JP4300829B2 - 電力制御方法および電力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流または直流の電力を制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒータ等の負荷の電力を制御する方法としては、交流負荷の場合では、交流電源のゼロクロスタイミングでスイッチングするサイクル制御や交流電流が流れる位相角を制御して電力を調整する位相制御がある。
【０００３】
サイクル制御では、制御周期が固定であり、かつ１サイクルを単位としてＯＮ／ＯＦＦ制御するので、出力分解能が低く、制御精度が悪く、出力応答も遅い。また、ＯＮ状態が時間的に偏るため、制御対象の寿命に悪影響、例えば制御対象がヒータの場合、熱ストレスが大きいという問題がある。
【０００４】
一方、位相制御では、高精度の制御が可能であるが位相角を制御するものであるから、基本波成分以外に高調波が発生するという問題がある。さらに高速処理が必要であるため、装置全体が高価になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本件出願人は、高調波を発生せず、しかも従来のサイクル制御に比べて、高精度な制御が可能なサイクル制御装置を提案している（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２６５４４６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のサイクル制御装置では、交流電源の半サイクル以上を周期とするサイクル制御であるために、高速性に限界があるという難点がある。
【０００８】
また、上述のサイクル制御装置を用いて、同一の電源に並列に接続された複数の負荷に電力を供給する場合には、複数の負荷の制御周期が同期していることによって、電力を出力するタイミングが一致し、ピーク電流が大きくなる。または、大きなピーク電流を出力する頻度が多くなり、その結果、このピーク電流に応じて電源容量が大きくなるという難点がある。
【０００９】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、高速な電力制御を可能にすることを主たる目的とし、更に、同一の電源に並列に接続される複数の負荷に電力を供給する場合に、ピーク電力またはピーク電流値を抑制できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１１】
すなわち、本発明の電力制御方法は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から負荷への電力供給ラインに設けられたスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記負荷に供給する電力を制御する電力制御方法であって、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算ステップと、前記演算ステップで演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積ステップと、前記出力誤差累積ステップで累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する出力ステップと、前記出力ステップで設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正ステップとを所定時間毎に行うものである。
【００１２】
ここで、出力電力指令値を補正する補正ステップは、負荷に電力を供給する出力ステップで出力される出力電力指令値が補正できればよく、したがって、演算ステップで演算処理される出力電力指令値そのものを直接補正してもよいし、出力誤差累積ステップあるいは出力ステップの出力誤差値、出力誤差累積値、あるいは、閾値を補正することによって、間接的に出力電力指令値を補正してもよい。
【００１３】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正ステップでは、出力ステップで負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００１４】
また、本発明の電力制御方法は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から並列接続される複数の負荷への電力供給ラインに設けられた複数のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記各負荷に個別的に対応する各チャンネル毎に供給する電力を制御する電力制御方法であって、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算ステップと、前記演算ステップで演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積ステップと、前記出力誤差累積ステップで累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する出力ステップと、前記出力ステップで設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正ステップとを、所定時間毎および前記各チャンネル毎に行うものであって、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させる一方、増加させた閾値を前記所定時間を１周期とする制御周期でリセットするものである。
【００１５】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正ステップでは、出力ステップで負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００１６】
さらに、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されて対応する負荷に電力が供給されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させるので、他のチャンネルの出力電力指令値の出力が抑制されて対応する負荷への電力の供給が抑制され、各チャンネルの出力電力指令値の出力タイミングをずらすことができる一方、増加させた閾値は、所定周期でリセットされるので、他のチャンネルについても、出力誤差累積値が、閾値を越えたときには、出力電力指令値を出力して抑制されたことによる累積誤差を補正できることになる。
【００１７】
本発明の一実施態様においては、前記演算ステップは、前記入力電力指令値と前記補正ステップで補正された出力電力指令値との差を前記出力誤差値として演算処理するものである。
【００１８】
本発明によると、出力電力指令値そのものを補正して高精度な制御が可能となる。
【００１９】
本発明の他の実施態様においては、前記補正ステップでは、前記電源の電圧の瞬時値を計測し、この瞬時値に基づいて、出力電力指令値を、出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)] 2 ×１００[％]の式にて補正するものである。
【００２０】
本発明によると、電源の電圧または電流の瞬時値を計測して負荷に供給される電力と出力電力指令値とが対応するように出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動したり、半サイクル未満の所定時間で交流電源が変化しても入力電力指令値と出力電力指令値とを一致させることができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施態様においては、前記電源が交流電源であって、前記所定時間が、交流の半サイクルよりも短いものである。
【００２２】
本発明によると、交流電源の半サイクルよりも短い所定時間でスイッチング制御を行うので、高速な制御が可能になるとともに、交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正するので、高精度な制御が可能となる。
【００２３】
本発明の電力制御装置は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から負荷への電力供給ラインに設けられたスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記負荷に供給する電力を制御する電力制御装置であって、所定時間毎に、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算手段と、前記所定時間毎に、前記演算手段で演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積手段と、前記所定時間毎に、前記出力誤差累積手段で累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する比較手段と、前記所定時間毎に、前記比較手段で設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正手段とを備えている。
【００２４】
ここで、出力電力指令値を補正する補正手段は、負荷に電力を供給する比較手段で出力される出力電力指令値が補正できればよく、したがって、演算手段で演算処理される出力電力指令値そのものを直接補正してもよいし、出力誤差累積手段あるいは比較手段の出力誤差値、出力誤差累積値、あるいは、閾値を補正することによって、間接的に出力電力指令値を補正してもよい。
【００２５】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正手段では、比較手段によって負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００２６】
また、本発明の電力制御装置は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から並列接続される複数の負荷への電力供給ラインに設けられた複数のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記各負荷に個別的に対応する各チャンネル毎に供給する電力を制御する電力制御装置であって、所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算手段と、前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記演算手段で演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積手段と、前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記出力誤差累積手段で累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する比較手段と、前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記比較手段で設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正手段と、前記所定時間毎に、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させる一方、増加させた閾値を前記所定時間を１周期とする制御周期でリセットする閾値変更手段とを備えている。
【００２７】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正手段では、比較手段で負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００２８】
さらに、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されて対応する負荷に電力が供給されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させるので、他のチャンネルの出力電力指令値の出力が抑制されて対応する負荷への電力の供給が抑制され、各チャンネルの出力電力指令値の出力タイミングをずらすことができる一方、増加させた閾値は、所定周期でリセットされるので、他のチャンネルについても、出力誤差累積値が、閾値を越えたときには、出力電力指令値を出力して抑制されたことによる累積誤差を補正できることになる。
【００２９】
本発明の一実施態様においては、前記演算手段は、前記入力電力指令値と前記補正手段で補正された出力電力指令値との差を前記出力誤差値として演算処理するものである。
【００３０】
本発明によると、出力電力指令値そのものを補正して高精度な制御が可能となる。
【００３１】
本発明の好ましい実施態様においては、前記補正手段は、前記電源の電圧の瞬時値を計測し、この瞬時値に基づいて、出力電力指令値を、出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)] 2 ×１００[％]の式にて補正するものである。
【００３２】
本発明によると、電源の電圧または電流の瞬時値を計測して負荷に供給される電力と出力電力指令値とが対応するように出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動したり、半サイクル未満の所定時間で交流電源が変化しても入力電力指令値と出力電力指令値とを一致させることができる。
【００３３】
本発明の一実施態様においては、前記電源が交流電源であって、前記所定時間が、交流の半サイクルよりも短いものである。
【００３４】
本発明によると、交流電源の半サイクルよりも短い所定時間でスイッチング制御を行うので、高速な制御が可能になるとともに、交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正するので、高精度な制御が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（実施の形態１）
ここで、本発明の理解を容易にするために、本発明の実施の形態の説明に先立って本発明の前提となる上述のサイクル制御について、本件出願人が、平成１４年１２月２７日提出の特願２００２−３８１５２２「電力制御方法および電力制御装置」として提案しているサイクル制御装置の概要について説明する。
【００３６】
図１は、本件出願人が先に提案している電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
この電力制御装置１は、温度調節器、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）あるいはＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの上位コントローラ２からの複数チャンネル、この例では、３チャンネル（ｃｈ０〜ｃｈ２）の入力電力指令値（操作量）に応じて、同一の交流電源または直流電源（交流を整流平滑化した直流も含む）である電源３に並列接続された負荷としての３つのヒータ４0〜４2に供給する電力をスイッチング制御するための出力電力指令値（出力量）を内蔵のＯＮ／ＯＦＦトリガ回路を介して出力する電力制御演算部５と、この電力制御演算部５の出力に応答して各ヒータ４0〜４2に対する電力の供給遮断を行うスイッチング素子６0〜６2とを備えている。
【００３８】
このスイッチング素子６0〜６2は、前記電源３が交流電源の場合は、トライアックやサイリスタなどであり、また、ＳＳＲなどでもよい。直流電源の場合は、パワートランジスタ、ＭＯＳ−ＦＥＴあるいはＩＧＢＴなどである。
【００３９】
この電力制御演算部５は、図２のブロック図に示されるように、上位コントローラ２からの各チャンネル毎の入力電力指令値（操作量）を所定時間（１周期）保持するサンプル・ホールド部７0〜７2と、入力された電力指令値（操作量）と、Ｚ-1回路８0〜８2を介して与えられる１周期前（１サンプリング前）の出力電力指令値（出力量）との差を出力誤差値として演算処理する出力誤差演算部９0〜９2と、出力誤差演算部９0〜９2で求めた出力誤差値を、それまでに累積された出力誤差累積値に累積処理する出力誤差累積部１０0〜１０2と、この出力誤差累積部１０0〜１０2で累積処理された出力誤差累積値と閾値とをそれぞれ比較して閾値を越えたときに、１００％の出力電力指令値（出力量）をＯＮ／ＯＦＦトリガ回路１１0〜１１2に出力してヒータ４0〜４2へ電力を供給する比較器１２0〜１２2とを備えており、例えば、マイクロコンピュータによって構成されている。
【００４０】
さらに、この電力制御装置では、３つのヒータ４0〜４2に電力を供給するタイミングが一致して合計のピーク電流が大きくなるのを抑制するために、次のように構成している。
【００４１】
すなわち、或るチャンネルの出力電力指令値（出力量）が出力されたときには、他のチャンネルの閾値を増加させる一方、増加させた閾値を所定周期でリセットする閾値変更部１３を設けている。
【００４２】
この実施の形態の閾値変更部１３は、上述の所定時間毎に、チャンネルｃｈ０の比較器１２0で、出力誤差累積値が閾値を越えて１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されてヒータ４0が通電されるときには、チャンネルｃｈ１の比較器１２1における閾値を増加させるとともに、チャンネルｃｈ２の比較器１２2における閾値を増加させるものであり、この結果、チャンネルｃｈ０のヒータ４0が通電されるときには、チャンネルｃｈ１およびチャンネルｃｈ２の１００％の出力電力指令値（出力量）の出力が抑制されてヒータ４1，４2の通電が抑制されることになる。
【００４３】
この増加した閾値は、所定周期、この例では、前記所定時間毎にリセットされ、次の所定時間で、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ１の閾値は増加されないので、チャンネルｃｈ１の比較器１２1で出力誤差累積値が閾値を越えて１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されてヒータ４1が通電されると、チャンネルｃｈ２の比較器１２2における閾値を増加させるものであり、この結果、チャンネルｃｈ１のヒータ４1が通電されるときには、チャンネルｃｈ２の１００％の出力電力指令値の出力が抑制されることになる。
【００４４】
さらに、次の所定時間で、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力せず、また、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ２の閾値は増加しないので、チャンネルｃｈ２の比較器１２2で出力誤差累積値が閾値を越えたときには、１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されてヒータ４2が通電されることになる。
【００４５】
すなわち、所定時間毎に、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力してヒータ４0に通電するときには、チャンネルｃｈ１およびチャンネルｃｈ２の閾値を増加させて出力を抑制し、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ１の閾値を増加させず、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力してヒータ４1に通電するときには、チャンネルｃｈ２の閾値を増加させて出力を抑制し、チャンネルｃｈ０およびチャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ２の閾値を増加させないようにするものである。
【００４６】
これによって、同一タイミングでの１００％の出力電力指令値（出力量）の出力を抑制するものである。
【００４７】
次に、この閾値変更部１３における動作を、図３のフローチャート、表１および表１の出力電流を図示した図４に基づいて詳細に説明する。
【００４８】
【表１】
ここでは、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の負荷（ヒータ）容量が、２Ａ、１Ａ、０．５Ａであり、各チャンネルの入力電力指令値（操作量）が、４０％、６０％、８０％である場合を示している。また、表１においては、所定時間毎の各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の入力電力指令値（操作量）、出力誤差値、出力誤差累積値、閾値および出力電力指令値（出力量）をそれぞれ示している。また、図４（ａ）〜（ｄ）は、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力電流および出力電流の合計を示しており、この図４においては、正の値で示している。
【００４９】
図３に示されるように、先ず初回処理であるか否かを判断し（ステップＳＴ１）、初回処理であるので、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の負荷容量に対応する係数ｋ（ｋ0〜ｋ2）を設定する（ステップＳＴ２）。ここでは、負荷であるヒータの容量に応じて係数ｋを設定するものであり、全チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の負荷容量が同一である場合には、例えば、ｋ（０）〜ｋ（２）＝１とし、チャンネルｃｈ０からチャンネルｃｈ２に順番に負荷容量が小さくなる場合には、例えば、ｋ（０）＝３、ｋ（１）＝２、ｋ（２）＝１とする。
【００５０】
ここで、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の負荷容量が、上述のように２Ａ、１Ａ、０．５Ａであるので、ヒータ容量に比例するように、ｋ0＝２、ｋ1＝１、ｋ2＝０.５に設定している。
【００５１】
次に、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力誤差累積値を０％とし（ステップＳＴ３）、さらに、閾値の初期設定を、例えば、５０％とし（ステップＳＴ４）、出力タイミングのずらしを行うチャンネル番号ｎを０とする（ステップＳＴ５）。
【００５２】
次に、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）から出力量（出力電力指令値）を減算して出力誤差値を算出する（ステップＳＴ６）。表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）は４０％、出力量（出力電力指令値）は、初回であるので０％（オフ）であり、チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％となる。この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％であり、初回であるので、出力誤差累積値は０％であり、したがって、出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、４０％となる。
【００５３】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。出力誤差累積値が、閾値以上であるときには、１００％の出力電力指令値を出力して出力をオンし（ステップＳＴ８−１）、１００％を今回の出力量、すなわち、出力電力指令値としてステップＳＴ１１に移り（ステップＳＴ９）、出力誤差累積値が、閾値以上でないときには、０％の出力電力指令値を出力して出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、０％を今回の出力量、すなわち、出力電力指令値としてステップＳＴ１１に移る（ステップＳＴ１０）。
【００５４】
閾値は、ステップＳＴ４で設定したように５０％であるので、出力誤差累積値４０％は、閾値以上でないので、ステップＳＴ８−２、ステップＳＴ１０に移り、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力量（出力電力指令値）が０％となる。
【００５５】
ステップＳＴ１１では、チャンネルｃｈ０の出力電力指令値（今回の出力量）が決定したので、次のチャンネルｃｈ１の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する。この場合、チャンネルｃｈ０の閾値は５０％、チャンネルｃｈ０のｋは２、今回出力量は０％であるので、チャンネルｃｈ１の閾値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、５０％（＝５０＋２×０）となる。
【００５６】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ１とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ１について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ１の出力量（出力電力指令値）は、初回であるので、０％、操作量（入力電力指令値）は、６０％であるので、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、６０％となる。
【００５７】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。初回であるので、出力誤差累積値は０％であり、したがって、チャンネルｃｈ１の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、６０％となる。
【００５８】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ１の閾値５０％以上であるので、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、１００％の出力電力指令値を出力してチャンネルｃｈ１の出力をオンし、今回出力量（出力電力指令値）を１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネルｃｈ２の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ１の閾値は５０％、ｋは１、今回出力量（出力電力指令値）は１００％であるので、チャンネルｃｈ２の閾値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、１５０％（＝５０＋１×１００）となる（ステップＳＴ１１）。
【００５９】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ２とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ２について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は８０％であり、初回であるので出力量（出力電力指令値）は、０％であり、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、８０％となる。
【００６０】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。初回であるので、出力誤差累積値は０％であり、したがって、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、８０％となる。
【００６１】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ２の閾値１５０％以上でないので、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、チャンネルｃｈ２の出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、今回出力量（出力電力指令値）を０％とし（ステップＳＴ１０）、次のチャンネルｃｈ３、この場合、次のチャンネルｃｈ３は、存在しないが、その閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ１１）。
【００６２】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ３とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了したので、最初の周期Ｎｏ．１の処理を終了する。
【００６３】
この最初の周期Ｎｏ．１では、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないので、チャンネルｃｈ１の閾値が５０％のままで増加せず、これによって、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力し、チャンネルｃｈ２の閾値が、５０％から１５０％に増加し、チャンネルｃｈ２からは、１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されないことになる。
【００６４】
この電力制御装置１の後段のスイッチング素子６0〜６2では、上述のステップＳＴ９の１００％の出力電力指令値（出力量）に応じて、次の周期でオンされる。なお、図４においては、対応関係が明瞭となるように、出力は、次の周期ではなく、同じ周期で示している。
【００６５】
次の周期、すなわち、表１の周期Ｎｏ．２では、ステップＳＴ１に戻り、初回処理であるか否かを判断し、初回処理ではないので、閾値を、例えば、５０％とし（ステップＳＴ４）、変更された閾値をリセットし、チャンネル番号ｎを０とする（ステップＳＴ５）。
【００６６】
次に、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）と出力量（出力電力指令値）との出力誤差値を算出する（ステップＳＴ６）。表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、出力電力指令値（出力量）は、０％であり、操作量（入力電力指令値）は、４０％であるので、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％となる。
【００６７】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％であり、それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、４０％であるので、出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、８０％となる。
【００６８】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。閾値は、ステップＳＴ４で設定したように５０％であるので、出力誤差累積値８０％は、閾値以上となり、ステップＳＴ８−１に移り、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、１００％の出力電力出力値を出力してチャンネルｃｈ０の出力をオンし、今回出力量（出力電力指令値）を１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネルｃｈ１の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ０の閾値は５０％、ｋは２、今回出力量（出力電力指令値）は１００％であるので、チャンネルｃｈ１の閾値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２５０％（＝５０＋２×１００）となる（ステップＳＴ１１）。
【００６９】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ１とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ１について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ１の出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように１００％であり、操作量（入力電力指令値）は、６０％であるので、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、−４０％（＝６０−１００）となる。
【００７０】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、６０％であるので、チャンネルｃｈ１の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２０％（＝６０−４０）となる。
【００７１】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ１の閾値２５０％以上でないので、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、チャンネルｃｈ１の出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、今回出力量（出力電力指令値）は０％となり（ステップＳＴ１０）、次のチャンネルｃｈ２の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ１の閾値は２５０％、ｋは１、今回出力量は０％であるので、チャンネルｃｈ２の閾値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２５０％（＝２５０＋１×０）となる（ステップＳＴ１１）。
【００７２】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ２とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ２について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は８０％であり、出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、０％であり、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、８０％となる。
【００７３】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、８０％であり、したがって、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、１６０％となる。
【００７４】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ２の閾値２５０％以上でないので、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、チャンネルｃｈ２の出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、今回出力量（出力電力指令値）は０％となり（ステップＳＴ１０）、次のチャンネル、この場合、次のチャンネルｃｈ３は、存在しないが、そのチャンネルｃｈ３の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ１１）。
【００７５】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ３とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了したので、周期Ｎｏ．２の処理を終了する。
【００７６】
この周期Ｎｏ．２の第２の周期では、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力したので、チャンネルｃｈ１およびｃｈ２の閾値が、５０％から２５０％に増加し、これによって、チャンネルｃｈ１およびチャンネルｃｈ２からは、１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されないことになる。
【００７７】
さらに次の周期Ｎｏ．３の第３の周期では、ステップＳＴ１に戻り、初回処理であるか否かを判断し、初回処理ではないので、閾値を５０％とし（ステップＳＴ４）、チャンネル番号ｎを０とする（ステップＳＴ５）。
【００７８】
次に、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）と出力量（出力電力指令値）との出力誤差値を算出する（ステップＳＴ６）。表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、出力量（出力電力指令値）は、１００％であり、操作量（入力電力指令値）は、４０％であるので、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、−６０％となる。
【００７９】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、−６０％であり、それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、８０％であるので、出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、２０％となる。
【００８０】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。閾値は、ステップＳＴ４で設定したように５０％であるので、出力誤差累積値２０％は、閾値以上ではなく、ステップＳＴ８−２に移り、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力をオフし、今回出力量（出力電力指令値）を０％とし（ステップＳＴ１０）、次のチャンネルｃｈ１の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ０の閾値は５０％、ｋは２、今回出力量（出力電力指令値）は０％であるので、チャンネルｃｈ１の閾値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、５０％（＝５０＋２×０）となる（ステップＳＴ１１）。
【００８１】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ１とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ１について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ１の出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように０％であり、操作量（入力電力指令値）は、６０％であるので、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、６０％となる。
【００８２】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２０％であるので、チャンネルｃｈ１の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、８０％となる。
【００８３】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ１の閾値５０％以上であるので、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、１００％の出力電力指令値値を出力してチャンネルｃｈ１の出力をオンし（ステップＳＴ８−１）、今回出力量（出力電力指令値）として１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネルｃｈ２の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ１の閾値は５０％、ｋは１、今回出力量は１００％であるので、チャンネルｃｈ２の閾値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、１５０％（＝５０＋１×１００）となる（ステップＳＴ１１）。
【００８４】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ２とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ２について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は８０％であり、出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、０％であり、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、８０％となる。
【００８５】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、１６０％であり、したがって、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、２４０％となる。
【００８６】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ２の閾値１５０％以上であるので、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、１００％の出力電力指令値を出力してチャンネルｃｈ２の出力をオンし（ステップＳＴ８−１）、今回出力量（出力電力指令値）として１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネル、この場合、次のチャンネルｃｈ３は、存在しないが、そのｃｈ３の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ１１）。
【００８７】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ３とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了したので、周期Ｎｏ．３の処理を終了する。
【００８８】
この周期Ｎｏ．３の第３の周期では、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないので、チャンネルｃｈ１の閾値が５０％のままであり、これによって、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力し、チャンネルｃｈ２の閾値が、５０％から１５０％に増加するものの、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値が増大し、チャンネルｃｈ２から１００％の出力電力指令値（出力量）が出力される。
【００８９】
以降の各周期も以上同様の処理が為されることになり、図４の各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力に示されるように、ピーク電流の重なりが抑制されることになる。
【００９０】
このように各チャンネルに電力を供給するタイミングをずらしてピーク電力またはピーク電流を抑制しているので、電源容量を低くできる。
【００９１】
また、ヒータ容量に比例した係数ｋ0〜ｋ2を設定するとともに、上述のように、ヒータ容量の大きなチャンネルから順番に演算処理することにより、容量の大きなヒータに電流が流れたときには、閾値の増加量が多くなって各チャンネルの出力のタイミングがより分散されることになり、それを大きなチャンネルの順で行うことにより、より確実に出力のタイミングが分散され、ピーク電流を抑制できることになる。
【００９２】
なお、上位コントローラからの入力電力指令値（操作量）が、例えば、１００％といった高い値であるときには、結局、出力タイミングは重なることになるのであるが、例えば、拡散炉、ＣＶＤ装置、成形機などの各種の熱処理装置などの温度制御においては、最初の立ち上げ時には、１００％といった高い操作量（入力電力指令値）が必要とされるけれども、目標温度に整定した後は、高くても２０〜３０％程度の操作量（入力電力指令値）となり、この期間が長く継続されるので、本発明によれば、この長い期間において、出力タイミングの重なりを抑制して効果的にピーク電力またはピーク電流を抑制できることになる。
【００９３】
図５は、上述の図１の構成において、電源３を交流電源１４とするとともに、スイッチング素子６0〜６2をトライアック１５0〜１５2とし、上述の所定時間、すなわち、１周期を交流の半サイクルもしくはそれ以上のサイクル周期とした電力制御装置の要部の構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００９４】
また、図６は、この交流の電力制御装置の出力波形を示しており、同図（ａ）〜（ｃ）は、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力波形を示し、同図（ｄ）は、合計の出力波形を示している。この図６においては、各ｃｈ０〜ｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は、上述と同様、すなわち、４０％、６０％、８０％である。
【００９５】
このように交流電源の場合には、１周期を交流の半サイクルもしくはそれ以上のサイクル周期とし、出力量（出力電力指令値）は、オンに対応する１００％またはオフに対応する０％のいずれかである。
【００９６】
以上が先に提案している電力制御装置であり、交流電源の半サイクル以上のサイクル周期でスイッチング制御を行うものである。
【００９７】
本発明の実施の形態では、以上の電力制御装置の基本的構成を前提とし、例えば、交流電源の半サイクル未満の所定時間毎にスイッチング制御を行えるようにしたものである。
【００９８】
図７は、本発明の実施の形態の電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成を示すブロック図であり、図８は、図７の電力制御演算部のブロック図であり、上述の図１、図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００９９】
この実施の形態では、例えば、図９に示されるように、交流の半サイクルよりも短い所定時間毎、すなわち、半サイクルよりも短い周期で高速スイッチングを行うものであり、図１０に示されるように、スイッチング素子６0〜６2として、交流のサイクルの途中でもオン／オフ可能な自己消弧型素子を用いている。なお、図９（ａ）〜（ｃ）各ｃｈの電流波形を示し、図９（ｄ）は合計の電流波形を示している。
【０１００】
このように半サイクルよりも短い周期でスイッチングを行うと、その周期内で電流波形が変化するので、上述のように出力電力指令値（出力量）が、０％または１００％だけでは、入力電力指令値と出力電力指令値との間には、誤差が生じることになる。
【０１０１】
そこで、この実施の形態では、図７に示されるように、負荷の電源電圧を検出する負荷電圧検出部１６を設けるとともに、図８に示されるように、Ｚ-1回路８0〜８2と出力誤差演算部９0〜９2との間に、負荷に供給する電力に応じて、出力電力指令値（出力量）を補正する出力量補正部１７0〜１７2を設けている。
【０１０２】
この出力量補正部１７0〜１７2は、負荷電圧検出部１６で検出した負荷電圧の瞬時値に基づいて、出力電力指令値を補正するものである。
【０１０３】
ここで、負荷がヒータであって、負荷電源に正弦波交流電圧を用いる場合、出力電力は、電圧の二乗に比例し、また、瞬時値が交流の実効値と等しくなる電圧で出力量（出力電力指令値）が１００［％］となるようにすると、上述の先に提案しているサイクル制御装置と同様に、百分率で制御できるので都合がよい。
【０１０４】
そこで、この実施の形態では、１００％の出力電力指令値でオンしたときには、瞬時電圧を検出し、それに基づいて、出力量補正部１７0〜１７2では、補正した出力電力指令値（出力量）を、次式で算出するものである。
【０１０５】
出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)]2×１００[％]
【０１０６】
その他の構成は、上述の図１，図２と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０７】
図１１は、この実施の形態の動作説明に供するフローチャートであり、上述の図３に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１０８】
注目すべきは、出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるときには、１００％の出力電力指令値を出力して出力をオンした（ステップＳＴ８−１）後の処理である。
【０１０９】
図３の上述のサイクル制御装置では、今回出力量（出力電力指令値）を、１００％としていた（ステップＳＴ９）のに対して、この実施の形態では、上述の算出式に従って、今回の出力量（出力電力指令値）を、１００％ではなく、{(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)}2×１００[％]として補正している（ステップＳＴ９’）。
【０１１０】
このように出力をオンしたときには、出力電力指令値１００％ではなく、検出した瞬時電圧に基づいて補正するので、交流電源の半サイクルよりも短い周期でスイッチングを行っても、入力電力指令値と出力電力指令値とを一致させることができる。
【０１１１】
その他の処理は、上述の図３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１１２】
また、図１２は、この交流の電力制御装置の出力波形を示しており、同図（ａ）〜（ｃ）は、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力波形を示し、同図（ｄ）は、合計の出力波形を示している。この図１２においては、各ｃｈ０〜ｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は、上述と同様、すなわち、８０％、６０％、２０％である。なお、この図１２では、負荷容量に対応する上述の係数ｋは、すべて１の場合の例を示している。
【０１１３】
（実施の形態２）
上述の実施の形態では、複数チャンネルの制御について説明したけれども、本発明は、上述の図７、図８に対応する図１３、図１４に示されるように、一つのチャンネルの制御を行うものであってもよく、この場合には、他のチャンネルを考慮して出力タイミングをずらす必要がなく、閾値変更手段１３は不要となる。すなわち、図１４の電力制御演算部５ａ−１は、上述の図８において、一つのチャンネルに対応するサンプル・ホールド部７0、Ｚ-1回路８0、出力誤差演算部９0、出力誤差累積部１０0、ＯＮ／ＯＦＦトリガ回路１１0、比較器１２0および出力量補正部１７0を備えており、比較器１２0の閾値は変更されない構成となっている。
【０１１４】
図１５は、この実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【０１１５】
先ず初回処理であるか否かを判断し（ステップＳＴ１００）、初回処理であるので、出力誤差累積値を０％とし（ステップＳＴ１０１）、さらに、閾値の初期設定を、例えば、５０％とする（ステップＳＴ１０２）。
【０１１６】
次に、操作量（入力電力指令値）から出力量（出力電力指令値）を減算して出力誤差値を算出する（ステップＳＴ１０３）。この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ１０４）。
【０１１７】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０５）。出力誤差累積値が、閾値以上であるときには、１００％の出力電力指令値を出力して出力をオンし（ステップＳＴ１０６）、上述の実施の形態１と同様に、今回の出力量（出力電力指令値）を、１００％ではなく、{(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)}2×１００[％]として補正して終了する（ステップＳＴ１０７）。
【０１１８】
また、ステップＳＴ１０５において、出力誤差累積値が閾値以上でないときには、出力をオフして今回の出力量を０％として終了する（ステップＳＴ１０８，１０９）。
【０１１９】
このように１ｃｈの場合でも適用できるものである。
【０１２０】
（その他の実施の形態）
上述の各実施の形態では、交流電源に適用したけれども、本発明は、直流電源に適用してもよく、この場合には、電源電圧の変動に応じて、出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【０１２１】
上述の実施の形態１では、負荷容量に対応する係数ｋ0〜ｋ2を、ヒータ容量に比例させるとともに、ヒータ容量の大きな順番で演算処理したけれども、本発明の他の実施の形態として、負荷容量に対応する係数ｋ0〜ｋ2を、ヒータ容量に比例させるだけで、ヒータ容量の大きな順番で演算処理しないようにしてもよい。この場合であっても、ヒータ容量に比例した閾値の増加量が増えることになり、出力タイミングを分散させる上で有効となる。
【０１２２】
本発明は、増加させた閾値のリセットの周期、閾値およびその増加量も上述の実施の形態に限らないのは勿論である。
【０１２３】
また、本発明の他の実施の形態として、電力制御装置を温度調節器に内蔵させる構成としてもよい。
【０１２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【０１２５】
さらに、複数チャンネルの電力制御において、各チャンネルの出力タイミングの重なりを抑制できるので、ピーク電流またはピーク電力を抑制して電源容量を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件出願人が先に提案している電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成図である。
【図２】図１の電力制御演算部のブロック図である。
【図３】図１の動作説明に供するフローチャートである。
【図４】図１の出力電流を示す図である。
【図５】交流電源に適用した場合の図１の要部の構成図である。
【図６】図５の電流波形を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成図である。
【図８】図７の電力制御演算部のブロック図である。
【図９】交流電源の半サイクルよりも短い周期でスイッチングを行う場合の電流波形図である。
【図１０】図７の構成の一例を示す図である。
【図１１】図７の動作説明に供するフローチャートである。
【図１２】図７の電力制御装置の出力波形を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態の概略構成図である。
【図１４】図１３の電力制御演算部のブロック図である。
【図１５】図１３の動作説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
１，１ａ，１ａ−１ 電力制御装置
２ 上位コントローラ
３ 電源
４0〜４2 ヒータ
５，５ａ，５ａ−１ 電力制御演算部
６0〜６2 スイッチング素子
９0〜９2 出力誤差演算部
１０0〜１０2 出力誤差累積部
１２0〜１２2 比較器
１３ 閾値変更部
１４ 交流電源
１６，１６−１ 負荷電圧検出部
１７0〜１７2 出力量補正部
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流または直流の電力を制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒータ等の負荷の電力を制御する方法としては、交流負荷の場合では、交流電源のゼロクロスタイミングでスイッチングするサイクル制御や交流電流が流れる位相角を制御して電力を調整する位相制御がある。
【０００３】
サイクル制御では、制御周期が固定であり、かつ１サイクルを単位としてＯＮ／ＯＦＦ制御するので、出力分解能が低く、制御精度が悪く、出力応答も遅い。また、ＯＮ状態が時間的に偏るため、制御対象の寿命に悪影響、例えば制御対象がヒータの場合、熱ストレスが大きいという問題がある。
【０００４】
一方、位相制御では、高精度の制御が可能であるが位相角を制御するものであるから、基本波成分以外に高調波が発生するという問題がある。さらに高速処理が必要であるため、装置全体が高価になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本件出願人は、高調波を発生せず、しかも従来のサイクル制御に比べて、高精度な制御が可能なサイクル制御装置を提案している（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２６５４４６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のサイクル制御装置では、交流電源の半サイクル以上を周期とするサイクル制御であるために、高速性に限界があるという難点がある。
【０００８】
また、上述のサイクル制御装置を用いて、同一の電源に並列に接続された複数の負荷に電力を供給する場合には、複数の負荷の制御周期が同期していることによって、電力を出力するタイミングが一致し、ピーク電流が大きくなる。または、大きなピーク電流を出力する頻度が多くなり、その結果、このピーク電流に応じて電源容量が大きくなるという難点がある。
【０００９】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、高速な電力制御を可能にすることを主たる目的とし、更に、同一の電源に並列に接続される複数の負荷に電力を供給する場合に、ピーク電力またはピーク電流値を抑制できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１１】
すなわち、本発明の電力制御方法は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から負荷への電力供給ラインに設けられたスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記負荷に供給する電力を制御する電力制御方法であって、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算ステップと、前記演算ステップで演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積ステップと、前記出力誤差累積ステップで累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する出力ステップと、前記出力ステップで設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正ステップとを所定時間毎に行うものである。
【００１２】
ここで、出力電力指令値を補正する補正ステップは、負荷に電力を供給する出力ステップで出力される出力電力指令値が補正できればよく、したがって、演算ステップで演算処理される出力電力指令値そのものを直接補正してもよいし、出力誤差累積ステップあるいは出力ステップの出力誤差値、出力誤差累積値、あるいは、閾値を補正することによって、間接的に出力電力指令値を補正してもよい。
【００１３】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正ステップでは、出力ステップで負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００１４】
また、本発明の電力制御方法は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から並列接続される複数の負荷への電力供給ラインに設けられた複数のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記各負荷に個別的に対応する各チャンネル毎に供給する電力を制御する電力制御方法であって、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算ステップと、前記演算ステップで演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積ステップと、前記出力誤差累積ステップで累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する出力ステップと、前記出力ステップで設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正ステップとを、所定時間毎および前記各チャンネル毎に行うものであって、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させる一方、増加させた閾値を前記所定時間を１周期とする制御周期でリセットするものである。
【００１５】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正ステップでは、出力ステップで負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００１６】
さらに、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されて対応する負荷に電力が供給されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させるので、他のチャンネルの出力電力指令値の出力が抑制されて対応する負荷への電力の供給が抑制され、各チャンネルの出力電力指令値の出力タイミングをずらすことができる一方、増加させた閾値は、所定周期でリセットされるので、他のチャンネルについても、出力誤差累積値が、閾値を越えたときには、出力電力指令値を出力して抑制されたことによる累積誤差を補正できることになる。
【００１７】
本発明の一実施態様においては、前記演算ステップは、前記入力電力指令値と前記補正ステップで補正された出力電力指令値との差を前記出力誤差値として演算処理するものである。
【００１８】
本発明によると、出力電力指令値そのものを補正して高精度な制御が可能となる。
【００１９】
本発明の他の実施態様においては、前記補正ステップでは、前記電源の電圧の瞬時値を計測し、この瞬時値に基づいて、出力電力指令値を、出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)] 2 ×１００[％]の式にて補正するものである。
【００２０】
本発明によると、電源の電圧または電流の瞬時値を計測して負荷に供給される電力と出力電力指令値とが対応するように出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動したり、半サイクル未満の所定時間で交流電源が変化しても入力電力指令値と出力電力指令値とを一致させることができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施態様においては、前記電源が交流電源であって、前記所定時間が、交流の半サイクルよりも短いものである。
【００２２】
本発明によると、交流電源の半サイクルよりも短い所定時間でスイッチング制御を行うので、高速な制御が可能になるとともに、交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正するので、高精度な制御が可能となる。
【００２３】
本発明の電力制御装置は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から負荷への電力供給ラインに設けられたスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記負荷に供給する電力を制御する電力制御装置であって、所定時間毎に、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算手段と、前記所定時間毎に、前記演算手段で演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積手段と、前記所定時間毎に、前記出力誤差累積手段で累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する比較手段と、前記所定時間毎に、前記比較手段で設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正手段とを備えている。
【００２４】
ここで、出力電力指令値を補正する補正手段は、負荷に電力を供給する比較手段で出力される出力電力指令値が補正できればよく、したがって、演算手段で演算処理される出力電力指令値そのものを直接補正してもよいし、出力誤差累積手段あるいは比較手段の出力誤差値、出力誤差累積値、あるいは、閾値を補正することによって、間接的に出力電力指令値を補正してもよい。
【００２５】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正手段では、比較手段によって負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００２６】
また、本発明の電力制御装置は、入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から並列接続される複数の負荷への電力供給ラインに設けられた複数のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記各負荷に個別的に対応する各チャンネル毎に供給する電力を制御する電力制御装置であって、所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算手段と、前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記演算手段で演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積手段と、前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記出力誤差累積手段で累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する比較手段と、前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記比較手段で設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正手段と、前記所定時間毎に、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させる一方、増加させた閾値を前記所定時間を１周期とする制御周期でリセットする閾値変更手段とを備えている。
【００２７】
本発明によると、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、補正手段では、比較手段で負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の半サイクル未満の所定時間でスイッチング制御を行っても交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【００２８】
さらに、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されて対応する負荷に電力が供給されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させるので、他のチャンネルの出力電力指令値の出力が抑制されて対応する負荷への電力の供給が抑制され、各チャンネルの出力電力指令値の出力タイミングをずらすことができる一方、増加させた閾値は、所定周期でリセットされるので、他のチャンネルについても、出力誤差累積値が、閾値を越えたときには、出力電力指令値を出力して抑制されたことによる累積誤差を補正できることになる。
【００２９】
本発明の一実施態様においては、前記演算手段は、前記入力電力指令値と前記補正手段で補正された出力電力指令値との差を前記出力誤差値として演算処理するものである。
【００３０】
本発明によると、出力電力指令値そのものを補正して高精度な制御が可能となる。
【００３１】
本発明の好ましい実施態様においては、前記補正手段は、前記電源の電圧の瞬時値を計測し、この瞬時値に基づいて、出力電力指令値を、出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)] 2 ×１００[％]の式にて補正するものである。
【００３２】
本発明によると、電源の電圧または電流の瞬時値を計測して負荷に供給される電力と出力電力指令値とが対応するように出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動したり、半サイクル未満の所定時間で交流電源が変化しても入力電力指令値と出力電力指令値とを一致させることができる。
【００３３】
本発明の一実施態様においては、前記電源が交流電源であって、前記所定時間が、交流の半サイクルよりも短いものである。
【００３４】
本発明によると、交流電源の半サイクルよりも短い所定時間でスイッチング制御を行うので、高速な制御が可能になるとともに、交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正するので、高精度な制御が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（実施の形態１）
ここで、本発明の理解を容易にするために、本発明の実施の形態の説明に先立って本発明の前提となる上述のサイクル制御について、本件出願人が、平成１４年１２月２７日提出の特願２００２−３８１５２２「電力制御方法および電力制御装置」として提案しているサイクル制御装置の概要について説明する。
【００３６】
図１は、本件出願人が先に提案している電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
この電力制御装置１は、温度調節器、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）あるいはＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの上位コントローラ２からの複数チャンネル、この例では、３チャンネル（ｃｈ０〜ｃｈ２）の入力電力指令値（操作量）に応じて、同一の交流電源または直流電源（交流を整流平滑化した直流も含む）である電源３に並列接続された負荷としての３つのヒータ４0〜４2に供給する電力をスイッチング制御するための出力電力指令値（出力量）を内蔵のＯＮ／ＯＦＦトリガ回路を介して出力する電力制御演算部５と、この電力制御演算部５の出力に応答して各ヒータ４0〜４2に対する電力の供給遮断を行うスイッチング素子６0〜６2とを備えている。
【００３８】
このスイッチング素子６0〜６2は、前記電源３が交流電源の場合は、トライアックやサイリスタなどであり、また、ＳＳＲなどでもよい。直流電源の場合は、パワートランジスタ、ＭＯＳ−ＦＥＴあるいはＩＧＢＴなどである。
【００３９】
この電力制御演算部５は、図２のブロック図に示されるように、上位コントローラ２からの各チャンネル毎の入力電力指令値（操作量）を所定時間（１周期）保持するサンプル・ホールド部７0〜７2と、入力された電力指令値（操作量）と、Ｚ-1回路８0〜８2を介して与えられる１周期前（１サンプリング前）の出力電力指令値（出力量）との差を出力誤差値として演算処理する出力誤差演算部９0〜９2と、出力誤差演算部９0〜９2で求めた出力誤差値を、それまでに累積された出力誤差累積値に累積処理する出力誤差累積部１０0〜１０2と、この出力誤差累積部１０0〜１０2で累積処理された出力誤差累積値と閾値とをそれぞれ比較して閾値を越えたときに、１００％の出力電力指令値（出力量）をＯＮ／ＯＦＦトリガ回路１１0〜１１2に出力してヒータ４0〜４2へ電力を供給する比較器１２0〜１２2とを備えており、例えば、マイクロコンピュータによって構成されている。
【００４０】
さらに、この電力制御装置では、３つのヒータ４0〜４2に電力を供給するタイミングが一致して合計のピーク電流が大きくなるのを抑制するために、次のように構成している。
【００４１】
すなわち、或るチャンネルの出力電力指令値（出力量）が出力されたときには、他のチャンネルの閾値を増加させる一方、増加させた閾値を所定周期でリセットする閾値変更部１３を設けている。
【００４２】
この実施の形態の閾値変更部１３は、上述の所定時間毎に、チャンネルｃｈ０の比較器１２0で、出力誤差累積値が閾値を越えて１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されてヒータ４0が通電されるときには、チャンネルｃｈ１の比較器１２1における閾値を増加させるとともに、チャンネルｃｈ２の比較器１２2における閾値を増加させるものであり、この結果、チャンネルｃｈ０のヒータ４0が通電されるときには、チャンネルｃｈ１およびチャンネルｃｈ２の１００％の出力電力指令値（出力量）の出力が抑制されてヒータ４1，４2の通電が抑制されることになる。
【００４３】
この増加した閾値は、所定周期、この例では、前記所定時間毎にリセットされ、次の所定時間で、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ１の閾値は増加されないので、チャンネルｃｈ１の比較器１２1で出力誤差累積値が閾値を越えて１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されてヒータ４1が通電されると、チャンネルｃｈ２の比較器１２2における閾値を増加させるものであり、この結果、チャンネルｃｈ１のヒータ４1が通電されるときには、チャンネルｃｈ２の１００％の出力電力指令値の出力が抑制されることになる。
【００４４】
さらに、次の所定時間で、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力せず、また、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ２の閾値は増加しないので、チャンネルｃｈ２の比較器１２2で出力誤差累積値が閾値を越えたときには、１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されてヒータ４2が通電されることになる。
【００４５】
すなわち、所定時間毎に、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力してヒータ４0に通電するときには、チャンネルｃｈ１およびチャンネルｃｈ２の閾値を増加させて出力を抑制し、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ１の閾値を増加させず、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力してヒータ４1に通電するときには、チャンネルｃｈ２の閾値を増加させて出力を抑制し、チャンネルｃｈ０およびチャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないときには、チャンネルｃｈ２の閾値を増加させないようにするものである。
【００４６】
これによって、同一タイミングでの１００％の出力電力指令値（出力量）の出力を抑制するものである。
【００４７】
次に、この閾値変更部１３における動作を、図３のフローチャート、表１および表１の出力電流を図示した図４に基づいて詳細に説明する。
【００４８】
【表１】
【００４９】
図３に示されるように、先ず初回処理であるか否かを判断し（ステップＳＴ１）、初回処理であるので、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の負荷容量に対応する係数ｋ（ｋ0〜ｋ2）を設定する（ステップＳＴ２）。ここでは、負荷であるヒータの容量に応じて係数ｋを設定するものであり、全チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の負荷容量が同一である場合には、例えば、ｋ（０）〜ｋ（２）＝１とし、チャンネルｃｈ０からチャンネルｃｈ２に順番に負荷容量が小さくなる場合には、例えば、ｋ（０）＝３、ｋ（１）＝２、ｋ（２）＝１とする。
【００５０】
ここで、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の負荷容量が、上述のように２Ａ、１Ａ、０．５Ａであるので、ヒータ容量に比例するように、ｋ0＝２、ｋ1＝１、ｋ2＝０.５に設定している。
【００５１】
次に、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力誤差累積値を０％とし（ステップＳＴ３）、さらに、閾値の初期設定を、例えば、５０％とし（ステップＳＴ４）、出力タイミングのずらしを行うチャンネル番号ｎを０とする（ステップＳＴ５）。
【００５２】
次に、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）から出力量（出力電力指令値）を減算して出力誤差値を算出する（ステップＳＴ６）。表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）は４０％、出力量（出力電力指令値）は、初回であるので０％（オフ）であり、チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％となる。この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％であり、初回であるので、出力誤差累積値は０％であり、したがって、出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、４０％となる。
【００５３】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。出力誤差累積値が、閾値以上であるときには、１００％の出力電力指令値を出力して出力をオンし（ステップＳＴ８−１）、１００％を今回の出力量、すなわち、出力電力指令値としてステップＳＴ１１に移り（ステップＳＴ９）、出力誤差累積値が、閾値以上でないときには、０％の出力電力指令値を出力して出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、０％を今回の出力量、すなわち、出力電力指令値としてステップＳＴ１１に移る（ステップＳＴ１０）。
【００５４】
閾値は、ステップＳＴ４で設定したように５０％であるので、出力誤差累積値４０％は、閾値以上でないので、ステップＳＴ８−２、ステップＳＴ１０に移り、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力量（出力電力指令値）が０％となる。
【００５５】
ステップＳＴ１１では、チャンネルｃｈ０の出力電力指令値（今回の出力量）が決定したので、次のチャンネルｃｈ１の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する。この場合、チャンネルｃｈ０の閾値は５０％、チャンネルｃｈ０のｋは２、今回出力量は０％であるので、チャンネルｃｈ１の閾値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、５０％（＝５０＋２×０）となる。
【００５６】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ１とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ１について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ１の出力量（出力電力指令値）は、初回であるので、０％、操作量（入力電力指令値）は、６０％であるので、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、６０％となる。
【００５７】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。初回であるので、出力誤差累積値は０％であり、したがって、チャンネルｃｈ１の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、６０％となる。
【００５８】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ１の閾値５０％以上であるので、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、１００％の出力電力指令値を出力してチャンネルｃｈ１の出力をオンし、今回出力量（出力電力指令値）を１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネルｃｈ２の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ１の閾値は５０％、ｋは１、今回出力量（出力電力指令値）は１００％であるので、チャンネルｃｈ２の閾値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、１５０％（＝５０＋１×１００）となる（ステップＳＴ１１）。
【００５９】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ２とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ２について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は８０％であり、初回であるので出力量（出力電力指令値）は、０％であり、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、８０％となる。
【００６０】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。初回であるので、出力誤差累積値は０％であり、したがって、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、８０％となる。
【００６１】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ２の閾値１５０％以上でないので、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、チャンネルｃｈ２の出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、今回出力量（出力電力指令値）を０％とし（ステップＳＴ１０）、次のチャンネルｃｈ３、この場合、次のチャンネルｃｈ３は、存在しないが、その閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ１１）。
【００６２】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ３とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了したので、最初の周期Ｎｏ．１の処理を終了する。
【００６３】
この最初の周期Ｎｏ．１では、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないので、チャンネルｃｈ１の閾値が５０％のままで増加せず、これによって、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力し、チャンネルｃｈ２の閾値が、５０％から１５０％に増加し、チャンネルｃｈ２からは、１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されないことになる。
【００６４】
この電力制御装置１の後段のスイッチング素子６0〜６2では、上述のステップＳＴ９の１００％の出力電力指令値（出力量）に応じて、次の周期でオンされる。なお、図４においては、対応関係が明瞭となるように、出力は、次の周期ではなく、同じ周期で示している。
【００６５】
次の周期、すなわち、表１の周期Ｎｏ．２では、ステップＳＴ１に戻り、初回処理であるか否かを判断し、初回処理ではないので、閾値を、例えば、５０％とし（ステップＳＴ４）、変更された閾値をリセットし、チャンネル番号ｎを０とする（ステップＳＴ５）。
【００６６】
次に、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）と出力量（出力電力指令値）との出力誤差値を算出する（ステップＳＴ６）。表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、出力電力指令値（出力量）は、０％であり、操作量（入力電力指令値）は、４０％であるので、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％となる。
【００６７】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、４０％であり、それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、４０％であるので、出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、８０％となる。
【００６８】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。閾値は、ステップＳＴ４で設定したように５０％であるので、出力誤差累積値８０％は、閾値以上となり、ステップＳＴ８−１に移り、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、１００％の出力電力出力値を出力してチャンネルｃｈ０の出力をオンし、今回出力量（出力電力指令値）を１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネルｃｈ１の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ０の閾値は５０％、ｋは２、今回出力量（出力電力指令値）は１００％であるので、チャンネルｃｈ１の閾値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２５０％（＝５０＋２×１００）となる（ステップＳＴ１１）。
【００６９】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ１とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ１について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ１の出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように１００％であり、操作量（入力電力指令値）は、６０％であるので、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、−４０％（＝６０−１００）となる。
【００７０】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、６０％であるので、チャンネルｃｈ１の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２０％（＝６０−４０）となる。
【００７１】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ１の閾値２５０％以上でないので、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、チャンネルｃｈ１の出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、今回出力量（出力電力指令値）は０％となり（ステップＳＴ１０）、次のチャンネルｃｈ２の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ１の閾値は２５０％、ｋは１、今回出力量は０％であるので、チャンネルｃｈ２の閾値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２５０％（＝２５０＋１×０）となる（ステップＳＴ１１）。
【００７２】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ２とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ２について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は８０％であり、出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、０％であり、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、８０％となる。
【００７３】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．１に示されるように、８０％であり、したがって、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、１６０％となる。
【００７４】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ２の閾値２５０％以上でないので、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、チャンネルｃｈ２の出力をオフし（ステップＳＴ８−２）、今回出力量（出力電力指令値）は０％となり（ステップＳＴ１０）、次のチャンネル、この場合、次のチャンネルｃｈ３は、存在しないが、そのチャンネルｃｈ３の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ１１）。
【００７５】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ３とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了したので、周期Ｎｏ．２の処理を終了する。
【００７６】
この周期Ｎｏ．２の第２の周期では、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力したので、チャンネルｃｈ１およびｃｈ２の閾値が、５０％から２５０％に増加し、これによって、チャンネルｃｈ１およびチャンネルｃｈ２からは、１００％の出力電力指令値（出力量）が出力されないことになる。
【００７７】
さらに次の周期Ｎｏ．３の第３の周期では、ステップＳＴ１に戻り、初回処理であるか否かを判断し、初回処理ではないので、閾値を５０％とし（ステップＳＴ４）、チャンネル番号ｎを０とする（ステップＳＴ５）。
【００７８】
次に、チャンネルｃｈ０の操作量（入力電力指令値）と出力量（出力電力指令値）との出力誤差値を算出する（ステップＳＴ６）。表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、出力量（出力電力指令値）は、１００％であり、操作量（入力電力指令値）は、４０％であるので、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、−６０％となる。
【００７９】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。チャンネルｃｈ０の出力誤差値は、−６０％であり、それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、８０％であるので、出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、２０％となる。
【００８０】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。閾値は、ステップＳＴ４で設定したように５０％であるので、出力誤差累積値２０％は、閾値以上ではなく、ステップＳＴ８−２に移り、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、チャンネルｃｈ０の出力をオフし、今回出力量（出力電力指令値）を０％とし（ステップＳＴ１０）、次のチャンネルｃｈ１の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ０の閾値は５０％、ｋは２、今回出力量（出力電力指令値）は０％であるので、チャンネルｃｈ１の閾値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、５０％（＝５０＋２×０）となる（ステップＳＴ１１）。
【００８１】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ１とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ１について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ１の出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように０％であり、操作量（入力電力指令値）は、６０％であるので、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、６０％となる。
【００８２】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、２０％であるので、チャンネルｃｈ１の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、８０％となる。
【００８３】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ１の閾値５０％以上であるので、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、１００％の出力電力指令値値を出力してチャンネルｃｈ１の出力をオンし（ステップＳＴ８−１）、今回出力量（出力電力指令値）として１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネルｃｈ２の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ９）。この場合、チャンネルｃｈ１の閾値は５０％、ｋは１、今回出力量は１００％であるので、チャンネルｃｈ２の閾値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、１５０％（＝５０＋１×１００）となる（ステップＳＴ１１）。
【００８４】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ２とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了していないので、ステップＳＴ６に戻り、チャンネルｃｈ２について、出力誤差値を算出する。この場合、チャンネルｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は８０％であり、出力量（出力電力指令値）は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、０％であり、出力誤差値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、８０％となる。
【００８５】
この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ７）。それまでの出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．２に示されるように、１６０％であり、したがって、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値は、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、２４０％となる。
【００８６】
この出力誤差累積値は、上述のステップＳＴ１１で算出したチャンネルｃｈ２の閾値１５０％以上であるので、表１の周期Ｎｏ．３に示されるように、１００％の出力電力指令値を出力してチャンネルｃｈ２の出力をオンし（ステップＳＴ８−１）、今回出力量（出力電力指令値）として１００％とし（ステップＳＴ９）、次のチャンネル、この場合、次のチャンネルｃｈ３は、存在しないが、そのｃｈ３の閾値を、閾値＋ｋ×今回出力量として算出する（ステップＳＴ１１）。
【００８７】
次に、チャンネル番号ｎに１を加えて新たなチャンネルｃｈ３とし（ステップＳＴ１２）、全チャンネルについて終了したか否かを判断し（ステップＳＴ１３）、終了したので、周期Ｎｏ．３の処理を終了する。
【００８８】
この周期Ｎｏ．３の第３の周期では、チャンネルｃｈ０が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力しないので、チャンネルｃｈ１の閾値が５０％のままであり、これによって、チャンネルｃｈ１が１００％の出力電力指令値（出力量）を出力し、チャンネルｃｈ２の閾値が、５０％から１５０％に増加するものの、チャンネルｃｈ２の出力誤差累積値が増大し、チャンネルｃｈ２から１００％の出力電力指令値（出力量）が出力される。
【００８９】
以降の各周期も以上同様の処理が為されることになり、図４の各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力に示されるように、ピーク電流の重なりが抑制されることになる。
【００９０】
このように各チャンネルに電力を供給するタイミングをずらしてピーク電力またはピーク電流を抑制しているので、電源容量を低くできる。
【００９１】
また、ヒータ容量に比例した係数ｋ0〜ｋ2を設定するとともに、上述のように、ヒータ容量の大きなチャンネルから順番に演算処理することにより、容量の大きなヒータに電流が流れたときには、閾値の増加量が多くなって各チャンネルの出力のタイミングがより分散されることになり、それを大きなチャンネルの順で行うことにより、より確実に出力のタイミングが分散され、ピーク電流を抑制できることになる。
【００９２】
なお、上位コントローラからの入力電力指令値（操作量）が、例えば、１００％といった高い値であるときには、結局、出力タイミングは重なることになるのであるが、例えば、拡散炉、ＣＶＤ装置、成形機などの各種の熱処理装置などの温度制御においては、最初の立ち上げ時には、１００％といった高い操作量（入力電力指令値）が必要とされるけれども、目標温度に整定した後は、高くても２０〜３０％程度の操作量（入力電力指令値）となり、この期間が長く継続されるので、本発明によれば、この長い期間において、出力タイミングの重なりを抑制して効果的にピーク電力またはピーク電流を抑制できることになる。
【００９３】
図５は、上述の図１の構成において、電源３を交流電源１４とするとともに、スイッチング素子６0〜６2をトライアック１５0〜１５2とし、上述の所定時間、すなわち、１周期を交流の半サイクルもしくはそれ以上のサイクル周期とした電力制御装置の要部の構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００９４】
また、図６は、この交流の電力制御装置の出力波形を示しており、同図（ａ）〜（ｃ）は、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力波形を示し、同図（ｄ）は、合計の出力波形を示している。この図６においては、各ｃｈ０〜ｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は、上述と同様、すなわち、４０％、６０％、８０％である。
【００９５】
このように交流電源の場合には、１周期を交流の半サイクルもしくはそれ以上のサイクル周期とし、出力量（出力電力指令値）は、オンに対応する１００％またはオフに対応する０％のいずれかである。
【００９６】
以上が先に提案している電力制御装置であり、交流電源の半サイクル以上のサイクル周期でスイッチング制御を行うものである。
【００９７】
本発明の実施の形態では、以上の電力制御装置の基本的構成を前提とし、例えば、交流電源の半サイクル未満の所定時間毎にスイッチング制御を行えるようにしたものである。
【００９８】
図７は、本発明の実施の形態の電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成を示すブロック図であり、図８は、図７の電力制御演算部のブロック図であり、上述の図１、図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００９９】
この実施の形態では、例えば、図９に示されるように、交流の半サイクルよりも短い所定時間毎、すなわち、半サイクルよりも短い周期で高速スイッチングを行うものであり、図１０に示されるように、スイッチング素子６0〜６2として、交流のサイクルの途中でもオン／オフ可能な自己消弧型素子を用いている。なお、図９（ａ）〜（ｃ）各ｃｈの電流波形を示し、図９（ｄ）は合計の電流波形を示している。
【０１００】
このように半サイクルよりも短い周期でスイッチングを行うと、その周期内で電流波形が変化するので、上述のように出力電力指令値（出力量）が、０％または１００％だけでは、入力電力指令値と出力電力指令値との間には、誤差が生じることになる。
【０１０１】
そこで、この実施の形態では、図７に示されるように、負荷の電源電圧を検出する負荷電圧検出部１６を設けるとともに、図８に示されるように、Ｚ-1回路８0〜８2と出力誤差演算部９0〜９2との間に、負荷に供給する電力に応じて、出力電力指令値（出力量）を補正する出力量補正部１７0〜１７2を設けている。
【０１０２】
この出力量補正部１７0〜１７2は、負荷電圧検出部１６で検出した負荷電圧の瞬時値に基づいて、出力電力指令値を補正するものである。
【０１０３】
ここで、負荷がヒータであって、負荷電源に正弦波交流電圧を用いる場合、出力電力は、電圧の二乗に比例し、また、瞬時値が交流の実効値と等しくなる電圧で出力量（出力電力指令値）が１００［％］となるようにすると、上述の先に提案しているサイクル制御装置と同様に、百分率で制御できるので都合がよい。
【０１０４】
そこで、この実施の形態では、１００％の出力電力指令値でオンしたときには、瞬時電圧を検出し、それに基づいて、出力量補正部１７0〜１７2では、補正した出力電力指令値（出力量）を、次式で算出するものである。
【０１０５】
出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)]2×１００[％]
【０１０６】
その他の構成は、上述の図１，図２と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０７】
図１１は、この実施の形態の動作説明に供するフローチャートであり、上述の図３に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１０８】
注目すべきは、出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるときには、１００％の出力電力指令値を出力して出力をオンした（ステップＳＴ８−１）後の処理である。
【０１０９】
図３の上述のサイクル制御装置では、今回出力量（出力電力指令値）を、１００％としていた（ステップＳＴ９）のに対して、この実施の形態では、上述の算出式に従って、今回の出力量（出力電力指令値）を、１００％ではなく、{(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)}2×１００[％]として補正している（ステップＳＴ９’）。
【０１１０】
このように出力をオンしたときには、出力電力指令値１００％ではなく、検出した瞬時電圧に基づいて補正するので、交流電源の半サイクルよりも短い周期でスイッチングを行っても、入力電力指令値と出力電力指令値とを一致させることができる。
【０１１１】
その他の処理は、上述の図３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１１２】
また、図１２は、この交流の電力制御装置の出力波形を示しており、同図（ａ）〜（ｃ）は、各チャンネルｃｈ０〜ｃｈ２の出力波形を示し、同図（ｄ）は、合計の出力波形を示している。この図１２においては、各ｃｈ０〜ｃｈ２の操作量（入力電力指令値）は、上述と同様、すなわち、８０％、６０％、２０％である。なお、この図１２では、負荷容量に対応する上述の係数ｋは、すべて１の場合の例を示している。
【０１１３】
（実施の形態２）
上述の実施の形態では、複数チャンネルの制御について説明したけれども、本発明は、上述の図７、図８に対応する図１３、図１４に示されるように、一つのチャンネルの制御を行うものであってもよく、この場合には、他のチャンネルを考慮して出力タイミングをずらす必要がなく、閾値変更手段１３は不要となる。すなわち、図１４の電力制御演算部５ａ−１は、上述の図８において、一つのチャンネルに対応するサンプル・ホールド部７0、Ｚ-1回路８0、出力誤差演算部９0、出力誤差累積部１０0、ＯＮ／ＯＦＦトリガ回路１１0、比較器１２0および出力量補正部１７0を備えており、比較器１２0の閾値は変更されない構成となっている。
【０１１４】
図１５は、この実施の形態の動作説明に供するフローチャートである。
【０１１５】
先ず初回処理であるか否かを判断し（ステップＳＴ１００）、初回処理であるので、出力誤差累積値を０％とし（ステップＳＴ１０１）、さらに、閾値の初期設定を、例えば、５０％とする（ステップＳＴ１０２）。
【０１１６】
次に、操作量（入力電力指令値）から出力量（出力電力指令値）を減算して出力誤差値を算出する（ステップＳＴ１０３）。この出力誤差値を、それまでの出力誤差累積値に累積する（ステップＳＴ１０４）。
【０１１７】
次に、この出力誤差累積値と閾値とを比較し、閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０５）。出力誤差累積値が、閾値以上であるときには、１００％の出力電力指令値を出力して出力をオンし（ステップＳＴ１０６）、上述の実施の形態１と同様に、今回の出力量（出力電力指令値）を、１００％ではなく、{(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)}2×１００[％]として補正して終了する（ステップＳＴ１０７）。
【０１１８】
また、ステップＳＴ１０５において、出力誤差累積値が閾値以上でないときには、出力をオフして今回の出力量を０％として終了する（ステップＳＴ１０８，１０９）。
【０１１９】
このように１ｃｈの場合でも適用できるものである。
【０１２０】
（その他の実施の形態）
上述の各実施の形態では、交流電源に適用したけれども、本発明は、直流電源に適用してもよく、この場合には、電源電圧の変動に応じて、出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【０１２１】
上述の実施の形態１では、負荷容量に対応する係数ｋ0〜ｋ2を、ヒータ容量に比例させるとともに、ヒータ容量の大きな順番で演算処理したけれども、本発明の他の実施の形態として、負荷容量に対応する係数ｋ0〜ｋ2を、ヒータ容量に比例させるだけで、ヒータ容量の大きな順番で演算処理しないようにしてもよい。この場合であっても、ヒータ容量に比例した閾値の増加量が増えることになり、出力タイミングを分散させる上で有効となる。
【０１２２】
本発明は、増加させた閾値のリセットの周期、閾値およびその増加量も上述の実施の形態に限らないのは勿論である。
【０１２３】
また、本発明の他の実施の形態として、電力制御装置を温度調節器に内蔵させる構成としてもよい。
【０１２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、所定時間を、上述のサイクル制御装置のように交流電源の半サイクル以上のサイクル周期にする必要がなく、出力応答の高速化を図ることができる。また、負荷に実際に供給する電力に応じて、出力電力指令値を補正するので、例えば、直流電源の電圧が変動してもその変動に応じて出力電力指令値を補正することができ、あるいは、交流電源の変化に応じて出力電力指令値を補正することができ、高精度な制御が可能となる。
【０１２５】
さらに、複数チャンネルの電力制御において、各チャンネルの出力タイミングの重なりを抑制できるので、ピーク電流またはピーク電力を抑制して電源容量を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件出願人が先に提案している電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成図である。
【図２】図１の電力制御演算部のブロック図である。
【図３】図１の動作説明に供するフローチャートである。
【図４】図１の出力電流を示す図である。
【図５】交流電源に適用した場合の図１の要部の構成図である。
【図６】図５の電流波形を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電力制御装置を備える温度制御システムの概略構成図である。
【図８】図７の電力制御演算部のブロック図である。
【図９】交流電源の半サイクルよりも短い周期でスイッチングを行う場合の電流波形図である。
【図１０】図７の構成の一例を示す図である。
【図１１】図７の動作説明に供するフローチャートである。
【図１２】図７の電力制御装置の出力波形を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態の概略構成図である。
【図１４】図１３の電力制御演算部のブロック図である。
【図１５】図１３の動作説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
１，１ａ，１ａ−１ 電力制御装置
２ 上位コントローラ
３ 電源
４0〜４2 ヒータ
５，５ａ，５ａ−１ 電力制御演算部
６0〜６2 スイッチング素子
９0〜９2 出力誤差演算部
１０0〜１０2 出力誤差累積部
１２0〜１２2 比較器
１３ 閾値変更部
１４ 交流電源
１６，１６−１ 負荷電圧検出部
１７0〜１７2 出力量補正部
Claims (10)
- 入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から負荷への電力供給ラインに設けられたスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記負荷に供給する電力を制御する電力制御方法であって、
前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算ステップと、
前記演算ステップで演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積ステップと、
前記出力誤差累積ステップで累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する出力ステップと、
前記出力ステップで設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正ステップとを、
所定時間毎に行うことを特徴とする電力制御方法。 - 入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から並列接続される複数の負荷への電力供給ラインに設けられた複数のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記各負荷に個別的に対応する各チャンネル毎に供給する電力を制御する電力制御方法であって、
前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算ステップと、
前記演算ステップで演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積ステップと、
前記出力誤差累積ステップで累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する出力ステップと、
前記出力ステップで設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正ステップとを、
所定時間毎および前記各チャンネル毎に行うものであって、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させる一方、増加させた閾値を前記所定時間を１周期とする制御周期でリセットすることを特徴とする電力制御方法。 - 前記演算ステップは、前記入力電力指令値と前記補正ステップで補正された出力電力指令値との差を前記出力誤差値として演算処理するものである請求項１または２記載の電力制御方法。
- 前記補正ステップでは、前記電源の電圧の瞬時値を計測し、この瞬時値に基づいて、出力電力指令値を、
出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)] 2 ×１００[％]
の式にて補正する請求項１〜３のいずれかに記載の電力制御方法。 - 前記電源が交流電源であって、前記所定時間が、交流の半サイクルよりも短い請求項１〜４のいずれかに記載の電力制御方法。
- 入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から負荷への電力供給ラインに設けられたスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記負荷に供給する電力を制御する電力制御装置であって、
所定時間毎に、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算手段と、
前記所定時間毎に、前記演算手段で演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積手段と、
前記所定時間毎に、前記出力誤差累積手段で累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する比較手段と、
前記所定時間毎に、前記比較手段で設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする電力制御装置。 - 入力電力指令値に基づいて得られる出力電力指令値を用いて、電源から並列接続される複数の負荷への電力供給ラインに設けられた複数のスイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って、前記各負荷に個別的に対応する各チャンネル毎に供給する電力を制御する電力制御装置であって、
所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記入力電力指令値と出力電力指令値との差を出力誤差値として演算処理する演算手段と、
前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記演算手段で演算処理された出力誤差値を累積処理して出力誤差累積値として出力処理する出力誤差累積手段と、
前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記出力誤差累積手段で累積処理された出力誤差累積値と閾値とを比較し、前記出力誤差累積値が前記閾値を上回るときには、ＯＮに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＮ制御する一方、前記出力誤差累積値が前記閾値を下回るときには、ＯＦＦに対応する出力電力指令値を設定して前記スイッチング手段をＯＦＦ制御する比較手段と、
前記所定時間毎および前記各チャンネル毎に、前記比較手段で設定した前記スイッチング手段をＯＮ制御する出力電力指令値を、予め設定された補正式にて補正する補正手段と、
前記所定時間毎に、或るチャンネルの出力電力指令値が出力されたときには、他のチャンネルの前記閾値を増加させる一方、増加させた閾値を前記所定時間を１周期とする制御周期でリセットする閾値変更手段と、
を備えることを特徴とする電力制御装置。 - 前記演算手段は、前記入力電力指令値と前記補正手段で補正された出力電力指令値との差を前記出力誤差値として演算処理する請求項６または７記載の電力制御装置。
- 前記補正手段は、前記電源の電圧の瞬時値を計測し、この瞬時値に基づいて、出力電力指令値を、
出力電力指令値＝[(瞬時電圧)／(負荷電源の正弦波交流電圧の実効値)] 2 ×１００[％]
の式にて補正する請求項６〜８のいずれかに記載の電力制御装置。 - 前記電源が交流電源であって、前記所定時間が、交流の半サイクルよりも短い請求項６〜９のいずれかに記載の電力制御装置。
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