TW201710925A - 消耗電能推定裝置 - Google Patents

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荒川丈昌
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三菱電機股份有限公司
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Abstract

本發明的消耗電能推定裝置係推定具備馬達、藉由馬達驅動的機械、及驅動馬達的放大器之產業用機械的消耗電能，具備：動作模式資訊取得部11；動態資訊取得部12；電路資訊取得部13，係取得放大器資訊及馬達資訊；及消耗電能算出部14，係根據動作模式資訊、動態資訊、放大器資訊、馬達資訊及母線電壓模擬值，歷經規定時間執行：算出馬達及再生電阻器各者的消耗功率，並且根據所算出的各消耗功率算出產業用機械的消耗功率之處理；及根據所算出的馬達及再生電阻器各者的消耗功率與所算出的產業用機械的消耗功率，更新母線電壓之處理；並累計所算出的產業用機械的消耗功率而算出產業用機械的消耗電能。

Description

消耗電能推定裝置
本發明係有關不需使產業用機械動作即可推定消耗功率的消耗電能推定裝置。
就各種產業用機械的驅動源而言，係使用以伺服馬達(servomotor)為首的電動機。就產業用機械的運轉成本(running costs)而言，馬達(motor)及驅動馬達之用的放大器(amplifier)所花費的電費常常佔了一大部分。
基本上，電費係相應於消耗電能亦即累計用電量而產生，消耗電能愈小，電費愈便宜。在調查令機械動作時所需的消耗電能時，可想得到實際製造機械並且裝上馬達和放大器等零件，然後設置功率計，以功率計實測令機械動作時的功率，藉此調查消耗電能的作法。然而，實際製造機械需花費成本(cost)及工數。此外，還需設置功率計進行量測的作業。此外，每當構成發生變更時，例如變更機械的零件，為了算出正確的消耗電能，每次變更時，便需重新進行量測的作業。為了消除如上述的作業，下述之專利文獻1係揭示藉由模擬(simulation)來推定消耗功 率。
在下述之專利文獻1記載的發明中，係從動作程式(program)算出各軸馬達的作功量、各軸馬達的發熱量、各軸放大器的發熱量、控制裝置的輸出電能，而算出單位時間的消耗功率。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本國特開2011-5623號公報
然而，在前述專利文獻1並未揭示算出消耗電能的技術。在使用專利文獻1記載的方法算出消耗電能時，可想得到算出單位時間的消耗功率，接著累計消耗功率而算出消耗電能的作法。然而，在以再生電阻器令所產生的剩餘再生電力消耗掉的放大器中，再生電力並不一定全由再生電阻器消耗掉，因此以上述的方法係有無法算出正確的消耗電能之問題。
本發明乃係鑒於上述情事而研創，目的在於獲得能夠高精度地推定消耗電能之消耗電能推定裝置。
為了解決上述課題並達成目的，本發明係一種消耗電能推定裝置，係推定具備馬達、藉由馬達驅動的機械、及驅動馬達的放大器之產業用機械的消耗電能， 該消耗電能推定裝置係具備：動作模式資訊取得部，係取得表示機械或馬達的動作模式(pattern)之動作模式資訊；及動態(dynamics)資訊取得部，係取得規定機械及馬達的動態之動態資訊。此外，該消耗電能推定裝置係具備電路資訊取得部，係取得放大器資訊及馬達資訊，該放大器資訊係構成為含有構成放大器的整流器的電阻值、平滑電容器(capacitor)的電容值、再生電阻器的電阻值，該馬達資訊係構成為含有馬達的繞組電阻值。此外，該消耗電能推定裝置係具備消耗電能算出部，係根據動作模式資訊、動態資訊、放大器資訊、馬達資訊及模擬被施加至平滑電容器的電壓亦即母線電壓之母線電壓模擬值，經規定時間執行：算出馬達及再生電阻器各者的消耗功率，並且根據該所算出的各消耗功率算出產業用機械的消耗功率之處理；及根據所算出的馬達及再生電阻器各者的消耗功率與所算出的產業用機械的消耗功率，更新母線電壓之處理；並累計在該規定時間中算出的產業用機械的消耗功率而算出產業用機械的消耗電能。
本發明的消耗電能推定裝置係達到能夠高精度地推定產業用機械的消耗電能之效果。
11‧‧‧動作模式資訊取得部
12‧‧‧動態資訊取得部
13‧‧‧電路資訊取得部
14‧‧‧消耗電能算出部
15‧‧‧結果輸出部
30‧‧‧系統匯流排
31‧‧‧處理器
32‧‧‧記憶體
33‧‧‧輸入輸出介面
100、300、500‧‧‧機械
101、301、501‧‧‧馬達
102、302、502‧‧‧聯結器
103、303、503‧‧‧滾珠螺桿
104、304、504‧‧‧載台
105、305、505‧‧‧編碼器
106、106a‧‧‧指令產生部
107、307、507‧‧‧電流
108、308、508‧‧‧檢測信號
109、309、509‧‧‧動作模式信號
120‧‧‧交流電源
121‧‧‧交流電壓
200、200a、400、600‧‧‧放大器
201‧‧‧整流器
202‧‧‧平滑電容器
203‧‧‧再生電阻器
204‧‧‧再生電晶體
205、255‧‧‧反向器
210‧‧‧母線電壓
211、261‧‧‧電壓指令
220、260‧‧‧伺服控制部
S1至S13、S13a、S21至S34、S43、S46、S47、S61、S64至S69、S73至S79‧‧‧步驟
第1圖係顯示實施形態1的消耗電能推定裝置的構成例之圖。
第2圖係顯示實現實施形態1的消耗電能推定裝置之用的硬體(hardware)構成例之圖。
第3圖係顯示實施形態1的消耗電能推定裝置求取消耗電能之對象的產業用機械的構成例之圖。
第4圖係顯示實施形態1的消耗電能推定裝置的消耗電能推定動作的一例之流程圖(flow chart)。
第5圖係顯示實施形態1的消耗電能推定裝置取得的動作模式資訊所示的動作模式的一例之圖。
第6圖係顯示實施形態2的消耗電能推定裝置求取消耗電能之對象的產業用機械的構成例之圖。
第7圖係顯示實施形態2的消耗電能推定裝置的消耗電能推定動作的一例之流程圖。
第8圖係顯示實施形態2的消耗電能推定裝置取得的動作模式資訊所示的動作模式的一例之圖。
第9圖係顯示實施形態3的消耗電能推定裝置求取消耗電能之對象的產業用機械的構成例之圖。
第10圖係顯示實施形態3的消耗電能推定裝置的消耗電能推定動作的一例之流程圖。
第11圖係顯示實施形態4的消耗電能推定裝置的消耗電能推定動作的一例之流程圖。
第12圖係顯示實施形態4的消耗電能推定裝置取得的動作模式資訊所示的動作模式的一例之圖。
第13圖係顯示實施形態4的消耗電能推定裝置取得的動作模式資訊所示的動作模式的一例之圖。
第14圖係顯示實施形態4的消耗電能推定裝置取得的動作模式資訊所示的動作模式的一例之圖。
第15圖係顯示實施形態4的消耗電能推定裝置的消耗電能推定結果的一例之圖。
第16圖係顯示實施形態4的消耗電能推定裝置的消耗電能推定結果的一例之圖。
第17圖係顯示實施形態5的消耗電能推定裝置的動作的一例之流程圖。
第18圖係顯示實施形態5的消耗電能推定裝置的消耗電能推定結果的一例之圖。
第19圖係顯示實施形態5的消耗電能推定裝置的消耗電能推定結果的一例之圖。
以下，根據圖式詳細說明本發明實施形態的消耗電能推定裝置。另外，本發明並不受下述實施形態所限定。
實施形態1.
第1圖係顯示本發明實施形態1的消耗電能推定裝置的構成例之圖。消耗電能推定裝置係構成為具備：動作模式資訊取得部11，係取得表示藉由馬達驅動的機械或馬達的動作模式之動作模式資訊；動態資訊取得部12，係取得規定馬達及藉由馬達驅動的機械等的動態之資訊，該動態係以運動方程式為代表；電路資訊取得部13，係取得後述 的放大器資訊及馬達資訊；消耗電能算出部14，係算出馬達及藉由馬達驅動的機械按照預定的動作模式動作時的消耗電能；及結果輸出部15，係將消耗電能算出部14算出的消耗電能的資訊輸出至外部。第1圖所示的消耗電能推定裝置係從外部取得屬於模擬對象的產業用機械相關的各種資訊，根據所取得的資訊，推定產業用機械的消耗電能。動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12及電路資訊取得部13係在由使用者等設定消耗電能推定裝置進行消耗電能的模擬所需的資訊時使用。另外，針對構成消耗電能推定裝置的動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12、電路資訊取得部13、消耗電能算出部14及結果輸出部15的詳細動作，係參照流程圖另外說明。
此處，以動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12及電路資訊取得部13設定的各資訊係發送至消耗電能算出部14。
從電路資訊取得部13發送至消耗電能算出部14的放大器資訊係構成為含有：構成令馬達驅動的放大器之再生電阻器的電阻值、平滑電容器的電容值等資訊。此外，馬達資訊係構成為含有馬達的繞組電阻值、轉矩(torque)常數等資訊。
消耗電能算出部14係使用利用動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12及電路資訊取得部13而從外部設定的資訊，亦即使用從動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12及電路資訊取得部13的各者接收到的 資訊，算出消耗電能。
結果輸出部15係將以消耗電能算出部14算出的消耗電能的資訊以文字資訊、圖表資訊等形式，顯示至省略圖示的顯示裝置等顯示部，藉此輸出至外部。此外，結果輸出部15亦可構成為將消耗電能的資訊印在紙上而輸出，亦可構成為記錄至硬碟(hard disk)、記憶卡(memory card)等記憶媒體。結果輸出部15亦可構成為以複數種方法輸出模擬結果即消耗電能的資訊，例如進行顯示至顯示部及記錄至記憶媒體兩者。
構成消耗電能推定裝置的動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12、電路資訊取得部13、消耗電能算出部14及結果輸出部15係能夠藉由在個人電腦(personal computer)上執行安裝有各部之處理的軟體(software)來實現，但實現方法並不此為限。亦可構成為在網路伺服器(web server)上進行上述各部之處理，透過網路瀏覽器(web browser)進行各種資訊的設定及處理結果的顯示。此外，亦能夠以第2圖所示構成的硬體來實現消耗電能推定裝置。
第2圖係顯示實現消耗電能推定裝置之用的硬體構成例之圖。消耗電能推定裝置係能夠藉由CPU(Central Processing Unit；中央處理器)、系統大型積體電路(System Large Scale Integration)等處理器(processor)31、以RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)等構成的記憶體(memory)32、 及輸入輸出介面(interface)33來實現。處理器31、記憶體32及輸入輸出介面33係連接至系統匯流排(system bus)30。
動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12及電路資訊取得部13，係在記憶體32儲存有與各者對應的程式，藉由處理器31執行儲存在記憶體32的程式來實現。該些動作模式資訊取得部11、動態資訊取得部12及電路資訊取得部13係經由輸入輸出介面33而從外部取得消耗電能算出部14計算消耗電能的模擬值時使用的各資訊。
消耗電能算出部14係在記憶體32儲存有對應的程式，藉由處理器31執行儲存在記憶體32的程式來實現。設定給消耗電能算出部14的各種資訊係儲存在記憶體32的規定區域。
結果輸出部15係在記憶體32儲存有對應的程式，藉由處理器31執行儲存在記憶體32的程式來實現。結果輸出部15係經由輸入輸出介面33將消耗電能算出部14所算出的消耗電能輸出至外部。
第3圖係顯示實施形態1的消耗電能推定裝置藉由模擬求取消耗電能之對象的產業用機械的構成例之圖。第3圖所示的產業用機械係構成為具備：藉由馬達驅動的機械、馬達、及放大器。在本實施形態中，係針對以第3圖所示構成的產業用機械為對象，由消耗電能推定裝置藉由模擬求取使用馬達進行定位動作時的消耗電能的情形之例進行說明。在第3圖中係顯示產業用機械為定位控 制裝置的情形之例。在第3圖所示的產業用機械中，馬達101係透過聯結器(coupling)102而耦接至滾珠螺桿(ball screw)103。滾珠螺桿103係將馬達101產生的旋轉運動轉換為平移運動。馬達101透過聯結器102使滾珠螺桿103旋轉，藉此，進行安裝在滾珠螺桿103的載台(table)104的定位。在第3圖中，機械係由聯結器102、滾珠螺桿103及載台104構成。以下，為了說明上的方便，將聯結器102、滾珠螺桿103及載台104合稱為機械100。在馬達101係安裝有編碼器(encoder)105，該編碼器105係輸出表示馬達101的轉子的位置、轉速等檢測結果之檢測信號108。指令產生部106係產生表示馬達101或機械100的動作模式之動作模式信號109，並輸出給使馬達101驅動的放大器200。動作模式信號109係構成為含有位置指令值、速度指令值等。此處的位置指令值係例如為表示屬於可動部分的載台104於某一時間的位置之資訊，速度指令值係例如為表示載台104於某一時間的移動速度之資訊。放大器200係以使檢測信號108追隨動作模式信號109之方式，亦即使檢測信號108所表示的馬達101及機械100的動作追隨動作模式信號109所表示的動作之方式，供給電流107至馬達101。
放大器200係將供給自交流電源120的交流電壓121進行電力轉換而輸出電流107。放大器200係具備：整流器201，係由二極體(diode)等構成，將交流電壓121進行整流；平滑電容器202，係將經整流器201整流後 的電壓平滑化；再生電阻器203，係在剩餘再生電力產生而母線電壓210達規定值時消耗再生電力；再生電晶體(transistor)204，係當母線電壓210達規定值時成為導通(ON)狀態，以再生電阻器203消耗掉蓄積在平滑電容器202的電力；反向器(inverter)205，係產生供給至馬達101的電流107；及伺服(servo)控制部220，係根據輸入自指令產生部106的動作模式信號109，產生給予反向器205的電壓指令211。
在放大器200產生供給至馬達101的電流107的情形中，首先，以二極體等構成的整流器201將供給自交流電源120的交流電壓121進行半波整流，接著，平滑電容器202將經整流器201半波整流的電壓平滑化而轉換成為母線電壓210的直流電壓。伺服控制部220係以使輸入自編碼器105的檢測信號108追隨輸入自指令產生部106的動作模式信號109之方式，進行PID(Proportional Integral Derivative；比例積分微分)控制等回授(feedback)控制，算出電壓指令211。反向器205係對母線電壓210進行PWM(Pulse Width Modulation；脈波寬度調變)運算等，以電壓指令211施加至馬達101之方式進行電力轉換，藉此，供給電流107至馬達101。
就放大器200的具體例而言，係例如由具備消耗再生電力之用的再生電阻器及令再生電力以再生電阻器消耗掉之用的電路之伺服放大器(servo amplifier)、以及汎用反向器(inverter，有時亦稱變頻器)所構成的放大器 等。另外，具備令再生電力以再生電阻器消耗掉之用的電路之放大器係具有價格比具備在再生電力產生時將再生電力回收回電源的電源再生轉換器(converter)之放大器便宜的特徵。
第4圖係顯示實施形態1的消耗電能推定裝置的消耗電能推定動作，亦即消耗電能推定裝置進行模擬而推定產業用機械的消耗電能的動作的一例之流程圖。
消耗電能推定裝置係在進行模擬而推定消耗電能時，首先從外部取得動作模式資訊(步驟(step)S1)。具體而言，動作模式資訊取得部11從外部取得定位動作時的移動量、速度、加速時間、減速時間、定位動作間的等待時間即停留(dwell)時間等各種資訊作為規定動作模式的資訊即動作模式資訊，並發送給消耗電能算出部14。消耗電能算出部14係當從動作模式資訊取得部11接收到動作模式資訊，便將所收到的動作模式資訊保有起來。
消耗電能算出部14係能夠根據從動作模式資訊取得部11收到的動作模式資訊，唯一地定義馬達101所應進行動作的指令信號。消耗電能算出部14係當馬達所應進行動作的指令信號被定義時，便能夠定義機械100或馬達101對應於時間t的位置指令X*(t)和速度指令V*(r)。另外，在步驟S1亦同時將進行模擬的時間Tsim從動作模式資訊取得部11輸入至消耗電能算出部14。消耗電能算出部14係藉由模擬算出時間0至時間Tsim之間馬達101、機械100等按照步驟S1設定的動作模式動作時的消耗電 能，詳情將於後文中說明。
在步驟S1取得的動作模式資訊所表示的動作模式係例如為第5圖所示的速度模式。在第5圖中，橫軸係代表模擬時間Tsim，該模擬時間Tsim係表示自動作開始起的經過時間。此外，縱軸係代表速度，亦即載台104的移動速度。速度模式的梯形及三角形的面積相當於進行定位動作時的載台104的移動量。如第5圖所示，動作模式係並非僅以單一定位動作構成，而可為在複數個定位動作之間，隔著等待時間即停留時間而順序(sequence)性地定位的動作模式。當然，亦可採用單一定位動作來構成動作模式。第5圖所示的動作模式係藉由三個定位動作及插入在該些定位動作之間的停留時間構成。另外，動作模式資訊並不限於上述者，只要唯一地定義機械100或馬達101的動作模式，便沒有限制。
接著，消耗電能推定裝置係取得動態資訊(步驟S2)。具體而言，動態資訊取得部12從外部取得規定馬達101及機械100的動態之資訊即動態資訊，並發送給消耗電能算出部14。消耗電能算出部14係當從動態資訊取得部12收到動態資訊，便將所收到的動態資訊保有起來。
例如，在以第3圖所示的產業用機械進行模擬的情形中，動態資訊取得部12係取得馬達101的旋轉動作所伴隨的機械100的可動慣量(inertia)、馬達101的旋轉動作所伴隨的摩擦的資訊等作為動態資訊。所謂的機械 100的可動慣量，係指伴隨馬達101的旋轉而運轉之部分的慣量的合計值J，在第3圖所示的產業用機械中，係相當於馬達101、聯結器102、滾珠螺桿103及載台104各者的慣量的合計值。此外，就馬達101的旋轉動作所伴隨的摩擦的資訊而言，係可想得到在朝阻礙馬達101的旋轉動作之方向，以一定的轉矩作用的庫侖(coulomb)摩擦轉矩c、及比例於馬達101的速度而變大的黏性摩擦轉矩的比例係數即黏性摩擦轉矩係數d等。消耗電能算出部14係能夠根據動態資訊，將機械100及馬達101的動態亦即以下式(1)表示的運動方程式，唯一地定義。
J．a=τ-c-d．v…(1)
在上式(1)中，a為馬達101的加速度、τ為馬達101的轉矩、v為馬達101的速度。
另外，當例如載台104為沿上下方向動作之構成時，因受有重力的影響，故亦可輸入重力的資訊作為動態資訊，在第3圖所示的產業用機械中，因載台104為沿水平方向動作，故不屬於此情形。此外，關於動態資訊取得部12從外部取得並發送至消耗電能算出部14的資訊之例並不限於上述。只要為規定馬達101及機械100的動態之資訊，便沒有限制。
接著，消耗電能推定裝置係取得放大器資訊及馬達資訊(步驟S3)。具體而言，電路資訊取得部13係從外部取得放大器相關的各常數資訊，更詳言之，係取 得平滑電容器202的電容器電容值C、再生電阻器203的電阻值Rreg、再生電晶體204成為ON的電壓值Von、整流器201的電阻值Rcnv、交流電源120的電壓峰值Vs及交流電源120的電源頻率ω作為放大器資訊，並發送給消耗電能算出部14。此外，電路資訊取得部13係從外部取得馬達101的繞組電阻值R及表示在馬達101中單位電流產生何種程度的轉矩之轉矩常數Kt作為馬達資訊，並發送給消耗電能算出部14。此時，電路資訊取得部13係一併取得表示消耗電能推定裝置以何種程度的時間寬度進行模擬之取樣(sample)時間Ts，並發送給消耗電能算出部14。取樣時間Ts係設定為微小的值，就取樣時間Ts的較佳具體例而言，可舉出1μs(0.000001s)至10ms(0.01s)左右。消耗電能算出部14係當從電路資訊取得部13收到放大器資訊、馬達資訊及取樣時間Ts時，便將所收到的各資訊保有起來。消耗電能算出部14係在每經過取樣時間Ts時，便算出產業用機械的消耗電能模擬值，詳情將於後文中說明。
另外，上述步驟S1至S3的執行順序亦可調換。
接著，消耗電能推定裝置係對消耗電能的算出處理中使用的變數設定初始值(步驟S4)。具體而言，消耗電能算出部14係設定j=0、t=0、E[j]=0、Vdc[j]=Vs。此處，變數j係表示矩陣的索引(index)。t係表示時間，亦即表示自馬達101、機械100及放大器200開始進行前述步驟S1所取得的動作模式資訊表示的動作起的經過時 間。E[j]係表示在時間t=j．Ts時，藉由模擬而算出的第3圖所示產業用機械的消耗電能的模擬值，Vdc[j]係表示在時間t=j．Ts時，藉由模擬而算出的母線電壓模擬值。另外，本步驟S4及後述的步驟S5至步驟S12，係由消耗電能算出部14執行的處理。消耗電能算出部14係例如在執行步驟S1至S3而完成動作模式資訊、動態資訊、放大器資訊及馬達資訊的接收時，再執行步驟S4及後續的處理。消耗電能算出部14亦可在透過第1圖中省略記載的操作部而從使用者處接收到開始進行消耗電能算出處理的指示時，再執行步驟S4及後續的處理。
消耗電能算出部14係在執行步驟S4而進行變數的初始化後，接著，將索引j遞增(increment)1，並且使表示時間的參數(parameter)t增加達取樣時間Ts的量。亦即，令j=j+1，並且令t=t+Ts(步驟S5)。
接著，消耗電能算出部14係使用步驟S1至S3所取得的各資訊，算出速度模擬值V、轉矩模擬值τ及電流模擬值I，作為在時間t時的馬達101的速度的模擬值及轉矩的模擬值、在時間t時流至馬達101的電流的模擬值(步驟S6)。具體而言，當步驟S1所取得的動作模式資訊代表速度指令模式時，消耗電能算出部14係令時間t時的速度模擬值V為V=V*(t)。此外，對速度指令V*(t)進行微分，藉此一併算出在時間t時的加速度模擬值A。此外，當步驟S1所取得的動作模式資訊代表位置指令模式時，係對位置指令X*(t)進行微分，藉此算出時間t時的速 度模擬值V，並對所算出的速度模擬值V再進一步進行微分，藉此算出時間t時的加速度模擬值A。
此外，消耗電能算出部14係使用藉由在步驟S2所取得的動態資訊而定義的前述式(1)的運動方程式、以及上述所算出的速度模擬值V及加速度模擬值A，算出轉矩模擬值τ。在以第3圖所示構成的產業用機械為對象進行模擬的情形中，消耗電能算出部14係依下式(2)算出轉矩模擬值τ。
τ=J．A+c+d．V…(2)
此外，消耗電能算出部14亦一併算出流至馬達101的電流模擬值I。電流模擬值I係使用上述所算出的轉矩模擬值τ及馬達的轉矩常數Kt，以I=τ/Kt算出。
另外，在本實施形態中，在算出電流模擬值I時雖係舉使用馬達的轉矩常數Kt之例，但並不以此為限。轉矩常數與感應電壓常數一般而言會是相同值，故亦可使用感應電壓常數取代轉矩常數來從轉矩模擬值算出電流模擬值。此外，若模擬使用的是感應馬達而非伺服馬達時，只要為能夠從轉矩模擬值τ算出電流模擬值I的資訊，例如表示轉矩與電流之關係的表或以函數進行記憶等，則任何方法皆可。
接著，消耗電能算出部14係算出時間t=j．Ts時的馬達101的輸出W及損失L，算出馬達101每單位時間消耗的功率的模擬值即每單位時間的消耗功率模擬值 P[j](步驟S7)。具體而言，首先，消耗電能算出部14係使用前述的速度模擬值V及馬達的轉矩模擬值τ，依下式(3)算出馬達101的輸出W。
W=V．τ…(3)
另外，馬達輸出W的算出方法並不限於上述。例如亦可為進一步輸入馬達101的電感(inductance)值的資訊，在馬達101的電阻值及電感值的基礎上，算出施加至馬達101的電壓的模擬值，藉由將電壓的模擬值與電流的模擬值相乘來算出輸出W。此外，以上述算出方法及上式(3)算出的輸出係不論馬達101為三相馬達、二相馬達皆同樣能夠適用。
接著，消耗電能算出部14係使用前述的電流模擬值I及馬達101的繞組電阻值R，依下式(4)算出損失L。
L=R．I^2…(4)
另外，在式(4)中係例示算出依存於電流值之平方的銅損作為損失L，但算出的損失並不限於銅損。就其他例而言，亦可算出依存於速度及電流值的鐵損作為損失L。在算出鐵損的情形中，係使用電流模擬值I及速度模擬值V。用於算出鐵損的諸係數係在前述的步驟S3取得。此外，消耗電能算出部14亦可算出鐵損及銅損兩者，將兩者合計起來作為損失L。此外，亦可不只計算銅 損、鐵損等與馬達相關的損失，還計算與反向器205相關的損失，納入損失L。
消耗電能算出部14係在算出馬達101的輸出W及損失L後，依下式(5)算出時間t=j．Ts時的單位時間的消耗功率模擬值P[j]。
P[j]=W+L…(5)
以上為步驟S7的處理。
接著，消耗電能算出部14係算出在時間t=j．Ts時，單位時間中再生電阻器203消耗掉的功率的模擬值即功率模擬值Preg[j](步驟S8)。在此步驟S8，消耗電能算出部14係一邊利用母線電壓模擬值Vdc[j-1]來判定是否有通電至再生電阻器203一邊算出。具體而言，係依下式(6)算出Preg[j]。
Vdc[j-1]≧Von時Preg[j]=Vdc[i-1]^2/Rreg Vdc[j-1]<Von時Preg[j]=0…(6)
接著，消耗電能算出部14係算出在時間t=j．Ts時，整流器201每單位時間輸出的功率的模擬值即單位時間的整流器201的輸出功率模擬值Pcnv[j](步驟S9)。在此步驟S9，消耗電能算出部14係根據母線電壓模擬值Vdc[j-1]與整流器201的輸出電壓模擬值Vcnv之比較結果，算出輸出功率模擬值Pcnv[j]。具體而言，係依下式(7) 算出Pcnv[j]。
Vdc[j-1]≦Vcnv Pcnv[j]=(Vcnv-Vdc[j-1])^2/Rcnv Vdc[j-1]>Vcnv Pcnv[j]=0…(7)
此處，整流器201的輸出電壓模擬值Vcnv係依下式(8)算出。
Vcnv=Vs．max(Vs．sin(ω．t),Vs．sin(ω．t-120°),Vs．(ω．t-240°))…(8)
式中，max(α,β,γ)係輸出α、β、γ當中的最大值之函數。
接著，消耗電能算出部14係更新母線電壓210的模擬值即母線電壓模擬值Vdc[j](步驟S10)。具體而言，消耗電能算出部14係使用前一取樣時間的母線電壓值模擬值Vdc[j-1]、步驟S7算出的單位時間的消耗功率模擬值P[j]、步驟S8算出的單位時間再生電阻器203消耗掉的功率模擬值Preg[j]、步驟S9算出的單位時間的整流器201的輸出功率模擬值Pcnv[j]、平滑電容器202的電容值C及取樣時間Ts，依下式(9)更新母線電壓模擬值Vdc[j]。
Vdc[j]=Vdc[j-1]+Ts/(C．Vdc[j-1])．(-P[j]-Preg[j]+Pcnv[j])…(9)
接著，消耗電能算出部14係算出產業用機械的消耗電能的模擬值即消耗電能模擬值E[j](步驟S11)。具體而言，消耗電能算出部14係使用前一取樣時間 的消耗電能模擬值E[j-1]、單位時間的整流器201的輸出功率模擬值Pcnv[j]、及取樣時間Ts，依下式(10)算出消耗電能模擬值E[j]。下式(10)所示的處理係相當於累計單位時間的整流器201的輸出功率模擬值Pcnv[j]之處理。
E[j]=E[j-1]+Pcnv[j]．Ts…(10)
接著，消耗電能算出部14係判定表示時間的參數t是否比模擬結束時間Tsim小(步驟S12)。當t比Tsim小時(步驟S12：是)，消耗電能算出部14係返回步驟S5，再次執行前述步驟S5至S11的處理。此外，當t為Tsim以上時(步驟S12：否)，消耗電能算出部14係結束消耗功率模擬值的算出處理，亦即結束前述步驟S5至S11的反覆進行。此外，結果輸出部15係對第1圖中省略記載的顯示器(display)等顯示部顯示以消耗電能算出部14算出的消耗電能模擬值(步驟S13)。就結果輸出部15將消耗功率模擬值顯示在顯示部的動作而言，係可想得到將消耗電能模擬值E[j]的時間推移以圖表顯示、將一連串的動作結束的時間t=Tend時的消耗電能模擬值作為一連串的動作模式所需的消耗電能予以顯示等，但並不限於上述。結果輸出部15亦可構成為不僅顯示消耗電能模擬值的時間推移，還與動作模式建立關聯而顯示至顯示部。此外，結果輸出部15亦可構成為在步驟S13進行以文字資訊顯示、將消耗電能模擬值的圖表印在紙上、將消耗電能模擬值的資訊印在紙上、將消耗電能模擬值的資訊記憶至記錄媒體等 處理。此外，在採用以網路伺服器實施算出消耗電能模擬值的處理之構成的情形中，結果輸出部15亦可構成為透過網際網路(internet)等通訊線路將消耗電能算出部14所算出的消耗電能模擬值的資訊發送至用戶端電腦(client computer)(網路瀏覽器)而顯示在用戶端電腦。
如上述，消耗電能推定裝置係按照第4圖的流程圖，藉由模擬算出馬達101的消耗電能及連接至馬達101的機械100的消耗電能，並且將所算出的消耗電能予以顯示等而輸出至外部。藉此，消耗電能推定裝置的使用者係不需花費令機械100、馬達101等實際動作的作業和時間即能夠掌握構成產業用機械的機械100及馬達101按照預定的動作模式動作時的消耗電能。
接著，說明本實施形態的效果，具體而言，係說明藉由按照第4圖的流程圖算出消耗電能模擬值能夠正確地模擬消耗電能的理由。以消耗電能推定裝置係以第3圖所示的產業用機械為對象算出消耗功率模擬值時的情形為例進行說明。
馬達的動作係分為馬達消耗能量(energy)而作功的動力運轉動作、及馬達產生能量的再生動作。在第3圖所示的產業用機械中，馬達101進行再生動作時產生的再生電力並非一定以再生電阻器203消耗掉。亦即，馬達101進行再生動作時產生的再生電力係有些是以再生電阻器203消耗掉，有些是蓄積在放大器200所具備的平滑電容器202之後再利用。再生電力原係以聯結器102、滾 珠螺桿103及載台104構成的機械100及馬達101的運動能量，該運動能量係由放大器200以電力的形式提供給馬達101及機械100。因此，要藉由模擬來正確地求取使用馬達101驅動機械100時在馬達101及放大器200消耗掉的消耗電能，係必須正確地模擬再生電力怎樣受到處理。
為了知道該再生電力的變化，著眼於蓄積在平滑電容器202的能量進行解析。將放大器200中的母線電壓值210設為母線電壓vdc時，蓄積在平滑電容器202的能量可使用母線電壓vdc及平滑電容器202的電容值C而以1/2．C．vdc^2表示。式中，「^2」代表取平方，「vdc^2」代表母線電壓vdc的平方。蓄積在平滑電容器202的能量係只要馬達101消耗功率便減少。此外，在再生電阻器203消耗功率時，蓄積在平滑電容器202的能量亦減少。此外，蓄積在平滑電容器202的能量係當從整流器201獲得電力供給時便增加。將馬達101的單位時間消耗的功率設為p、單位時間中再生電阻器203消耗掉的功率設為preg、從整流器201供給的單位時間的功率設為pcnv，從能量增減的時間變化的觀點來整合上述關係時，下式(11)便成立。
此處，當利用以下式(12)表示的合成函數的微分的公式時，式(11)便成為下式(13)，可獲得表示母線電壓值vdc的時間變化的微分方程式。
依循式(13)的微分方程式，按每一取樣(sampling)週期Ts模擬在時間t=j．Ts時的母線電壓模擬值Vdc[j]，此係第4圖的步驟S10的處理。當利用取樣時間Ts將式(13)的左側離散化，便獲得下式(14)。
當將式(14)表示的關係代入式(13)，並分別將vdc代入Vdc[j]、將p代入P[j]、將preg代入Preg[j]、將pcnv代入Pcnv[j]，便獲得前述式(9)。
另外，在本實施形態中，為了模擬式(13)，對微分運算以屬於尤拉(Euler)近似的式(14)的差分運算來進行近似，但用於模擬式(13)之關係的方法並不以此為限，例如倫基-庫達(Runge-Kutta)法和霍因(Heun)法等任何方法皆同樣能夠實施。
另一方面，式(13)中的單位時間的消耗功率p、單位時間中再生電阻器消耗掉的功率preg、整流器的單位時間供給的功率pcnv並非固定值，而是相應於母線電壓 值及馬達動作而時時刻刻不停變化。以下說明如何模擬上述各值。
首先，針對馬達101消耗的單位時間的消耗電能p進行思考。馬達101消耗的單位時間的消耗電能p係能以馬達101的輸出與損失的合計表示。由於在第4圖所示流程圖的步驟S1及S2中輸入馬達101的動作模式、馬達101的動作所伴隨的運動方程式的資訊，因此消耗電能算出部14可知悉在任意時間t時的馬達101的速度及轉矩。算出馬達101的速度及轉矩的模擬值係步驟S6。只要知道馬達101的速度及轉矩，馬達101的輸出W便能夠依前述式(3)計算。此外，只要知道轉矩，消耗電能算出部14便能夠計算因電流流通於馬達101所產生的損失。亦即，消耗電能算出部14係首先使用馬達101的轉矩與馬達101的轉矩常數Kt算出流至馬達101的電流，接著利用所算出的電流與馬達的繞組電阻值R而能夠計算因電流流通於馬達101所產生的損失L。損失L係能夠依前述式(4)計算。消耗電能算出部14根據馬達101的輸出W與損失L的合計值，以馬達101的單位時間消耗的消耗功率p為P[j]而按每一取樣週期Ts計算的處理係步驟S7。消耗功率P[j]係以前述式(5)表示。
接著，針對再生電阻器203的單位時間所消耗的功率preg進行思考。當母線電壓vdc為再生電晶體204的ON電壓Von以上時，亦即當vdc≧Von時，再生電晶體204係通電，電流vdc/Rreg係流通再生電阻器203。此處， Rreg係再生電阻器203的電阻值。依電流與電壓之積，單位時間中再生電阻器203消耗掉的功率preg係能夠以preg=vdc^2/Rcnv計算。另一方面，當vdc<Von時，再生電晶體204不通電。因此，沒有電流流通再生電阻器203而不消耗功率，因此preg=0。按每一取樣週期Ts計算再生電阻器203的單位時間消耗的功率preg係步驟S8。另外，preg係以前述式(6)表示的Preg[j]。
接著，針對整流器201每單位時間供給至平滑電容器202及比平滑電容器202後段之電路的功率pcnv進行思考。整流器201係當母線電壓vdc比整流器201的輸出電壓vcnv低時，便將電力供給至平滑電容器202側。亦即，當vdc<vcnv時，相應於其差分電壓(vcnv-vdc)的電流係從整流器201流向平滑電容器202側。利用整流器201的電阻值Rcnv時，從整流器201流往平滑電容器202側的電流便成為(vcnv-vdc)/Rcnv。因此，從整流器201供給至平滑電容器202側的單位時間的功率pcnv係成為pcnv=(vcnv-vdc)^2/Rcnv。相對於此，當母線電壓vdc為整流器201的輸出電壓vcnv以上時，亦即當vdc≧vcnv時，由於沒有電力從整流器201供給至平滑電容器202側，因此pcnv=0。按每一取樣週期Ts計算整流器201單位時間供給至平滑電容器202側的功率pcnv係步驟S9。另外，pcnv係以前述式(7)表示的Pcnv[j]。
馬達101及放大器200的消耗功率係等於從整流器201供給至平滑電容器202的功率。因此，馬達101 及放大器200的消耗電能係能夠藉由累計每單位時間從整流器201供給至平滑電容器202的消耗功率pcnv而得。相當於此一處理的步驟係步驟S11，馬達101及放大器200的消耗電能係以前述式(10)表示的E[j]。
如上述，本實施形態的消耗電能推定裝置係利用從外部設定的動作模式資訊、機械100及馬達101的動態資訊、構成放大器200的平滑電容器202的電容值之資訊等放大器資訊、及馬達101的繞組的電阻值之資訊等馬達資訊，在自時間0起到馬達101及機械100的一連串動作結束的時間Tsim為止之期間的各時點進行上述之計算，而算出消耗電能。因此，消耗電能推定裝置係能夠藉由模擬來推定馬達101及機械100的正確的消耗電能。
此外，本實施形態的消耗電能推定裝置在藉由模擬來推定消耗電能時，不需進行反向器205的PWM運算、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor；絕緣閘雙極性電晶體)元件的導通、關斷狀態等複雜行為的模擬，而是藉由前述式(9)或等效的式(11)、式(13)等，著眼於蓄積在放大器200的平滑電容器202的能量的時間變化之算式來模擬包含母線電壓210的變化。藉此，能夠防止模擬消耗電能的處理的運算量增大，並且能夠高精度地推定消耗電能。
此外，本實施形態的消耗電能推定裝置係考慮馬達101產生的再生電力是否以再生電阻器203消耗掉還是未以再生電阻器203消耗掉而蓄積在平滑電容器 202來模擬消耗功率，因此能夠正確地算出消耗電能。在實際使用馬達101令機械100動作的情形中，當馬達101進行再生動作時，放大器200的母線電壓210便上升，當母線電壓210超過某一定值，再生電晶體204便通電而發生再生電阻器203消耗再生電力的現象。同樣地，在本實施形態的消耗電能推定裝置中，當馬達101的轉矩與速度的正負號相異，馬達101的輸出W成為負值，且馬達201的輸出W的絕對值超過損失L，單位時間的消耗功率模擬值P[j]便變為負值，模擬產生再生電力。當單位時間的消耗功率模擬值P[j]變為負值時，在第4圖中所示的步驟S10中使用前述式(9)求取的母線電壓模擬值Vdc[j]便往變大的方向變化。此係相當於模擬再生電力蓄積至平滑電容器202的動作。此外，當再生電力持續產生，母線電壓模擬值Vdc[j]便持續上升，當母線電壓模擬值Vdc[j]上升至再生電晶體204的ON電壓Von時，依第4圖的步驟S8的處理，便模擬單位時間中再生電阻器203消耗掉的功率模擬值Preg[j]變為正值。此外，當每單位時間以再生電阻器203消耗掉的功率模擬值Preg[j]變為正值，在步驟S10，母線電壓模擬值Vdc[j]便往變小的方向變化。此係相當於模擬蓄積在平滑電容器202的再生電力的一部分以再生電阻器203消耗掉。
一般而言，當使用馬達進行定位動作時，加速動作及維持一定速度的動作屬於動力運轉動作，減速動作屬於再生動作。依據本實施形態的消耗電能推定裝 置，能夠正確地模擬按照第5圖所例示的動作模式動作時的消耗電能，亦即能夠正確地模擬馬達反覆交替進行動力運轉動作與再生動作時的消耗電能。實際上，在馬達101剛執行再生動作之後，所產生的全部的再生電力並非一定以再生電阻器203消耗掉。隨著再生電力的產生，母線電壓210上升，當母線電壓210上升至再生電晶體204的ON電壓Von時，再生電力才以再生電阻器203消耗掉。當馬達101進行再生動作但母線電壓210沒有上升至再生電晶體204的ON電壓Von時，亦即母線電壓210大到某程度，在此情形中，當進行馬達101的動力運轉動作時，蓄積在平滑電容器202的能量便作為動力運轉動的能量使用，故發生放大器200、馬達101及機械100的消耗電能並沒有變得那麼大之現象。關於此現象，依據本實施形態的消耗電能推定裝置，只要母線電壓模擬值Vdc[j]比整流器201的輸出電壓Vcnv大，在第4圖的步驟S9的處理中係每單位時間的整流器201的輸出功率模擬值為0，亦即Pcnv[j]=0，在步驟S11中累計Pcnv[j]而得的消耗電能模擬值E[j]亦變小。
另外，在本實施形態中，雖係說明模擬第3圖所示構成的產業用機械，亦即模擬旋轉馬達利用滾珠螺桿進行載台的定位控制的產業用機械的消耗電能的例子，但並不以此例為限。例如，亦可構成為藉由模擬來求取使用正時皮帶(timing belt)、齒條與小齒輪(rack and pinion)、輸送帶(conveyor)等之構成的產業用機械的消耗電能。此 外，亦可構成為藉由模擬來求取機械臂(robotic arm)之類的機構的消耗電能。不論求取消耗電能之對象的產業用機械為何種構成，只要在前述步驟S2從外部輸入其動態資訊，便能夠藉由與前述程序相同的程序來求取消耗電能，達到相同的效果。此外，並非僅限於求取進行定位控制的裝置的消耗電能。例如亦能夠求取非進行定位控制而是進行能夠指定動作模式的速度控制和轉矩控制的產業用機械的消耗電能。
實施形態2.
在實施形態1中係針對藉由模擬來求取僅使用一具馬達之構成的產業用機械的消耗電能的情形進行說明，但即使是一台產業用機械中使用有複數具馬達、以複數個放大器進行驅動的情形，亦能夠適用本發明。在本實施形態中係針對此例進行說明。另外，本實施形態的消耗電能推定裝置的構成係與實施形態1相同。
第6圖係顯示實施形態2的消耗電能推定裝置藉由模擬來求取消耗電能之對象的產業用機械的構成例之圖。在本實施形態中，係針對以第6圖所示構成的產業用機械為對象，由消耗電能推定裝置藉由模擬求取使用複數具馬達進行定位動作時的消耗電能的情形之例進行說明。
第6圖所示的產業用機械係具備複數台藉由馬達驅動的機械。具體而言，第6圖所示的產業用機械 係具備由聯結器302、滾珠螺桿303及載台304構成的機械300、及由聯結器502、滾珠螺桿503及載台504構成的機械500。此兩台機械300及500皆係透過聯結器及滾珠螺桿以馬達的旋轉運動驅動載台。此外，產業用機械係具備：驅動機械300之用的馬達301及驅動機械500之用的馬達501、供給電流至馬達301的放大器400及供給電流至馬達501的放大器600、及對放大器400及600輸出動作模式信號309及509的指令產生部106a。如上述，第6圖所示的產業用機械係構成為具備複數組機械與驅動機械的馬達對(pair)，以及驅動馬達的放大器之組合。
在第6圖所示的產業用機械中，指令產生部106a係將馬達301或載台304的動作模式作為動作模式信號309提供給放大器400，並且將馬達501或載台504的動作模式作為動作模式信號509提供給放大器600。
在第6圖所示的產業用機械的放大器400及600係從交流電源120供給交流電壓121。放大器400及600的構成係構成為與第3圖所示的產業用機械的放大器200相同。亦即，放大器400及600係具備與放大器200所具備的整流器201、平滑電容器202、再生電阻器203、再生電晶體204、反向器205及伺服控制部220相同的構成要素，與放大器200同樣地動作。具體而言，放大器400係以使從安裝在馬達301的編碼器305輸出的表示馬達301的轉子的位置、轉速等檢測結果之檢測信號308追隨動作模式信號309之方式，提供電流307給馬達301。放大器 600係以使從安裝在馬達501的編碼器505輸出的表示馬達501的轉子的位置、轉速等檢測結果之檢測信號508追隨動作模式信號509之方式，提供電流507給馬達501。
另外，在接下來的說明中，為求方便，有時將馬達301稱為馬達#1、將馬達501稱為馬達#2。此外，有時將放大器400稱為放大器#1、將放大器600稱為放大器#2、將機械300稱為機械#1、將機械500稱為機械#2。
接著，利用第7圖所示的流程圖，說明本實施形態的消耗電能推定裝置模擬第6圖所示產業用機械的消耗電能之處理的流程。第7圖係顯示實施形態2的消耗電能推定裝置的消耗電能推定動作，亦即消耗電能推定裝置進行模擬而推定產業用機械的消耗電能之動作的一例之流程圖。另外，在第7圖的流程圖中係有與第4圖的流程圖類似的部分。因此，在第7圖所示的處理之中，對於與第4圖所示處理類似的部分有時係省略或簡化說明。此外，在第7圖中，與第4圖所示處理相同的處理係標註與第4圖相同的步驟編號。在第7圖所示的處理之中，對於與第4圖相同的步驟編號之處理係省略說明。
實施形態2的消耗電能推定裝置係在進行模擬而推定消耗電能時，首先從外部取得複數軸的動作模式資訊，亦即表示複數具馬達各者的旋轉軸的動作模式之動作模式資訊(步驟S21)。具體而言，動作模式資訊取得部11從外部取得針對馬達#1及馬達#2各者的載台的進行定位動作時的移動量、速度、加速時間、減速時間、定位動 作間的等待時間即停留時間等各種資訊作為動作模式資訊，並發送給消耗電能算出部14。消耗電能算出部14係當從動作模式資訊取得部11收到與馬達#1及#2各者對應的合計兩個動作模式資訊時，便將所收到的各動作模式資訊保有起來。
動作模式資訊取得部11從外部取得的與馬達#1及#2各者對應的動作模式資訊所示的動作模式係例如為第8圖所示的速度模式。第8圖上半部所示的速度模式對應馬達#1、下半部所示的速度模式對應馬達#2。各速度模式的構成係與第5圖所示的速度模式相同，故省略詳細說明。
消耗電能算出部14係能夠根據從動作模式資訊取得部11收到的動作模式資訊，唯一地定義馬達#1及#2所應進行動作的指令信號。消耗電能算出部14係當馬達#1及#2所應進行動作的指令信號被定義時，便能夠定義馬達#1對應於時間t的位置指令X1*(t)及速度指令V1*(t)、馬達#2對應於時間t的位置指令X2*(t)及速度指令V2*(t)。
接著，消耗電能推定裝置係取得複數軸的動態資訊，亦即複數具馬達各者的旋轉軸的動作所伴隨的動態資訊(步驟S22)。具體而言，動態資訊取得部12係從外部取得規定馬達#1及機械#1的動態之資訊即與馬達#1對應的動態資訊、以及規定馬達#2及機械#2的動態之資訊即與馬達#2對應的動態資訊，並發送給消耗電能算出部 14。消耗電能算出部14係當從動態資訊取得部12收到與各馬達對應的動態資訊時，便將所收到的動態資訊保有起來。動態資訊係與實施形態1中所說明的相同，與馬達#1對應的動態資訊係馬達#1的旋轉動作所伴隨的機械#1的可動慣量、馬達#1的旋轉動作所伴隨的摩擦的資訊等。與馬達#2對應的動態資訊係馬達#2的旋轉動作所伴隨的機械#2的可動慣量、馬達#2的旋轉動作所伴隨的摩擦的資訊等。消耗電能算出部14係能夠根據動態資訊，唯一地定義機械#1及馬達#1的運動方程式等動態、以及機械#2及馬達#2的運動方程式等動態。
接著，消耗電能推定裝置係取得複數軸的放大器資訊及馬達資訊，亦即各放大器的放大器資訊及各馬達的馬達資訊(步驟S23)。具體而言，電路資訊取得部13係從外部取得各放大器相關的各常數資訊，更詳言之，係取得構成放大器#1的平滑電容器的電容器電容值、再生電阻器的電阻值、再生電晶體成為ON的電壓值及整流器的電阻值、以及構成放大器#2的平滑電容器的電容器電容值、再生電阻器的電阻值、再生電晶體成為ON的電壓值及整流器的電阻值作為各放大器的放大器資訊，並且從外部取得交流電源120的電壓峰值及電源頻率。此外，電路資訊取得部13係從外部取得馬達#1的繞組電阻值及表示在馬達#1中單位電流產生何種程度的轉矩之轉矩常數、以及馬達#2的繞組電阻值及表示在馬達#2中單位電流產生何種程度的轉矩之轉矩常數作為各馬達的馬達資訊。電路 資訊取得部13係將所取得的各放大器的放大器資訊及各馬達的馬達資訊發送給消耗電能算出部14。此時，電路資訊取得部13係一併取得表示以何種程度的時間寬度進行模擬之取樣時間Ts，並發送給消耗電能算出部14。
另外，上述步驟S21至S23的執行順序亦可調換。
接著，消耗電能推定裝置係對消耗電能的算出處理中使用的變數設定初始值(步驟S24)。具體而言，消耗電能算出部14係設定j=0、t=0、E[1,j]=0、E[2,j]=0、Etotal[j]=0、Vdc[1,j]=Vs1、Vdc[2,j]=Vs2。此處，變數j係表示矩陣的索引、t係表示時間。E[1,j]係表示在時間t=j．Ts時，藉由模擬而算出的馬達#1及放大器#1的消耗電能模擬值，E[2,j]係表示在時間t=j．Ts時，藉由模擬而算出的馬達#2及放大器#2的消耗電能模擬值，Vdc[1,j]係表示在時間t=j．Ts時，藉由模擬而算出的放大器#1的母線電壓模擬值，Vdc[2,j]係表示在時間t=j．Ts時，藉由模擬而算出的放大器#2的母線電壓模擬值。此外，Etotal[j]係表示在時間t=j．Ts時，藉由模擬而算出的複數具馬達、放大器及機械所消耗的電能的模擬值，亦即第6圖所示的產業用機械的消耗電能的模擬值。
消耗電能算出部14係在執行步驟S24而進行變數的初始化後，接著，將索引j遞增1，並且使表示時間的參數t增加達取樣時間Ts的量。亦即，令j=j+1，並且令t=t+Ts。此外，消耗電能算出部14係將表示存在複 數組的馬達、放大器及機械之組其中一組的索引k設為k=1(步驟S25)。另外，將k=1設為表示馬達#1、放大器#1及機械#1之組，k=2設為表示馬達#2、放大器#2及機械#2之組。
步驟S26至S31乃係與實施形態1中所說明的第4圖的流程圖中的步驟S6至S11相同的處理。亦即，在步驟S26至S31，消耗電能算出部14係以馬達#k、放大器#k及機械#k為對象，執行第4圖所示步驟S6至S11的處理，算出在時間t=j．Ts時，放大器#k及馬達#k所消耗的電能的模擬值即電能模擬值E[k,j]。
消耗電能算出部14係在以步驟S31算出E[k,j]後，確認是否k=2(步驟S32)，當非為k=2時(步驟S32：否)，設定k=2(步驟S33)，執行步驟S26至S31而算出E[k,j]。另一方面，當為k=2時(步驟S32：是)，消耗電能算出部14係算出在時間t=j．Ts時的產業用機械的消耗電能的模擬值即消耗電能模擬值Etotal[j](步驟S34)。具體而言，消耗電能算出部14係求取Etotal[j]=E[1,j]+E[2,j]。
接著，消耗電能算出部14係判定表示時間的參數t是否比模擬結束時間Tsim小(步驟S12)。當t比Tsim小時(步驟S12：是)，消耗電能算出部14係返回步驟S25，再次執行前述步驟S25至S34的處理。此外，當t為Tsim以上時(步驟S12：否)，消耗電能算出部14係結束消耗功率模擬值的算出處理，亦即結束前述的步驟S25至S34的反覆進行。此外，結果輸出部15係對顯示器等顯示部顯 示以消耗電能算出部14算出的消耗功率模擬值的資訊，亦即Etotal[j](步驟S13a)。結果輸出部15顯示Etotal[j]的方法係與實施形態1相同。
如上述，消耗電能推定裝置係按照第7圖的流程圖，針對構成產業用機械的複數組馬達、機械及放大器之組的各組，根據動作模式模擬動作，算出消耗電能的模擬值。此外，將所算出的模擬值在顯示部予以顯示等而輸出至外部。藉此，消耗電能推定裝置的使用者係不需花費令機械300及500、以及馬達301及501等實際動作的作業和時間即能夠掌握構成產業用機械的機械300及500、以及馬達301及501按照預定的動作模式動作時的消耗電能。
另外，雖係針對構成產業用機械的馬達、機械及放大器為兩組的情形進行說明，但為三組以上時亦能夠按照與第7圖的流程圖相同的流程圖算出消耗電能的模擬值。當馬達、機械及放大器為三組以上時，消耗電能推定裝置係只要針對各組執行第7圖所示步驟S26至S31的處理而算出各組的消耗電能模擬值，再於步驟S34將各組的消耗電能模擬值加總而求取產業用機械全體的消耗電能模擬值即可。另外，針對步驟S32及S33係相應於馬達、機械及放大器的組數進行變更。
接著，說明藉由按照第7圖的流程圖算出消耗電能模擬值能夠正確地模擬第6圖所示構成的產業用機械的消耗電能的理由。
在第6圖所示構成的產業用機械中，放大器400與放大器600並不進行能量的交換，因此馬達301產生的再生電力無法在馬達501使用，反之，馬達501產生的再生電力也無法在馬達301使用。因此，馬達301產生的再生電力係蓄積在放大器400內的平滑電容器或是以放大器400內的再生電阻器消耗掉。同樣地，馬達501產生的再生電力係蓄積在放大器600內的平滑電容器或是以放大器600內的再生電阻器消耗掉。因此，在如第6圖所示之使用複數具馬達、以分別對應的放大器驅動各馬達之構成的情形中，只要以馬達與驅動該馬達的放大器之組合為單位，個別地、亦即按每一馬達與放大器之組合算出消耗電能，再將按每一馬達與放大器之組合算出的消耗電能合計，便能夠算出產業用機械的總消耗電能。
在按照第7圖所示流程圖的動作中，首先設定k=1，執行與實施形態1中所說明的步驟S6至S11相同的處理即步驟S26至S31，藉此，算出第一組的馬達#1與放大器#1的消耗電能模擬值。在算出第一組的消耗電能模擬值後，在步驟S33設定k=2，再次執行步驟S26至S31，藉此，算出第二組的馬達#2與放大器#2的消耗電能模擬值。然後，在步驟S34，將第一組與第二組的消耗電能模擬值合計，藉此，算出複數具馬達、驅動各馬達的複數個放大器的總消耗電能，亦即產業用機械的總消耗電能的模擬值即消耗電能模擬值Etotal[j]。如上述，能夠算出複數組的馬達、放大器及機械之組每一組按照個別的動作模式 動作時的消耗電能。
實施形態3.
在實施形態2中係針對藉由模擬來求取具備複數具馬達及與馬達相同數目的放大器之構成的產業用機械的消耗電能的情形進行說明，而在本實施形態中係針對藉由模擬來求取以一台放大器驅動複數具馬達之構成的產業用機械的消耗電能的情形進行說明。另外，本實施形態的消耗電能推定裝置的構成係與實施形態1相同。
第9圖係顯示實施形態3的消耗電能推定裝置藉由模擬求取消耗電能之對象的產業用機械的構成例之圖。在本實施形態中，係針對消耗電能推定裝置以第9圖所示構成的產業用機械為對象，藉由模擬求取使用複數具馬達進行定位動作時的消耗電能的情形之例進行說明。
第9圖所示的產業用機械係具備複數台藉由馬達驅動的機械。具體而言，第9圖所示的產業用機械係同第6圖所示的產業用機械，具備由聯結器302、滾珠螺桿303及載台304構成的機械300、以及由聯結器502、滾珠螺桿503及載台504構成的機械500。此兩台機械300及500皆係透過聯結器及滾珠螺桿以馬達的旋轉運動驅動載台。此外，產業用機械係具備：驅動機械300之用的馬達301及驅動機械500之用的馬達501、供給電流至馬達301及501的放大器200a、對放大器200a輸出動作模式信號309及509的指令產生部106a。如上述，第9圖所示的 產業用機械係具備複數個對機械及驅動機械的馬達對，各對馬達係藉由一個放大器驅動。
在第9圖所示的產業用機械中，指令產生部106a係將馬達301及載台304的動作模式作為動作模式信號309提供給放大器200a，並且將馬達501及載台504的動作模式作為動作模式信號509提供給放大器200a。
第9圖所示的產業用機械係相當於將第6圖所示產業用機械的放大器400及600置換成放大器200a而成者。此外，放大器200a係相當於對第3圖所示產業用機械的放大器200增設伺服控制部260及反向器255而成者。伺服控制部260係進行與伺服控制部220相同的動作。亦即，伺服控制部260係以使輸入自編碼器505的檢測信號508追隨輸入自指令產生部106a的動作模式信號509之方式進行回授控制且算出電壓指令261。反向器255係進行與反向器205相同的動作。亦即，反向器255係對母線電壓210進行PWM運算等，以使電壓指令261施加至馬達501之方式進行電力轉換，藉此，供給電流507至馬達501。
另外，在接下來的說明中，為求方便，有時將馬達301稱為馬達#1、將馬達501稱為馬達#2。此外，有時將機械300稱為機械#1、將機械500稱為機械#2。
接著，利用第10圖所示的流程圖，說明本實施形態的消耗電能推定裝置模擬第9圖所示產業用機械的消耗電能之處理的流程。第10圖係顯示實施形態3的消耗電能推定裝置的消耗電能推定動作，亦即消耗電能推定 裝置進行模擬而推定產業用機械的消耗電能之動作的一例之流程圖。另外，在第10圖的流程圖中係有與第4圖或第7圖的流程圖類似的部分。因此，在第10圖所示的處理之中，對於與第4圖或第7圖所示處理類似的部分有時係將說明省略或簡化。此外，在第10圖中，與第4圖或第7圖所示處理相同的處理係標註與第4圖或第7圖相同的步驟編號。在第10圖所示的處理之中，對於與第4圖或第7圖相同的步驟編號之處理係省略說明。
實施形態3的消耗電能推定裝置係在執行步驟S21及S22後，取得放大器資訊及馬達資訊(步驟S43)。具體而言，電路資訊取得部13從外部取得構成放大器200a的平滑電容器202的電容器電容值C、再生電阻器203的電阻值Rreg、再生電晶體204成為ON的電壓值Von及整流器201的電阻值Rcnv作為放大器資訊，並且從外部取得交流電源120的電壓峰值Vs及電源頻率ω。此外，電路資訊取得部13從外部取得馬達#1的繞組電阻值R1及表示在馬達#1中單位電流產生何種程度的轉矩之轉矩常數Kt1、以及馬達#2的繞組電阻值R2及表示在馬達#2中單位電流產生何種程度的轉矩之轉矩常數Kt2作為馬達資訊。電路資訊取得部13係將所取得放大器資訊及馬達資訊發送給消耗電能算出部14。此時，電路資訊取得部13係一併取得表示以何種程度的時間寬度進行模擬之取樣時間Ts，發送給消耗電能算出部14。
消耗電能推定裝置係在步驟S43後接著執 行步驟S4及S5，接著，使用步驟S21、S22及S43所取得的各資訊，算出在時間t時的各馬達的速度模擬值、轉矩模擬值及電流模擬值(步驟S46)。具體而言，消耗電能算出部14係算出馬達#1在時間t時的速度模擬值V1、轉矩模擬值τ 1及電流模擬值I1、以及馬達#2在時間t時的速度模擬值V2、轉矩模擬值τ 2及電流模擬值I2。
亦即，消耗電能算出部14係在步驟S21所取得的動作模式資訊表示速度指令模式的情形時，將時間t時的馬達#1的速度模擬值V1設為V1=V1*(t)、馬達#2的速度模擬值V2設為V2=V2*(t)。此外，對速度指令V1*(t)及V2*(t)分別進行微分，藉此一併算出在時間t時的馬達#1的加速度模擬值A1及馬達#2的加速度模擬值A2。在步驟S21所取得的動作模式資訊表示位置指令模式的情形時，消耗電能算出部14係對位置指令X1*(t)及X2*(t)分別進行微分，藉此算出在時間t時的馬達#1的速度模擬值V1及馬達#2的速度模擬值V2，對所算出的各速度模擬值再進一步進行微分，藉此算出在時間t時的馬達#1的加速度模擬值A1及馬達#2的加速度模擬值A2。
在算出在時間t時的各馬達的速度模擬值V1、V2及加速度模擬值A1、A2後，消耗電能算出部14接著使用在步驟S22所取得的複數具馬達各者的旋轉軸的動作所伴隨的動態資訊、速度模擬值V1、V2及加速度模擬值A1、A2，算出在時間t時的馬達#1的轉矩模擬值τ 1及馬達#2的轉矩模擬值τ 2。此處，消耗電能算出部14 係藉由與在實施形態1中所說明的步驟S6算出轉矩模擬值τ時相同的方法，算出轉矩模擬值τ 1及τ 2。消耗電能算出部14係接著將轉矩模擬值τ 1除以轉矩常數Kt1，藉此算出在時間t時的馬達#1的電流模擬值I1，將轉矩模擬值τ 2除以轉矩常數Kt2，藉此算出在時間t時的馬達#2的電流模擬值I2。
接著，消耗電能算出部14係算出在時間t時的各馬達的單位時間的消耗功率模擬值，將所算出的消耗功率模擬值合計，藉此算出產業用機械所具備的馬達全體的每單位時間的消耗功率模擬值P[j](步驟S47)。具體而言，消耗電能算出部14係首先使用前述步驟S46算出的各馬達的速度模擬值V1、V2及轉矩模擬值τ 1、τ 2，依下式(15)算出在時間t時的馬達#1的輸出W1及馬達#2的輸出W2。
W1=V1．τ1 W2=V2．τ2…(15)
此外，消耗電能算出部14係使用前述步驟S46算出的各馬達的電流模擬值I1、I2、及前述步驟S43所取得的各馬達的繞組電阻值R1、R2，依下式(16)算出在時間t時的馬達#1的損失L1及馬達#2的損失L2。
L1=R1．I1^2 L2=R2．I2^2…(16)
接著，消耗電能算出部14係使用各馬達的輸出W1、W2及損失L1、L2，依下式(17)算出在時間t時的馬達#1的單位時間的消耗功率模擬值P1[j]及馬達#2的每單位時間的消耗功率模擬值P2[j]。
P1[j]=W1+L1 P2[j]=W2+L2…(17)
接著，消耗電能算出部14係如下式(18)所示算出在時間t時的各馬達的單位時間的消耗功率模擬值的合計值，藉此算出產業用機械所具備的馬達全體的單位時間的消耗功率模擬值P[j]。
P[j]=P1[j]+P2[j]…(18)
消耗電能算出部14係在算出消耗功率模擬值P[j]後，執行實施形態1中所說明的步驟S8至S11而算出消耗電能模擬值E[j]，在t=0至Tsim之期間的消耗電能模擬值E[j]之算出結束後，在步驟S13中，結果輸出部15便顯示消耗電能模擬值E[j]。
如上述，本實施形態的消耗電能推定裝置係算出複數具馬達各者的單位時間的消耗功率的模擬值，將各馬達的消耗功率的模擬值合計，藉此算出產業用機械所具備的馬達全體的單位時間的消耗功率的模擬值。此外，以與實施形態1相同的程序算出放大器的單位時間的消耗功率的模擬值，累計全體馬達的單位時間的消耗功率 的模擬值與放大器的單位時間的消耗功率的模擬值的加總結果，求取產業用機械全體的消耗電能的推定值。
接著，說明藉由按照第10圖的流程圖算出消耗電能模擬值能夠正確地模擬第9圖所示構成的產業用機械的消耗電能的理由。
在第9圖所示構成的產業用機械中，放大器200a內的反向器205及255係從共同的母線供給能量，對馬達301及501供給電力。因此，馬達501能夠使用馬達301產生的再生電力，反之，馬達301亦能夠使用馬達501產生的再生電力。因此，在算出消耗電能的模擬值時，必須考慮該點來進行。放大器200a的母線電壓210是上升或下降並非僅取決於各馬達的單位時間的消耗功率，還受到各馬達的單位時間的消耗功率的合計值影響。在如第9圖所示之以一個放大器個別驅動兩個馬達的構成的情形中，當其中一具馬達進行再生動作而另一具馬達進行動力運轉動作時，亦即其中一具馬達的單位時間的消耗功率成為負值而另一具馬達的單位時間的消耗功率成為正值時，能夠將進行再生動作的馬達的再生電力作為進行動力運轉動作的馬達的能量來使用。
在第10圖所示流程圖的步驟S47中，係如上述算出各馬達的每單位時間的消耗功率模擬值P1[j]及P2[j]，算出P1[j]及P2[j]的合計值作為全體馬達的每單位時間的消耗功率模擬值P[j]。藉此，當一具馬達進行動力運轉動作而另一具馬達進行再生動作，便以使兩者抵消之 方式算出全體馬達的單位時間的消耗功率模擬值，因此能夠正確地模擬全體馬達的單位時間的消耗功率。
此外，當第9圖所示構成的產業用機械進行實際動作時，若各馬達的動力運轉能量與再生能量之合計為正值，則全體馬達正在使用能量，因此蓄積在平滑電容器202的能量係減少，結果，母線電壓值210係往減少的方向變化。反之，若各馬達的動力運轉能量與再生能量的合計為負值，則全體馬達正在產生能量，因此蓄積在平滑電容器202的能量係增加，結果，母線電壓210係往上升的方向變化。在第10圖所示流程圖的步驟S10中，當全體馬達的單位時間的消耗功率模擬值P[j]為正值，便往母線電壓模擬值Vdc[j]下降的方向算出，反之，當P[j]為負值，便往Vdc[j]上升的方向作用，因此能夠正確地模擬此狀況。
此外，在第9圖所示的放大器200a中，同樣當母線電壓210超過再生電晶體204的ON電壓Von，再生電晶體204便通電，再生電阻器203將蓄積在平滑電容器202的能量的一部分消耗掉。在第10圖所示流程圖的步驟S8中，當母線電壓模擬值Vdc[j]超過Von，便算出單位時間的再生電阻器203消耗掉的功率Preg[j]。因此，步驟S8算出的Preg[j]變為正值，母線電壓模擬值Vdc[j]往下降的方向變化，能夠正確地模擬蓄積在平滑電容器202的能量減少。
此外，在第9圖所示的放大器200a中，當母線電壓210低於整流器201的輸出電壓Vcnv，便從整流 器201供給電力。在第10圖的流程圖的步驟S9中，當母線電壓模擬值Vdc[j]低於整流器201的輸出電壓Vcnv，整流器201的輸出功率模擬值Pcnv[j]便以正的值算出。此外，藉由Pcnv[j]成為正的值，在步驟S11中，正確地模擬母線電壓模擬值Vdc[j]往正的方向上升，此外，亦正確地模擬蓄積在平滑電容器202的能量增加。
藉由正確地模擬上述現象，在第10圖的流程圖的步驟S11中累計單位時間的整流器201的輸出功率模擬值Pcnv[j]，便能夠正確地算出如第9圖所示之構成的產業用機械實際動作時的消耗電能。
另外，在第9圖中雖然係顯示以兩具馬達驅動機械且該兩具馬達由具備複數個構成為共同母線電壓的反向器之放大器所驅動之例，但並不限於該構成。針對具備三個以上構成為共同母線電壓的反向器且各反向器分別驅動相異馬達驅動之構成的放大器，亦能夠藉由與本實施形態中說明的程序相同的程序算出消耗電能的模擬值。此時，消耗電能推定裝置係在步驟S21取得表示所使用複數具馬達各自的動作模式之動作模式資訊，在步驟S22取得各馬達相關的動態資訊，在步驟S43取得各馬達的馬達資訊及放大器資訊。此外，消耗電能推定裝置係在步驟S47算出複數具馬達各自的每單位時間的消耗功率，將所算出的消耗功率合計，藉此求取全體馬達的每單位時間的消耗功率模擬值P[j]。
實施形態4.
在實施形態1至3中係針對不需實際令機械及馬達動作即模擬算出令機械動作之用的馬達及放大器以指定的動作模式動作時的消耗電能之發明進行說明。依據本發明，亦能夠算出非僅以單一動作模式而是使用相同的機械、相同的馬達、相同的放大器以相異的複數個動作模式動作時的消耗電能，並比較因動作模式的差異造成的消耗電能的差異。本實施形態係針對此例進行說明。在本實施形態中，係說明藉由模擬求取令第3圖所示構成的產業用機械以相異的複數個動作模式動作時的消耗電能之例。另外，本實施形態的消耗電能推定裝置的構成係與實施形態1相同。
第11圖係顯示實施形態4的消耗電能推定裝置的動作的一例之流程圖。另外，在第11圖中，與第4圖所示處理相同的處理係標註與第4圖相同的步驟編號。在第11圖所示的處理之中，對於與第4圖相同的步驟編號之處理係省略說明。
消耗電能推定裝置係首先從外部取得複數個動作模式資訊(步驟S61)。具體而言，動作模式資訊取得部11係取得不同的複數個動作模式資訊，並發送給消耗電能算出部14。
在該步驟S61中，動作模式資訊取得部11係例如取得分別表示於第12圖至第14圖所示動作模式的三個動作模式資訊。第12圖至第14圖所示的動作模式係皆由三個定位動作及定位動作間的等待時間即停留時間所 構成。第12圖的動作模式的第一個定位動作的移動量、第13圖的動作模式的第一個定位動作的移動量、第14圖的第一個定位動作的移動量係設定為相同。此外，各動作模式的第二個定位動作的移動量、各動作模式的第三個定位動作的移動量亦設定為在第12圖至第14圖的動作模式之間分別相同。此外，定位動作之間的等待時間即停留時間的長度亦設定為在第12圖至第14圖的動作模式之間分別相同。但進行定位動作時的速度係在第12圖至第14圖的動作模式之間相異。如第12圖至第14圖所示，第12圖係馬達的速度為1000rpm的動作模式、第13圖係馬達的速度為1500rpm的動作模式、第14圖係馬達的速度為800rpm的動作模式。由於動作速度相異，因此各者的定位動作的速度愈快，各者的定位動作的定位時間愈短，一連串的動作模式亦愈快結束。在第12圖至第14圖的動作模式中，到進行三個定位動作與兩個等待動作的一連串的動作結束的所需時間即動作完成時間係分別為30秒、25秒、35秒。
若將第12圖的動作模式視為某機械的搬送動作模式，則第13圖的動作模式便能夠視為搬送移動量與第12圖的動作模式相同但速度比第12圖的動作模式快的搬送動作模式；第14圖的動作模式便能夠視為搬送移動量與第12圖的動作模式相同但速度比第12圖的動作模式慢的搬送動作模式。
在接著步驟S61後的步驟S2及S3，消耗電能推定裝置係如實施形態1中所說明，取得動態資訊、放 大器資訊及馬達資訊。
接著，消耗電能推定裝置係選擇步驟S61所取得的複數個動作模式資訊的其中一個(步驟S64)。此步驟S64及後述的步驟S65至S68的處理係由消耗電能算出部14執行。在步驟S64，消耗電能算出部14係例如選擇表示第12圖的動作模式之動作模式資訊。
接著，消耗電能算出部14係算出按照步驟S64所選擇的動作模式資訊動作時的消耗電能模擬值(步驟S65)。消耗電能算出部14係藉由執行與實施形態1中所說明的步驟S4至S12相同的處理而算出消耗電能模擬值。
接著，消耗電能算出部14係將步驟S64所選擇的動作模式資訊與步驟S65算出的消耗電能模擬值建立關聯而予以記憶(步驟S66)。消耗電能算出部14係例如將動作速度及動作完成時間、與所算出的消耗電能模擬值建立關聯而予以記憶。
接著，消耗電能算出部14係確認針對步驟S61所取得的動作模式資訊所示的全部動作模式的消耗電能模擬值之算出是否完成(步驟S67)。當模擬值之算出尚未完成時(步驟S67：否)，消耗電能算出部14係選擇其他的動作模式資訊，亦即選擇表示尚未完成消耗電能模擬值之算出的動作模式的動作模式資訊的其中一個(步驟S68)，執行步驟S65及S66。另一方面，當針對全部動作模式的消耗電能模擬值之算出完成時(步驟S67：是)，消耗電能算出部14係讀取步驟S66所記憶的動作模式資訊與消耗電能模 擬值，並輸出給結果輸出部15，結果輸出部15係將從消耗電能算出部14收到的動作模式資訊所表示的動作模式與消耗電能模擬值顯示至顯示部(步驟S69)。在此步驟S69中，係進行第15圖或第16圖所示內容的顯示。但顯示內容並不以此為限。第15圖係橫軸代表馬達的動作速度、縱軸代表消耗電能模擬值的顯示例，顯示馬達的動作速度與消耗電能模擬值之關係的圖。此外，第16圖係橫軸代表動作完成時間、縱軸代表消耗電能模擬值的顯示例，顯示動作完成時間與消耗電能模擬值之關係的圖。
針對本實施形態所獲得的效果進行說明。首先，本實施形態亦以與實施形態1至3相同的程序算出消耗電能模擬值，因此不需令機械及馬達實際動作即能夠正確地算出針對複數個動作模式的消耗電能。
此外，一般而言，當將動作模式的速度提高等而將動作完成的時間縮短時，以產業用機械作為工業製品的生產設備使用的情形中，單位時間的生產性係提升。但另一方面，當將馬達的速度加快等而縮短動作時間時，馬達及放大器所消耗的消耗電能便有變大的傾向。換言之，機械的動作時間與消耗電能係處於抵換(trade off)的關係。依據本實施形態，設定複數個動作模式條件，針對各條件算出消耗電能模擬值，再如第15圖、第16圖所示，與複數個動作模式的資訊建立關聯而予以顯示。藉此，消耗電能推定裝置的使用者不需花費令機械及馬達實際動作的作業和時間，即能夠容易地掌握消耗電能與動作模式 的抵換關係。
此外，在如第16圖所示將動作完成時間與消耗電能模擬值建立關聯而予以顯示的情形中，消耗電能推定裝置的使用者係能夠視覺性地掌握生產時間與電費的抵換關係。藉此，消耗電能推定裝置的使用者便能夠考量生產時間與電費的抵換關係來決定機械的最佳動作時間。
另外，在本實施形態雖係舉變化定位動作的速度之情形的條件為例進行說明，但並不以此為限。只要動作模式相異，便可為任何情形。例如，在並非定位動作的速度相異而是進行定位動作時的加速度、加減速時間相異的動作模式中，亦同樣能夠適用本實施形態，能夠獲得相同的效果。
此外，不僅速度、加速度等數值，亦可準備複數個定位動作的動作形狀，模擬每一動作形狀的消耗電能的不同。例如，亦可使用速度模式形成為梯形的直線加減速模式，以及不進行直線性的加減速而是進行S字形的加減速的S字加減速模式，作為複數個動作條件。此時，一般而言，S字加減速係比進行直線性加減速的梯形指令不易產生衝擊(shock)、振動等，但當欲以直線加減速模式和S字加減速模式以相同的定位時間移動相同的移動量時，S字加減速模式係有峰值(peak)加速度較快、消耗電能亦較大的傾向。在使用者要決定以直線加減速模式還是S字加減速模式來進行一動作模式內的定位動作時，由消耗電能推定裝置模擬分別以該兩模式動作時的消耗電能，再 將動作模式與消耗電能建立關聯而予以顯示，藉此，便能夠提供使用者考量振動、衝擊的降低程度與消耗電能削減效果的抵換來選擇指令形狀的判斷材料。
此外，在本實施形態中雖係針對如第3圖的產業用機械所示僅使用一具馬達的情形進行說明，但使用複數具馬達之構成的產業用機械亦能夠同樣地實施。將複數具馬達各者的動作模式設定複數種，針對各個情形進行消耗電能的模擬算出，將設定有例如定位動作的速度、加速度、加減速時間、指令形狀等的複數個的動作模式與所算出的消耗電能模擬值建立關聯而予以顯示。藉此，使用者不需實際令機械及馬達動作即能夠掌握設定有複數個的動作模式與消耗電能之關係，進一步地，能夠考量設定有複數個動作模式與消耗電能之關係來選擇適當的動作模式。
另外，在本實施形態中係說明模擬以一具馬達、一個放大器令機械以複數個動作模式動作時的各情形的消耗電能，再將動作模式與消耗電能的模擬值建立關聯而予以顯示。如上述將複數個動作模式與相對應的消耗電能模擬值建立關聯並不限於以一具馬達、一個放大器令機械動作的情況。對於如實施形態2、3中所說明以複數個放大器令複數具馬達動作或以具有共通單一母線的放大器令複數具馬達動作的情況亦能夠適用。此時，只要預先準備複數組針對複數具馬達的動作模式，模擬按照該些複數組動作模式令機械動作時的消耗電能，然後將複數組動作 模式與各自相對應的消耗電能模擬值建立關聯而予以顯示等即可。
實施形態5.
在實施形態4中係針對複數個動作模式分別進行消耗電能的模擬，顯示針對各動作模式的消耗電能的差異之例進行說明。但不僅動作模式，亦能夠掌握變化驅動機械的馬達或放大器的構成時的消耗電能的差異。在本實施形態中係說明對於如第3圖的機械、馬達、放大器的構成改變所使用的馬達的種類時消耗電能如何變化進行模擬之例。另外，本實施形態的消耗電能推定裝置的構成係與實施形態1相同。
第17圖係顯示實施形態5的消耗電能推定裝置的動作的一例之流程圖。另外，在第17圖中，與第4圖所示處理相同的處理係標註與第4圖相同的步驟編號。在第17圖所示的處理之中，對於與第4圖相同的步驟編號之處理係省略說明。
消耗電能推定裝置係首先從外部取得動作模式資訊及動態資訊(步驟S1、S2)。
接著，消耗電能推定裝置係從外部取得放大器資訊及複數個馬達資訊(步驟S73)。具體而言，電路資訊取得部13係取得放大器資訊，並發送給消耗電能算出部14。此外，電路資訊取得部13係取得能夠驅動機械100的複數種馬達的馬達資訊，並發送給消耗電能算出部14。此 處，假設電路資訊取得部13係取得馬達A、B及C的馬達資訊。該些馬達A、B及C係分別具有相異的繞組電阻值、相異的轉矩常數。電路資訊取得部13係取得馬達A、B及C各者的繞組電阻值和轉矩常數值作為馬達資訊。
接著，消耗電能推定裝置係選擇步驟S73所取得的複數個馬達資訊的其中一個(步驟S74)。此步驟S74及後述的步驟S75至S78的處理係由消耗電能算出部14執行。在步驟S74中，消耗電能算出部14係例如選擇馬達A的馬達資訊。
接著，消耗電能算出部14係使用步驟S74所選擇的馬達資訊，算出使用與該馬達資訊對應的馬達時的消耗電能模擬值(步驟S75)。消耗電能算出部14係藉由執行與實施形態1中所說明的步驟S4至S12相同的處理，算出消耗電能模擬值。具體而言，消耗電能算出部14係算出與步驟S74所選擇的馬達資訊對應的馬達按照步驟S1所取得的動作模式動作時的消耗電能的模擬值。
接著，消耗電能算出部14係將步驟S74所選擇的馬達資訊與步驟S75算出的消耗電能模擬值建立關聯而予以記憶(步驟S76)。
接著，消耗電能算出部14係確認使用步驟S73所取得的複數個馬達資訊所示馬達各者時的消耗電能模擬值之算出是否完成(步驟S77)。當模擬值之算出尚未完成時(步驟S77：否)，消耗電能算出部14係選擇其他的馬達資訊，亦即選擇尚未完成消耗電能模擬值之算出的馬達 的馬達資訊的其中一個(步驟S78)，使用所選擇的馬達資訊執行步驟S75及S76。另一方面，當模擬值之算出完成時(步驟S77：是)，消耗電能算出部14係讀取步驟S76所記憶的馬達資訊與消耗電能模擬值結果並輸出給結果輸出部15，結果輸出部15係將從消耗電能算出部14收到的使用馬達資訊所表示的馬達時的消耗電能模擬值顯示至顯示部(步驟S79)。在此步驟S79中，結果顯示部15係將各馬達與消耗電能模擬值建立關聯，進行如第18圖所示內容的顯示。第18圖係橫軸代表馬達種類的種類、縱軸代表使用各馬達時的消耗電能模擬值之顯示例。在第18圖的例子中，使用馬達B時，消耗電能模擬值為最大。
針對本實施形態所獲得的效果進行說明。在選定使某機械動作的馬達時，會有可選擇馬達本體的成本高但效率佳亦即消耗電能小的馬達，或者，選擇馬達本體的成本低但效率差亦即消耗電能大的馬達之選項。在降低總(total)成本上，考量馬達本體的成本及屬於其運轉成本的主要原因之消耗電能後來選擇要使用哪種馬達極為重要。依據本實施形態的消耗電能推定裝置，不需實際將馬達安裝至機械上運轉即能夠算出可能使用在該機械的各馬達按照預定的動作模式使用時的消耗電能的模擬值。此外，消耗電能推定裝置係將使用各馬達時的消耗電能的模擬值與各馬達建立關聯而予以顯示，因此使用者係能夠考慮總成本來選擇馬達。
此外，在本實施形態中雖係針對藉由模擬 來求取使用複數種馬達的各者時的消耗電能的模擬值，再將馬達與消耗電能的模擬值建立關聯而予以顯示之例進行說明，但亦能夠構成為在能使用複數種放大器的情形中求取使用所能使用的各放大器時的消耗電能的模擬值。例如，能夠構成為求取在變更放大器的平滑電容器的電容值時的每一電容值的消耗電能的模擬值。消耗電能推定裝置例如亦可針對平滑電容器的電容值C分別為C=100μF、200μF、300μF、400μF的四個放大器的各者，算出使用各放大器令馬達及機械按照預定的動作模式動作時的每一放大器的消耗電能模擬值，再將平滑電容器的電容值與使用各平滑電容器時的消耗電能模擬值之關係如第19圖所示之方式顯示。第19圖係顯示橫軸代表平滑電容器的電容值、縱軸代表使用各平滑電容器時的消耗電能模擬值之顯示例。
當使用具備大電容值的平滑電容器之放大器，便會造成放大器本體的成本上升(increasing costs)。因此，當構成為消耗電能推定裝置進行第19圖所示內容之顯示時，使用者便能夠考量放大器本體的成本與運轉成本的抵換關係來選擇放大器。
此外，一般而言，放大器所具備的平滑電容器的電容值愈提高，所能夠蓄積的再生電力愈多，因此消耗電能會處於變小的傾向，但並非只要提高平滑電容器的電容值，消耗電能就一定會變小。這是因為視動作模式和機械、馬達的構成，可能不會產生那麼多再生電力之故。 在並不會產生那麼多再生電力的情形中，以小電容值的平滑電容器的放大器進行驅動，消耗電能也不會明顯變大。
在第19圖所示例子的情形中，消耗電能模擬值係隨著將平滑電容器的電容值從C=100μF增至C=200μF再增至C=300μF而一路變小。然而，再將平滑電容器電容值從C=300μF增至C=400μF，消耗電能模擬值卻沒有變小。此係代表只要平滑電容器的電容值有300μF就能夠將馬達動作時的再生電力蓄積至平滑電容器內，由此可知即使將平滑電容器的電容值增至比300μF大也無法降低消耗電能。若提高平滑電容器的電容值，放大器的成本就會增加，因此可知在第19圖的例子中，在重視小消耗電能來選定放大器的種類的情形中，選定具備電容值為400μF以上的平滑電容器之放大器並非上策。
如以上所述，消耗電能推定裝置係分別使用平滑電容器的電容值相異的複數個放大器，算出令馬達及機械以預定的動作模式動作時的消耗電能模擬值。此外，將平滑電容器的電容值與使用該平滑電容器電容值的放大器令馬達及機械動作時的消耗電能模擬值建立關聯而予以顯示。藉此，使用者係能夠簡單地進行如上述的判斷，亦即簡單地進行構成放大器的平滑電容器的電容值的選定。
實施形態6.
在到目前為止所說明的各實施形態中，已說明了將馬 達的種類和平滑電容器的電容值做多種變更，於分別使用各者時，將馬達資訊和放大器資訊的條件做多種變更來模擬與各情形對應的消耗電能，但將條件做多種變更來模擬與各情形對應的消耗電能並不限於上述的例子。例如，在第3圖的元件符號100所示機械的構成中，亦能夠在載台104的材質改變時模擬消耗電能如何改變。機械慣量的可動慣量值J係依載台104的材質改變而變。預先準備複數個依該材質而變的可動慣量值J，對各個可慣量值J模擬按照預定的動作模式時的消耗電能。載台的材料若使用重量輕的材料，可動慣量值J就會變小，消耗電能一般會變小。反之，若使用重量重的材料，可動慣量值J就會變大，消耗電能會變大。一般而言，當使用維持保有某程度之強度的輕量材料，機械的成本便會得高昂。反之，當使用重量重的材料，機械的成本便會變得低廉。亦即，機械材料的成本與消耗電能係為抵換關係。依據本發明，模擬依材質而變的可動慣量值J與對應可動慣量值J的消耗電能，再將兩者建立對應關係而予以顯示，藉此，可達成能夠定量且視覺性地掌握上述抵換關係之效果。
另外，雖例示了可動慣量值J依載台104的材質改變而變，但亦可構成為預先準備複數個動態資訊，且模擬對應動態資訊的消耗電能。在其他例子中，亦能夠模擬改變所使用的滾珠螺桿103時的消耗電能。當改變滾珠螺桿的種類，可動慣量值J和摩擦係數便會變化。因此，準備複數個依滾珠螺桿的改變而變的可動慣量值和摩擦係 數的值，且模擬以各個滾珠螺桿動作時的消耗電能。藉此，便能夠掌握機械所消耗的消耗電能如何依所使用的滾珠螺桿的種類而變化。
另外，在本實施形態中係說明算出以一具馬達、一個放大器令機械動作時的消耗電能的模擬值。但並不限於此情況，以複數具馬達及複數個放大器或以複數具馬達及具有共通單一母線的放大器令機械動作的情況亦同樣適用。
以上實施形態所示構成僅係顯示本發明內容的一例，亦能夠與其他的公知技術組合，在不脫離本發明主旨的範圍內，亦能夠省略、變更部分構成。
11‧‧‧動作模式資訊取得部
12‧‧‧動態資訊取得部
13‧‧‧電路資訊取得部
14‧‧‧消耗電能算出部
15‧‧‧結果輸出部

Claims (18)

  1. 一種消耗電能推定裝置，係推定具備馬達、藉由前述馬達驅動的機械、及驅動前述馬達的放大器之產業用機械的消耗電能，該消耗電能推定裝置係具備：動作模式資訊取得部，係取得表示前述機械或前述馬達的動作模式之動作模式資訊；動態資訊取得部，係取得規定前述機械及前述馬達的動態之動態資訊；電路資訊取得部，係取得放大器資訊及馬達資訊，前述放大器資訊係構成為含有構成前述放大器的整流器的電阻值、平滑電容器的電容值、再生電阻器的電阻值，前述馬達資訊係構成為含有前述馬達的繞組電阻值；及消耗電能算出部，係根據前述動作模式資訊、前述動態資訊、前述放大器資訊、前述馬達資訊及模擬被施加至前述平滑電容器的電壓亦即母線電壓的母線電壓模擬值，歷經規定時間執行：算出前述馬達及前述再生電阻器各者的消耗功率，並且根據該所算出的各消耗功率算出前述產業用機械的消耗功率之處理；及根據前述所算出的前述馬達及前述再生電阻器各者的消耗功率與前述所算出的前述產業用機械的消耗功率，更新前述母線電壓模擬值之處理；並累計在該規定時間中算出的前述產業用機械的消耗功率而推定前述產業用機械的消耗電能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之消耗電能推定裝置，其中，前述消耗電能算出部係根據前述動作模式資訊、前述動態資訊及前述馬達資訊，算出前述馬達的單位時間的消耗功率，並且根據前述再生電阻器的電阻值、串聯連接於前述再生電阻器的再生電晶體的導通電壓及模擬被施加至前述平滑電容器的電壓亦即母線電壓之母線電壓模擬值，算出前述再生電阻器的單位時間的消耗功率，並且，根據前述母線電壓模擬值、前述整流器的輸出電壓及前述再生電阻器的單位時間的消耗功率，算出前述整流器的單位時間的輸出功率並以該所算出的輸出功率作為前述產業用機械的單位時間的消耗功率，此外，根據前述平滑電容器的電容值、前述馬達的單位時間的消耗功率、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率、前述整流器的單位時間的輸出功率，更新前述母線電壓模擬值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之消耗電能推定裝置，其中，當前述母線電壓模擬值設為Vdc、前述平滑電容器的電容值設為C、前述馬達的單位時間的消耗功率設為P、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率設為Preg、前述整流器的單位時間的輸出功率設為Pcnv時，前述消耗電能算出部係依下式更新前述母線電壓模擬值Vdc，
  4. 如申請專利範圍第2項所述之消耗電能推定裝置，其 中，當前述母線電壓模擬值設為Vdc、前述母線電壓模擬值的更新週期設為Ts、前述平滑電容器的電容值設為C、前述馬達的單位時間的消耗功率設為P、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率設為Preg、前述整流器的單位時間的輸出功率設為Pcnv時，前述消耗電能算出部係依下式更新前述母線電壓模擬值Vdc，(更新後的Vdc)=Vdc+Ts/(C．Vdc)．(-P-Preg+Pcnv)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之消耗電能推定裝置，其中，當前述產業用機械為具備複數組前述馬達、前述機械及前述放大器之組合的構成時，前述動作模式資訊取得部係取得各組的前述機械或前述馬達的前述動作模式資訊；前述動態資訊取得部係取得各組的前述機械及前述馬達的前述動態資訊；前述電路資訊取得部係針對複數組之各組，取得前述放大器的前述放大器資訊及前述馬達的前述馬達資訊；前述消耗電能算出部係根據前述動作模式資訊、前述動態資訊、前述放大器資訊及前述馬達資訊，歷經規定時間算出前述複數組之各組的單位時間的消耗功率，並累計該所算出的消耗功率而算出前述複數組之各組的消耗電能，並且，將所算出的該消耗電能合計而算出前述產業用機械的消耗電能。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之消耗電能推定裝置，其 中，前述消耗電能算出部係根據前述動作模式資訊、前述動態資訊及前述馬達資訊，算出構成前述產業用機械的各馬達的單位時間的消耗功率，並且根據構成前述產業用機械的各放大器的再生電阻器的電阻值、串聯連接於該再生電阻器的再生電晶體的導通電壓及模擬在該各放大器中被施加至平滑電容器的電壓亦即母線電壓之母線電壓模擬值，算出構成前述產業用機械的各放大器的各再生電阻器的單位時間的消耗功率，並且，根據前述母線電壓模擬值、構成前述產業用機械的各放大器的各整流器的輸出電壓及該各放大器中的各再生電阻器的單位時間的消耗功率，算出該各放大器中的各整流器的單位時間的輸出功率並以該所算出的輸出功率作為前述複數組之各組的單位時間的消耗功率，此外，根據構成前述產業用機械的各放大器的各平滑電容器的電容值、構成前述產業用機械的各馬達的單位時間的消耗功率、構成前述產業用機械的各放大器的各再生電阻器的單位時間的消耗功率、及該各放大器中的各整流器的單位時間的輸出功率，更新該各放大器中的前述母線電壓模擬值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之消耗電能推定裝置，其中，複數個組之中的某組中的前述母線電壓模擬值設為Vdc、前述平滑電容器的電容值設為C、前述馬達的單位時間的消耗功率設為P、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率設為Preg、前述整流器的單位時間的輸出 功率設為Pcnv時，前述消耗電能算出部係依下式更新前述母線電壓模擬值Vdc，
  8. 如申請專利範圍第6項所述之消耗電能推定裝置，其中，複數個組之中的某組中之前述母線電壓模擬值設為Vdc、前述母線電壓模擬值的更新週期設為Ts、前述平滑電容器的電容值設為C、前述馬達的單位時間的消耗功率設為P、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率設為Preg、前述整流器的單位時間的輸出功率設為Pcnv時，前述消耗電能算出部係依下式更新前述母線電壓模擬值Vdc，(更新後的Vdc)=Vdc+Ts/(C．Vdc)．(-P-Preg+Pcnv)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之消耗電能推定裝置，其中，當前述產業用機械為具備複數組前述馬達及前述機械之組合，並且具備驅動複數個組的各馬達之放大器的構成時，前述動作模式資訊取得部係取得各組的前述機械或前述馬達的前述動作模式資訊；前述動態資訊取得部係取得各組的前述機械及前述馬達的前述動態資訊；前述電路資訊取得部係取得前述放大器的前述放大器資訊及前述馬達的前述馬達資訊；前述消耗電能算出部係根據前述各組的動作模式資訊、前述各組的動態資訊、前述放大器資訊及前述馬 達資訊，算出前述產業用機械的單位時間的消耗功率。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之消耗電能推定裝置，其中，前述消耗電能算出部係根據前述動作模式資訊、前述動態資訊及前述馬達資訊，算出構成前述產業用機械的各馬達的單位時間的消耗功率，並且，算出該所算出的各馬達的單位時間的消耗功率的合計值，此外，根據前述再生電阻器的電阻值、串聯連接至前述再生電阻器的再生電晶體的導通電壓及模擬被施加至前述平滑電容器的電壓亦即母線電壓之母線電壓模擬值，算出前述再生電阻器的單位時間的消耗功率，並且，根據前述母線電壓模擬值、前述整流器的輸出電壓及前述再生電阻器的單位時間的消耗功率，算出前述整流器的單位時間的輸出功率並以該所算出的輸出功率作為前述產業用機械的單位時間的消耗功率，此外，根據前述平滑電容器的電容值、前述各馬達的單位時間的消耗功率的合計值、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率、前述整流器的單位時間的輸出功率，更新前述母線電壓模擬值。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之消耗電能推定裝置，其中，當前述母線電壓模擬值設為Vdc、前述平滑電容器的電容值設為C、前述各馬達的單位時間的消耗功率的合計值設為P、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率設為Preg、前述整流器的單位時間的輸出功率設為Pcnv時，前述消耗電能算出部係依下式更新前述母線電壓模擬值Vdc，
  12. 如申請專利範圍第10項所述之消耗電能推定裝置，其中，當前述母線電壓模擬值設為Vdc、前述母線電壓模擬值的更新週期設為Ts、前述平滑電容器的電容值設為C、前述各馬達的單位時間的消耗功率的合計值設為P、前述再生電阻器的單位時間的消耗功率設為Preg、前述整流器的單位時間的輸出功率設為Pcnv時，前述消耗電能算出部係依下式更新前述母線電壓模擬值Vdc，(更新後的Vdc)=Vdc+Ts/(C．Vdc)．(-P-Preg+Pcnv)。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之消耗電能推定裝置，其具備將前述消耗功率算出部所算出的前述消耗電能輸出至外部的結果輸出部。
  14. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之消耗電能推定裝置，其具備將前述消耗功率算出部所算出的前述消耗電能輸出至外部的結果輸出部；前述動作模式資訊取得部係取得複數個前述動作模式資訊；前述消耗電能算出部係以前述複數個動作模式資訊的各者為對象，執行下述消耗電能算出處理：選擇前述動作模式資訊取得部所取得的複數個動作模式資訊的其中一個，根據該所選擇的動作模式資訊、前述動態資訊、前述放大器資訊及前述馬達資訊，歷經規定時間 算出前述產業用機械按照前述所選擇的動作模式資訊進行動作時的單位時間的消耗功率，並累計該所算出的消耗功率而算出前述產業用機械按照前述所選擇的動作模式資訊進行動作時的前述產業用機械的消耗電能；前述結果輸出部係將前述消耗電能算出部執行前述消耗電能算出處理而得的前述產業用機械按照前述複數個動作模式資訊的各者進行動作時的前述產業用機械的消耗電能、與在算出該消耗電能時所使用的動作模式資訊建立關聯而輸出至外部。
  15. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之消耗電能推定裝置，其中，具備將前述消耗功率算出部所算出的前述消耗電能輸出至外部的結果輸出部；前述電路資訊取得部係取得複數個前述馬達資訊；前述消耗電能算出部係以前述複數個馬達資訊的各者為對象，執行下述消耗電能算出處理：選擇前述電路資訊取得部所取得的複數個馬達資訊的其中一個，根據該所選擇的馬達資訊、前述動作模式資訊、前述動態資訊及前述放大器資訊，歷經規定時間算出前述產業用機械使用與前述所選擇的馬達資訊對應的馬達進行動作時的單位時間的消耗功率，並累計該所算出的消耗功率而算出前述產業用機械使用與前述所選擇的馬達資訊對應的馬達進行動作時的前述產業用機械的消耗電能；前述結果輸出部係將前述消耗電能算出部執行前 述消耗電能算出處理而得的前述產業用機械使用與前述複數個馬達資訊的各者對應的各馬達進行動作時的前述產業用機械的消耗電能、與在算出該消耗電能時所使用的馬達資訊建立關聯而輸出至外部。
  16. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之消耗電能推定裝置，其具備將前述消耗功率算出部所算出的前述消耗電能輸出至外部的結果輸出部；前述電路資訊取得部係取得複數個前述放大器資訊；前述消耗電能算出部係以前述複數個放大器資訊的各者為對象，執行下述消耗電能算出處理：選擇前述電路資訊取得部所取得的複數個放大器資訊的其中一個，根據該所選擇的放大器資訊、前述動作模式資訊、前述動態資訊及前述馬達資訊，歷經規定時間算出前述產業用機械使用與前述所選擇的放大器資訊對應的放大器進行動作時的單位時間的消耗功率，並累計該所算出的消耗功率而算出前述產業用機械使用與前述所選擇的放大器資訊對應的放大器進行動作時的前述產業用機械的消耗電能；前述結果輸出部係將前述消耗電能算出部執行前述消耗電能算出處理而得的前述產業用機械使用與前述複數個放大器資訊的各者對應的各放大器進行動作時的前述產業用機械的消耗電能、與在算出該消耗電能時所使用的放大器資訊建立關聯而輸出至外部。
  17. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之消耗電能推定裝置，其中，具備將前述消耗功率算出部所算出的前述消耗電能輸出至外部的結果輸出部；前述動態資訊取得部係取得複數個前述動態資訊；前述消耗電能算出部係以前述複數個動態資訊的各者為對象，執行下述消耗電能算出處理：選擇前述動態資訊取得部所取得的複數個動態資訊的其中一個，根據該所選擇的動態資訊、前述馬達資訊、前述動作模式資訊及前述放大器資訊，歷經規定時間算出前述產業用機械使用與前述所選擇的動態資訊對應的馬達及機械進行動作時的單位時間的消耗功率，並累計該所算出的消耗功率而算出前述產業用機械使用與前述所選擇的動態資訊對應的馬達及機械進行動作時的前述產業用機械的消耗電能；前述結果輸出部係將前述消耗電能算出部執行前述消耗電能算出處理而得的前述產業用機械使用與前述複數個動態資訊的各者對應的各馬達及各機械進行動作時的前述產業用機械的消耗電能、與在算出該消耗電能時使用的動態資訊建立關聯而輸出至外部。
  18. 一種消耗電能推定裝置，係推定具備馬達、藉由前述馬達驅動的機械、及驅動前述馬達之具有平滑電容器和再生電阻器的放大器之產業用機械的消耗電能，該消耗電能推定裝置係具備：消耗電能算出部，係根據模擬被施加至前述平滑電 容器的電壓亦即母線電壓之母線電壓模擬值，歷經規定時間執行：算出前述馬達及前述再生電阻器各者的消耗功率，並且根據該所算出的各消耗功率，算出前述產業用機械的消耗功率之處理；及根據前述所算出的前述馬達及前述再生電阻器各者的消耗功率與前述所算出的前述產業用機械的消耗功率，更新前述母線電壓模擬值之處理；並累計在該規定時間中算出的前述產業用機械的消耗功率而推定前述產業用機械的消耗電能。
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