JP2015141675A - Power conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒータなどの負荷への印加電力を調整する電力調整器において、断線などの負荷の異常を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting an abnormality of a load such as a disconnection in a power regulator that adjusts an applied power to a load such as a heater.
電力調整器は、サイリスタなどのスイッチング素子をオンオフ制御することにより、出力電圧を制御して負荷への印加電力を調整する。この電力調整器は、印加電力の調整だけでなく、接続されている負荷の断線を検知することも求められている。 The power adjuster controls the output voltage by adjusting on / off of a switching element such as a thyristor to adjust the power applied to the load. This power regulator is required not only to adjust applied power but also to detect disconnection of a connected load.
断線検知の基本的な考え方について図1を用いて説明する。図1(a)に示すように、電力調整の制御対象となる複数の負荷は並列に接続されている。例えば、3つの負荷が並列に接続されそれぞれの抵抗値が20Ωであるとする。この場合、3つの負荷全体による抵抗値は6.66Ωとなる。この負荷に対し200Vの電圧を印加すると、負荷を流れる電流は30Aとなる。 The basic concept of disconnection detection will be described with reference to FIG. As shown to Fig.1 (a), the some load used as the control object of electric power adjustment is connected in parallel. For example, it is assumed that three loads are connected in parallel and each resistance value is 20Ω. In this case, the resistance value of all three loads is 6.66Ω. When a voltage of 200 V is applied to this load, the current flowing through the load is 30A.
図1(b)は、3つの負荷のうち一の負荷が断線した場合を示している。この場合、接続されている2つの負荷による全体としての抵抗値は10Ωとなる。この負荷に対して同様に200Vを印加すると、負荷を流れる電流は20Aとなり、3つの負荷が接続されている状態での電流値と差異が生じる。 FIG. 1B shows a case where one of the three loads is disconnected. In this case, the overall resistance value of the two connected loads is 10Ω. Similarly, when 200 V is applied to this load, the current flowing through the load becomes 20 A, which is different from the current value when three loads are connected.
このように、並列に接続されている複数の負荷のうちいずれかが断線した場合、接続される負荷の全体としての抵抗値に変動が生じる。そこで、負荷における電流値及び電圧値をフィードバックし、それぞれの値から算出した抵抗値をモニターし変動が生じた場合に、断線が生じたことを検出する。 As described above, when any one of the plurality of loads connected in parallel is disconnected, the resistance value as a whole of the connected loads varies. Therefore, the current value and the voltage value at the load are fed back, and the resistance value calculated from each value is monitored, and when the fluctuation occurs, it is detected that the disconnection has occurred.
ここで、ヒータなどの負荷への印加電力を調整する方法は大きく分けると、位相制御方法と分周制御方法とに二分される。近年は、印加電力の微調整が可能な位相制御方法が多く用いられる傾向がある。半導体製造に用いられる高温熱処理装置のトランス負荷や工業炉や実験炉などで用いられる発熱体に対する印加電力の調整においては、ほとんどが位相制御方法を採用している。位相制御方法を用いる電力調整器における断線検知については、例えば、特許文献1に開示されている技術などがあり、比較的精度よく断線検知が行われている。一方で、位相制御方法には高調波問題があるため、適用可能な場合は分周制御方法とする傾向にある。 Here, the method of adjusting the power applied to the load such as the heater is roughly divided into a phase control method and a frequency division control method. In recent years, there is a tendency that many phase control methods that can finely adjust the applied power are used. Most of the phase control methods are adopted in the adjustment of applied power to a transformer load of a high-temperature heat treatment apparatus used in semiconductor manufacturing and a heating element used in an industrial furnace or an experimental furnace. As for disconnection detection in the power regulator using the phase control method, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1, and disconnection detection is performed with relatively high accuracy. On the other hand, since the phase control method has a harmonic problem, it tends to be a frequency division control method when applicable.
ところで、分周制御方式はさらに2種類の制御方式に細分され、一方が「時分割制御方式」であり、他方が「時間比例制御方式」である。これら2種類の制御方式について、図2を用いて説明する。 By the way, the frequency division control method is further subdivided into two types of control methods, one being a “time division control method” and the other being a “time proportional control method”. These two types of control methods will be described with reference to FIG.
図2(a)は、時分割制御方式の制御態様を示す概念図である。時分割制御方式は、交流電源の1サイクルを単位として出力のオンとオフを制御する方式である。例えば、出力を50%に制御する場合には、1サイクル毎にオンとオフを繰り返す。図示したのは、出力を40%に制御する場合である。この場合において、図中の点線で区切ることで示した5サイクルを制御周期とし、1サイクルのオフ時間と2サイクルのオフ時間を交互に挟みつつ1サイクルのオン時間を断続的に設けることにより、制御周期のうちの2サイクルをオン時間とし3サイクルをオフ時間として出力を40%に制御している。 FIG. 2A is a conceptual diagram showing a control mode of the time division control method. The time-sharing control method is a method for controlling on / off of the output in units of one cycle of the AC power supply. For example, when the output is controlled to 50%, ON and OFF are repeated every cycle. The illustrated case is when the output is controlled to 40%. In this case, by setting 5 cycles shown by dividing with a dotted line in the figure as a control period, and intermittently providing 1 cycle on time while alternately sandwiching 1 cycle off time and 2 cycles off time, The output is controlled to 40% with 2 cycles of the control period being on time and 3 cycles being off time.
図2(b)は、時間比例制御方式の制御態様を示す概念図である。時間比例制御方式は、例えば50サイクルや60サイクルなどの所定サイクル数の時間を制御周期とし、該制御周期内でオン時間とオフ時間を按分することにより出力制御を行う。図示したのは、50Hzの交流電源を制御する場合であって、制御周期を50サイクル(1秒間)とした場合である。この場合、0.4秒間をオン時間とし0.6秒間をオフ時間とすることにより、出力を40%に制御している。 FIG.2 (b) is a conceptual diagram which shows the control aspect of a time proportional control system. In the time proportional control method, for example, a predetermined number of cycles, such as 50 cycles or 60 cycles, is used as a control cycle, and output control is performed by apportioning an on time and an off time within the control cycle. The figure shows a case where a 50 Hz AC power supply is controlled and the control cycle is 50 cycles (1 second). In this case, the output is controlled to 40% by setting the on time as 0.4 seconds and the off time as 0.6 seconds.
ここで、上述したようにフィードバックした電流値及び電圧値を用いて、断線を検知する。このフィードバックした電流値及び電圧値は、所定の直流化回路を経て直流化した実効値としての電流値及び電圧値を用いている。 Here, the disconnection is detected using the current value and the voltage value fed back as described above. As the fed back current value and voltage value, the current value and the voltage value as effective values obtained by converting the current into a direct current through a predetermined direct current circuit are used.
ここで、上記時間比例制御方式において、以下の問題が生じる。図3は、出力がオフ時間からオン時間へ切り替わるときの交流電源出力と、直流化回路を経て実効値として測定される電流値及び電圧値との関係を示す概念図である。縦軸の出力%は、実効値を100%としており交流電源の出力は実効値の±倍である+141%から−141%の範囲で周期的に出力される。 Here, the following problems occur in the time proportional control method. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the relationship between the AC power supply output when the output is switched from the OFF time to the ON time, and the current value and the voltage value measured as effective values through the DC circuit. The output% on the vertical axis has an effective value of 100%, and the output of the AC power supply is periodically output in the range of + 141% to −141%, which is ± times the effective value.
まず、交流電源はオン時間の到来により周期的に出力される(0301)。これに対して、所定の直流化回路を経て実効値としてフィードバックされる電圧(0302)は、立ち上がりがやや遅れ100%に至るまでに2サイクル程かかる。フィードバックされる電流(0303)については、立ち上がりはさらに遅れ3サイクル以降でようやく100%に至る。 First, the AC power supply is periodically output as the on-time arrives (0301). On the other hand, the voltage (0302) fed back as an effective value through a predetermined DC circuit takes about two cycles until the rise reaches a slightly delayed 100%. As for the current (0303) to be fed back, the rise finally reaches 100% only after 3 cycles.
このような実効値としてフィードバックされる電圧値及び電流値の立ち上がり遅れは、単に直流化回路を経由することが要因となっているのではない。大きな要因は、時間比例制御方式において、出力のオフ時間が継続する時間が長いことなのである。 The rise delay of the voltage value and the current value fed back as the effective value is not simply caused by passing through the DC circuit. The major factor is that the time during which the output off time continues is long in the time proportional control method.
図2(a)で示したように時分割制御方式においては、オフ時間は最長で2サイクルであり、これは50Hzの交流電源では0.04秒に過ぎない。このように極めて短い時間でオフ時間とオン時間とが切り替わるため、直流化回路を経た実効値としての電圧値及び電流値が0%に下がり切ることはなく、100%に至るまでにさほどの時間を要することがなく、立ち上がりの遅れは無視できる程度にすぎない。 As shown in FIG. 2A, in the time-sharing control method, the off time is 2 cycles at the longest, which is only 0.04 seconds with a 50 Hz AC power supply. Since the off time and the on time are switched in such an extremely short time, the voltage value and the current value as the effective values that have passed through the DC circuit do not fall down to 0%, and it takes a long time to reach 100%. The rise delay is negligible.
一方、時間比例制御方式においては、図2(b)で示したようにオフ時間は0.6秒間継続する。この間に直流化回路を経た実効値としての電圧値及び電流値は0%に下がり切ってしまう。したがって、100%に至るまでに時間を要することになり、それが立ち上がりの遅れとなって現れる。 On the other hand, in the time proportional control method, the off time continues for 0.6 seconds as shown in FIG. During this time, the voltage value and the current value as effective values that have passed through the DC circuit have dropped to 0%. Therefore, it takes time to reach 100%, which appears as a delay in rising.
このような、時間比例制御方式に特有の事象により、例えば、オン時間の1サイクル目における直流化回路を経た実効値としての電圧値及び電流値に基づいて負荷抵抗値を算出した場合、得られた抵抗値は実際の抵抗値を正確に示すものとはならず、断線検知に誤りが生じることとなる。そこで、本発明は、時間比例制御方式を採用する電力調整器における断線検知の精度を向上させることを課題とする。 It can be obtained, for example, when the load resistance value is calculated based on the voltage value and the current value as the effective values after passing through the DC circuit in the first cycle of the on-time due to an event peculiar to the time proportional control method. The resistance value does not accurately indicate the actual resistance value, and an error occurs in disconnection detection. Therefore, an object of the present invention is to improve the accuracy of disconnection detection in a power regulator that employs a time proportional control method.
そこで、上記課題を解決するために本発明において、以下の電力調整器を提供する。すなわち、第一の発明として、交流電源の1サイクルを単位とし所定サイクル数の時間を制御周期とし、該制御周期内でオン時間とオフ時間を按分することで負荷への印加電力を調整する電力調整器において、オン時間において交流にて電力を印加する電力印加部と、負荷の正常時における抵抗値である正常抵抗値を保持する抵抗値保持部と、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電圧実効値を取得する直流電圧実効値取得部と、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電流実効値を取得する直流電流実効値取得部と、同じ一のオン時間の全区間又は同じ一のオン時間の同じ一部区間において取得された直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて負荷の抵抗値である現在負荷抵抗値を算出する現在負荷抵抗値算出部と、現在負荷抵抗値算出部により算出された現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する比較部と、を有する電力調整器を提供する。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides the following power regulator. That is, as the first invention, the power for adjusting the power applied to the load by dividing the on-time and the off-time within the control period by setting a predetermined number of cycles as a unit with one cycle of the AC power supply as a unit. In the regulator, a power application unit that applies power by alternating current during the on time, a resistance value holding unit that retains a normal resistance value that is a resistance value when the load is normal, and all or part of one on time DC voltage effective value acquisition unit for acquiring the AC DC voltage effective value applied in the section, and DC current effective value for acquiring the AC direct current effective value applied in all or a part of one on-time Current load resistance value that is the resistance value of the load using the acquisition unit and the DC voltage effective value and DC current effective value acquired in all sections of the same one on-time or in the same part of the same one on-time. The A power regulator having a current load resistance value calculation unit that outputs and a comparison unit that compares the current load resistance value calculated by the current load resistance value calculation unit and the normal resistance value held by the resistance value holding unit; provide.
第二の発明として、前記直流電圧実効値取得部は、オン時間の第3サイクル目以降の区間における前記直流電圧実効値を取得する第3以降直流電圧実効値取得手段を有し、前記直流電流実効値取得部は、オン時間の第3サイクル目以降の区間における前記直流電流実効値を取得する第3以降直流電流実効値取得手段を有し、前記現在負荷抵抗値算出部は、取得した第3サイクル目以降の同じ区間の直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値である第3以降現在負荷抵抗値を算出する第3以降現在負荷抵抗値算出手段を有し、前記比較部は、第3以降現在負荷抵抗値算出手段により算出された第3以降現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する第3以降比較手段を有する、第一の発明に記載の電力調整器を提供する。 As a second invention, the DC voltage effective value acquisition unit includes third and subsequent DC voltage effective value acquisition means for acquiring the DC voltage effective value in a section after the third cycle of the on-time, and the DC current The effective value acquisition unit has third and subsequent DC current effective value acquisition means for acquiring the DC current effective value in the section after the third cycle of the on-time, and the current load resistance value calculation unit acquires the acquired first A third and subsequent current load resistance value calculating means for calculating a third and subsequent current load resistance value, which is a current load resistance value, using a DC voltage effective value and a DC current effective value in the same section after the third cycle; The comparison section includes third and subsequent comparison means for comparing the third and subsequent current load resistance values calculated by the third and subsequent current load resistance value calculation means with normal resistance values held by the resistance value holding section. Electricity according to one invention Providing regulator.
第三の発明として、前記直流電圧実効値取得部は、オン時間の第3サイクル目の区間における前記直流電圧実効値を取得する第3サイクル直流電圧実効値取得手段を有し、前記直流電流実効値取得部は、オン時間の第3サイクル目の区間における前記直流電流実効値を取得する第3サイクル直流電流実効値取得手段を有し、前記現在負荷抵抗値算出部は、取得した第3サイクル目の同じ区間の直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値である第3サイクル現在負荷抵抗値を算出する第3サイクル現在負荷抵抗値算出手段を有し、前記比較部は、第3サイクル現在負荷抵抗値算出手段により算出された第3サイクル現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する第3サイクル比較手段を有する、第一の発明又は第二の発明に記載の電力調整器を提供する。 As a third invention, the DC voltage effective value acquisition unit includes third cycle DC voltage effective value acquisition means for acquiring the DC voltage effective value in a section of the third cycle of the on-time, and the DC current effective value is acquired. The value acquisition unit includes a third cycle DC current effective value acquisition unit that acquires the DC current effective value in a section of the third cycle of the on-time, and the current load resistance value calculation unit acquires the acquired third cycle A third cycle current load resistance value calculating means for calculating a third cycle current load resistance value, which is a current load resistance value, using a DC voltage effective value and a DC current effective value in the same section of the eye; Includes a third cycle comparison unit that compares the third cycle current load resistance value calculated by the third cycle current load resistance value calculation unit with the normal resistance value held by the resistance value holding unit. Providing a power conditioner according to the present invention or the second invention.
本発明により、時間比例制御方式を採用する電力調整器であって、断線検知を精度よく行うことのできる電力調整器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power regulator that employs a time proportional control method and that can accurately detect disconnection.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。なお、実施形態1は、主に請求項1などに関する。実施形態2は、主に請求項2などに関する。実施形態3は、主に請求項3などに関する。
<実施形態>
<実施形態 概要>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention should not be limited to these embodiments at all, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. The first embodiment mainly relates to claim 1 and the like. The second embodiment mainly relates to claim 2 and the like. The third embodiment mainly relates to claim 3 and the like.
<Embodiment>
<Overview of embodiment>
本実施形態の電力調整器は、オン時間の全区間又は一部区間での直流化回路を経た実効値としての電圧値及び電流値から算出される抵抗値と、負荷の正常時における抵抗値とを比較した結果に基づいて負荷の断線を検知する電力調整器である。
<実施形態 構成>
The power regulator according to the present embodiment includes a resistance value calculated from a voltage value and a current value as effective values that have passed through a DC circuit in all or a part of the on-time, and a resistance value when the load is normal. It is the electric power regulator which detects the disconnection of load based on the result of comparing.
<Embodiment configuration>
図4は、本実施形態に係る電力調整器の構成を示す概念図である。「電力調整器」(0400)は、「電力印加部」(0401)と、「抵抗値保持部」(0402)と、「直流電圧実効値取得部」(0403)と、「直流電流実効値取得部」(0404)と、「現在負荷抵抗算出部」(0405)と、「比較部」(0406)とを備える。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing the configuration of the power regulator according to the present embodiment. The “power regulator” (0400) includes a “power application unit” (0401), a “resistance value holding unit” (0402), a “DC voltage effective value acquisition unit” (0403), and a “DC current effective value acquisition”. Part "(0404)," current load resistance calculation part "(0405), and" comparison part "(0406).
「電力調整器」(0400)は、サイリスタなどのスイッチング素子をオンオフ制御することにより、出力電圧を制御して負荷への印加電力を調整するものである。本実施形態における電力調整器は、交流電源の1サイクルを単位として所定サイクル数の制御周期内でオン時間とオフ時間の比率を制御することで負荷への印加電力を調整するものである。 The “power regulator” (0400) controls the output voltage by controlling on / off of a switching element such as a thyristor to adjust the power applied to the load. The power adjuster in the present embodiment adjusts the power applied to the load by controlling the ratio of the on time and the off time within a control cycle of a predetermined number of cycles in units of one cycle of the AC power supply.
前述したように、電力を調整するための方法は複数存在するが、本実施形態の電力調整器は、分周制御方式のうち時間比例制御方式を採用するものである。分周制御方式は、ゼロクロス制御方式とも呼ばれるように交流電圧が0Vになったところでサイリスタなどのスイッチング素子にトリガ電圧を印加してオンオフさせることで電力調整を行う。分周制御方式は、交流電圧の1サイクルを単位として出力のオンオフを行うため、位相制御方式に対してノイズが発生しにくいという利点がある。 As described above, there are a plurality of methods for adjusting the power. However, the power regulator of this embodiment employs the time proportional control method among the frequency division control methods. In the frequency division control method, power adjustment is performed by applying a trigger voltage to a switching element such as a thyristor and turning it on and off when the AC voltage becomes 0 V, also called a zero cross control method. The frequency division control method has an advantage that noise is less likely to occur compared to the phase control method because the output is turned on and off in units of one cycle of the AC voltage.
そして、50サイクルや60サイクルなどの所定サイクル数の制御周期内でオン時間とオフ時間を按分することにより出力制御を行う。例えば、50Hzの交流電源を制御する場合では、図2(b)に示したように、50サイクル(1秒間)を制御周期とし、この制御周期のうち4割をオン時間にあて6割をオフ時間にあてて按分する。すなわち、0.4秒間をオン時間とし、0.6秒間をオフ時間とすることにより、出力を40%に制御する。 Then, output control is performed by apportioning the on time and the off time within a predetermined number of control cycles such as 50 cycles or 60 cycles. For example, when controlling a 50 Hz AC power supply, as shown in FIG. 2B, the control cycle is 50 cycles (1 second), 40% of this control cycle is set to the on time, and 60% is turned off. Apportion to time. That is, the output is controlled to 40% by setting 0.4 seconds as the on time and 0.6 seconds as the off time.
「電力印加部」(0401)は、オン時間において交流にて電力を印加する。スイッチング素子によりオン時間とオフ時間を切り替えて、オン時間において交流にて電力を印加する。オン時間とオフ時間と制御は、操作入力や所定のプログラムなどに応じて行われる。 The “power application unit” (0401) applies power by alternating current during the on-time. The on-time and the off-time are switched by the switching element, and power is applied by alternating current during the on-time. The on time, the off time, and the control are performed according to an operation input, a predetermined program, or the like.
「抵抗値保持部」(0402)は、負荷の正常時における抵抗値である正常抵抗値を保持する。負荷は、電力調整器により調整された電力が印加される対象であり、例えば、電気炉のヒータ、ハロゲンランプやメタルハライドランプ等のランプ負荷(炎天下環境を実現する環境試験室、塗装焼き付け等)、ランプ調光等がある。なお複数の印加対象が直列ないし並列にて存在する場合、それら全体を一体的な負荷とする。 The “resistance value holding unit” (0402) holds a normal resistance value which is a resistance value when the load is normal. The load is a target to which the power adjusted by the power regulator is applied. For example, a lamp load such as a heater of an electric furnace, a halogen lamp or a metal halide lamp (environmental test room that realizes a hot environment, paint baking, etc.) There is lamp dimming. In addition, when several application objects exist in series or parallel, they are made into the integral load as a whole.
正常時における抵抗値とは、電力が印加される対象となる負荷に断線などの異常が生じていない状態であって、直流化回路を経て測定される直流電圧値及び直流電流値がいずれも上限レベルに達しているときのそれぞれの値に基づいて算出された抵抗値のことである。 The resistance value at normal time is a state in which no abnormality such as disconnection has occurred in the load to which power is applied, and the DC voltage value and DC current value measured through the DC circuit are both upper limits. It is a resistance value calculated based on each value when the level is reached.
なお、後述する直流電圧実効値取得部及び直流電流実効値取得部において、直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得する区間がオン時間の1サイクル目又は2サイクル目である場合には、それぞれの区間で取得された直流電圧実効値及び直流電流実効値に基づいて算出される現在負荷抵抗値と比較するための正常時の抵抗値として、上記取得区間と同区間において断線等の異常がない場合に直流化回路を経て測定される直流電圧値及び直流電流値に基づいて算出される抵抗値を保持するように構成してもよい。 In the DC voltage effective value acquisition unit and the DC current effective value acquisition unit, which will be described later, when the section for acquiring the DC voltage effective value and the DC current effective value is the first cycle or the second cycle of the on-time, As a normal resistance value for comparison with the current load resistance value calculated on the basis of the DC voltage effective value and DC current effective value acquired in the section, there is no abnormality such as disconnection in the same section as the acquisition section. In some cases, a resistance value calculated based on a DC voltage value and a DC current value measured through a DC circuit may be held.
「直流電圧実効値取得部」(0403)は、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電圧実効値を取得する。直流電圧実効値とは、直流化回路を経ることにより実効値として測定される電圧値のことである。直流電圧実効値を得るためには、RMS−DC(実効値−直流)コンバータなどの公知の直流化変換回路などを用いることができる。また、直流電圧実効値を得るためのプログラムを実行することによって取得してもよい。 The “DC voltage effective value acquisition unit” (0403) acquires the AC DC voltage effective value applied in all or part of one on-time. The DC voltage effective value is a voltage value measured as an effective value through a DC circuit. In order to obtain the DC voltage effective value, a known DC conversion circuit such as an RMS-DC (effective value-DC) converter can be used. Alternatively, it may be acquired by executing a program for obtaining a DC voltage effective value.
「一のオン時間」とは、例えば、図2(b)で示した、0.4秒間(20サイクル)のことである。このオン時間のなかの全区間、すなわち20サイクルにおける直流電圧実効値を取得する。この場合、1サイクル目から20サイクル目までの各サイクルにおける直流電圧実効値を取得し、さらにそれらの各値の平均値を算出して一の直流電圧実効値を取得するように構成してもよい。前述したようにオン時間に入ったばかりの直流電圧実効値は立ち上がりが遅れるため実体を正確に反映しないおそれがあるが、直流化回路を経た測定値が十分に立ち上がった後の直流電圧実効値を含む平均値を直流電圧実効値とすることにより、実体に則した値を得ることができる。また、直流電圧実効値が十分に立ち上がったことが見込めるサイクルにおいて直流電圧実効値を取得するように構成してもよい。例えば、5サイクル目における直流電圧実効値を取得するように構成してもよい。また、直流電圧実効値を取得する区間は、上記のように5サイクルを単位とするだけでなく、0.5サイクルを単位としてもよい。 The “one on time” is, for example, 0.4 seconds (20 cycles) shown in FIG. The effective value of the DC voltage in all the sections of the on-time, that is, 20 cycles is acquired. In this case, the DC voltage effective value in each cycle from the first cycle to the 20th cycle may be acquired, and an average value of these values may be calculated to obtain one DC voltage effective value. Good. As described above, the DC voltage effective value that has just entered the on-time may not accurately reflect the substance because the rise is delayed. By setting the average value to the DC voltage effective value, a value in accordance with the substance can be obtained. Further, the DC voltage effective value may be acquired in a cycle in which the DC voltage effective value can be expected to rise sufficiently. For example, the DC voltage effective value in the fifth cycle may be acquired. Further, the section for acquiring the DC voltage effective value may have not only 5 cycles as a unit but also 0.5 cycles as a unit.
「直流電流実効値取得部」(0404)は、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電流実効値を取得する。直流電流実効値とは、直流化回路を経ることにより実効値として測定される電流値のことである。直流電流実効値を得るためには、直流電圧実効値取得部と同様にRMS−DC(実効値−直流)コンバータなどの公知の直流化変換回路などを用いることができる。また、直流電流実効値を得るためのプログラムを実行することによって取得してもよい。 The “DC current effective value acquisition unit” (0404) acquires an AC direct current effective value applied in all or a part of one ON time. The DC current effective value is a current value measured as an effective value through a DC circuit. In order to obtain the DC current effective value, a known DC conversion circuit such as an RMS-DC (effective value-DC) converter can be used as in the DC voltage effective value acquisition unit. Moreover, you may acquire by running the program for obtaining a direct-current effective value.
「一のオン時間の全区間又は一部区間において直流電流実効値を取得する」とは、直流電圧実効値取得部における場合と同様である。直流化回路を経て実効値としてフィードバックされる直流電流実効値は、オン時間に入ったばかりにおける立ち上がりが遅れ3サイクル以降でようやく100%に至るため、実体を十分に反映しないことがある。そこで、所定のサイクルにおける直流電流実効値を取得する場合には、例えば、5サイクル目において測定される直流電流実効値を取得するように構成することが好ましい。 “Acquiring the DC current effective value in all or a part of one ON time” is the same as in the DC voltage effective value acquiring unit. The effective value of the direct current fed back as an effective value through the direct current circuit is 100% after the delay of 3 cycles after the start of the on-time, and may not fully reflect the substance. Therefore, when acquiring the DC current effective value in a predetermined cycle, for example, it is preferable that the DC current effective value measured in the fifth cycle is acquired.
「現在負荷抵抗算出部」(0405)は、同じ一のオン時間の全区間又は同じ一のオン時間の同じ一部区間において取得された直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて負荷の抵抗値である現在負荷抵抗値を算出する。例えば、同じ一のオン時間の10サイクル目の直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて負荷の抵抗値である現在負荷抵抗値を算出する。この算出には、オームの法則に基づいて算出すればよく係る算出を行うためのプログラムを実行するなどして現在負荷抵抗値を得る。 The “current load resistance calculation unit” (0405) uses the DC voltage effective value and the DC current effective value acquired in all the sections of the same on-time or the same partial section of the same on-time. The current load resistance value, which is a resistance value, is calculated. For example, the current load resistance value, which is the resistance value of the load, is calculated using the DC voltage effective value and DC current effective value in the 10th cycle of the same one on-time. For this calculation, the current load resistance value is obtained by, for example, executing a program for performing the calculation, which should be calculated based on Ohm's law.
「比較部」(0406)は、現在負荷抵抗値算出部により算出された現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する。負荷を含む回路に異常がなければ、算出された現在負荷抵抗値と正常抵抗値は等しいはずである。そこで、現在負荷抵抗値と正常抵抗値とを比較する。比較した結果が、例えば、それぞれの値の差が所定の許容範囲を超えたとの結果である場合には、断線が生じたと判断することができる。なお、抵抗値は周囲温度などの影響により変動が生じるため、負荷の動作環境等に応じて許容範囲を適宜定めればよい。 The “comparison unit” (0406) compares the current load resistance value calculated by the current load resistance value calculation unit and the normal resistance value held by the resistance value holding unit. If there is no abnormality in the circuit including the load, the calculated current load resistance value and normal resistance value should be equal. Therefore, the current load resistance value is compared with the normal resistance value. For example, when the result of the comparison is that the difference between the values exceeds a predetermined allowable range, it can be determined that a disconnection has occurred. Since the resistance value varies due to the influence of the ambient temperature or the like, an allowable range may be appropriately determined according to the operating environment of the load.
また、直流電圧実効値取得部及び直流電流実効値取得部において、直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得する区間がオン時間の1サイクル目又は2サイクル目である場合には、上記取得区間と同区間において断線等の異常がない場合に直流化回路を経て測定される直流電圧値及び直流電流値に基づいて算出される抵抗値を正常抵抗値とし、係る正常抵抗値と現在負荷抵抗値とを比較するように構成してもよい。 Further, in the DC voltage effective value acquisition unit and the DC current effective value acquisition unit, when the interval for acquiring the DC voltage effective value and the DC current effective value is the first cycle or the second cycle of the on-time, the acquisition interval described above The resistance value calculated based on the DC voltage value and DC current value measured through the DC circuit when there is no abnormality such as disconnection in the same section as the normal resistance value, the normal resistance value and the current load resistance value And may be configured to be compared.
また、比較部の比較結果に応じて警報を発するように構成してもよい。例えば、現在負荷抵抗値と正常抵抗値との差が所定の値を上回った場合には、断線が生じたものとして警報を発するという具合である。警報は音声により聴覚に訴えるものであってもよいし、メッセージ等を表示し視覚に訴えるものであってもよい。また、警報を発する手段を電力調整器が自ら備える構成とする場合の他、インターフェースを介して接続される外部の警報装置に対して警報を発するよう命令を出力するように構成してもよい。 Moreover, you may comprise so that an alarm may be issued according to the comparison result of a comparison part. For example, when the difference between the current load resistance value and the normal resistance value exceeds a predetermined value, an alarm is issued as a disconnection has occurred. The warning may appeal to hearing by voice, or may display a message or the like and appeal visually. In addition to the configuration in which the power regulator itself includes a means for issuing an alarm, an instruction may be output to issue an alarm to an external alarm device connected via an interface.
図5は本実施形態の電力調整器の具体的なハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、「電力調整器」(0500)は、各種演算処理を実行するための「CPU」(0501)と、「RAM」(0502)と、「不揮発性メモリ」(0503)と、「I/F」(0504)を備える。そして、I/Fを介して「電圧直流化回路」(0505)及び「電流直流化回路」(0506)と「電力印加部」(0507)と接続し、さらに、「警報装置」(0508)と接続されてもよい。不揮発性メモリには負荷に対して出力する電力を調整するための電力調整プログラムをはじめとする各種プログラムが格納されており、CPUはこれら各種プログラムをRAMに展開したうえで実行する。各ハードウェア構成はシステムバスなどのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の授受や処理を行う。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a specific hardware configuration of the power conditioner according to the present embodiment. As shown in the figure, the “power regulator” (0500) includes “CPU” (0501), “RAM” (0502), “nonvolatile memory” (0503), “ I / F "(0504). The “voltage DC circuit” (0505), “current DC circuit” (0506), and “power application unit” (0507) are connected via the I / F, and “alarm device” (0508) It may be connected. Various programs including a power adjustment program for adjusting the power output to the load are stored in the nonvolatile memory, and the CPU executes the various programs on the RAM. Each hardware configuration is connected to each other via a data communication path such as a system bus, and exchanges and processes information.
例えば、CPUは、不揮発性メモリに保持されている直流電圧実効値を取得するための電圧実効値取得プログラムを実行することで、I/Fを介して負荷に印加された電圧の直流電圧実効値を取得する。そして、取得した直流電圧実効値をRAMの所定のアドレスに格納する。続いて、直流電流実効値を取得するための電流実効値取得プログラムを実行してI/Fを介して直流電流実効値を取得し、RAMの所定のアドレスに格納する。そして、現在負荷抵抗値を取得するための現在負荷抵抗値算出プログラムを実行した結果である現在負荷抵抗値をRAMの所定のアドレスに格納する。そして、比較のための比較プログラムを実行し、不揮発性メモリに保持される正常抵抗値を読出し、格納されている現在負荷抵抗値との比較を行う。 For example, the CPU executes a voltage effective value acquisition program for acquiring the DC voltage effective value held in the nonvolatile memory, thereby enabling the DC voltage effective value of the voltage applied to the load via the I / F. To get. Then, the acquired DC voltage effective value is stored at a predetermined address in the RAM. Subsequently, the current effective value acquisition program for acquiring the DC current effective value is executed, the DC current effective value is acquired through the I / F, and stored in a predetermined address of the RAM. Then, the current load resistance value, which is the result of executing the current load resistance value calculation program for acquiring the current load resistance value, is stored at a predetermined address in the RAM. Then, a comparison program for comparison is executed, the normal resistance value held in the nonvolatile memory is read, and compared with the stored current load resistance value.
また、警報装置が警報を発するための命令を警報装置に対して出力するプログラムを保持していてもよい。この場合、CPUは当該プログラムを実行し比較結果に基づき警報を発すべきか否かの判断を行う処理をする。判断結果が警報を発すべきであるとの場合には、I/Fを介して警報装置に対して警報を発するための命令を出力する。また、比較結果を電力調整にフィードバックさせるためのプログラムや、比較結果に応じて電力印加を停止させるためのプログラムなどを保持するよう構成してもよい。 Moreover, you may hold | maintain the program which outputs the command for an alarm device to emit an alarm with respect to an alarm device. In this case, the CPU executes the program and performs a process of determining whether or not to issue an alarm based on the comparison result. If the determination result indicates that an alarm should be issued, a command for issuing an alarm to the alarm device is output via the I / F. Further, a program for feeding back the comparison result to the power adjustment, a program for stopping the power application according to the comparison result, and the like may be held.
本実施形態は、電力調整器の動作方法としても表現することができる。すなわち、交流電源の1サイクルを単位とし、所定サイクル数の時間を制御周期とし、該制御周期内でオン時間とオフ時間を按分することで負荷への印加電力を調整し、オン時間において交流にて電力を印加する電力印加部と、負荷の正常時における抵抗値である正常抵抗値を保持する抵抗値保持部と、を有する電力調整器の動作方法であって、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電圧実効値を取得する電圧実効値取得ステップと、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電流実効値を取得する電流実効値取得ステップと、同じ一のオン時間の全区間又は同じ一のオン時間の同じ一部区間において取得された直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて負荷の抵抗値である現在負荷抵抗値を算出する現在負荷抵抗値算出ステップと、現在負荷抵抗値算出ステップにて算出された現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する比較ステップと、を含む電力調整器の動作方法として表現できる。 The present embodiment can also be expressed as an operation method of the power regulator. In other words, a cycle of AC power is used as a unit, a predetermined number of cycles is set as a control period, and the applied power to the load is adjusted by apportioning the on time and the off time within the control period. A power regulator having a power application unit that applies power and a resistance value holding unit that holds a normal resistance value that is a resistance value when the load is normal. Alternatively, a voltage effective value acquisition step for acquiring an AC DC voltage effective value applied in a partial section, and a current effective value for acquiring an AC direct current effective value applied in all sections or a partial section of one on-time. The current load resistance, which is the resistance value of the load, using the DC voltage effective value and DC current effective value acquired in the value acquisition step and all the sections of the same on-time or the same part of the same on-time. A current load resistance value calculating step for calculating a value, and a comparison step for comparing the current load resistance value calculated in the current load resistance value calculating step with a normal resistance value held by the resistance value holding unit It can be expressed as the operation method of the regulator.
図6は、本実施形態の電力調整器の動作方法を示すフロー図である。まず、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電圧実効値を取得する(S0601:電圧実効値取得ステップ)。そして、一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電流実効値を取得する(S0602:電流実効値取得ステップ)。そして、同じ一のオン時間の全区間又は同じ一のオン時間の同じ一部区間において取得された直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて負荷の抵抗値である現在負荷抵抗値を算出する(S0603:現在負荷抵抗値算出ステップ)。そして、現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する(S0604:比較ステップ)。また、比較結果に応じて警報を発するステップや、比較結果に応じて警報装置に対して警報を発するよう命令を出力するステップを含むものとしてもよい。
<実施形態1 効果>
FIG. 6 is a flowchart showing an operation method of the power regulator according to the present embodiment. First, an AC direct-current voltage effective value applied in all or part of one on-time is acquired (S0601: voltage effective value acquisition step). And the direct-current effective value of the alternating current applied in the whole area or one part of one ON time is acquired (S0602: Current effective value acquisition step). Then, the current load resistance value, which is the load resistance value, is calculated using the DC voltage effective value and the DC current effective value acquired in the same one on-time all sections or the same one on-time partial section. (S0603: current load resistance value calculating step). Then, the current load resistance value is compared with the normal resistance value held by the resistance value holding unit (S0604: comparison step). Further, it may include a step of issuing an alarm according to the comparison result and a step of outputting a command to issue an alarm to the alarm device according to the comparison result.
<Embodiment 1 effect>
本実施形態により、時間比例制御方式を採用する電力調整器であって、断線検知を精度よく行うことのできる電力調整器を提供することができる。
<実施形態2>
<実施形態2 概要>
According to the present embodiment, it is possible to provide a power regulator that employs a time proportional control method and that can accurately detect disconnection.
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<Overview of
本実施形態の電力調整器は、実施形態1を基本とし、電圧実効値取得部及び電力実効値取得部が、オン時間の第3サイクル目以降の区間における直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得し、取得した直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値を算出する。
<実施形態2 構成>
The power regulator of this embodiment is based on Embodiment 1, and the voltage effective value acquisition unit and the power effective value acquisition unit calculate the DC voltage effective value and DC current effective value in the section after the third cycle of the on-time. The current load resistance value is calculated using the acquired DC voltage effective value and DC current effective value.
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図7は、本実施形態に係る電力調整器の構成を示す概念図である。「電力調整器」(0700)は、「電力印加部」(0701)と、「抵抗値保持部」(0702)と、「直流電圧実効値取得部」(0703)と、「直流電流実効値取得部」(0704)と、「現在負荷抵抗値算出部」(0705)と、「比較部」(0706)とを有する。そして、直流電圧実効値取得部は「第3以降直流電圧実効値取得手段」(0707)を有し、直流電流実効値取得部は「第3以降直流電流実効値取得手段」(0708)を有し、現在負荷抵抗値算出部は「第3以降現在負荷抵抗値算出手段」(0709)を有し、比較部は「第3以降比較手段」(0710)を有する。実施形態1で説明した各部についての説明は省略する。 FIG. 7 is a conceptual diagram showing the configuration of the power regulator according to this embodiment. The “power regulator” (0700) includes a “power application unit” (0701), a “resistance value holding unit” (0702), a “DC voltage effective value acquisition unit” (0703), and a “DC current effective value acquisition”. Part "(0704)," current load resistance value calculation part "(0705), and" comparison part "(0706). The DC voltage effective value acquisition unit has “third and subsequent DC voltage effective value acquisition means” (0707), and the DC current effective value acquisition unit has “third and subsequent DC current effective value acquisition means” (0708). The current load resistance value calculation unit has “third and subsequent current load resistance value calculation means” (0709), and the comparison unit has “third and subsequent comparison means” (0710). Description of each part described in the first embodiment is omitted.
図8は、本実施形態を説明するための概念図である。なお、本図は前出の図3に基づくものである。図示するように、実線の正弦波形が交流電源出力(0801)である。そして、点線で示されているのが直流電圧実効値(0802)であり、一点鎖線で示されているのが直流電流実効値(0803)である。 FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining the present embodiment. This figure is based on FIG. 3 described above. As shown in the figure, the solid sine waveform is the AC power supply output (0801). The dotted line indicates the DC voltage effective value (0802), and the alternate long and short dash line indicates the DC current effective value (0803).
本実施形態の電力調整器は、直流電圧実効値取得部及び直流電流実効値取得部が、それぞれ直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得するのにあたり、オン時間の第3サイクル目以降の区間を取得の対象区間とすることに特徴を有する。直流電圧実効値及び直流電流実効値のいずれにおいても立ち上がりの遅れが生じがちな1サイクル目と2サイクル目の区間を除外して直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得し、それらの値を用いて現在負荷抵抗値を算出するため、実際の負荷の状態が反映された抵抗値が算出される。この現在負荷抵抗値と正常抵抗値とを比較することにより断線の誤検知を減少させることが可能となる。 In the power regulator of this embodiment, the DC voltage effective value acquisition unit and the DC current effective value acquisition unit acquire the DC voltage effective value and the DC current effective value, respectively, and the interval after the third cycle of the on-time As a target section for acquisition. Obtain the DC voltage effective value and DC current effective value by excluding the first and second cycle sections that tend to cause a delay in the rise of both the DC voltage effective value and the DC current effective value. In order to calculate the current load resistance value, the resistance value reflecting the actual load state is calculated. By comparing the current load resistance value with the normal resistance value, it is possible to reduce erroneous detection of disconnection.
「第3以降直流電圧実効値取得手段」(0707)は、オン時間の第3サイクル目以降の区間における前記直流電圧実効値を取得する。図8に示すように、斜線領域として示した3サイクル目以降の区間を対象として直流化回路経て測定される直流電圧実効値を取得する。取得のための構成や方法については、実施形態1における直流電圧実効値取得手段と同様である。 The “third and subsequent DC voltage effective value acquisition means” (0707) acquires the DC voltage effective value in the section after the third cycle of the ON time. As shown in FIG. 8, the DC voltage effective value measured through the DC circuit for the section after the third cycle shown as the hatched area is acquired. The configuration and method for acquisition are the same as those of the DC voltage effective value acquisition unit in the first embodiment.
「第3以降直流電流実効値取得手段」(0708)は、オン時間の第3サイクル目以降の区間における前記直流電流実効値を取得する。図8に示すように、斜線領域として示した3サイクル目以降の区間を対象として直流化回路を経て測定される直流電流実効値を取得する。取得のための構成や方法については、実施形態1における直流電流実効値取得手段と同様である。 The “third and subsequent DC current effective value acquisition means” (0708) acquires the DC current effective value in the section after the third cycle of the on-time. As shown in FIG. 8, the effective value of the direct current measured through the direct current circuit for the section after the third cycle shown as the hatched area is acquired. The configuration and method for acquisition are the same as those of the DC current effective value acquisition unit in the first embodiment.
「第3以降現在負荷抵抗値算出手段」(0709)は、取得した第3サイクル目以降の同じ区間の直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値である第3以降現在負荷抵抗値を算出する。図8に示すように、3サイクル目以降の区間においては、直流化回路を経て測定される直流電圧実効値と直流電流実効値のいずれもが概ね100%に至る。そのため、当該区間を実効値の取得対象として算出された第3以降現在負荷抵抗値は実際の負荷の状態を十分に反映した値となる。 The “third and subsequent current load resistance value calculation means” (0709) uses the acquired DC voltage effective value and DC current effective value in the same section after the third cycle to obtain the current load resistance value for the third and subsequent current values. Calculate the load resistance value. As shown in FIG. 8, in the section after the third cycle, both the DC voltage effective value and the DC current effective value measured through the DC circuit reach approximately 100%. For this reason, the third and subsequent current load resistance values calculated with the section as an effective value acquisition target sufficiently reflect the actual load state.
「第3以降比較手段」(0710)は、第3以降現在負荷抵抗値算出手段により算出された第3以降現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する。第3以降現在負荷抵抗値と正常抵抗値とを比較することにより、断線の誤検知を減少させることが可能となる。 The “third and subsequent comparison means” (0710) compares the third and subsequent current load resistance values calculated by the third and subsequent current load resistance value calculation means with the normal resistance value held by the resistance value holding unit. By comparing the third and subsequent current load resistance values with normal resistance values, it is possible to reduce false detection of disconnection.
3サイクル目以降の区間のうちで、直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得する区間をさらに特定するにあたっては、電力調整の所望の調整範囲に応じて特定することが好ましい。なぜならば、図2に示したように50Hzの交流電源を、50サイクル(1秒間)を制御周期として出力制御する場合、3サイクルをオン時間とすると出力は3/50=6.0%となり、出力6.0%の設定で断線検知が行うことができる。一方、取得する区間を10サイクル目とした場合には、10/50=20.0%が断線検知を行える最下限値となってしまい、断線検知機能を制限してしまうからである。なお、電力調整の調整範囲に応じて、自動的に直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得する好適な区間を特定するための構成を備えてもよい。 Among the sections after the third cycle, when further specifying the section for acquiring the DC voltage effective value and the DC current effective value, it is preferable to specify according to the desired adjustment range of the power adjustment. This is because, as shown in FIG. 2, when the output of a 50 Hz AC power source is controlled with 50 cycles (1 second) as the control period, the output is 3/50 = 6.0% when the 3 cycles are set as the on time. Disconnection can be detected with an output of 6.0%. On the other hand, if the section to be acquired is the 10th cycle, 10/50 = 20.0% is the lowest limit value at which disconnection detection is possible, and this limits the disconnection detection function. In addition, according to the adjustment range of electric power adjustment, you may provide the structure for pinpointing the suitable area which acquires DC voltage effective value and DC current effective value automatically.
本実施形態の電力調整器は、実施形態1の電力調整器のハードウェア構成に準じて具現することができる。そのため、詳細な説明は省略する。 The power conditioner of the present embodiment can be implemented according to the hardware configuration of the power conditioner of the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
また、本実施形態を電力調整器の動作方法として表現する場合についても、実施形態1の電力調整器の動作方法に準じて表現することができる。そのため、詳細な説明は省略する。
<実施形態2 効果>
Further, the case where the present embodiment is expressed as the operation method of the power regulator can also be expressed according to the operation method of the power regulator of the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
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本実施形態の電力調整器により、実際の負荷の状態が反映された第3以降現在負荷抵抗値と正常抵抗値とを比較することにより、誤検知の少ない断線検知が可能となる。
<実施形態3>
<実施形態3 概要>
The power regulator according to the present embodiment can detect disconnection with few false detections by comparing the third and subsequent current load resistance values reflecting the actual load state with normal resistance values.
<Embodiment 3>
<Overview of Embodiment 3>
本実施形態の電力調整器は、実施形態1又は2を基本とし、電圧実効値取得部及び電力実効値取得部が、オン時間の第3サイクル目の区間における直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得し、取得した直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値を算出する。
<実施形態3 構成>
The power regulator according to the present embodiment is based on the first or second embodiment, and the voltage effective value acquisition unit and the power effective value acquisition unit perform the DC voltage effective value and the DC current effective value in the section of the third cycle of the on-time. And the current load resistance value is calculated using the acquired DC voltage effective value and DC current effective value.
<Embodiment 3 configuration>
図9は、実施形態1を基本とした本実施形態に係る電力調整器の構成を示す概念図である。「電力調整器」(0900)は、「電力印加部」(0901)と、「抵抗値保持部」(0902)と、「直流電圧実効値取得部」(0903)と、「直流電流実効値取得部」(0904)と、「現在負荷抵抗算出部」(0905)と、「比較部」(0906)とを有する。そして、直流電圧実効値取得部は「第3サイクル直流電圧実効値取得手段」(0907)を有し、直流電流実効値取得部は「第3サイクル直流電流実効値取得手段」(0908)を有し、現在負荷抵抗値算出部は「第3サイクル現在負荷抵抗値算出手段」(0909)を有し、比較部は「第3サイクル比較手段」(0910)を有する。実施形態1で説明した各部についての説明は省略する。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing the configuration of the power regulator according to the present embodiment based on the first embodiment. The “power regulator” (0900) includes a “power application unit” (0901), a “resistance value holding unit” (0902), a “DC voltage effective value acquisition unit” (0903), and a “DC current effective value acquisition”. Part "(0904)," current load resistance calculation part "(0905), and" comparison part "(0906). The DC voltage effective value acquisition unit has “third cycle DC voltage effective value acquisition means” (0907), and the DC current effective value acquisition unit has “third cycle DC current effective value acquisition means” (0908). The current load resistance value calculation unit has “third cycle current load resistance value calculation unit” (0909), and the comparison unit has “third cycle comparison unit” (0910). Description of each part described in the first embodiment is omitted.
図10は、本実施形態を説明するための概念図である。なお、本図は前出の図3に基づくものである。図示するように、実線の正弦波形が交流電源出力(1001)である。そして、点線で示されているのが直流電圧実効値(1002)であり、一点鎖線で示されているのが直流電流実効値(1003)である。 FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the present embodiment. This figure is based on FIG. 3 described above. As shown in the figure, the solid sine waveform is the AC power supply output (1001). The dotted line indicates the DC voltage effective value (1002), and the alternate long and short dash line indicates the DC current effective value (1003).
本実施形態の電力調整器は、直流電圧実効値取得部及び直流電流実効値取得部が、それぞれ直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得するのにあたり、オン時間の第3サイクル目の区間を取得の対象区間とすることに特徴を有する。直流電圧実効値及び直流電流実効値のいずれにおいても立ち上がりの遅れが生じがちな1サイクル目と2サイクル目の区間を除外するとともに、4サイクル目以降の区間についても除外する。1サイクル目と2サイクル目を除外することの効果は、実施形態2において説明した通りである。 In the power regulator according to this embodiment, the DC voltage effective value acquisition unit and the DC current effective value acquisition unit acquire the DC voltage effective value and the DC current effective value, respectively. It is characterized in that it is an acquisition target section. In both the DC voltage effective value and the DC current effective value, sections of the first cycle and the second cycle that tend to cause rise delays are excluded, and sections after the fourth cycle are also excluded. The effect of excluding the first cycle and the second cycle is as described in the second embodiment.
4サイクル目以降を取得の対象区間から除外することの効果は、電力の出力を低下させた場合においても誤差のない断線検知が可能となることである。例えば、図2に示したように50Hzの交流電源を、50サイクル(1秒間)を制御周期をとして出力制御する場合、3サイクルをオン時間とすると出力は3/50=6.0%となる。したがって、出力の調整範囲の下限を6.0%と設定することができる。一方、取得する区間を10サイクル目とした場合には、10/50=20.0%が調整範囲の最下限となってしまう。 The effect of excluding the fourth and subsequent cycles from the acquisition target section is that disconnection detection without error is possible even when the power output is reduced. For example, as shown in FIG. 2, when 50 Hz AC power is output controlled with a control cycle of 50 cycles (1 second), the output is 3/50 = 6.0% when the 3 cycles are on-time. . Therefore, the lower limit of the output adjustment range can be set to 6.0%. On the other hand, when the section to be acquired is the 10th cycle, 10/50 = 20.0% is the lowest limit of the adjustment range.
したがって、誤差の少ない断線検知を実現すると同時に、出力の調整範囲をなるべく狭めないためには、直流化回路を経て測定される3サイクル目を直流電圧実効値及び直流電流実効値を取得する区間とすることがとくに好適なのである。 Therefore, in order to realize disconnection detection with little error and at the same time not narrow the output adjustment range as much as possible, the third cycle measured through the DC circuit is a section for acquiring the DC voltage effective value and DC current effective value. It is especially suitable to do.
「第3サイクル直流電圧実効値取得手段」(0907)は、オン時間の第3サイクル目の区間における前記直流電圧実効値を取得する。図10に示すように、斜線領域として示した3サイクル目の区間を対象として直流化回路を経て測定される直流電圧実効値を取得する。取得のための構成や方法については、実施形態1又は2における直流電圧実効値取得手段と同様である。 “Third cycle DC voltage effective value acquisition means” (0907) acquires the DC voltage effective value in the section of the third cycle of the on-time. As shown in FIG. 10, the effective value of the DC voltage measured through the DC circuit is acquired for the section of the third cycle shown as the hatched area. The configuration and method for acquisition are the same as those of the DC voltage effective value acquisition unit in the first or second embodiment.
「第3サイクル直流電流実効値取得手段」(0908)は、オン時間の第3サイクル目の区間における前記直流電流実効値を取得する。図10に示すように、斜線領域として示した3サイクル目の区間を対象として直流化回路を経て測定される直流電流実効値を取得する。取得のための構成や方法については、実施形態1又は2における直流電流実効値取得手段と同様である。
“Third cycle DC current effective value acquisition means” (0908) acquires the DC current effective value in the section of the third cycle of the on-time. As shown in FIG. 10, the effective value of the direct current measured through the direct current circuit is obtained for the section of the third cycle shown as the hatched area. About the structure and method for acquisition, it is the same as that of the direct-current effective value acquisition means in
「第3サイクル現在負荷抵抗値算出手段」(0909)は、取得した第3サイクル目の同じ区間の直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値である第3サイクル現在負荷抵抗値を算出する。図10に示すように、3サイクル目の区間においては、直流化回路を経て測定される直流電圧実効値と直流電流実効値のいずれもが概ね100%に至る。そのため、当該区間を実効値の取得対象として算出された第3サイクル現在負荷抵抗値は実際の負荷の状態を十分に反映した値となる。 The “third cycle current load resistance value calculation means” (0909) uses the acquired DC voltage effective value and DC current effective value in the same section of the third cycle to obtain the third cycle current load that is the current load resistance value. Calculate the resistance value. As shown in FIG. 10, in the section of the third cycle, both the DC voltage effective value and the DC current effective value measured through the DC circuit reach approximately 100%. Therefore, the current load resistance value in the third cycle calculated using the section as an effective value acquisition target sufficiently reflects the actual load state.
「第3サイクル比較手段」(0710)は、第3サイクル現在負荷抵抗値算出手段により算出された第3サイクル現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する。第3サイクル現在負荷抵抗値と正常抵抗値とを比較することにより、断線の誤検知を減少させることが可能となる。 The “third cycle comparison means” (0710) compares the third cycle current load resistance value calculated by the third cycle current load resistance value calculation means with the normal resistance value held by the resistance value holding unit. By comparing the current load resistance value and the normal resistance value in the third cycle, it is possible to reduce erroneous detection of disconnection.
本実施形態の電力調整器は、実施形態1又は2の電力調整器のハードウェア構成に準じて具現することができる。そのため、詳細な説明は省略する。 The power conditioner of the present embodiment can be implemented according to the hardware configuration of the power conditioner of the first or second embodiment. Therefore, detailed description is omitted.
また、本実施形態を電力調整器の動作方法として表現する場合についても、実施形態1又は2の電力調整器の動作方法に準じて表現することができる。そのため、詳細な説明は省略する。
<実施形態3 効果>
Moreover, also when expressing this embodiment as an operation method of a power regulator, it can express according to the operation method of the power regulator of
<Embodiment 3 effects>
本実施形態の電力調整器により、出力の調整範囲をなるべく狭めずに、かつ、誤差の少ない断線検知を実現することが可能となる。 With the power regulator according to the present embodiment, it is possible to realize disconnection detection with less error without narrowing the output adjustment range as much as possible.
0400 電力調整器
0401 電力印加部
0402 抵抗値保持部
0403 直流電圧実効値取得部
0404 直流電流実効値取得部
0405 現在負荷抵抗値算出部
0406 比較部
0400
Claims (3)
オン時間において交流にて電力を印加する電力印加部と、
負荷の正常時における抵抗値である正常抵抗値を保持する抵抗値保持部と、
一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電圧実効値を取得する直流電圧実効値取得部と、
一のオン時間の全区間又は一部区間において印加される交流の直流電流実効値を取得する直流電流実効値取得部と、
同じ一のオン時間の全区間又は同じ一のオン時間の同じ一部区間において取得された直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて負荷の抵抗値である現在負荷抵抗値を算出する現在負荷抵抗値算出部と、
現在負荷抵抗値算出部により算出された現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する比較部と、
を有する電力調整器。 In a power regulator that adjusts the power applied to the load by dividing the on-time and off-time within the control period by setting a predetermined number of cycles as a unit with one cycle of the AC power supply as a unit,
A power application unit that applies power by alternating current during the on-time;
A resistance value holding unit that holds a normal resistance value that is a resistance value when the load is normal;
A DC voltage effective value acquisition unit for acquiring an AC DC voltage effective value applied in all or a part of one on-time;
A DC current effective value acquisition unit for acquiring an AC direct current effective value applied in all or part of one on-time;
The current load resistance value, which is the resistance value of the load, is calculated using the DC voltage effective value and the DC current effective value acquired in the same one on-time all sections or in the same one on-time part. A load resistance value calculation unit;
A comparison unit that compares the current load resistance value calculated by the current load resistance value calculation unit and the normal resistance value held by the resistance value holding unit;
Having a power regulator.
オン時間の第3サイクル目以降の区間における前記直流電圧実効値を取得する第3以降直流電圧実効値取得手段を有し、
前記直流電流実効値取得部は、
オン時間の第3サイクル目以降の区間における前記直流電流実効値を取得する第3以降直流電流実効値取得手段を有し、
前記現在負荷抵抗値算出部は、
取得した第3サイクル目以降の同じ区間の直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値である第3以降現在負荷抵抗値を算出する第3以降現在負荷抵抗値算出手段を有し、
前記比較部は、
第3以降現在負荷抵抗値算出手段により算出された第3以降現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する第3以降比較手段を有する、
請求項1に記載の電力調整器。 The DC voltage effective value acquisition unit,
A third and subsequent DC voltage effective value acquisition means for acquiring the DC voltage effective value in the section after the third cycle of the on-time;
The DC current effective value acquisition unit,
A third and subsequent DC current effective value acquisition means for acquiring the DC current effective value in the section after the third cycle of the on-time;
The current load resistance value calculator is
Third and subsequent current load resistance value calculating means for calculating a third and subsequent current load resistance value, which is a current load resistance value, using the obtained DC voltage effective value and DC current effective value in the same section after the third cycle. Have
The comparison unit includes:
A third and subsequent comparison means for comparing the third and subsequent current load resistance values calculated by the third and subsequent current load resistance value calculation means with normal resistance values held by the resistance value holding unit;
The power regulator according to claim 1.
オン時間の第3サイクル目の区間における前記直流電圧実効値を取得する第3サイクル直流電圧実効値取得手段を有し、
前記直流電流実効値取得部は、
オン時間の第3サイクル目の区間における前記直流電流実効値を取得する第3サイクル直流電流実効値取得手段を有し、
前記現在負荷抵抗値算出部は、
取得した第3サイクル目の同じ区間の直流電圧実効値と直流電流実効値とを用いて現在負荷抵抗値である第3サイクル現在負荷抵抗値を算出する第3サイクル現在負荷抵抗値算出手段を有し、
前記比較部は、
第3サイクル現在負荷抵抗値算出手段により算出された第3サイクル現在負荷抵抗値と抵抗値保持部により保持される正常抵抗値とを比較する第3サイクル比較手段を有する、
請求項1又は2に記載の電力調整器。 The DC voltage effective value acquisition unit,
A third cycle DC voltage effective value acquisition means for acquiring the DC voltage effective value in the section of the third cycle of the on-time;
The DC current effective value acquisition unit,
3rd cycle direct current effective value acquisition means which acquires the direct current effective value in the section of the 3rd cycle of on time,
The current load resistance value calculator is
There is a third cycle current load resistance value calculating means for calculating the third cycle current load resistance value, which is the current load resistance value, using the obtained DC voltage effective value and DC current effective value in the same section of the third cycle. And
The comparison unit includes:
A third cycle comparison means for comparing the third cycle current load resistance value calculated by the third cycle current load resistance value calculation means and the normal resistance value held by the resistance value holding unit;
The power regulator according to claim 1 or 2.
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