JP7175689B2

JP7175689B2 - measuring instrument

Info

Publication number: JP7175689B2
Application number: JP2018173853A
Authority: JP
Inventors: 裕樹南
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2022-11-21
Anticipated expiration: 2038-09-18
Also published as: JP2020046258A

Description

本開示は、測定器に関する。 The present disclosure relates to meters.

従来、電源が負荷に供給する正の電力量と、負荷から電源に供給される負の電力量とを別々に測定する測定器が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there is known a measuring instrument that separately measures the amount of positive power supplied from a power supply to a load and the amount of negative power supplied from the load to the power supply (see, for example, Patent Document 1).

特開２００９－２８８２１８号公報JP 2009-288218 A

電源と負荷とを含むシステムを改善するために、ユーザが負荷の状態を精度よく把握できることが求められる。 In order to improve the system including the power supply and the load, it is required that the user can accurately grasp the state of the load.

本開示は、ユーザが負荷の状態を精度よく把握できる測定器を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a measuring device that allows a user to accurately grasp the load state.

幾つかの実施形態に係る測定器は、所定期間内に取得した、電源が負荷に対して出力する電流と電圧とに基づいて、前記電源が出力する正の電力量と負の電力量とをそれぞれ分けて算出する電力量算出部と、前記所定期間内に取得した前記負荷に関するパラメータを、正の値と負の値とに分けて算出するパラメータ算出部とを備える。このように、負荷に関するパラメータが正の値と負の値とに分けて積算されることによって、ユーザが負荷の状態を精度よく把握できる。その結果、システムの効率の向上が容易になる。 The measuring device according to some embodiments calculates the amount of positive power and the amount of negative power output by the power supply based on the current and voltage output by the power supply to the load obtained within a predetermined period of time. A power amount calculation unit that calculates separately, and a parameter calculation unit that calculates the parameter related to the load acquired within the predetermined period by dividing it into a positive value and a negative value. In this way, the load-related parameters are divided into positive values and negative values and integrated, so that the user can accurately grasp the state of the load. As a result, it is easier to improve the efficiency of the system.

一実施形態に係る測定器は、前記電力量算出部と前記パラメータ算出部とを同期させる制御部をさらに備え、前記制御部は、前記電力量算出部から、前記正の電力量と前記負の電力量とを取得し、前記パラメータ算出部から、前記正の値の積算値と前記負の値の積算値とを取得し、前記正の電力量と前記正の値の積算値とに基づく負荷効率、及び、前記負の電力量と前記負の値の積算値とに基づく負荷効率のうち、少なくとも一方を算出してよい。このようにすることで、測定器は、負荷効率を精度よく算出できる。その結果、システムの効率の向上が容易になる。 The measuring device according to one embodiment further includes a control unit that synchronizes the power amount calculation unit and the parameter calculation unit, and the control unit receives the positive power amount and the negative power amount from the power amount calculation unit. and an integrated value of the positive value and the integrated value of the negative value from the parameter calculation unit, and a load based on the positive amount of electric power and the integrated value of the positive value. At least one of efficiency and load efficiency based on the integrated value of the negative power amount and the negative value may be calculated. By doing so, the measuring device can accurately calculate the load efficiency. As a result, it is easier to improve the efficiency of the system.

一実施形態に係る測定器において、前記負荷は、モータを含み、前記負荷に関するパラメータは、前記モータのトルクと回転数とを含んでよい。このようにすることで、モータを含むシステムの効率の向上が容易になる。 In the measuring device according to one embodiment, the load may include a motor, and the parameters related to the load may include torque and rotation speed of the motor. By doing so, it becomes easier to improve the efficiency of the system including the motor.

一実施形態に係る測定器において、前記パラメータ算出部は、前記モータのトルクと回転数との積を計算することによって、前記モータの機械出力を算出し、前記モータの機械出力を正の機械出力と負の機械出力とに分けて積算してよい。このようにすることで、モータを含むシステムの効率の向上が容易になる。 In the measuring instrument according to one embodiment, the parameter calculation unit calculates the mechanical output of the motor by calculating the product of the torque and the number of revolutions of the motor, and converts the mechanical output of the motor into a positive mechanical output. and the negative mechanical output may be integrated separately. By doing so, it becomes easier to improve the efficiency of the system including the motor.

一実施形態に係る測定器は、前記電力量算出部における算出結果と、前記パラメータ算出部における算出結果とを表示する表示部をさらに備えてもよい。このようにすることで、ユーザは、パラメータを容易に比較できる。 The measuring device according to one embodiment may further include a display unit that displays a calculation result in the power amount calculation unit and a calculation result in the parameter calculation unit. By doing so, the user can easily compare the parameters.

一実施形態に係る測定器において、前記表示部は、前記電力量算出部における算出結果と、前記パラメータ算出部における算出結果とをそれぞれ同一の時間軸に対応づけたグラフを表示してもよい。このようにすることで、ユーザは、パラメータを容易に比較できる。 In the measuring device according to one embodiment, the display section may display a graph in which the calculation results of the electric energy calculation section and the calculation results of the parameter calculation section are associated with the same time axis. By doing so, the user can easily compare the parameters.

本開示によれば、ユーザが負荷の状態を精度よく把握できる測定器が提供される。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, a measuring instrument is provided that allows a user to accurately grasp the state of a load.

一実施形態に係る測定器の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a measuring instrument concerning one embodiment. 電流・電圧取得部の構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a configuration example of a current/voltage acquisition unit; FIG. 電力量算出部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of an electric energy calculation part. パラメータ取得部の構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a configuration example of a parameter acquisition unit; FIG. パラメータ算出部の構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a configuration example of a parameter calculator; FIG. 表示部及び操作部の構成例を示す図である。3 is a diagram showing a configuration example of a display unit and an operation unit; FIG.

従来、電源２（図１参照）が負荷４（図１参照）に供給する正の電力量と、負荷４から電源２に供給される負の電力量とを別々に測定する装置が知られている。電源２と負荷４とを備えるシステムにおいて、システム全体としての効率を向上させるために、ユーザが負荷４の状態を精度よく把握できることが求められる。また、負荷４の効率が精度よく測定されることが求められる。負荷４の効率は、電源２が負荷４に供給する正の電力量に対する、負荷４が出力するエネルギーの比として算出されてよいし、負荷４に入力されるエネルギーに対する、負荷４から電源２に供給される負の電力量の比として算出されてもよい。 Conventionally, there has been known a device for separately measuring the amount of positive power supplied from the power supply 2 (see FIG. 1) to the load 4 (see FIG. 1) and the amount of negative power supplied from the load 4 to the power supply 2. there is In a system including a power supply 2 and a load 4, it is required that the user can accurately grasp the state of the load 4 in order to improve the efficiency of the system as a whole. Also, it is required that the efficiency of the load 4 can be measured with high accuracy. The efficiency of the load 4 may be calculated as the ratio of the energy output by the load 4 to the amount of positive power supplied to the load 4 by the power supply 2 and the energy input to the load 4 from the load 4 to the power supply 2. It may be calculated as a ratio of the amount of negative power supplied.

例えば負荷４がモータ４ａ（図４参照）を含む場合、負荷４の効率の測定精度を向上させるために、モータ４ａの機械出力の測定精度の向上が求められる。モータ４ａの機械出力は、モータ４ａの回転速度とトルクとの積によって表される。負荷４に関するパラメータは、例えば、モータ４ａの機械出力、回転速度又はトルク等を含む。モータ４ａの回転方向とトルクの方向とが同じ向きである場合における機械出力の極性は、正であるとする。つまり、モータ４ａに対してその回転速度を大きくさせる方向にトルクがかかる場合における機械出力の極性は正である。一方、モータ４ａの回転方向とトルクの方向とが逆向きである場合における機械出力の極性は、負であるとする。つまり、モータ４ａに対してその回転速度を小さくさせる方向にトルクがかかる場合における機械出力の極性は負である。 For example, when the load 4 includes a motor 4a (see FIG. 4), in order to improve the efficiency measurement accuracy of the load 4, it is required to improve the measurement accuracy of the mechanical output of the motor 4a. The mechanical output of the motor 4a is represented by the product of the rotational speed and torque of the motor 4a. Parameters related to the load 4 include, for example, the mechanical output, rotational speed or torque of the motor 4a. Assume that the polarity of the mechanical output is positive when the direction of rotation of the motor 4a and the direction of torque are the same. That is, the polarity of the mechanical output is positive when torque is applied to the motor 4a in a direction to increase its rotational speed. On the other hand, it is assumed that the polarity of the mechanical output is negative when the direction of rotation of the motor 4a is opposite to the direction of the torque. In other words, the polarity of the mechanical output is negative when torque is applied to the motor 4a in the direction of decreasing its rotational speed.

モータ４ａの機械出力の極性が変化する場合において、正の極性の機械出力と負の極性の機械出力とがまとめて積算される場合、正の極性の機械出力と負の極性の機械出力とが相殺（キャンセル）される。この場合、モータ４ａの機械出力があるにもかかわらず、機械出力の積算値がゼロとして算出されることがある。つまり、負荷４が出力するエネルギー又は負荷４に入力されるエネルギーがゼロとして算出されることがある。その結果、実際には負荷４に対してエネルギーが入出力されているにもかかわらず、算出された機械出力の積算値では、エネルギーの入出力がされていないという算出結果となることがある。このように、算出された機械出力の積算値は、実際に負荷４に対して入出力されるエネルギーから乖離することがある。算出された機械出力の積算値が実際に負荷４に対して入出力されるエネルギーから乖離することによって、負荷４の効率の測定精度が低下することがある。以下、これらの課題を解決可能な本開示に係る測定器について説明する。 When the polarity of the mechanical output of the motor 4a changes, when the mechanical output of positive polarity and the mechanical output of negative polarity are integrated together, the mechanical output of positive polarity and the mechanical output of negative polarity are integrated. be canceled (cancelled). In this case, although there is mechanical output from the motor 4a, the integrated value of the mechanical output may be calculated as zero. That is, the energy output by the load 4 or the energy input to the load 4 may be calculated as zero. As a result, even though energy is actually input/output to/from the load 4, the calculated mechanical output integrated value may result in a calculation result that energy is not input/output. In this way, the calculated mechanical output integrated value may deviate from the energy actually input to and output from the load 4 . When the calculated integrated value of the mechanical output deviates from the energy actually input/output to/from the load 4, the accuracy of measuring the efficiency of the load 4 may decrease. A measuring instrument according to the present disclosure that can solve these problems will be described below.

図１に例示されている本開示の一実施形態に係る測定器１は、電源２が供給する正の電力量と負の電力量とをそれぞれ分けて算出しつつ、負荷４に関するパラメータを、正の値と負の値とに分けて積算する。負荷４がモータ４ａ（図４参照）を含む場合、負荷４に関するパラメータは、モータ４ａの機械出力を含む。このような構成を有する測定器１は、負荷４に関するパラメータのうち正の値の積算値を正の電力量に対応づけることができるとともに、負荷４に関するパラメータのうち負の値の積算値を負の電力量に対応づけることができる。このようにすることで、測定器１は、電力量と負荷４に関するパラメータとを精度よく対応づけることができる。その結果、ユーザが負荷４の状態を精度よく把握できる。また、測定器１は、負荷４の効率を精度よく算出できる。ユーザは、負荷４の状態を精度よく把握することによって、負荷４を含むシステムを改善しやすくなる。 A measuring instrument 1 according to an embodiment of the present disclosure illustrated in FIG. The value of , and the negative value are summed separately. If the load 4 includes a motor 4a (see FIG. 4), the parameters for the load 4 include the mechanical output of the motor 4a. The measuring instrument 1 having such a configuration can associate positive integrated values of the parameters related to the load 4 with positive electric energy, and can associate negative integrated values of the parameters related to the load 4 with negative values. can be associated with the electric energy of By doing so, the measuring instrument 1 can accurately associate the power amount with the parameters related to the load 4 . As a result, the user can accurately grasp the state of the load 4 . Moreover, the measuring instrument 1 can accurately calculate the efficiency of the load 4 . The user can easily improve the system including the load 4 by accurately grasping the state of the load 4 .

一実施形態に係る測定器１は、制御部１０と、電流・電圧取得部２０と、電力量算出部３０と、パラメータ取得部４０と、パラメータ算出部５０とを備える。測定器１は、電源２と負荷４とを備えるシステムに接続されている。システムは、インバータ３をさらに備えてよい。電源２が直流電源である場合、インバータ３は、電源２から出力される直流電力を単相又は三相の交流電力に変換する。電源２が交流電源である場合、インバータ３は、電源２から出力される交流電力の電圧を変換したり、電源２から出力される単相の交流電力を三相の交流電力に変換したりする。電流・電圧取得部２０は、電源２とインバータ３との間に接続され、電源２がインバータ３に出力する電流と電圧とを取得する。電流・電圧取得部２０は、インバータ３と負荷４との間に接続されてもよい。電流・電圧取得部２０は、インバータ３が負荷４に出力する電流と電圧とを取得してもよい。電力量算出部３０は、電源２の電流と電圧とに基づいて、正の電力量と負の電力量とを別々に算出する。パラメータ取得部４０は、負荷４に関するパラメータを取得する。パラメータ算出部５０は、負荷４に関するパラメータを積算する。 A measuring instrument 1 according to one embodiment includes a control unit 10 , a current/voltage acquisition unit 20 , a power amount calculation unit 30 , a parameter acquisition unit 40 , and a parameter calculation unit 50 . A meter 1 is connected to a system comprising a power supply 2 and a load 4 . The system may further comprise an inverter 3. When the power supply 2 is a DC power supply, the inverter 3 converts the DC power output from the power supply 2 into single-phase or three-phase AC power. When the power supply 2 is an AC power supply, the inverter 3 converts the voltage of the AC power output from the power supply 2, and converts the single-phase AC power output from the power supply 2 into three-phase AC power. . The current/voltage acquisition unit 20 is connected between the power supply 2 and the inverter 3 and acquires the current and voltage that the power supply 2 outputs to the inverter 3 . The current/voltage acquisition unit 20 may be connected between the inverter 3 and the load 4 . The current/voltage acquisition unit 20 may acquire the current and voltage that the inverter 3 outputs to the load 4 . The power calculation unit 30 separately calculates positive power and negative power based on the current and voltage of the power supply 2 . The parameter acquisition unit 40 acquires parameters related to the load 4 . A parameter calculation unit 50 integrates parameters related to the load 4 .

測定器１は、表示部１２と、操作部１４と、記憶部１６とをさらに備えてよい。測定器１は、制御部１０と他の構成部との間でデータを入出力するためのバス１８をさらに備えてよい。制御部１０は、バス１８を介して、電力量算出部３０及びパラメータ算出部５０それぞれからデータを取得してよい。制御部１０は、バス１８を介して、表示部１２、操作部１４及び記憶部１６それぞれにデータを出力してよいし、表示部１２、操作部１４及び記憶部１６それぞれからデータを取得してよい。 The measuring device 1 may further include a display section 12 , an operation section 14 and a storage section 16 . The measuring instrument 1 may further include a bus 18 for inputting/outputting data between the control section 10 and other components. The control unit 10 may acquire data from each of the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50 via the bus 18 . The control unit 10 may output data to the display unit 12, the operation unit 14, and the storage unit 16 via the bus 18, and acquire data from the display unit 12, the operation unit 14, and the storage unit 16. good.

制御部１０は、各構成部から情報を取得したり、各構成部を制御したりする。制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んでよい。制御部１０は、所定のプログラムを実行することによって、測定器１の種々の機能を実現してよい。 The control unit 10 acquires information from each component and controls each component. The control unit 10 may include a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The control unit 10 may implement various functions of the measuring device 1 by executing a predetermined program.

表示部１２は、制御部１０からの制御情報に基づく内容を表示してよい。表示部１２は、例えば、制御部１０が取得したデータを表示してよいし、制御部１０の演算結果を表示してよい。表示部１２は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ又は無機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスを含んでよいが、これらに限られず、他の表示デバイスを含んでもよい。 The display unit 12 may display content based on control information from the control unit 10 . For example, the display unit 12 may display data acquired by the control unit 10 or may display calculation results of the control unit 10 . The display unit 12 may include a display device such as a liquid crystal display, an organic EL (Electro-Luminescence) display, or an inorganic EL display, but is not limited to these and may include other display devices.

操作部１４は、例えば物理キー、又は、タッチパネル等の入力デバイスを含んでよい。制御部１０は、ユーザが操作部１４に入力した内容に基づいて、測定器１の各構成部を制御してよい。 The operation unit 14 may include an input device such as physical keys or a touch panel. The control section 10 may control each constituent section of the measuring instrument 1 based on the content input to the operation section 14 by the user.

記憶部１６は、測定器１の動作に用いられる各種情報、又は、測定器１の機能を実現するためのプログラム等を格納してよい。記憶部１６は、制御部１０のワークメモリとして機能してよい。記憶部１６は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。 The storage unit 16 may store various information used for the operation of the measuring device 1, programs for realizing the functions of the measuring device 1, and the like. The storage unit 16 may function as a work memory for the control unit 10 . The storage unit 16 may be configured by, for example, a semiconductor memory.

図２に示されるように、電流・電圧取得部２０は、分圧抵抗２１ａ及び２１ｂと、オペアンプ２２と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２３とを備える。分圧抵抗２１ａ及び２１ｂは、電源２とインバータ３とを接続する導線に並列に接続する。オペアンプ２２は、分圧抵抗２１ｂの両端の電圧を所定の倍率で増幅する。オペアンプ２２は、バッファとして機能してもよい。ＡＤＣ２３は、オペアンプ２２が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、端子８１に出力する。ＡＤＣ２３が出力するデジタル信号は、電源２が出力する電圧に対応する信号である。電源２が出力する電圧に対応する信号は、電圧信号ともいう。 As shown in FIG. 2 , the current/voltage acquisition unit 20 includes voltage dividing resistors 21 a and 21 b, an operational amplifier 22 , and an AD converter (ADC) 23 . The voltage dividing resistors 21 a and 21 b are connected in parallel to the conductor connecting the power supply 2 and the inverter 3 . The operational amplifier 22 amplifies the voltage across the voltage dividing resistor 21b by a predetermined magnification. The operational amplifier 22 may function as a buffer. The ADC 23 converts the analog signal output from the operational amplifier 22 into a digital signal and outputs the digital signal to the terminal 81 . The digital signal output by the ADC 23 is a signal corresponding to the voltage output by the power supply 2 . A signal corresponding to the voltage output by the power supply 2 is also called a voltage signal.

電流・電圧取得部２０は、抵抗２５と、オペアンプ２６と、ＡＤＣ２７とを備える。抵抗２５は、電源２とインバータ３とを接続する導線に直列に接続する。オペアンプ２６は、抵抗２５の両端の電圧を所定の倍率で増幅する。オペアンプ２６は、抵抗２５の両端の電圧を所定の倍率で増幅する。オペアンプ２６は、バッファとして機能してもよい。ＡＤＣ２７は、オペアンプ２６が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、端子８２に出力する。ＡＤＣ２７が出力するデジタル信号は、電源２が出力する電流に対応する信号である。電源２が出力する電流に対応する信号は、電流信号ともいう。 The current/voltage acquisition unit 20 includes a resistor 25 , an operational amplifier 26 and an ADC 27 . Resistor 25 is connected in series to a conductor connecting power supply 2 and inverter 3 . The operational amplifier 26 amplifies the voltage across the resistor 25 by a predetermined magnification. The operational amplifier 26 amplifies the voltage across the resistor 25 by a predetermined magnification. Opamp 26 may function as a buffer. The ADC 27 converts the analog signal output from the operational amplifier 26 into a digital signal and outputs the digital signal to the terminal 82 . The digital signal output by the ADC 27 is a signal corresponding to the current output by the power supply 2 . A signal corresponding to the current output by the power supply 2 is also called a current signal.

図３に示されるように、電力量算出部３０は、電力算出部３１と、電力極性判別部３２と、電流極性判別部３３とを備える。電力算出部３１は、端子８１から電圧信号を取得するとともに、端子８２から電流信号を取得する。電力算出部３１は、所定のサンプリングレートで、電圧信号及び電流信号を取得してよい。電力算出部３１は、電圧信号と電流信号とに基づいて電源２が出力する電力を算出し、電源２が出力する電力に対応する信号を出力する。電源２が出力する電力に対応する信号は、電力信号ともいう。電源２が出力する電力は、電源２が出力する電圧と電流との積によって算出される。 As shown in FIG. 3 , the power calculation section 30 includes a power calculation section 31 , a power polarity determination section 32 and a current polarity determination section 33 . The power calculator 31 acquires the voltage signal from the terminal 81 and acquires the current signal from the terminal 82 . The power calculator 31 may acquire the voltage signal and the current signal at a predetermined sampling rate. The power calculator 31 calculates the power output by the power supply 2 based on the voltage signal and the current signal, and outputs a signal corresponding to the power output by the power supply 2 . A signal corresponding to the power output by the power supply 2 is also called a power signal. The power output by the power supply 2 is calculated by multiplying the voltage and the current output by the power supply 2 .

電力極性判別部３２は、電力算出部３１から電力信号を取得する。電力極性判別部３２は、所定のサンプリングレートで、電力信号を取得してよい。電力極性判別部３２は、電力信号に基づいて、電源２が出力する電力の極性を判別する。本実施形態において、電力極性判別部３２は、電源２からインバータ３に出力される電力の極性を正の極性と判別し、インバータ３から電源２に出力される電力の極性を負の極性と判別するとする。他の実施形態において、電力極性判別部３２は、電力の極性を正負逆に判別してもよい。 The power polarity determination section 32 acquires the power signal from the power calculation section 31 . The power polarity determination unit 32 may acquire power signals at a predetermined sampling rate. The power polarity discriminator 32 discriminates the polarity of the power output from the power supply 2 based on the power signal. In this embodiment, the power polarity determination unit 32 determines that the polarity of the power output from the power supply 2 to the inverter 3 is positive, and that the power output from the inverter 3 to the power supply 2 is negative. Suppose. In another embodiment, the power polarity determination unit 32 may determine the polarity of power to be positive or negative.

電流極性判別部３３は、端子８２から電流信号を取得する。電流極性判別部３３は、所定のサンプリングレートで、電流信号を取得してよい。電流極性判別部３３は、電流信号に基づいて、電源２が出力する電流の極性を判別する。本実施形態において、電流極性判別部３３は、電源２からインバータ３に向かって流れる電流の極性を正の極性と判別し、インバータ３から電源２に向かって流れる電流の極性を負の極性と判別するとする。他の実施形態において、電流極性判別部３３は、電流の極性を正負逆に判別してもよい。 The current polarity determination section 33 acquires a current signal from the terminal 82 . The current polarity determination section 33 may acquire current signals at a predetermined sampling rate. The current polarity determination unit 33 determines the polarity of the current output by the power supply 2 based on the current signal. In this embodiment, the current polarity discriminating unit 33 discriminates the polarity of the current flowing from the power source 2 toward the inverter 3 as positive, and discriminates the polarity of the current flowing from the inverter 3 toward the power source 2 as negative. Suppose. In another embodiment, the current polarity determination unit 33 may determine the polarity of the current to be positive or negative.

電力量算出部３０は、正方向電力積算部３４と、負方向電力積算部３５とをさらに備える。正方向電力積算部３４は、所定期間内に、電力極性判別部３２から正の極性を有する電力に対応する信号を取得する。正方向電力積算部３４は、所定期間内に取得した正の極性を有する電力を積算することによって、所定期間内における正の電力量を算出し、バス１８に出力する。正の電力量は、電源２からインバータ３に出力される電力量に対応する。負方向電力積算部３５は、所定期間内に、電力極性判別部３２から負の極性を有する電力に対応する信号を取得する。負方向電力積算部３５は、所定期間内に取得した負の極性を有する電力を積算することによって、所定期間内における負の電力量を算出し、バス１８に出力する。負の電力量は、インバータ３から電源２に出力される電力量に対応する。 The power amount calculator 30 further includes a forward power accumulator 34 and a negative power accumulator 35 . The forward power accumulator 34 acquires a signal corresponding to power having positive polarity from the power polarity discriminator 32 within a predetermined period. The positive power accumulator 34 calculates the amount of positive power within a predetermined period by integrating the power having the positive polarity acquired within the predetermined period, and outputs it to the bus 18 . A positive amount of power corresponds to the amount of power output from the power supply 2 to the inverter 3 . The negative direction power integrating section 35 acquires a signal corresponding to power having a negative polarity from the power polarity determining section 32 within a predetermined period. The negative direction power accumulator 35 calculates the amount of negative power within a predetermined period by integrating the power having the negative polarity acquired within the predetermined period, and outputs it to the bus 18 . A negative amount of power corresponds to the amount of power output from the inverter 3 to the power supply 2 .

電力量算出部３０は、正方向電流積算部３６と、負方向電流積算部３７とをさらに備える。正方向電流積算部３６は、所定期間内に、電流極性判別部３３から正の極性を有する電流に対応する信号を取得する。正方向電流積算部３６は、所定期間内に取得した正の極性を有する電流を積算することによって、所定期間内における正の電荷量を算出し、バス１８に出力する。正の電荷量は、電源２からインバータ３に出力される電荷量に対応する。負方向電流積算部３７は、所定期間内に、電流極性判別部３３から負の極性を有する電流に対応する信号を取得する。負方向電流積算部３７は、所定期間内に取得した負の極性を有する電流を積算することによって、所定期間内における負の電荷量を算出し、バス１８に出力する。負の電荷量は、インバータ３から電源２に出力される電荷量に対応する。 The electric energy calculator 30 further includes a positive current accumulator 36 and a negative current accumulator 37 . The forward current integrating section 36 acquires a signal corresponding to a current having a positive polarity from the current polarity determining section 33 within a predetermined period. The forward current accumulator 36 calculates the amount of positive charge within a predetermined period of time by integrating the positive polarity current acquired within the predetermined period of time, and outputs it to the bus 18 . A positive charge amount corresponds to the charge amount output from the power supply 2 to the inverter 3 . The negative direction current integrating section 37 acquires a signal corresponding to a current having a negative polarity from the current polarity determining section 33 within a predetermined period. The negative direction current integrating section 37 calculates the amount of negative charge within a predetermined period of time by integrating the negative polarity current acquired within the predetermined period of time, and outputs it to the bus 18 . The amount of negative charge corresponds to the amount of charge output from inverter 3 to power supply 2 .

制御部１０は、所定期間内の電圧信号及び電流信号に基づいて算出された正の電力量と負の電力量と正の電流量と負の電流量とを、電力量算出部３０からバス１８を通じて取得する。本実施形態において、データを積算する単位となる所定期間は、アップデートレートと称される。制御部１０は、アップデートレートが開始するタイミング又は終了するタイミングを電力量算出部３０に出力してよい。 The control unit 10 transmits the positive power amount, the negative power amount, the positive current amount, and the negative current amount calculated based on the voltage signal and the current signal within a predetermined period from the power amount calculating unit 30 to the bus 18. obtained through In this embodiment, the predetermined period, which is the unit for accumulating data, is called an update rate. The control unit 10 may output the timing at which the update rate starts or ends to the power amount calculation unit 30 .

電力量算出部３０は、電圧信号、電流信号及び電力信号それぞれの瞬時値を制御部１０に出力してもよい。電力量算出部３０は、電圧信号、電流信号及び電力信号それぞれについて、アップデートレート内で取得した複数の瞬時値を平均化等によって統計的に処理した値を制御部１０に出力してもよい。 The power amount calculator 30 may output the instantaneous values of the voltage signal, the current signal, and the power signal to the controller 10 . The power amount calculation unit 30 may output to the control unit 10 a value obtained by statistically processing a plurality of instantaneous values acquired within the update rate for each of the voltage signal, current signal, and power signal by averaging or the like.

電力量算出部３０は、電流信号及び電圧信号それぞれの瞬時値を、電流・電圧取得部２０から取得する。電力量算出部３０は、瞬時値を逐次取得してよい。電力量算出部３０は、取得した瞬時値をアップデートレート毎のグループに分けてよい。電力量算出部３０は、電流信号及び電圧信号それぞれの瞬時値に基づいて電力の瞬時値を算出し、算出した電力の瞬時値を、アップデートレート毎のグループに分けてよい。電力量算出部３０は、アップデートレート毎に分けた瞬時値のグループについて、平均値を算出したり、実効値を算出したりしてよい。電力量算出部３０は、瞬時値をアップデートレート毎にまとめて取得してもよい。電力量算出部３０は、まとめて取得した瞬時値について、電力の瞬時値を算出したり、平均値を算出したり、実効値を算出したりしてよい。 The power calculation unit 30 acquires the instantaneous values of the current signal and the voltage signal from the current/voltage acquisition unit 20 . The power amount calculator 30 may sequentially acquire the instantaneous values. The power amount calculation unit 30 may divide the acquired instantaneous values into groups for each update rate. The power amount calculation unit 30 may calculate the instantaneous power values based on the instantaneous values of the current signal and the voltage signal, and divide the calculated instantaneous power values into groups for each update rate. The power amount calculation unit 30 may calculate an average value or an effective value for groups of instantaneous values divided for each update rate. The power amount calculation unit 30 may collectively acquire the instantaneous values for each update rate. The power amount calculation unit 30 may calculate an instantaneous value of power, an average value, or an effective value of the collectively obtained instantaneous values.

端子８１及び８２は、便宜上設けられているものであり、省略されてよい。ＡＤＣ２３と電力算出部３１とは端子８１を介さずに接続されてよい。ＡＤＣ２７と電力算出部３１及び電流極性判別部３３とは端子８２を介さずに接続されてよい。 Terminals 81 and 82 are provided for convenience and may be omitted. The ADC 23 and the power calculator 31 may be connected without the terminal 81 interposed. The ADC 27 , the power calculator 31 and the current polarity determiner 33 may be connected without the terminal 82 .

本実施形態において、負荷４は、モータ４ａとモータ負荷４ｂとを含むとする。モータ４ａは、電源２から供給される電力によって、モータ負荷４ｂを駆動できる。モータ４ａは、モータ負荷４ｂからのエネルギー回生によって、電源２に電力を供給できる。 In this embodiment, the load 4 includes a motor 4a and a motor load 4b. The motor 4 a can drive a motor load 4 b with power supplied from the power supply 2 . The motor 4a can supply power to the power supply 2 by regenerating energy from the motor load 4b.

図４に示されるように、パラメータ取得部４０は、分圧抵抗４１ａ及び４１ｂと、オペアンプ４２と、ＡＤＣ４３とを備える。分圧抵抗４１ａ及び４１ｂは、モータ４ａのトルクを検出するトルクセンサ４７に接続されている。トルクセンサ４７は、モータ４ａのトルクに基づく電圧信号を、分圧抵抗４１ａ及び４１ｂに出力する。オペアンプ４２は、分圧抵抗４１ｂの両端の電圧を所定の倍率で増幅する。オペアンプ４２は、バッファとして機能してもよい。ＡＤＣ４３は、オペアンプ４２が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換し、端子８３に出力する。ＡＤＣ４３が出力するデジタル信号は、モータ４ａのトルクに対応する信号である。モータ４ａのトルクに対応する信号は、トルク信号ともいう。 As shown in FIG. 4 , the parameter acquisition unit 40 includes voltage dividing resistors 41 a and 41 b, an operational amplifier 42 and an ADC 43 . The voltage dividing resistors 41a and 41b are connected to a torque sensor 47 that detects the torque of the motor 4a. The torque sensor 47 outputs a voltage signal based on the torque of the motor 4a to the voltage dividing resistors 41a and 41b. The operational amplifier 42 amplifies the voltage across the voltage dividing resistor 41b by a predetermined magnification. The operational amplifier 42 may function as a buffer. The ADC 43 converts the analog signal output by the operational amplifier 42 into a digital signal and outputs the digital signal to the terminal 83 . The digital signal output by the ADC 43 is a signal corresponding to the torque of the motor 4a. A signal corresponding to the torque of the motor 4a is also called a torque signal.

パラメータ取得部４０は、分圧抵抗４４ａ及び４４ｂと、オペアンプ４５と、周波数検出部４６とを備える。分圧抵抗４４ａ及び４４ｂは、モータ４ａの回転数を検出する回転数センサ４８に接続されている。回転数センサ４８は、モータ４ａの回転数に基づく周波数の電圧パルス信号を、分圧抵抗４４ａ及び４４ｂに出力する。回転数センサ４８は、ロータリーエンコーダであってよい。オペアンプ４５は、分圧抵抗４４ｂの両端の電圧を所定の倍率で増幅する。オペアンプ４５は、バッファとして機能してもよい。周波数検出部４６は、オペアンプ４５が出力する電圧パルス信号のパルス数をカウントし、パルス数に基づくデジタル信号を端子８４に出力する。周波数検出部４６が出力するデジタル信号は、モータ４ａの回転数に対応する信号である。モータ４ａの回転数に対応する信号は、回転数信号ともいう。 The parameter acquisition unit 40 includes voltage dividing resistors 44 a and 44 b , an operational amplifier 45 and a frequency detection unit 46 . The voltage dividing resistors 44a and 44b are connected to a rotational speed sensor 48 that detects the rotational speed of the motor 4a. The rotation speed sensor 48 outputs a voltage pulse signal having a frequency based on the rotation speed of the motor 4a to the voltage dividing resistors 44a and 44b. The rotation speed sensor 48 may be a rotary encoder. The operational amplifier 45 amplifies the voltage across the voltage dividing resistor 44b by a predetermined magnification. The operational amplifier 45 may function as a buffer. The frequency detector 46 counts the number of pulses of the voltage pulse signal output from the operational amplifier 45 and outputs a digital signal based on the number of pulses to the terminal 84 . The digital signal output by the frequency detector 46 is a signal corresponding to the rotation speed of the motor 4a. A signal corresponding to the rotation speed of the motor 4a is also called a rotation speed signal.

回転数信号は、モータ４ａの回転方向を表す極性を有する。本実施形態において、モータ４ａの軸が軸周りに時計回りの方向に回転している場合、モータ４ａの回転方向の極性は正の極性であるとする。モータ４ａの軸が軸周りに反時計回りの方向に回転している場合、モータ４ａの回転方向の極性は負の極性であるとする。回転数センサ４８がインクリメンタル方式のロータリーエンコーダである場合、回転数センサ４８が出力するパルス信号は、Ａ相のパルスとＢ相のパルスとを含んでよい。周波数検出部４６は、Ａ相のパルスとＢ相のパルスとの間の位相差に基づいて、モータ４ａの回転方向を判別し、回転数信号に極性を付与してよい。 The rotational speed signal has a polarity that indicates the direction of rotation of the motor 4a. In this embodiment, when the shaft of the motor 4a rotates clockwise around the shaft, the polarity of the direction of rotation of the motor 4a is assumed to be positive. When the shaft of the motor 4a rotates counterclockwise around the shaft, the polarity of the rotating direction of the motor 4a is assumed to be negative. If the rotational speed sensor 48 is an incremental rotary encoder, the pulse signal output by the rotational speed sensor 48 may include A-phase pulses and B-phase pulses. The frequency detection unit 46 may determine the rotation direction of the motor 4a based on the phase difference between the A-phase pulse and the B-phase pulse, and give polarity to the rotation speed signal.

図５に示されるように、パラメータ算出部５０は、機械出力算出部５１と、トルク極性判別部５２と、機械出力極性判別部５３とを備える。機械出力算出部５１は、端子８３からトルク信号を取得するとともに、端子８４から回転数信号を取得する。機械出力算出部５１は、所定のサンプリングレートで、トルク信号及び回転数信号を取得してよい。機械出力算出部５１は、トルク信号と回転数信号とに基づいてモータ４ａの機械出力を算出し、モータ４ａの機械出力に対応する信号を出力する。モータ４ａの機械出力に対応する信号は、機械出力信号ともいう。モータ４ａの機械出力は、モータ４ａのトルクと回転数との積を計算することによって算出される。 As shown in FIG. 5 , the parameter calculator 50 includes a mechanical output calculator 51 , a torque polarity discriminator 52 , and a mechanical output polarity discriminator 53 . The mechanical output calculator 51 acquires the torque signal from the terminal 83 and acquires the rotation speed signal from the terminal 84 . The mechanical output calculator 51 may acquire the torque signal and the rotation speed signal at a predetermined sampling rate. The mechanical output calculator 51 calculates the mechanical output of the motor 4a based on the torque signal and the rotation speed signal, and outputs a signal corresponding to the mechanical output of the motor 4a. A signal corresponding to the mechanical output of the motor 4a is also called a mechanical output signal. The mechanical output of the motor 4a is calculated by calculating the product of the torque and the rotation speed of the motor 4a.

トルク極性判別部５２は、端子８３からトルク信号を取得する。トルク極性判別部５２は、所定のサンプリングレートで、トルク信号を取得してよい。トルク極性判別部５２は、トルク信号に基づいて、モータ４ａのトルクの極性を判別する。本実施形態において、トルク極性判別部５２は、モータ４ａの軸に対して時計回りの方向にかかるトルクの極性を正の極性と判別し、モータ４ａの軸に対して反時計回りの方向にかかるトルクの極性を負の極性と判別するとする。他の実施形態において、トルク極性判別部５２は、トルクの極性を正負逆に判別してもよい。 Torque polarity determination unit 52 acquires a torque signal from terminal 83 . The torque polarity determination section 52 may acquire the torque signal at a predetermined sampling rate. The torque polarity discriminator 52 discriminates the polarity of the torque of the motor 4a based on the torque signal. In this embodiment, the torque polarity discriminating unit 52 discriminates the polarity of the torque applied in the clockwise direction with respect to the shaft of the motor 4a as positive polarity, and the polarity of the torque applied in the counterclockwise direction with respect to the shaft of the motor 4a. Assume that the polarity of the torque is determined to be negative. In another embodiment, the torque polarity determination section 52 may determine the polarity of torque to be positive or negative.

機械出力極性判別部５３は、機械出力算出部５１から機械出力信号を取得する。機械出力極性判別部５３は、所定のサンプリングレートで、機械出力信号を取得してよい。機械出力極性判別部５３は、機械出力信号に基づいて、モータ４ａの機械出力の極性を判別する。本実施形態において、機械出力極性判別部５３は、モータ４ａのトルクの極性と回転数の極性とが一致する場合における機械出力の極性を正の極性と判別するとする。つまり、機械出力極性判別部５３は、モータ４ａのトルクの方向と回転方向とが同じ方向である場合における機械出力の極性を正の極性と判別するとする。機械出力極性判別部５３は、モータ４ａのトルクの極性と回転数の極性とが一致しない場合における機械出力の極性を負の極性と判別するとする。つまり、機械出力極性判別部５３は、モータ４ａのトルクの方向と回転方向とが反対方向である場合における機械出力の極性を負の極性と判別するとする。他の実施形態において、機械出力極性判別部５３は、機械出力の極性を正負逆に判別してもよい。 The mechanical output polarity determination section 53 acquires the mechanical output signal from the mechanical output calculation section 51 . The mechanical output polarity discriminator 53 may acquire mechanical output signals at a predetermined sampling rate. The mechanical output polarity discriminator 53 discriminates the polarity of the mechanical output of the motor 4a based on the mechanical output signal. In the present embodiment, the mechanical output polarity determination unit 53 determines that the polarity of the mechanical output is positive when the polarity of the torque of the motor 4a matches the polarity of the rotation speed. In other words, the mechanical output polarity determination unit 53 determines that the polarity of the mechanical output is positive when the direction of torque and the direction of rotation of the motor 4a are the same. The mechanical output polarity determination unit 53 determines that the polarity of the mechanical output is negative when the polarity of the torque of the motor 4a and the polarity of the rotation speed do not match. In other words, the mechanical output polarity determination unit 53 determines that the polarity of the mechanical output is negative when the direction of torque and the direction of rotation of the motor 4a are opposite to each other. In another embodiment, the mechanical output polarity determination unit 53 may determine the polarity of the mechanical output to be positive or negative.

パラメータ算出部５０は、正方向トルク積算部５４と、負方向トルク積算部５５とをさらに備える。正方向トルク積算部５４は、所定期間内に、トルク極性判別部５２から正の極性を有するトルクに対応する信号を取得する。正方向トルク積算部５４は、所定期間内に取得した正の極性を有するトルクを積算することによって、所定期間内における正のトルクの積算値を算出し、バス１８に出力する。負方向トルク積算部５５は、所定期間内に、トルク極性判別部５２から負の極性を有するトルクに対応する信号を取得する。負方向トルク積算部５５は、所定期間内に取得した負の極性を有するトルクを積算することによって、所定期間内における負のトルクの積算値を算出し、バス１８に出力する。 The parameter calculator 50 further includes a positive torque accumulator 54 and a negative torque accumulator 55 . The positive direction torque accumulator 54 acquires a signal corresponding to torque having a positive polarity from the torque polarity discriminator 52 within a predetermined period. The positive direction torque accumulating unit 54 calculates an integrated value of positive torque within a predetermined period by accumulating torque having a positive polarity acquired within a predetermined period, and outputs it to the bus 18 . The negative direction torque integrating section 55 acquires a signal corresponding to torque having a negative polarity from the torque polarity determining section 52 within a predetermined period. The negative direction torque accumulating unit 55 calculates an integrated value of negative torque within a predetermined period by accumulating negative torque acquired within a predetermined period, and outputs it to the bus 18 .

パラメータ算出部５０は、正方向出力積算部５６と、負方向出力積算部５７とをさらに備える。正方向出力積算部５６は、所定期間内に、機械出力極性判別部５３から正の極性を有する機械出力に対応する信号を取得する。正方向出力積算部５６は、所定期間内に取得した正の極性を有する機械出力を積算することによって、所定期間内における正の仕事を算出し、バス１８に出力する。正の仕事は、モータ４ａからモータ負荷４ｂに伝達するエネルギーに対応する。負方向出力積算部５７は、所定期間内に、機械出力極性判別部５３から負の極性を有する機械出力に対応する信号を取得する。負方向出力積算部５７は、所定期間内に取得した負の極性を有する機械出力を積算することによって、所定期間内における負の仕事を算出し、バス１８に出力する。負の仕事は、モータ負荷４ｂからモータ４ａに伝達するエネルギーに対応する。 The parameter calculation section 50 further includes a positive direction output integration section 56 and a negative direction output integration section 57 . The positive direction output accumulator 56 acquires a signal corresponding to the positive mechanical output from the mechanical output polarity discriminator 53 within a predetermined period. The positive direction output accumulator 56 calculates positive work within a predetermined period of time by accumulating positive mechanical outputs obtained within the predetermined period of time, and outputs the result to the bus 18 . Positive work corresponds to energy transferred from the motor 4a to the motor load 4b. The negative direction output integrating section 57 acquires a signal corresponding to mechanical output having a negative polarity from the mechanical output polarity determining section 53 within a predetermined period. The negative direction output integrating section 57 calculates negative work within a predetermined period of time by integrating mechanical outputs having a negative polarity obtained within a predetermined period of time, and outputs the result to the bus 18 . Negative work corresponds to energy transferred from the motor load 4b to the motor 4a.

制御部１０は、所定期間内のトルク信号及び回転数信号に基づいて算出された正のトルクの積算値と負のトルクの積算値と正の仕事と負の仕事とを、パラメータ算出部５０からバス１８を通じて取得する。 The control unit 10 receives from the parameter calculation unit 50 the positive torque integrated value, the negative torque integrated value, the positive work, and the negative work calculated based on the torque signal and the rotation speed signal within a predetermined period. obtained through bus 18;

パラメータ算出部５０においてデータを積算する所定期間は、電力量算出部３０におけるアップデートレートと同一であるとする。制御部１０は、アップデートレートが開始するタイミング又は終了するタイミングを電力量算出部３０とパラメータ算出部５０とに出力してよい。このようにすることで、電力量算出部３０及びパラメータ算出部５０それぞれが積算結果を出力するタイミングが同期する。仮に、電力量算出部３０及びパラメータ算出部５０それぞれにおけるアップデートレートが異なっている場合でも、電力量算出部３０及びパラメータ算出部５０はそれぞれ、積算結果を出力するタイミングを同期させるとする。電力量算出部３０とパラメータ算出部５０とが同期することによって、パラメータが時間軸で比較されやすくなる。 It is assumed that the predetermined period during which data is accumulated in the parameter calculator 50 is the same as the update rate in the power amount calculator 30 . The control unit 10 may output the timing at which the update rate starts or ends to the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50 . By doing so, the timings at which the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50 each output the integration results are synchronized. Even if the update rates of the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50 are different, the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50 synchronize the output timings of the integration results. By synchronizing the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50, the parameters can be easily compared on the time axis.

パラメータ算出部５０は、トルク信号、回転数信号及び機械出力信号それぞれの瞬時値を制御部１０に出力してもよい。パラメータ算出部５０は、トルク信号、回転数信号及び機械出力信号それぞれについて、アップデートレート内で取得した複数の瞬時値を平均化等によって統計的に処理した値を制御部１０に出力してもよい。 The parameter calculator 50 may output the instantaneous values of each of the torque signal, the rotation speed signal, and the mechanical output signal to the controller 10 . The parameter calculation unit 50 may output to the control unit 10 a value obtained by statistically processing a plurality of instantaneous values acquired within the update rate by averaging or the like for each of the torque signal, rotation speed signal, and mechanical output signal. .

パラメータ算出部５０は、トルク信号及び回転数信号それぞれの瞬時値を、パラメータ取得部４０から取得する。パラメータ算出部５０は、瞬時値を逐次取得してよい。パラメータ算出部５０は、取得した瞬時値をアップデートレート毎のグループに分けてよい。パラメータ算出部５０は、トルク信号及び回転数信号それぞれの瞬時値に基づいて機械出力の瞬時値を算出し、算出した機械出力の瞬時値を、アップデートレート毎のグループに分けてよい。パラメータ算出部５０は、アップデートレート毎に分けた瞬時値のグループについて、平均値を算出したり、実効値を算出したりしてよい。パラメータ算出部５０は、瞬時値をアップデートレート毎にまとめて取得してもよい。パラメータ算出部５０は、まとめて取得した瞬時値について、機械出力の瞬時値を算出したり、平均値を算出したり、実効値を算出したりしてよい。 The parameter calculator 50 acquires the instantaneous values of the torque signal and the rotation speed signal from the parameter acquirer 40 . The parameter calculator 50 may sequentially acquire instantaneous values. The parameter calculator 50 may divide the acquired instantaneous values into groups for each update rate. The parameter calculator 50 may calculate the instantaneous value of the mechanical output based on the instantaneous values of the torque signal and the rotation speed signal, and divide the calculated instantaneous values of the mechanical output into groups for each update rate. The parameter calculator 50 may calculate an average value or an effective value for groups of instantaneous values divided for each update rate. The parameter calculator 50 may collectively acquire the instantaneous values for each update rate. The parameter calculator 50 may calculate the instantaneous value of the mechanical output, the average value, or the effective value of the collectively obtained instantaneous values.

端子８３及び８４は便宜上設けられているものであり、省略されてよい。ＡＤＣ４３と機械出力算出部５１及びトルク極性判別部５２とは端子８３を介さずに接続されてよい。周波数検出部４６と機械出力算出部５１とは端子８４を介さずに接続されてよい。 Terminals 83 and 84 are provided for convenience and may be omitted. The ADC 43 , the mechanical output calculator 51 and the torque polarity determiner 52 may be connected without the terminal 83 . The frequency detection section 46 and the mechanical output calculation section 51 may be connected without the terminal 84 interposed therebetween.

制御部１０は、アップデートレート毎に取得したデータに基づいて、モータ４ａの効率を算出する。制御部１０は、正の電力量と正の機械出力の積算値とに基づくモータ４ａの効率（負荷効率）を算出してよい。正の電力量と正の機械出力の積算値とに基づくモータ４ａの効率は、モータ４ａの駆動効率ともいえる。制御部１０は、負の電力量と負の機械出力の積算値とに基づくモータ４ａの効率（負荷効率）を算出してよい。負の電力量と負の機械出力の積算値とに基づくモータ４ａの効率は、モータ４ａの回生効率ともいえる。正のパラメータ同士又は負のパラメータ同士でモータ４ａの効率が算出されることによって、正のパラメータと負のパラメータとがまとめて積算される場合と比較して、制御部１０は、モータ４ａの効率を精度よく算出できる。その結果、ユーザがシステムの効率を把握しやすくなるとともに、システムを改善しやすくなる。電力量算出部３０及びパラメータ算出部５０それぞれから同期してデータを取得することによって、制御部１０は、モータ４ａの効率を精度よく算出できる。 The control unit 10 calculates the efficiency of the motor 4a based on the data acquired for each update rate. The control unit 10 may calculate the efficiency (load efficiency) of the motor 4a based on the positive power amount and the positive mechanical output integrated value. The efficiency of the motor 4a based on the positive electric energy and the integrated value of the positive mechanical output can also be said to be the drive efficiency of the motor 4a. The control unit 10 may calculate the efficiency (load efficiency) of the motor 4a based on the integrated value of the negative electric energy and the negative mechanical output. The efficiency of the motor 4a based on the integrated value of the negative electric energy and the negative mechanical output can also be said to be the regenerative efficiency of the motor 4a. By calculating the efficiency of the motor 4a between positive parameters or between negative parameters, the control unit 10 can increase the efficiency of the motor 4a compared to the case where the positive parameter and the negative parameter are integrated collectively. can be calculated with high accuracy. As a result, it becomes easier for the user to grasp the efficiency of the system and to improve the system. By synchronously obtaining data from the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50, the control unit 10 can accurately calculate the efficiency of the motor 4a.

以上説明してきたように、本実施形態に係る測定器１によれば、負荷４に関するパラメータが正の値と負の値とに分けて積算されることによって、ユーザが負荷４の状態を精度よく把握できる。また、測定器１は、負荷効率を精度よく算出できる。その結果、ユーザがシステムの効率を把握しやすくなる。ユーザは、システムの効率を把握することによって、インバータ３及びモータ４ａを含むシステムの効率を向上しやすくなる。 As described above, according to the measuring instrument 1 according to the present embodiment, the parameters related to the load 4 are divided into positive values and negative values and integrated, so that the user can accurately determine the state of the load 4. I can grasp it. In addition, the measuring instrument 1 can accurately calculate the load efficiency. As a result, it becomes easier for the user to grasp the efficiency of the system. By grasping the efficiency of the system, the user can easily improve the efficiency of the system including the inverter 3 and the motor 4a.

制御部１０は、アップデートレート毎に取得したデータをさらに積算してよい。制御部１０は、正のパラメータと負のパラメータとを分けて積算する。このようにすることで、制御部１０は、正のパラメータと負のパラメータとが互いにキャンセルされることなく、アップデートレートよりも長い期間における積算値を算出できる。その結果、ユーザが正のパラメータの変化と負のパラメータの変化とを別々に把握できる。 The control unit 10 may further integrate the data acquired for each update rate. The control unit 10 integrates the positive parameter and the negative parameter separately. By doing so, the control unit 10 can calculate the integrated value in a period longer than the update rate without canceling each other between the positive parameter and the negative parameter. As a result, the user can separately grasp changes in positive parameters and changes in negative parameters.

制御部１０は、電力量算出部３０及びパラメータ算出部５０それぞれから取得した値に基づくグラフ又は数値を、表示部１２に表示させてよい。図６に例示されるように、表示部１２は、第１表示領域１２ａと、第２表示領域１２ｂとを有してよい。表示部１２は、第１表示領域１２ａに数値データを表示し、第２表示領域１２ｂにグラフを表示してよい。グラフの横軸は、時間であってよい。グラフの縦軸は、電力量算出部３０及びパラメータ算出部５０それぞれから取得した値であってよい。表示部１２がグラフを表示することによって、ユーザは、各パラメータのトレンドを確認しやすい。制御部１０は、各パラメータに係る数値又はグラフを同期して表示部１２に表示してよい。各パラメータの表示が同期することによって、ユーザは各パラメータを時間軸で比較しやすい。 The control unit 10 may cause the display unit 12 to display graphs or numerical values based on the values obtained from the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50 respectively. As illustrated in FIG. 6, the display section 12 may have a first display area 12a and a second display area 12b. The display unit 12 may display numerical data in the first display area 12a and display graphs in the second display area 12b. The horizontal axis of the graph may be time. The vertical axis of the graph may be values obtained from the power amount calculation unit 30 and the parameter calculation unit 50 respectively. By displaying the graph on the display unit 12, the user can easily check the trend of each parameter. The control unit 10 may synchronously display numerical values or graphs related to each parameter on the display unit 12 . By synchronizing the display of each parameter, the user can easily compare each parameter on the time axis.

表示部１２は、第２表示領域１２ｂに、正の電力量のグラフと正の仕事のグラフとを、グラフの時間軸が一致するように並べて表示してよい。言い換えれば、表示部１２は、第２表示領域１２ｂに、正の電力量と正の仕事とをそれぞれ同一の時間軸に対応づけたグラフを表示してよい。このようにすることで、ユーザは、電源２が出力する正の電力量とモータ４ａがモータ負荷４ｂに対してする正の仕事とを比較しやすい。表示部１２は、第２表示領域１２ｂに、負の電力量のグラフと負の仕事のグラフとを並べて表示してもよい。このようにすることで、ユーザは、電源２に入力される負の電力量とモータ負荷４ｂがモータ４ａに対してする負の仕事とを比較しやすい。 The display unit 12 may display the graph of the positive electric energy and the graph of the positive work side by side in the second display area 12b so that the time axes of the graphs match. In other words, the display unit 12 may display, in the second display area 12b, a graph in which the positive electric energy and the positive work are associated with the same time axis. By doing so, the user can easily compare the amount of positive power output by the power supply 2 and the positive work done by the motor 4a on the motor load 4b. The display unit 12 may display the graph of negative power consumption and the graph of negative work side by side in the second display area 12b. By doing so, the user can easily compare the amount of negative power input to the power supply 2 and the negative work that the motor load 4b does to the motor 4a.

表示部１２は、第２表示領域１２ｂに、正の電力のグラフと正の機械出力のグラフとを並べて表示してよい。このようにすることで、ユーザは、電源２が出力する正の電力とモータ４ａからモータ負荷４ｂに対して出力される正の機械出力とを比較しやすい。表示部１２は、第２表示領域１２ｂに、負の電力のグラフと負の機械出力のグラフとを並べて表示してよい。このようにすることで、ユーザは、電源２に入力される負の電力とモータ負荷４ｂからモータ４ａに対して入力される負の機械出力とを比較しやすい。 The display unit 12 may display a positive power graph and a positive mechanical output graph side by side in the second display area 12b. By doing so, the user can easily compare the positive electric power output by the power supply 2 and the positive mechanical output output from the motor 4a to the motor load 4b. The display unit 12 may display a negative power graph and a negative mechanical output graph side by side in the second display area 12b. By doing so, the user can easily compare the negative electric power input to the power supply 2 and the negative mechanical output input from the motor load 4b to the motor 4a.

図６に例示されるように、操作部１４は、方向を表すキー、又は、特定の機能の実行に対応づけられたキー等を有してよい。制御部１０は、操作部１４からのユーザ入力に基づいて、表示部１２に表示するパラメータの種類、又は、グラフのスケール等を決定してよい。制御部１０は、操作部１４からのユーザ入力に基づいて、アップデートレートを変更してよい。制御部１０は、操作部１４からのユーザ入力に基づいて、データの積算を開始したり終了したりしてよい。 As illustrated in FIG. 6, the operation unit 14 may have keys representing directions, keys associated with execution of specific functions, or the like. The control unit 10 may determine the type of parameters to be displayed on the display unit 12, the scale of the graph, or the like, based on user input from the operation unit 14. FIG. The control unit 10 may change the update rate based on user input from the operation unit 14 . The control unit 10 may start or end data accumulation based on user input from the operation unit 14 .

制御部１０は、取得したデータを記憶部１６に格納してよい。制御部１０は、取得した瞬時値を記憶部１６に格納してよい。制御部１０は、取得した積算値を記憶部１６に格納してよい。 The control unit 10 may store the acquired data in the storage unit 16 . The control unit 10 may store the acquired instantaneous value in the storage unit 16 . The control unit 10 may store the acquired integrated value in the storage unit 16 .

電源２とモータ４ａ及びモータ負荷４ｂとを含むシステムは、モータ４ａが電源２から供給される電力によってモータ負荷４ｂを駆動する状態と、モータ４ａがエネルギー回生して電源２に電力を供給する状態とが繰り返されるテストモードで動作してよい。測定器１は、システムから、モータ４ａがモータ負荷４ｂを駆動する状態において正のパラメータを取得し、モータ４ａがエネルギー回生する状態において負のパラメータを取得する。測定器１は、正のパラメータと負のパラメータとをそれぞれ分けて積算する。このようにすることで、測定器１は、正のパラメータとして取得した正の電力量と正の機械出力の積算値との関係、及び、負のパラメータとして取得した負の電力量と負の機械出力の積算値との関係それぞれを分けて算出できる。その結果、測定器１がモータ４ａの効率を精度よく算出できるとともに、ユーザが電力量と機械出力の積算値とを比較しやすい。 A system including a power source 2, a motor 4a, and a motor load 4b has two states: a state in which the motor 4a drives the motor load 4b with power supplied from the power source 2, and a state in which the motor 4a regenerates energy and supplies power to the power source 2. may be operated in a test mode in which The measuring device 1 obtains positive parameters from the system when the motor 4a drives the motor load 4b, and obtains negative parameters when the motor 4a regenerates energy. The measuring device 1 separately integrates the positive parameter and the negative parameter. By doing so, the measuring device 1 can determine the relationship between the positive power amount and the positive mechanical output integrated value obtained as the positive parameter, and the negative power amount and the negative mechanical power obtained as the negative parameter. The relationship with the integrated value of the output can be calculated separately. As a result, the measuring instrument 1 can accurately calculate the efficiency of the motor 4a, and the user can easily compare the integrated value of the electric energy and the mechanical output.

測定器１は、インバータ３からモータ４ａに出力される電流と電圧とをさらに取得し、インバータ３からモータ４ａに出力される電力量を算出してよい。この場合、測定器１は、電源２からインバータ３に入力される電力に対するインバータ３からモータ４ａに出力される電力の比を、インバータ３の効率として算出できる。測定器１は、インバータ３からモータ４ａに出力される電力量を、正の電力量と負の電力量とに分けて算出してよい。測定器１がインバータ３から電流と電圧とを取得しない場合、測定器１は、電源２に対するモータ４ａの効率を、インバータ３の効率を含むものとして算出できる。 The measuring device 1 may further acquire the current and voltage output from the inverter 3 to the motor 4a and calculate the amount of electric power output from the inverter 3 to the motor 4a. In this case, the measuring instrument 1 can calculate the ratio of the power output from the inverter 3 to the motor 4 a to the power input from the power supply 2 to the inverter 3 as the efficiency of the inverter 3 . The measuring device 1 may calculate the amount of power output from the inverter 3 to the motor 4a by dividing it into a positive amount of power and a negative amount of power. If the meter 1 does not obtain the current and voltage from the inverter 3 , the meter 1 can calculate the efficiency of the motor 4 a with respect to the power supply 2 as including the efficiency of the inverter 3 .

モータ４ａは、車両の動力として用いられてよいし、コンプレッサの動力として用いられてよい。つまり、モータ負荷４ｂは、車両の駆動機構であってよいし、コンプレッサであってよい。モータ４ａは、種々の機器の動力として用いられてよい。モータ負荷４ｂは、種々の機器であってよい。 The motor 4a may be used as power for the vehicle, or may be used as power for the compressor. That is, the motor load 4b may be a vehicle drive mechanism or a compressor. The motor 4a may be used as power for various devices. The motor load 4b may be various devices.

他の実施形態として、負荷４は蓄熱デバイスを含んでよい。蓄熱デバイスは、温度差に基づくエネルギーを蓄積してよい。蓄熱デバイスは、蓄熱材を含む。蓄熱材は、例えば、水又はパラフィン等の潜熱蓄熱材（相変化蓄熱材）を含んでよい。蓄熱デバイスは、電力等のエネルギーの入力に基づいて、蓄熱材の温度を低下させたり、上昇させたり、相変化させたりすることによってエネルギーを蓄積してよい。電力を温度差に変換するために、ペルチェ素子等が用いられてよい。蓄熱デバイスは、蓄熱材の温度と常温との温度差を電力等のエネルギーに変換することによって、蓄積されているエネルギーを出力してよい。温度差を電力に変換するために、ゼーベック素子等が用いられてよい。負荷４が蓄熱デバイスを含む場合、負荷４に関するパラメータは、蓄熱材の温度、蓄熱材の状態（固相又は液相等の状態）、又は蓄熱材の蓄熱量等を含む。測定器１は、蓄熱材の温度を熱電対等によって電圧として取得してよい。測定器１は、蓄熱するために入力される電力及び蓄熱デバイスから出力される電力それぞれと、取得した電圧とを対応づけてよい。 In other embodiments, load 4 may include a heat storage device. Thermal storage devices may store energy based on temperature differences. A heat storage device includes a heat storage material. The heat storage material may include, for example, a latent heat storage material (phase change heat storage material) such as water or paraffin. A heat storage device may store energy by lowering, raising, or phase-changing the temperature of a heat storage material based on an input of energy such as electric power. A Peltier element or the like may be used to convert electrical power into a temperature difference. The heat storage device may output stored energy by converting the temperature difference between the temperature of the heat storage material and normal temperature into energy such as electric power. A Seebeck device or the like may be used to convert the temperature difference into electrical power. When the load 4 includes a heat storage device, parameters related to the load 4 include the temperature of the heat storage material, the state of the heat storage material (state such as solid phase or liquid phase), or the amount of heat stored in the heat storage material. The measuring device 1 may acquire the temperature of the heat storage material as a voltage using a thermocouple or the like. The measuring instrument 1 may associate each of the power input for heat storage and the power output from the heat storage device with the acquired voltage.

蓄熱デバイスに電力等のエネルギーが入力されることによって蓄えられる蓄熱エネルギーの極性は、正の極性であるとする。蓄熱デバイスから電力等のエネルギーとして出力される蓄熱エネルギーの極性は、負の極性であるとする。負荷４が蓄熱デバイスを含み、入力される電力に基づいて蓄熱エネルギーを蓄積する場合、測定器１は、正の蓄熱エネルギーと負の蓄熱エネルギーとを分けて算出することによって、負荷４の効率を精度よく算出できる。 It is assumed that the polarity of heat storage energy stored by inputting energy such as electric power to the heat storage device is positive. It is assumed that the polarity of the stored heat energy output as energy such as electric power from the heat storage device is negative. If the load 4 includes a heat storage device and stores heat energy based on the input power, the measuring instrument 1 calculates the efficiency of the load 4 by separately calculating the positive heat energy and the negative heat energy. It can be calculated with high accuracy.

他の実施形態として、負荷４は、揚水発電設備を含んでよい。揚水発電設備は、貯水池又は貯水槽における水位差に基づく位置エネルギーを蓄積してよい。この場合負荷４に関するパラメータは、貯水池又は貯水槽の水位等を含む。揚水発電設備は、水位差を増大させるためのポンプを備えてよい。揚水発電設備は、貯水池又は貯水槽から放流する水のエネルギーによって発電する発電機を備えてよい。測定器１は、貯水池又は貯水槽の水位の情報を水位センサ等によって電圧として取得してよい。測定器１は、水位差を増大させるためにポンプに入力される電力及び放流される水のエネルギーを利用して発電機で発電された電力それぞれと、取得した電圧とを対応づけてよい。 As another embodiment, the load 4 may include a pumped hydroelectric power plant. A pumped storage power plant may store potential energy based on a water level difference in a reservoir or reservoir. In this case, the parameters relating to the load 4 include the water level of the reservoir or water tank. A pumped storage power plant may comprise a pump for increasing the water level difference. A pumped storage power plant may comprise a generator that generates electricity from the energy of water discharged from a reservoir or water tank. The measuring instrument 1 may acquire information on the water level of the reservoir or the water tank as a voltage using a water level sensor or the like. The measuring device 1 may associate the acquired voltage with the power generated by the generator using the power input to the pump and the energy of the discharged water to increase the water level difference.

水位が上がることによって蓄えられる位置エネルギーは、正の極性であるとする。水位が下がることによって放出される位置エネルギーは、負の極性であるとする。負荷４が揚水発電設備を含む場合であっても、測定器１は、正の位置エネルギーと負の位置エネルギーとを分けて算出することによって、負荷４の効率を精度よく算出できる。 The potential energy stored by rising water levels is assumed to be of positive polarity. The potential energy released by the water level falling is assumed to be of negative polarity. Even if the load 4 includes pumped-storage power generation equipment, the measuring instrument 1 can accurately calculate the efficiency of the load 4 by separately calculating the positive potential energy and the negative potential energy.

以上、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。 As described above, the embodiments according to the present disclosure have been described with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure. included.

１測定器
２電源
３インバータ
４負荷
４ａモータ
４ｂモータ負荷
１０制御部
１２表示部
１２ａ、１２ｂ第１表示領域、第２表示領域
１４操作部
１６記憶部
１８バス
２０電流・電圧取得部
２１ａ、２１ｂ分圧抵抗
２５抵抗
２２、２６オペアンプ
２３、２７ＡＤコンバータ
３０電力量算出部
３１電力算出部
３２電力極性判別部
３３電流極性判別部
３４正方向電力積算部
３５負方向電力積算部
３６正方向電流積算部
３７負方向電流積算部
４０パラメータ取得部
４１ａ、４１ｂ、４４ａ、４４ｂ分圧抵抗
４２、４５オペアンプ
４３ＡＤコンバータ
４６周波数検出部
４７トルクセンサ
４８回転数センサ
５０パラメータ算出部
５１機械出力算出部
５２トルク極性判別部
５３機械出力極性判別部
５４正方向トルク積算部
５５負方向トルク積算部
５６正方向出力積算部
５７負方向出力積算部
８１、８２、８３、８４端子 Reference Signs List 1 measuring instrument 2 power supply 3 inverter 4 load 4a motor 4b motor load 10 control unit 12 display unit 12a, 12b first display area, second display area 14 operation unit 16 storage unit 18 bus 20 current/voltage acquisition unit 21a, 21b Piezoresistor 25 resistors 22, 26 operational amplifiers 23, 27 AD converter 30 power amount calculator 31 power calculator 32 power polarity discriminator 33 current polarity discriminator 34 positive direction power integrator 35 negative direction power integrator 36 positive direction current integrator 37 negative direction current integration unit 40 parameter acquisition unit 41a, 41b, 44a, 44b voltage dividing resistors 42, 45 operational amplifier 43 AD converter 46 frequency detection unit 47 torque sensor 48 rotation speed sensor 50 parameter calculation unit 51 mechanical output calculation unit 52 torque polarity Determination section 53 Mechanical output polarity determination section 54 Positive direction torque integration section 55 Negative direction torque integration section 56 Positive direction output integration section 57 Negative direction output integration section 81, 82, 83, 84 Terminal

Claims

a power amount calculation unit that separately calculates a positive amount of power and a negative amount of power output by the power supply based on the current and voltage that the power supply outputs to the load, which are obtained within a predetermined period;
a parameter calculation unit that calculates the parameters related to the load acquired within the predetermined period by dividing them into positive values and negative values ;
a control unit that synchronizes the power amount calculation unit and the parameter calculation unit;
with
The control unit
obtaining the positive power amount and the negative power amount from the power amount calculation unit;
obtaining the integrated value of the positive value and the integrated value of the negative value from the parameter calculation unit;
A measuring device that calculates at least one of load efficiency based on the positive power amount and the integrated value of the positive value, or load efficiency based on the negative power amount and the integrated value of the negative value . .

a power amount calculation unit that separately calculates a positive amount of power and a negative amount of power output by the power supply based on the current and voltage that the power supply outputs to the load, which are obtained within a predetermined period;
a parameter calculation unit that calculates the parameters related to the load acquired within the predetermined period by dividing them into positive values and negative values;
with
the load includes a motor;
The parameters related to the load include torque and rotation speed of the motor,
The parameter calculation unit calculates the mechanical output of the motor by calculating the product of the torque and the number of revolutions of the motor, and divides the mechanical output of the motor into a positive mechanical output and a negative mechanical output. A measuring instrument that integrates .

3. The measuring instrument according to claim 1, further comprising a display section for displaying a calculation result in said power amount calculation section and a calculation result in said parameter calculation section.

4. The measuring instrument according to claim 3 , wherein said display unit displays a graph in which the calculation result in said power amount calculation unit and the calculation result in said parameter calculation unit are associated with the same time axis.