンを、加熱シ
ステムと併設した他の機器やシステムの制御や管理など
をする場合に併用できる。
A heating system in which the power factor of the electric heater is improved according to a third aspect, in addition to the configuration according to the first aspect, between the central processing unit and each control power source device, or the transmission thereof. In addition, the control power supply circuits are connected by a wireless communication line so that control signals corresponding to N electric heaters can be sent, and the control amount sent to each control power supply device is evaluated. Is characterized by being configured so that it can be performed by the central processing unit. This remote control is performed through a communication line. That is, in claims 1 and 2, the central processing unit and each control power supply device are connected by a wired signal line, but in claim 3,
It can be controlled through a wireless or wired communication line. By doing so, since the electric heater can be remotely controlled, the control can be adjusted and changed from a distant place and the heating data can be managed and stored even when the electric heater is operating. Therefore, the central processing unit may be a dedicated control panel or a control unit equipped with a microcomputer, but may be a personal computer. In the former two cases, a personal computer may be connected to the central processing unit. The advantage of using a PC is
The point is that the control program data can be easily managed and saved, the control program specifications can be changed or rewritten, and the control data can be easily input. In addition, a personal computer can be used together to control and manage other equipment and systems installed with the heating system.

【0008】請求項4に記載の電熱ヒータの力率を改善
させる位相制御方法は、N個の電熱ヒータに夫々接続し
た制御用電源装置によって、各電熱ヒータに流れる交流
の負荷と制御量とを、各電熱ヒータ相互の位相角が連続
するように制御して、電熱ヒータ全体の力率を改善させ
ることを特徴とする。この方法は、請求項1に記載の位
相制御方法において使用される中央処理装置を無くし、
各制御用電源装置間で制御信号を送ることができるよう
にしたのであり、それ以外については、請求項1の方法
と同様である。つまり、電熱ヒータの制御用電源装置か
ら、位相角が連続する、隣り合う電熱ヒータの制御用電
源装置に向けて、順次、制御信号を送ることができるよ
うにしたのである。この方法は、電熱ヒータの個数が少
ないときに好適であるが、電熱ヒータが多数個になる場
合には、請求項1の方法を採用することが好ましい。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a phase control method for improving the power factor of an electric heater, wherein a control power supply device connected to each of the N electric heaters controls an AC load and a control amount flowing through each electric heater. The electric power heater is controlled so that the phase angles of the electric heaters are continuous with each other to improve the power factor of the entire electric heater. This method eliminates the central processing unit used in the phase control method according to claim 1,
The control signal can be sent between the control power supply devices, and other than that, it is the same as the method of claim 1. That is, it is possible to sequentially send control signals from the control power supply device of the electric heater to the control power supply devices of the adjacent electric heaters having continuous phase angles. This method is suitable when the number of electric heaters is small, but when the number of electric heaters is large, it is preferable to adopt the method of claim 1.

【0009】請求項5に記載の加熱システムは、N個の
電熱ヒータと、これら各電熱ヒータに流れる交流負荷と
制御量と位相角を制御して、各電熱ヒータどうしの位相
角を連続させて電熱ヒータ全体の力率を改善させるべく
各電熱ヒータ毎に接続して設けた制御用電源装置と、を
備えてなることを特徴とする。この加熱システムは、請
求項4の方法に対応する加熱システムであり、その趣旨
は請求項4の場合と同様であり、それ以外については、
請求項2に記載の加熱システムと同様である。
In the heating system according to a fifth aspect of the present invention, the N electric heaters, the AC loads flowing through the electric heaters, the control amount, and the phase angle are controlled so that the phase angles of the electric heaters are continuous. A control power supply device connected to each electric heater to improve the power factor of the entire electric heater. This heating system is a heating system corresponding to the method of claim 4, and the gist thereof is the same as the case of claim 4, and other than that,
It is similar to the heating system according to claim 2.

【0010】請求項6に記載の電熱ヒータの力率を改善
させた加熱システムは、請求項5に記載の構成に、各制
御用電源装置間を、無線又は有線の通信回線で接続し
て、隣り合う制御用電源装置の順に、各電熱ヒータに応
じた制御信号を送ることができる構成を加えた点に特徴
がある。この加熱システムは、請求項6に記載の加熱シ
ステムおける制御を、無線又は有線の通信回線を通じて
行なうことができるようにしたものであり、その趣旨は
請求項3に記載の加熱システムの場合と同様である。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a heating system in which the power factor of the electric heater is improved, wherein the control power source devices are connected to each other by a wireless or wired communication line. It is characterized in that a configuration for adding a control signal according to each electric heater is added in the order of adjacent control power supply devices. This heating system is such that the control in the heating system according to claim 6 can be performed through a wireless or wired communication line, and the gist thereof is the same as in the case of the heating system according to claim 3. Is.

【0011】請求項7に記載の電熱ヒータの力率を改善
させた加熱システムは、請求項2、3,5,6のいずれ
かに記載の加熱システムが、例えば、三相、四相などか
らなる多相の交流回路を備えて構成したところに特徴が
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a heating system in which the power factor of an electric heater is improved, wherein the heating system according to any of the second, third, fifth and sixth aspects is, for example, three-phase or four-phase. It is characterized in that it is configured with the following multi-phase AC circuit.

【0012】上述した請求項2,3,5,6に記載の各
加熱システムは、単相の交流回路を利用するものである
が、本請求項7においては、これを、3相、4相などの
ような多相の交流回路を利用したのである。
Each of the heating systems described in claims 2, 3, 5 and 6 described above utilizes a single-phase AC circuit. I used a multi-phase AC circuit such as.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、本発明方法及び加熱システ
ムを実施するための具体的な実施の形態を、添付図面に
示した図に沿って詳述する。なお、各添付図面は本発明
を判り易くするために示した例であって、本発明はこれ
ら各図に示すものだけに限定されない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, specific embodiments for carrying out the method and heating system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings shown in the accompanying drawings. It should be noted that each of the accompanying drawings is an example shown for easy understanding of the present invention, and the present invention is not limited to only those shown in these drawings.

【0014】図1の(a)図及び(b)図はいずれも、
電熱ヒータを2個用いた電熱ヒータの力率を改善させた
加熱システムを簡略させたブロック図である。これら各
図において、(a)図に示す加熱システムは、第1と第
2の電熱ヒータ1a,1bという2個の電熱ヒータが使
用されており、各電熱ヒータ1a,1bには、各電熱ヒ
ータ1a,1bに応じた負荷と制御量を与えて、各電熱
ヒータ1a,1bの位相角を相互に連続させるための第
1と第2の制御用電源装置2a,2bがそれそれ電気線
3,3で接続されており、各制御用電源装置2a,2b
どうしも電気線4,4で接続されている。そして、これ
ら制御用電源装置2a,2bと合わせて各電熱ヒータ1
a,1bを群管理して、各電熱ヒータ1a,1bに応じ
た負荷の重みと制御量を決める制御信号を各制御用電源
装置2a,2bに与える中央処理装置5が、無線又は有
線の通信回線6,6を通じて通信自在となるよう接続さ
れている。この中央処理装置5に、無線又は有線の通信
回線8,8を通じて外部の、例えば、パソコンから個別
の制御信号又は通信信号かが受信されるように構成され
ている。また、この構成に加えて、各制御用電源装置2
a,2bから、無線又は有線の通信回線7,7及び通信
回線8,8を通じて、制御信号、加熱データなどをパソ
コンに送信できるようにしてもよい。これに対して、
(b)図に示す加熱システムは、中央処理装置を設けな
いで、その機能を各制御用電源装置2a,2b内に持た
せ、各制御用電源装置2a,2bに、外部の、例えば、
パソコンから個別の制御用の通信信号が受信されるよう
に構成されている。 (a)図に示す加熱システムにおける制御は、中央処理
装置5内に実装されているメモリに格納された制御用プ
ログラム、又は、この中央処理装置5に接続した図示し
ないパソコン内のメモリに格納された制御用プログラム
に沿って演算されて実行される。 (b)図に示す加熱システムにおける制御は、各制御用
電源装置2a,2b内に実装されているメモリに格納さ
れた制御用プログラム、又は、各制御用電源装置2a,
2bに接続した図示しないパソコン内のメモリに格納さ
れた制御用プログラムに沿って演算されて実行される。
Both (a) and (b) of FIG. 1 are
It is the block diagram which simplified the heating system which improved the power factor of the electric heater which used two electric heaters. In each of these figures, the heating system shown in (a) uses two electrothermal heaters, a first and a second electrothermal heaters 1a and 1b, and each electrothermal heater 1a and 1b includes each electrothermal heater. The first and second control power supply devices 2a and 2b for providing a load and a control amount according to 1a and 1b to make the phase angles of the electric heaters 1a and 1b mutually continuous are respectively connected to the electric wires 3, 2. 3 are connected, and each control power supply device 2a, 2b
They are connected by electric lines 4 and 4. Then, together with these control power supply devices 2a and 2b, each electric heater 1
The central processing unit 5 that manages a and 1b as a group and gives control signals for determining the weight and control amount of the load according to the electric heaters 1a and 1b to the control power supply devices 2a and 2b is wireless or wired communication. The lines 6 and 6 are connected so that they can communicate freely. The central processing unit 5 is configured to receive an individual control signal or communication signal from an external device such as a personal computer through a wireless or wired communication line 8, 8. In addition to this configuration, each control power supply device 2
Control signals, heating data, etc. may be transmitted from a, 2b to the personal computer through the wireless or wired communication lines 7, 7 and the communication lines 8, 8. On the contrary,
In the heating system shown in (b), the central processing unit is not provided, but its function is provided in each of the control power supply units 2a and 2b.
It is configured to receive individual control communication signals from the personal computer. The control in the heating system shown in (a) is stored in a control program stored in a memory mounted in the central processing unit 5 or in a memory in a personal computer (not shown) connected to the central processing unit 5. Is calculated and executed according to the control program. The control in the heating system shown in (b) is performed by a control program stored in a memory mounted in each control power supply 2a, 2b, or each control power supply 2a, 2b.
It is calculated and executed according to a control program stored in a memory in a personal computer (not shown) connected to 2b.

【0015】このような構成を有する加熱システムにお
いて、例えば、同じ負荷を有する第1の電熱ヒータと第
2の電熱ヒータのそれそれに、同じ周波数波形内におい
て電気量の50%の制御量を与えて、一方の電熱ヒータ
の位相角が他方の電熱ヒータの位相角に対して、使用さ
れていない電力を使用する方向に連続させると、図2の
各図に示すようになる。図2の(a)図は、第1の電熱
ヒータによる電力の利用率が50%の場合の負荷と制御
量と位相角を示す周波数波形図である。この周波数波形
図において、(a)図に示すように、第1の電熱ヒータ
に、電力の利用率が50%の負荷と制御量を与える。そ
して、(b)図に示すように、第2の電熱ヒータに、電
流が0°(ラジアン角は、0)になるとき及び、180
°(同、π)になるときに第2の電熱ヒータがONし、
電流が90°(同、π/2)になるとき及び、360°
(同、2π)になるときに、それぞれONからOFFに
なるように、負荷と制御量を与える。このようにする
と、(c)図に示すように、第1の電熱ヒータと第2の
電熱ヒータの合計による100%の電力利用率まで高ま
る。つまり、100%の力率に改善される。(従来の加
熱システムでは、50%のままである。)
In the heating system having such a configuration, for example, a control amount of 50% of the amount of electricity within the same frequency waveform is applied to that of the first electric heater and the second electric heater having the same load. When the phase angle of one electrothermal heater is continuous with the phase angle of the other electrothermal heater in the direction in which unused electric power is used, it becomes as shown in each drawing of FIG. FIG. 2A is a frequency waveform diagram showing the load, the control amount, and the phase angle when the power utilization rate of the first electrothermal heater is 50%. In this frequency waveform diagram, as shown in (a), a load and a control amount with a power utilization rate of 50% are applied to the first electrothermal heater. Then, as shown in FIG. 7B, when the electric current reaches 0 ° (radian angle is 0), the second electric heater
The second electric heater is turned on when the temperature reaches ° (same as π),
When the current reaches 90 ° (same, π / 2) and 360 °
A load and a control amount are given so that each of them turns from ON to OFF when (2π). By doing so, as shown in FIG. 7C, the electric power utilization rate is increased to 100% by the total of the first electric heater and the second electric heater. That is, the power factor is improved to 100%. (The conventional heating system remains at 50%.)

【0016】これに対して、例えば、同じ負荷を有する
第1の電熱ヒータと第2の電熱ヒータのそれそれに、同
じ周波数波形内において電気量の30%の制御量を与え
て、一方の電熱ヒータの位相角が他方の電熱ヒータの位
相角に対して、使用されていない電力を使用する方向に
連続させると、図3の各図に示すようになる。図3は、
第1の電熱ヒータによる電力の利用率が30%の場合の
負荷と制御量と位相角を示す周波数波形図である。この
周波数波形図において、図2の各図に示す方法と同じよ
うにして、第1の電熱ヒータによる電力の利用率が30
%の負荷と制御量とを与え、第2の電熱ヒータによる電
気の利用量が30%の負荷と制御量を与えて、第2の電
熱ヒータによる位相角を第1の電熱ヒータの位相角に連
続させると、第1の電熱ヒータと第2の電熱ヒータによ
る電力利用率は60%になる。つまり、60%の力率に
改善される。
On the other hand, for example, a control amount of 30% of the amount of electricity in the same frequency waveform is applied to that of the first electric heater and the second electric heater having the same load, so that one of the electric heaters When the phase angle of is continuous with the phase angle of the other electric heater in the direction in which the unused electric power is used, it becomes as shown in each drawing of FIG. Figure 3
It is a frequency waveform diagram which shows a load, a control amount, and a phase angle in case the utilization rate of the electric power by a 1st electrothermal heater is 30%. In this frequency waveform diagram, in the same manner as the method shown in each diagram of FIG. 2, the power utilization factor of the first electrothermal heater is 30%.
% And a control amount, and the amount of electricity used by the second electric heater is 30%. A load and a control amount are given, and the phase angle of the second electric heater is set to the phase angle of the first electric heater. If they are made continuous, the power utilization rate by the first electric heater and the second electric heater becomes 60%. That is, the power factor is improved to 60%.

【0017】次に、図4により、電熱ヒータを3個用い
た加熱システムについて説明する。この加熱システム
は、第1と第2と第3の電熱ヒータ1a,1b,1cと
いう2個の電熱ヒータが使用されており、各電熱ヒータ
1a,1b,1cには、これら電熱ヒータ1a,1b,
1cには、各電熱ヒータ1a,1b,1cに応じた負荷
と制御量を与えて、各電熱ヒータ1a,1b,1cの位
相角を相互に連続させるための第1と第2と第3の制御
用電源装置2a,2b,2cがそれそれ電気線3,3,
3で接続されており、各制御用電源装置2a,2b,2
どうしも電気線4,4,4接続されている。そして、こ
れら制御用電源装置2a,2b,2cと合わせて各電熱
ヒータ1a,1b,1cを群管理して、各電熱ヒータ1
a,1b,1cに応じた負荷の重みと制御量を決める制
御信号を各制御用電源装置2a,2b,2cに与える中
央処理装置5が、無線の通信回線6,6,6を通じて第
1の電熱ヒータ2aから第2の電熱ヒータ2b、更には
第3の電熱ヒータ2cに接続されたもので構成されてい
る。このように構成すると、図5に示すように、例え
ば、各電熱ヒータそれぞれの電力の利用率が30%であ
ると、これら電熱ヒータ合計による電力の利用率は(3
0%)×3=90%にまで高まる。(従来の加熱システ
ムでは、30%のままである。)
Next, a heating system using three electric heaters will be described with reference to FIG. This heating system uses two electrothermal heaters, namely, first, second, and third electrothermal heaters 1a, 1b, 1c, and each electrothermal heater 1a, 1b, 1c has these electrothermal heaters 1a, 1b. ,
A load and a control amount corresponding to each electric heater 1a, 1b, 1c is given to 1c, and the first, second, and third for making the phase angle of each electric heater 1a, 1b, 1c mutually continuous. The control power supply devices 2a, 2b, 2c have their respective electric lines 3, 3,
3 are connected, and each control power supply device 2a, 2b, 2
The electric lines 4, 4 and 4 are connected to each other. Then, the electric heaters 1a, 1b, 1c are group-managed together with the control power supply devices 2a, 2b, 2c, and the electric heaters 1
The central processing unit 5 that gives control signals for determining the weights and control amounts of the loads corresponding to a, 1b, and 1c to the respective control power supply units 2a, 2b, and 2c is the first through the wireless communication lines 6, 6, and 6. It is configured to be connected from the electric heater 2a to the second electric heater 2b and further to the third electric heater 2c. With this configuration, as shown in FIG. 5, for example, when the electric power utilization rate of each electrothermal heater is 30%, the electric power utilization rate of these electrothermal heaters is (3
0%) × 3 = 90%. (The conventional heating system remains at 30%.)

【0018】また、本発明においては、例えば、3相、
4相の交流回路を有する加熱システムにすることもでき
る。これを図示すると、例えば、図6のようになる。図
6において、図1及び図4と共通する個所には同一符号
を付して重複した説明は省略するが、この図6に示すよ
うに、3相の交流回路にすると、例えば、200Vの交
流電力を使用することができ、多数個の電熱ヒータ1a
・・・、1b・・・、1c・・・を設置するときに好適
である。
Further, in the present invention, for example, three phases,
A heating system having a four-phase AC circuit can also be used. This is illustrated in FIG. 6, for example. In FIG. 6, the same parts as those in FIGS. 1 and 4 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. However, if a three-phase AC circuit is used as shown in FIG. A large number of electric heaters 1a that can use electric power
It is suitable when installing ... 1b ... 1c.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上、説明した本発明に係る位相制御方
法及び加熱システムによれば、各電熱ヒータに、同じ周
波数波形内において位相角が連続するように、各々の負
荷と制ヒータに、同じ周波数波形内において位相角が連
続するように、各々の負荷と制御量が制御されて全体的
に配分されるようになった。この結果、今まで利用され
ていなかった電力を利用する方向に力率を改善させるこ
とができるようになった。しかも、これら制御が有線の
信号線の他に、無線通信でできるようになったので、電
熱ヒータから離れた位置から遠隔制御できるようにな
り、パソコンなどを通じたデータ処理や管理もできるよ
うになったのである。
As described above, according to the phase control method and the heating system according to the present invention, the load and the heater are the same for each electric heater so that the phase angles are continuous in the same frequency waveform. Each load and control amount are controlled and distributed overall so that the phase angle is continuous in the frequency waveform. As a result, it has become possible to improve the power factor in the direction of using electric power that has not been used until now. Moreover, since these controls can be performed by wireless communication in addition to wired signal lines, remote control can be performed from a position away from the electric heater, and data processing and management via a personal computer can also be performed. It was.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)図は、電熱ヒータを2個用いた電熱ヒー
タの力率を改善させた加熱システムを簡略して示したブ
ロック図である。(b)図は、同じく他の実施例であ
る。
FIG. 1A is a block diagram schematically showing a heating system in which the power factor of an electric heater using two electric heaters is improved. FIG. 9B is also another embodiment.

【図2】(a)図は、第1の電熱ヒータによる電力の利
用率が50%における負荷と制御量と位相角を示した周
波数波形図である。(b)図は、本実施例における、第
2の電熱ヒータによる電力の利用率が50%の場合の負
荷と制御量と位相角を示した周波数波形図である。
(c)図は、本実施例における、第1と第2の電熱ヒー
タを利用したときの電力の利用状態を示した周波数波形
図である。
FIG. 2A is a frequency waveform diagram showing a load, a control amount, and a phase angle when the power utilization rate of the first electrothermal heater is 50%. FIG. 6B is a frequency waveform diagram showing the load, the control amount, and the phase angle when the power utilization rate of the second electric heater is 50% in the present embodiment.
FIG. 7C is a frequency waveform diagram showing the use state of electric power when the first and second electric heaters are used in the present embodiment.

【図3】電力の利用率が30%の2個の電熱ヒータを用
いたときの合計の利用率を示す周波数波形図である。
FIG. 3 is a frequency waveform diagram showing a total utilization rate when two electric heaters having an electricity utilization rate of 30% are used.

【図4】電熱ヒータを3個用いた電熱ヒータの力率を改
善させた加熱システムを簡略して示したブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a heating system in which the power factor of an electric heater using three electric heaters is improved.

【図5】電力の利用率が30%の電熱ヒータを3個用い
たときの合計の利用力を示す周波数波形図である。
FIG. 5 is a frequency waveform diagram showing a total utilization power when three electric heaters having a power utilization rate of 30% are used.

【図6】三相交流回路により多数の電熱ヒータを用いた
電熱ヒータの力率を改善させた
[FIG. 6] The power factor of an electric heater using a large number of electric heaters is improved by a three-phase AC circuit.

【図7】(a)図は、第1の電熱ヒータによる電力の利
用率が50%における負荷と制御量と位相角を示した周
波数波形図である。(b)図は、従来技術における、第
2の電熱ヒータによる電力の利用率が50%における負
荷と制御量と位相角を示した周波数波形図である。
(c)図は、従来技術における、第1と第2の電熱ヒー
タを利用したときの電力の利用状態を示した周波数波形
図である。
FIG. 7A is a frequency waveform diagram showing a load, a control amount, and a phase angle at a power utilization rate of 50% by the first electrothermal heater. FIG. 6B is a frequency waveform diagram showing the load, the control amount, and the phase angle when the power utilization rate of the second electrothermal heater is 50% in the related art.
FIG. 6C is a frequency waveform diagram showing the use state of electric power when the first and second electric heaters are used in the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,1c 電熱ヒータ 2a,2b,2c 制御用電源装置 3 電線 4 電線 5 中央処理装置 6 通信回線 7 通信回線 8 通信回線 9 通信回線 1a, 1b, 1c Electric heater 2a, 2b, 2c control power supply device 3 electric wires 4 electric wires 5 Central processing unit 6 communication lines 7 communication lines 8 communication lines 9 communication lines

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中央処理装置と制御用電源装置とによって
N個の電熱ヒータを群管理して、これら電熱ヒータに流
れる交流の負荷と制御量とを、各電熱ヒータ相互の位相
角が連続するように制御して、電熱ヒータ全体の力率を
改善させることを特徴とする電熱ヒータの力率を改善す
る位相制御方法。
1. A central processing unit and a control power supply unit control N electric heaters in groups, and the AC load and control amount flowing through these electric heaters are continuous in phase angle between the electric heaters. Is controlled so as to improve the power factor of the entire electrothermal heater. A phase control method for improving the power factor of an electrothermal heater.
【請求項2】N個の電熱ヒータと、各電熱ヒータにそれ
ぞれ接続した制御用電源装置と、各電熱ヒータに流れる
交流負荷と制御量と位相角を制御する信号を制御用電源
装置に与えて各電熱ヒータどうしの位相角を連続させて
電熱ヒータ全体の力率を改善させる中央処理装置とを備
えてなることを特徴とする電熱ヒータの力率を改善させ
た加熱システム。
2. N electric heaters, a control power supply device connected to each electric heater, an AC load flowing to each electric heater, a signal for controlling a control amount and a phase angle are given to the control power supply device. A heating system with improved power factor of an electric heater, comprising: a central processing unit for improving the power factor of the entire electric heater by making the phase angle of each electric heater continuous.
【請求項3】中央処理装置と各制御用電源装置との間、
又はこれらの伝送に加えて制御用電源回路間を、無線又
は有線の通信回線で接続して、N個の電熱ヒータに応じ
た制御信号を送ることができるようにし、さらに、各制
御用電源装置に送った制御量の評価が中央処理装置で行
なえるように構成した請求項2に記載の電熱ヒータの力
率を改善させた加熱システム。
3. Between the central processing unit and each control power supply unit,
Alternatively, in addition to these transmissions, the control power supply circuits are connected by a wireless or wired communication line so that a control signal corresponding to N electric heaters can be sent, and each control power supply device The heating system with improved power factor of the electric heater according to claim 2, wherein the central processing unit can evaluate the control amount sent to the heating system.
【請求項4】N個の電熱ヒータに夫々接続した制御用電
源装置によって、各電熱ヒータに流れる交流の負荷と制
御量とを、各電熱ヒータ相互の位相角が連続するように
制御して、電熱ヒータ全体の力率を改善させることを特
徴とする電熱ヒータの力率を改善する位相制御方法。
4. A control power supply device connected to each of the N electric heaters controls the AC load and control amount flowing in each electric heater so that the phase angles of the electric heaters are continuous with each other. A phase control method for improving the power factor of an electric heater, characterized by improving the power factor of the entire electric heater.
【請求項5】N個の電熱ヒータと、これら各電熱ヒータ
に流れる交流負荷と制御量と位相角を制御して、各電熱
ヒータどうしの位相角を連続させて電熱ヒータ全体の力
率を改善させるべく各電熱ヒータに接続して設けた制御
用電源装置と、を備えてなることを特徴とする電熱ヒー
タの力率を改善させた加熱システム。
5. The N electric heaters, the AC loads flowing through the electric heaters, the control amount, and the phase angle are controlled to make the phase angles of the electric heaters continuous to improve the power factor of the entire electric heater. A heating system with improved power factor of the electrothermal heater, comprising: a control power supply device connected to each electrothermal heater in order to do so.
【請求項6】各制御用電源装置間を、無線又は有線の通
信回線で接続して、隣り合う制御用電源装置の順に、各
電熱ヒータに応じた制御信号を送ることができるように
構成した請求項5に記載の電熱ヒータの力率を改善させ
た加熱システム。
6. The control power supply devices are connected by a wireless or wired communication line so that control signals corresponding to the respective electric heaters can be sent in the order of adjacent control power supply devices. A heating system in which the power factor of the electric heater according to claim 5 is improved.
【請求項7】請求項2、3,5,6のいずれかに記載の
加熱システムが、例えば、三相、四相などからなる多相
の交流回路を備えてなる加熱装置の力率を改善させた加
熱システム。
7. The heating system according to any one of claims 2, 3, 5 and 6, for example, improves the power factor of a heating device provided with a multi-phase AC circuit including three-phase, four-phase, etc. Let heating system.
JP2001319959A 2001-09-10 2001-09-10 Phase control method improving power factor of electric heater, and heating system of electric eater with improved power factor Pending JP2003086332A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001319959A JP2003086332A (en) 2001-09-10 2001-09-10 Phase control method improving power factor of electric heater, and heating system of electric eater with improved power factor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001319959A JP2003086332A (en) 2001-09-10 2001-09-10 Phase control method improving power factor of electric heater, and heating system of electric eater with improved power factor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003086332A true JP2003086332A (en) 2003-03-20

Family

ID=19137419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001319959A Pending JP2003086332A (en) 2001-09-10 2001-09-10 Phase control method improving power factor of electric heater, and heating system of electric eater with improved power factor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003086332A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010186218A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Konica Minolta Business Technologies Inc Power controller, image forming device, and control program of the power controller
JP2013504854A (en) * 2009-09-24 2013-02-07 エルジー・ハウシス・リミテッド Heat generation control device for heat generation glass
JP5586732B1 (en) * 2013-04-15 2014-09-10 日本▲まき▼線工業株式会社 LED lighting device
US10656575B2 (en) 2018-03-30 2020-05-19 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Heating system having current-sensing control circuit
US10705459B2 (en) 2018-03-30 2020-07-07 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Heating system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010186218A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Konica Minolta Business Technologies Inc Power controller, image forming device, and control program of the power controller
JP2013504854A (en) * 2009-09-24 2013-02-07 エルジー・ハウシス・リミテッド Heat generation control device for heat generation glass
JP5586732B1 (en) * 2013-04-15 2014-09-10 日本▲まき▼線工業株式会社 LED lighting device
US10656575B2 (en) 2018-03-30 2020-05-19 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Heating system having current-sensing control circuit
US10705459B2 (en) 2018-03-30 2020-07-07 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Heating system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10753648B2 (en) Water heater and method of operating a water heater
Nordman et al. DC local power distribution: technology, deployment, and pathways to success
CN104426246B (en) Wireless power transmitter and its operating method with wide input voltage range
EP0055314A1 (en) Improvements in or relating to energy management
CA2868478C (en) Thermal storage device
US20140037275A1 (en) Methods and systems for remotely managing water heating units in a water heater and related water heaters and circuits
EP2893605A1 (en) Local demand side power management for electric utility networks
EP2580832A2 (en) Thermal storage device controller
JP5737786B2 (en) Stationary charging system
US10404069B2 (en) Driving circuit, driving arrangement and driving method, suitable for grid feeding
JP2003086332A (en) Phase control method improving power factor of electric heater, and heating system of electric eater with improved power factor
JP2012105488A (en) Reactive power adjustment system and reactive power adjustment method of distribution line
CN106225105B (en) Current loop communication device and air conditioner
US20140001887A1 (en) Virtual power apparatus
CN105122573B (en) A kind of electric appliance and the method for controlling electric operation
US11677242B2 (en) Power supply arbitration device, power supply device, power consumption device, power supply remote controller, power supply arbitration method, and power system
JP2006313053A (en) Electric floor heating control device
WO2019184609A1 (en) Flexible domestic power supply system based on renewable energy and mains power supply
US11621565B2 (en) Method and system for integration and control of power for consumer power circuits
JP7012877B2 (en) Contactless power supply system and power receiving device
JP2017213064A (en) Electric dryer
CN206164531U (en) Equipment of warming up based on power line carrier communication
JP2001112296A (en) Motor controller
JP2012124732A (en) Household electrical appliance
NZ615299B2 (en) Local demand side power management for electric utility networks

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20050113