電力控制器及電力控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種對在次級側連接有加熱器的變壓器（transformer)的初級側供 給的電力進行控制的電力控制器及電力控制方法。
【背景技術】
[0002] 在對在次級側連接有加熱器的變壓器的初級側供給的電力進行控制的電力控制 器中，較多采用對與該變壓器的初級側連接的閘晶管（thyristor)導通（觸發）的定時進 行控制的相位控制方式。 在這樣的電力控制器中，當將較多電力提供給變壓器的初級側時，會增大表示閘晶管 導通的定時的觸發角（相位角），但在電源投入時等的相位控制開始時，若以較大的觸發角 使閘晶管導通，則會有較大的浪涌電流在變壓器中流動。
[0003] 為了防止這樣的浪涌電流的發生，有些情況下會采用如下方法：在相位控制開始 時，以較小的觸發角使閘晶管導通，慢慢地使觸發角增大（軟啟動方式）（參照例如專利文 獻1) 〇 另外，在采用軟啟動方式的情況下，對電源電壓、變壓器的初級側的電壓進行監視，若 該電壓從零值變換至規定值，則使觸發角從較小的觸發角慢慢向目標觸發角變化來使閘晶 管導通。
[0004] 專利文獻1 :日本專利特開6 - 165366號公報
[0005] 由于現有的電力控制器按照以上方式構成，因此如果對電源電壓、變壓器的初級 側的電壓進行監視，檢測到該電壓從零值變化至規定值，則以較小的觸發角使閘晶管導通， 從而能夠防止浪涌電流的發生。但是，存在有如下課題：需要對電源電壓、變壓器的初級側 的電壓進行監視的器械，從而導致裝置結構變得復雜。
【發明內容】
[0006] 為了解決上述問題，本發明的目的在于：提供一種不必搭載對電源電壓、變壓器 的初級側的電壓進行監視的器械，便能夠防止浪涌電流的發生的電力控制器及電力控制方 法。
[0007] 本發明涉及的電力控制器，設置有：目標觸發角計算單元，其根據從計算對與變壓 器的次級側連接的負載供給的電力的目標值的調節計輸出的目標信號，計算表示對向上述 變壓器的初級側供給的電力進行調整的切換元件的觸發的定時的目標觸發角；電流估算單 元，其在通過目標觸發角計算單元計算出的目標觸發角所示的定時將切換元件觸發的情況 下，對在該切換元件中流動的電流進行估算；電流測量單元，其對在切換元件中實際流動的 電流進行測量；異常認定單元，其在通過電流測量單元測量的電流比通過電流估算單元估 算出的電流小到預先設置的規定值或者規定比例以上的情況下，認定在該切換元件中流動 的電流的異常；控制用觸發角確定單元，其在通過異常認定單元認定出電流的異常的情況 下，將預先設定的待機時觸發角確定為控制用觸發角，輸出控制用觸發角，并且若在輸出該 控制用觸發角的狀態下，未通過異常認定單元認定出電流的異常，則將控制用觸發角逐漸 增大至該控制用觸發角從該待機時觸發角到達通過目標觸發角計算單元計算出的目標觸 發角為止，同時將該觸發角輸出，切換元件控制單元，在從控制用觸發角確定單元輸出的觸 發角所示的定時對切換元件進行觸發。
[0008] 本發明涉及的電力控制器，在未通過異常認定單元認定出電流的異常的情況下， 控制用觸發角確定單元將通過目標觸發角計算單元計算出的目標觸發角作為控制用觸發 角來輸出給切換元件控制單元。
[0009] 本發明涉及的電力控制器，在通過異常認定單元認定出電流的異常，通過切換元 件控制單元以待機時觸發角將切換元件觸發時，將變壓器中流動的浪涌電流變得比規定的 容許電流更小，且比通過電流測量單元可測量的最小電流更大的觸發角作為待機時觸發角 設定在控制用觸發角確單元中。
[0010] 本發明涉及的電力控制方法，包括： 目標觸發角計算處理步驟，由目標觸發角計算單元根據從計算對與變壓器的次級側連 接的負載供給的電力的目標值的調節計輸出的目標信號，計算表示對向變壓器的初級側供 給的電力進行調整的切換元件的觸發的定時的目標觸發角； 電流估算處理步驟，由電流估算單元在通過目標觸發角計算處理步驟計算出的目標觸 發角所示的定時將切換元件觸發的情況下，對切換元件中流動的電流進行估算； 電流測量處理步驟，由電流測量單元對在切換元件中實際流動的電流進行測量； 異常認定處理步驟，在通過電流測量處理步驟測量的電流比通過電流估算處理步驟估 算出的電流小到預先設定的規定值或者規定比例以上的情況下，由異常認定單元認定切換 元件中流動的電流的異常；以及 控制用觸發角確定處理步驟，控制用觸發角確定單元在通過異常認定處理步驟認定了 電流異常的情況下，將預先設定的待機時觸發角確定為控制用觸發角，輸出該控制用觸發 角，并且若在對該控制用觸發角進行輸出的狀態下，未通過異常認定處理步驟認定出電流 的異常，則將控制用觸發角逐漸增大至該控制用觸發角從該待機時觸發角到達通過目標觸 發角計算單元計算出的目標觸發角為止，同時將該觸發角輸出。 (發明效果）
[0011] 根據本發明，能夠獲取如下效果：不必搭載對電源電壓、變壓器的初級側的電壓進 行監視的器械，便能夠防止浪涌電流的發生。
【附圖說明】
[0012] 圖1是表示本發明的實施方式1的電力控制器的結構圖。 圖2是表示本發明的實施方式1的電力控制器對輸出電流的異常進行檢測的處理內容 的流程圖。 圖3是表示本發明的實施方式1的電力控制器對控制用觸發角進行確定的處理內容的 流程圖。 圖4是表示在未檢測出輸出電流的異常的情況下的電力控制器的處理定時的說明圖。 圖5是表示在檢測出輸出電流的異常的情況下的電力控制器的處理定時的說明圖。 圖6是表示輸出電流從異常恢復到正常，且開始了軟啟動的情況下的處理定時的說明 圖。 圖7是表示本發明的實施方式2的電力控制器的結構圖。
【具體實施方式】
[0013] (實施方式1) 圖1是表示本發明的實施方式1的電力控制器的結構圖。 在圖1中，電力控制器3經由轉換轉換開關2(例如繼電器、斷路器等）與交流電源1 連接，在轉換開關2為閉合狀態時，從交流電源1接收電力的供給，且安裝有作為開關元件 的閘晶管12,其通過相位控制對向變壓器4的初級側供給的電力進行調整。在閘晶管12的 初級側連接有保險絲11。 在本實施方式1中示出了使安裝閘晶管12作為開關元件的例子，但并不限于此，例如 也可以安裝三端雙向可控硅開關等作為開關元件。
[0014] 變壓器4是從與初級側連接的電力控制器3接收電力的供給，并向與次級側連接 的加熱器5供給電力的變壓器。 作為負載的加熱器5是對被控制對象6進行加熱的熱源，在被控制對象6安裝溫度傳 感器7。
[0015] 溫度傳感器7是對被控制對象6的溫度進行測量，并將表示其溫度的傳感器信號 輸出給溫度調節計8的測量器。 溫度調節計8實施如下處理：計算使從溫度傳感器7輸出的傳感器信號所表示的溫度 與預先設定的目標溫度一致的輸出的目標信號，并將該目標信號輸出給電力控制器3。
[0016] 零點檢測部18實施對電源電壓的零點進行檢測的處理。 輸出目標值觸發角變換部13由安裝有例如CPU的半導體集成電路、或者單片計算機等 構成，根據從溫度調節計8輸出的目標信號，按每個零點檢測定時來實施計算表示閘晶管 12導通（觸發）的定時的目標觸發角Φη的處理。 具體而言，輸出目標值觸發角變換部13將例如從溫度調節計8輸出的目標信號作為電 力的目標值，內置表不電力值與目標觸發角Φη之間的對應關系的表格，參照該表格，實施 對與該目標信號對應的目標觸發角Φη進行輸出的處理。另外，輸出目標值觸發角變換部 13構成目標觸發角計算單元。
[0017] 輸出電流估算部14由安裝有例如CPU的半導體集成電路、或者單片計算機等構 成，當閘晶管12在從觸發角增量控制部20輸出的控制用觸發角的定時導通了時，實施按 每個輸出電流監視的定時計算在該閘晶管12中流動的電流即輸出電流的估算值Ienni的處 理。輸出電流監視的定時在電源循環的半循環期間內存在多次，在本實施方式1中，假設按 將半循環的期間分為二十等分后的每個單位時間產生輸出電流監視的定時。另外，輸出電 流估算部14構成電流估算單元。
[0018] 電流檢測器15由例如CT (Current Transformer，變流器）等構成，對在閘晶管12 中實際流動的電流進行檢測，并輸出與該電流成比例的傳感器信號。 輸出電流測量部16由安裝有例如CPU的半導體集成電路、或者單片計算機等構成，根 據從電流檢測器15中輸出的傳感器信號，實際地按監視輸出電流的每個定時實施對在閘 晶管12中流動的電流即輸出電流IJi行測量的處理。另外，由電流檢測器15及輸出電流 測量部16構成電流測量單元。
[0019] 輸出電流監視部17由安裝有例如CPU的半導體集成電路、或者單片計算機等構 成，并實施如下處理：在接收到通過輸出電流估算部14計算出的輸出電流的估算值Ienm2 后，將該估算值Ienni乘以規定的系數（例如0. 5)，由此計算出認定在閘晶管12中流動的電 流的異常時的異常判斷電流
>。另外，輸出電