節電装置およびその運転方法
【課題】従来の節電装置は、出力電圧が段階的にしか制御できない。
【解決手段】交流電源１および負荷６の間に配された直列変圧器４と、出力側が直列変圧器４の２次巻線に接続された回生形インバータ７を備え、回生形インバータ７の出力により負荷６に印加される電圧を制御する。この構成により、負荷６へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源１などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷６側へ安定した節電電力を供給することができる。
【解決手段】交流電源１および負荷６の間に配された直列変圧器４と、出力側が直列変圧器４の２次巻線に接続された回生形インバータ７を備え、回生形インバータ７の出力により負荷６に印加される電圧を制御する。この構成により、負荷６へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源１などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷６側へ安定した節電電力を供給することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源の過剰な電圧を下げ、消費電力を小さくする機能を有する、家庭用あるいは業務用の節電装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境破壊や地球温暖化を防止するという観点から電力の有効利用および省エネルギー化が可能な節電装置が求められている。
【０００３】
従来のこの種の節電装置について、図３１及び図３２を参照しながら説明する。
【０００４】
図３１に示すものは、特開平１０−６６３４１号公報に記載された節電装置で、複数組の主コイルであるＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６の端部間に相互に直列に接続した複数組の励磁コイルであるＬ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８を設けた単相３線式または単相２線式の単巻コイル型変圧器１０１と、前記複数組の励磁コイルＬ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８の１組または複数組をカットするサイリスタ１０２、１０３と、電圧を検知する電圧が所定電圧以下の降下または上昇によって前記サイリスタ１０２、１０３を制御する制御部１０４とを備え、出力電圧検知部１０５は出力側電圧の変化を検知したとき制御部１０４はサイリスタ１０２、１０３を駆動することにより出力電圧の下がり過ぎを防止して、負荷に悪影響を与えずに出力電圧を入力電圧より低減することで、節電を果たすことができるものである。
【０００５】
図３２に示すものは、特開２０００−８３３７８号公報に記載された電力変換装置で、単相三線の電力系統において、入力交流電圧と同相で振幅の異なる電圧に直接変換して出力する、いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換手段である電圧振幅調整器１０６の入力端子を単相三線交流入力端子１Ｒ、１Ｔ間に接続し、電圧振幅調整器１０６の出力端子を交流フィルタ１０７を介して、相互に絶縁された２つの巻線を有する変圧器１０８の１次巻線と、相互に絶縁された２つの巻線を有する変圧器１０９の１次巻線とにそれぞれ並列接続し、変圧器１０８の２次巻線を単相三線交流入力端子１Ｒと単相三線交流出力端子５Ｕとの間に直列に接続し、変圧器１０９の２次巻線を単相三線交流入力端子１Ｔと単相三線交流出力端子５Ｗとの間に接続する。このような構成により、単相三線交流は電圧振幅調整器１０６により入力電圧と同相で振幅の異なる電圧に変換され、交流フィルタ１０７によりリプルの無い正弦波電圧となり、変圧器１０８、１０９の１次巻線を励磁し、変圧器１０８、１０９の２次巻線に巻数比分の１の電圧を出力させる。この時、変圧器１０８、１０９の２次巻線を単相三線交流電圧を下げる極性に接続することで、単相三線交流出力端子には、入力電圧より低い電圧を出力することができ、負荷に適切な電圧を供給し、節電効果を得ることができることとなる。
【特許文献１】特開平１０−０６６３４１号公報
【特許文献２】特開２０００−０８３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の節電装置では、出力電圧は変圧器のタップ切替により行っているので段階的にしか制御できないという課題がある。
【０００７】
また、節電効果が分かり難いという課題がある。
【０００８】
また、節電率を求められないという課題がある。
【０００９】
また、節電運転中に節約電力を求めることができないという課題がある。
【００１０】
また、節電装置が節電運転モードで負荷投入時した時には、負荷の突入電流により出力電圧が予想以上に低下し、照明器が点灯しないなど負荷がスムーズに立ち上がらない場合があるという課題がある。
【００１１】
また、負荷投入時の突入電流による入力電圧や出力電圧の低下により、変圧器のタップ切り替えにチャタリングが生じ、出力電圧が不安定になるという課題があり、チャタリングせず安定して電力供給することが要求されている。
【００１２】
また、使用電力量が契約電力量を超えると、電力使用料金が割高となる場合があるが、使用電力量が契約電力量を上回る場合であっても、節電切替ができないという課題がある。
【００１３】
また、複数の節電装置が設置された場合には、これらの節電装置を集中管理できないという課題がある。
【００１４】
さらに、２つの変圧器により各相電圧を下げる構成では、装置の大型化や重量が増加し、コストが高くなるという課題がある。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するもので、出力電圧を連続可変できる節電装置を提供することを第１の目的とする。
【００１６】
第２の目的は、電圧低減率や節電電力や節約電力量を表示して節電効果を簡略的に表示し、節電効果を容易に確認可能とすることにある。
【００１７】
第３の目的は、節電率を求められるようにすることにある。
【００１８】
第４の目的は、節電運転中でも節電電力を求められるようにすることにある。
【００１９】
第５の目的は、効果的な省エネルギーを図ることにある。
【００２０】
第６の目的は、環境面から観た節電効果を表示しさらに使用者の節電意識を高めることにある。
【００２１】
第７の目的は、安定した負荷の立ち上げを可能とすることにある。
【００２２】
第８の目的は、使用電力量が契約電力量を上回る場合は、契約電力量以下となるよう制御し、電力使用料金を下げることにある。
【００２３】
第９の目的は、チャタリングを防止し、安定した電力供給をすることにある。
【００２４】
第１０の目的は、複数の節電装置を集中管理することができる節電装置を提供することにある。
【００２５】
第１１の目的は、１つの変圧器に単相三線両相共に巻線を巻くことにより、装置の小型、軽量化及びコストを下げることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の節電装置は上記目的を達成するために、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備え、前記回生形インバータにより負荷に印加する電圧を制御するものである。
【００２７】
本発明によれば、回生形インバータにより、直列変圧器から電力を取り出し供給側へ戻しながら、２次巻線の電流または電圧のすくなくともいずれか一方を制御することで、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００２８】
また他の手段は、請求項１に記載の節電装置において、交流電源に回生形インバータの入力側が接続されたものである。
【００２９】
本発明によれば、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３０】
また他の手段は、請求項１に記載の節電装置において、負荷に回生形インバータの入力側が接続されたものである。
【００３１】
本発明によれば、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３２】
また他の手段は、請求項１から３のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータは、入力側に交流電力と直流電力を相互に変換できる両方向順変換器を備えた電圧形インバータとしたものである。
【００３３】
本発明によれば、電圧形インバータが回生形インバータとして動作することができ、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３４】
また他の手段は、請求項１から３のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータは電流形インバータとしたものである。
【００３５】
本発明によれば、電流形インバータは回生形インバータとして動作できるので、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３６】
また他の手段は、請求項１から３のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータは、交流チョッパ回路としたものである。
【００３７】
本発明によれば、交流チョッパ回路は回生形インバータとして動作できるので、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３８】
また他の手段は、請求項１から６のいずれかに記載の節電装置において、入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されているものである。
【００３９】
本発明によれば、単相３線式電源の各相の電圧を可変することができ、単相３線式の配線でも出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００４０】
また他の手段は、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法としたものである。
【００４１】
本発明によれば、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻すことができ、効果的な省エネルギーを図ることができる節電装置が得られる。
【００４２】
また他の手段は、請求項１から７のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００４３】
本発明によれば、インバータ電力つまりは回生電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００４４】
また他の手段は、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００４５】
本発明によれば、低減電圧を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００４６】
また他の手段は、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００４７】
本発明によれば、電圧低減率を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００４８】
また他の手段は、節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段とから構成したものである。
【００４９】
本発明によれば、節電率を求めることができる節電装置が得られる。
【００５０】
また他の手段は、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたものである。
【００５１】
本発明によれば、節電運転中でも節約電力を演算表示でき、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００５２】
また他の手段は、節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたものである。
【００５３】
本発明によれば、節電率設定手段により節電率演算手段で求めた節電率を節電率記憶手段に自動設定ができ、節電効果の算出を容易とすることができるのでセ節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００５４】
また他の手段は、電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とから構成したものである。
【００５５】
本発明によれば、節電装置の出力電力を計測することができるので、節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００５６】
また他の手段は、電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とから構成したものである。
【００５７】
本発明によれば、節電装置の入力電力を計測することができるので、節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００５８】
また他の手段は、負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とから構成したものである。
【００５９】
本発明によれば、出力電圧を計測することなく、入力電圧のみ計測することで出力電圧を間接的に求められるので、より簡易な構成で節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００６０】
また他の手段は、負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とから構成したものである。
【００６１】
本発明によれば、直接負荷電流や電源電流を計測することなくインバータ電流を計測して負荷電流や電源電流を間接的に求められるので、より小型で安価な電流センサを用いることができ、安価な節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００６２】
また他の手段は、低減電圧演算手段または節約電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とから構成したものである。
【００６３】
本発明によれば、節電装置の入力電圧と出力電圧を測定することなく、低減電圧を算出表示することができ、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００６４】
また他の手段は、節約した電力を算出する節約電力演算手段と、この節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００６５】
本発明によれば、節約電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００６６】
また他の手段は、節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段を設け、前記節約電力量演算手段の出力を表示手段により表示するものとしたものである。
【００６７】
本発明によれば、節約電力量を表示することにより、節電効果を一層効果的に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００６８】
また他の手段は、節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、前記二酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段を備えたものである。
【００６９】
本発明によれば、節電量を発電所の二酸化炭素排出量の削減量に換算し表示することで、環境面から観た節電効果を表示しさらに使用者の節電意識を高めることができる節電装置が得られる。
【００７０】
また他の手段は、一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えた節電装置としたものである。
【００７１】
本発明によれば、出力電力や節約電力の積算値を表示することができ、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置が得られる。
【００７２】
また他の手段は、積算期間を表示する積算期間表示手段を備えた節電装置としたものである。
【００７３】
本発明によれば、出力電力や節約電力の積算期間を表示することができ、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置が得られる。
【００７４】
また他の手段は、積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備える節電装置としたものである。
【００７５】
本発明によれば、出力電力の積算値とその積算期間を同時または個別にリセットでき、また節約電力の積算値とその積算期間を同時または個別にリセットでき、任意の期間の積算値と積算期間を表示することができるので、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置が得られる。
【００７６】
また他の手段は、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、前記電流変化量計測手段と前記しきい値記憶手段の出力値を比較演算し、その結果によって前記節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたものである。
【００７７】
本発明によれば、安定した負荷の立ち上げを可能とする節電装置が得られる。
【００７８】
また他の手段は、節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段備えたものである。
【００７９】
本発明によれば、負荷の消費電力がごく小さいときには、節電装置の消費電力を小さくし、より効果的な省エネルギーをはかることができ、また負荷電流が過大なときには節電運転を停止して節電装置自身を保護する節電装置が得られる。
【００８０】
また他の手段は、請求項１から７のいずれかに記載の節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは節電装置を回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えたものである。
【００８１】
本発明によれば、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーをはかることができる節電装置が得られる。
【００８２】
また他の手段は、負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、前記電力量計測手段により計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する手段を備えたものである。
【００８３】
本発明によれば、負荷により消費した使用電力量に応じて最適な節電を行うことができ、効果的な省エネルギーを図ることができる節電装置が得られる。
【００８４】
また他の手段は、契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更するものである。
【００８５】
本発明によれば、使用電力量が契約電力量を上回る場合には契約電力量以下となるように制御して節電し、電力使用料金を下げることができる節電装置が得られる。
【００８６】
また他の手段は、節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置である。
【００８７】
本発明によれば、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるので、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができる節電装置が得られる。
【００８８】
また他の手段は、負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法である。
【００８９】
本発明によれば、突入電流による負荷の不作動や誤作動を防止することができ、安定した負荷の立ち上げを可能とすることことができる節電装置が得られる。
【００９０】
また他の手段は、節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法である。
【００９１】
本発明によれば、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができ、より効果的な省エネルギーをはかることができる節電装置が得られる。
【００９２】
また他の手段は、節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法である。
【００９３】
本発明によれば、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができる節電装置が得られる。
【００９４】
また他の手段は、節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法である。
【００９５】
本発明によれば、入力電圧もしくは出力電圧が過剰に低下することが防止でき、負荷を適正な電圧で駆動し、安定した負荷の立上げを可能とすることができる節電装置が得られる。
【００９６】
また他の手段は、節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法である。
【００９７】
本発明によれば、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーをはかることができる節電装置が得られる。
【００９８】
また、他の手段は、交流電源および負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取り出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法である。
【００９９】
本発明によれば、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができ、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【０１００】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備える構成としたものである。
【０１０１】
本発明によれば、節電運転と交流電源直送状態における入力あるいは出力電力から、節電率のより正確な計算を可能とすることができる。
【０１０２】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備える構成としたものである。
【０１０３】
本発明によれば、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、節電率を計算することができる節電装置が得られる。
【０１０４】
また、他の手段は、電力低減率を表示する低減率表示手段を備える構成としたものである。
【０１０５】
本発明によれば、演算した電力低減率を表示可能とすることができる。
【０１０６】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備える構成としたものである。
【０１０７】
本発明によれば、節電運転と交流電源直送状態とを切り替えることで、節約電力を計算可能とすることができる。
【０１０８】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備える構成としたものである。
【０１０９】
本発明によれば、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節約電力を計算することができる節電装置が得られる。
【０１１０】
また、他の手段は、節約電力を表示する節約電力表示手段を備える構成としたものである。
【０１１１】
本発明によれば、節約電力の表示を可能とすることができる。
【０１１２】
また、他の手段は、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格節電率を計算する定格電力低減率計算手段を備える構成としたものである。
【０１１３】
本発明によれば、負荷の状態に合わせた定格電力低減率を計算することができ、節電率、節約電力の計算、表示精度を向上することができる節電装置が得られる。
【０１１４】
また、他の手段は、単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配する構成としたものである。
【０１１５】
本発明によれば、２個の直列変圧器を使用せず、単一の直列変圧器のみ使用することで、装置の小型、軽量化及びコストを下げることができる。
【発明の効果】
【０１１６】
本発明によれば、交流電源と負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備えたものであり、回生形インバータの出力電圧または出力電流の少なくともいずれか一方を制御することにより、直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を制御し、１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷に印加する電圧つまり出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１１７】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生することにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側の直列変圧器へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１１８】
また、回生形インバータを両方向順変換器と逆変換器とを有する電圧形インバータ、または電流形インバータ、または交流チョッパ回路とすることにより、出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１１９】
また、入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されているものであり、各相の電圧を可変することができ、単相３線式の配線でも出力電圧を連続可変できるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２０】
また、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法としたので、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻すことができ、効果的な省エネルギーを図ることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２１】
また、回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、インバータ電力つまりは回生電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２２】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、低減電圧を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２３】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、電圧低減率を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２４】
また、節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段とから構成したものであり、節電率を自動的に演算することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２５】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたものであり、節電運転中でも節約電力を演算表示することができ、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２６】
また、節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたものであり、節電率設定手段により節電率演算手段で求めた節電率を節電率記憶手段に自動設定ができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２７】
また、電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の出力電力の計測が可能となるという効果の有る節電装置を提供できる。
【０１２８】
また、電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の入力電力の計測が可能となるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２９】
また、負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とから構成したものであり、直接出力電圧を計測しなくても、出力電圧を求められるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３０】
また、負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とから構成したものであり、直接負荷電流や電源電流を計測することなくインバータ電流を計測して負荷電流や電源電流を間接的に求められるので、より小型で安価な電流センサを用いることができるという効果の有る節電装置を提供できる。
【０１３１】
また、低減電圧演算手段または節約電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とから構成したものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧を測定することなく、低減電圧を算出表示することができ、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３２】
また、節約した電力を算出する節約電力演算手段と、この節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備え、節約電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３３】
また、節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段を設け、前記節約電力量演算手段の出力を表示手段により表示するものとしたものであり、節約電力量を表示することにより、節電効果を一層効果的に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３４】
また、節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、二酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段を備えたものであり、節約電力量を地球温暖化の原因とされる発電所の二酸化炭素削減量に換算して表示することで、環境面から観た節電効果を表示し、さらに使用者の節電意識を高めることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３５】
また、一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えるものであり、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３６】
また、積算期間を表示する積算期間表示手段を備えるものであり、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３７】
また、積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備えるものであり、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３８】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、電流変化量計測手段としきい値記憶手段の出力値の比較演算し、その結果によって節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたものであり、安定した負荷の立ち上げを可能とするという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３９】
また、節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さいときには、節電装置の消費電力を小さくし、より効果的な省エネルギーをはかることができるという効果があり、また負荷電流が過大なときには、節電装置を停止させ節電装置自身を保護するという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４０】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは節電装置を回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーをはかることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４１】
また、負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する手段を備えたものであり、負荷により消費した使用電力量に応じて最適な節電を行うことができ、効果的な省エネルギーを図ることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４２】
また、契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更するものであり、使用電力量が契約電力量を上回る場合には契約電力量以下となるように制御して節電し、電力使用料金を下げることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４３】
また、節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置であり、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるので、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４４】
また、負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法であり、突入電流による負荷の不作動や誤作動を防止することができ、安定した負荷の立ち上げを可能とすることことができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４５】
また、節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法であり、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができ、より効果的な省エネルギーをはかることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４６】
また、節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法であり、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４７】
また、節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法であり、入力電圧もしくは出力電圧が過剰に低下することが防止でき、負荷を適正な電圧で駆動し、安定した負荷の立上げを可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４８】
また、節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法であり、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーを図ることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４９】
また、交流電源と負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取り出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法であり、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができ、出力電圧を連続可変できるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５０】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力により電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備えることにより、節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節電率のより正確な計算を可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５１】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備えることにより、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節電率を計算することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５２】
また、電力低減率を表示する低減率表示手段を備えることにより、演算した電力低減率を表示可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５３】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備えることにより、交流電源直送状態から節電運転に切り替えることで、正確に節約電力を計算可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５４】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備えることにより、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節約電力を計算することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５５】
また、節約電力を表示する節約電力表示手段を備えることにより、節約電力の表示を可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５６】
また、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格節電率を計算する定格電力低減率計算手段を備えることにより、負荷の状態に合わせた定格電力低減率を計算することができ、節電率、節約電力の計算、表示精度を向上することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５７】
また、単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配し、２個の直列変圧器を使用せず、単一の直列変圧器とすることにより、装置の小型、軽量化及びコストを下げることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１５８】
本発明は、交流電源と負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備えたものであり、回生形インバータにより、直列変圧器から電力を取り出して供給側へ戻すと共に、回生形インバータの出力電圧または出力電流の少なくともいずれか一方を制御して、直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を制御し、１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷に印加する電圧つまり出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１５９】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生することにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側の直列変圧器へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという作用を有する。
【０１６０】
また、請求項１に記載の節電装置において、交流電源側に回生形インバータの入力側を接続したものであり、必要に応じて回生形インバータを力行動作させて、交流電源の電力を変換して前記直列変圧器へ供給し、または回生形インバータを回生動作させて直列変圧器からの交流電力を変換して回生形インバータの入力側の交流電源に回生することにより、直列変圧器の１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷に印加する電圧を制御することにより、出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１６１】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生する、つまり電源側へ戻すことにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという作用を有する。
【０１６２】
また、請求項１に記載の節電装置において、負荷側に回生形インバータの入力側が接続されたものであり、安定した節電装置の出力側から回生形インバータの入力電力が取得でき、回生形インバータの運転の安定化が容易となり、また、負荷へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができるという作用を有する。
【０１６３】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生する、つまり負荷側へ戻すことにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという作用を有する。
【０１６４】
また、回生形インバータは、入力側に交流電力と直流電力を相互に変換できる両方向順変換器を備た電圧形インバータとしたものであり、力行時には両方向順変換器が入力側の交流電力を一旦直流電力に変換した後、その直流電力を逆変換器が交流電力に変換して直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を適正に制御し、また回生時には電圧型インバータの逆変換器が直列変圧器の２次巻線から交流電力を取得して一旦直流電力に変換した後、その直流電力を両方向順変換器が交流電力に変換して入力側に回生させると共に、２次巻線の電圧または電流を適正に制御し、入力側と出力側の間で双方向に電力変換しながら直列変圧器の１次巻線の発生電圧を適正に制御できるので、節電装置の出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した電力を供給するという作用を有する。
【０１６５】
また、回生形インバータは、電流形インバータとしたものであり、力行時には入力側の交流電力を電流形インバータの順変換器から逆変換器の方向に電力変換して直列変圧器の２次巻線に印可する電圧または電流を適正に制御し、また回生時には２次巻線からの交流電力を逆変換器から順変換器の方向に電力変換して２次巻線の電流を適正に制御し、入力側と出力側の間で双方向に電力変換しながら直列変圧器の１次巻線の発生電圧を適正に制御できるので、負荷へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１６６】
また、回生形インバータは、交流チョッパ回路としたものであり、交流チョッパ回路により入力側の交流電力をチョッピングすることにより交流のまま電圧調整して、直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を適正に制御して、直列変圧器の１次巻線の発生電圧を適正に制御できるので、負荷へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１６７】
また、入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されているものであり、直列変圧器の２次巻線への印可電圧を制御することにより単相３線式電源の各相に介挿したそれぞれの１次巻線の電圧を可変し、単相３線式電源の各相の出力電圧を可変することができるという作用を有し、単相３線式の配線でも、負荷への印可電圧を連続可変するとともに、節電効果を発揮することができるという作用を有する。
【０１６８】
また、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法としたものであり、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより、効果的な省エネルギーを図ることができるという作用を有する。
【０１６９】
また、回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、インバータ電力つまり節電装置が節電動作しているときは負荷側から電源側へ回生してる回生電力を計測し表示するという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７０】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧の差である低減電圧を算出し表示するという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７１】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率である電圧低減率を算出し表示するという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７２】
また、節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段とから構成したものであり、節電率を自動的に演算することができるという作用を有する。
【０１７３】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたものであり、負荷に応じた節電率と負荷電力または電源電力のいずれかひとつと、節電装置の入力電圧と出力電圧の差とから節約電力を演算し、節電運転時には計測できない節約電力を求められるという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７４】
また、節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたものであり、節電率設定手段により節電率演算手段で求めた節電率を節電率記憶手段に自動設定ができるという作用を有する。
【０１７５】
また、電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の出力電力の計測ができるという作用を有する。
【０１７６】
また、電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の入力電力が測定できるという作用を有する。
【０１７７】
また、負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とから構成したものであり、直接出力電圧を計測しなくても、入力電圧から出力電圧を間接的に求められるという作用を有する。
【０１７８】
また、負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とから構成したものであり、直接負荷電流や電源電流を計測することなくより小型で安価な電流センサを用いてインバータ電流を計測することで負荷電流や電源電流を間接的に求められるという作用を有する。
【０１７９】
また、低減電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とから構成したものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧を測定することなく、低減電圧を算出することができるという作用を有する。
【０１８０】
また、節約した電力を算出する節約電力演算手段と、この節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、節約電力を計測し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１８１】
また、節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段を設け、前記節約電力量演算手段の出力を表示手段により表示するものとしたものであり、瞬時値の節約電力から積算値の節約電力量を求められるという作用を有し、節約電力量を表示することにより、節電効果を一層効果的に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１８２】
また、節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段を備えたものであり、節約電力量を地球温暖化の原因とされる発電所の二酸化炭素削減量に換算して表示するという作用を有し、環境面から観た節電効果の検証をすることができるという作用を有する。
【０１８３】
また、一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えるものであり、出力電力量や節約電力量を積算して表示するという作用を有する。
【０１８４】
また、積算期間を表示する積算期間表示手段を備えるものであり、出力電力量や節約電力量の積算期間を表示するという作用を有する。
【０１８５】
また、積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備えるものであり、出力電力量とその積算期間を同時または個別にリセットでき、また節約電力量とその積算期間を同時または個別にリセットでき、使用者が任意の期間の積算値や積算期間を表示させることができるという作用を有する。
【０１８６】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、電流変化量計測手段としきい値記憶手段の出力値の比較演算し、その結果によって節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたものであり、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量が一定以上であれば、節電運転モードを節電停止モードに切換えるという作用を有し、負荷の突入電流が大きいときには、節電運転モードから節電停止モードに切換えることにより節電装置の出力電圧低下を防止するという作用を有し、節電モードであっても安定した負荷の立ち上げを可能とするという作用を有する。
【０１８７】
また、節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さく節電装置による節約電力が節電運転時の節電装置の消費電力を下回る場合には、節電装置を節電運転モードから節電停止モードへ切換えて省電力化を図るという作用を有し、より効果的な省エネルギー化を図ることができるという作用を有し、負荷電流が過大であるときには節電装置を停止して節電装置自身を保護するという作用を有する。
【０１８８】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは節電装置を回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さく節電装置による節約電力が回生形インバータの消費電力よりも小さいときには、回生形インバータへの通電を停止して、回生形インバータの消費電力を無くすことができるという作用を有し、より効果的な省エネルギー化をはかることができるという作用を有する。
【０１８９】
また、負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する手段を備えたものであり、負荷の消費した使用電力量に応じて出力電圧を変更するという作用を有し、使用電力量が多くなれば、より出力電圧を低減して節電量を増加させるという作用を有し、最適な節電を行うことができるという作用を有する。
【０１９０】
また、契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更するものであり、使用電力量が契約電力量を上回りそうであれば出力電圧を下げるという作用を有し、使用電力量が契約電力量を上回る場合には契約電力以下となるように制御して節電するという作用を有する。
【０１９１】
また、節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置としたものであり、集中監視装置は各々の節電装置と通信回線を介して通信することにより各節電装置を監視制御するという作用を有し、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるという作用を有し、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができるという作用を有する。
【０１９２】
また、負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法としたものであり、負荷投入時には節電運転モードから節電停止モードに切換えることにより負荷の突入電流が大きくても節電装置の出力電圧低下を防止するという作用を有し、また負荷投入時に節電停止モードとすることで交流電源の電圧をほぼそのまま負荷に印可するという作用を有し、安定した負荷の立ち上げを可能にするという作用を有する。
【０１９３】
また、節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法としたものであり、節電停止モードにて所定時間運転することにより、節電装置の出力電圧などの出力状態や負荷の状態が安定した後に、節電モードに切換えるという作用を有し、節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができるという作用を有する。
【０１９４】
また、節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法としたものであり、節電停止モードにて節電装置の出力電圧または出力電流が安定し、負荷の状態が安定した後に節電運転モードに切換えるという作用を有し、節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができるという作用を有する。
【０１９５】
また、節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法としたものであり、入力電圧もしくは出力電圧が過剰に低下した場合には、節電運転モードにより電圧低減することを停止するという作用を有し、交流電源の電圧をそのまま負荷に印可して負荷を適正な電圧で駆動することができるという作用を有する。
【０１９６】
また、節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法としたものであり、負荷の消費電力がごく小さく節電装置による節約電力が節電運転時の節電装置の消費電力を下回る場合には、節電装置を節電運転モードから節電停止モードへ切換えて省電力化を図るという作用を有し、より効果的な省エネルギー化を図ることができるという作用を有する。
【０１９７】
また、交流電源と負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取り出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法としたものであり、変圧器の出力を回生形インバータで取り出し、その電力を電源側や負荷側へ回生するという作用を有し、回生形インバータの出力で変圧器の出力を制御して負荷に印可される電圧を可変して、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができ、出力電圧を連続可変できるという作用を有する。
【０１９８】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備える構成としたものであり、節電運転と交流電源直送状態とを切り替えることで、節電率のより正確な計算を可能とすることができるという作用を有する。
【０１９９】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備える構成としたものであり、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、節電率を計算することができるという作用を有する。
【０２００】
また、電力低減率を表示する低減率表示手段を備える構成としたものであり、演算した電力低減率を表示可能とすることができるという作用を有する。
【０２０１】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備える構成としたものであり、節電運転と交流電源直送状態とを切り替えることで、節約電力を計算可能とすることができるという作用を有する。
【０２０２】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備える構成としたものであり、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節約電力を計算することができるという作用を有する。
【０２０３】
また、節約電力を表示する節約電力表示手段を備える構成としたものであり、節約電力の表示を可能とすることができるという作用を有する。
【０２０４】
また、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格節電率を計算する定格電力低減率計算手段を備える構成としたものであり、負荷の状態に合わせた定格電力低減率を計算することができ、節電率、節約電力の計算、表示精度を向上することができるという作用を有する。
【０２０５】
また、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格電力低減率を計算する定格電力低減率計算手段を備える構成としたものであり、定格電力低減率を負荷の種類、容量を調査し、人為的に近似計算することなく、自動的に計算することができるという作用を有する。
【０２０６】
また、単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配する構成としたものであり、２つの直列変圧器を用いず、１個の直列変圧器でのみ節電装置を実現する為、装置の小型、軽量化及びコストを下げることができるという作用を有する。
【実施例】
【０２０７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【０２０８】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例における節電装置の基本構成を示す回路図である。
【０２０９】
図１に示すように、交流電源１に節電装置２のＵ相入力接続端子３ＵとＶ相入力接続端子３Ｖが接続される。
【０２１０】
Ｕ相入力接続端子３Ｕの他端は節電装置２の直列変圧器４の１次巻線の一端に接続され、直列変圧器４の１次巻線の他端は節電装置２のＵ相出力接続端子５Ｕに接続される。
【０２１１】
Ｖ相入力接続端子３Ｖは節電装置２のＶ相出力接続端子５Ｖに接続されている。
【０２１２】
節電装置２の各出力接続端子５Ｕおよび５Ｖには電気機器などの負荷６が接続される。
【０２１３】
節電装置２の各入力接続端子３Ｕおよび３Ｖは分岐されて回生形インバータ７の入力端子に接続され、回生形インバータ７の出力端子は直列変圧器４の２次巻線に接続され、直列変圧器４の出力の一部が回生出力として取り出される。取り出される回生出力は、直列変圧器４の巻数比にもよるが、通常、直列変圧器４の出力の１／１０以下である。図示していないが、回生形インバータ７の出力部には、回生形インバータ７が停止した際には、直列変圧器４の２次巻線を短絡する短絡手段としてのスイッチを備えている。
【０２１４】
次に、負荷６として照明器具を使用した場合を例にして動作を説明する。交流電源１として１００Ｖの商用電源を使用し、図示はしていないが、主幹ブレーカーを介して節電装置２のＵ相入力接続端子３ＵおよびＶ相入力接続端子３Ｖに接続する。
【０２１５】
１００Ｖの商用電源とはいっても実際には送電系での電圧降下を見込んで１００Ｖより若干高い電圧で送電されており、場所によっても異なるが、通常、各消費者が使用する場所では１０５〜１０７Ｖ程度の電圧が観測されている。
【０２１６】
一方、負荷６として照明器具を例に見ると、これら照明器具はほぼ定格電圧の１００Ｖ付近で最も効率的に作動するように設計されており、１０６Ｖで点灯させれば電力効率が悪く、また必要以上の照度となるとともに器具の寿命も短くなる。したがって、６Ｖ分の電力は殆ど無駄に消費されることになり、この電力は消費側で必要の無い分の電力である。
【０２１７】
上記構成において、回生形インバータ７を回生動作させて直列変圧器４の２次巻線側から交流電力を取り出し変換して回生形インバータ７の入力側の交流電源１に回生する、つまり必要の無い分の電力を供給側へもどすことにより、直列変圧器４の１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷６に印加する電圧の１００Ｖを超える部分の電圧を低減させる。
【０２１８】
このとき、電源電圧を１０６Ｖ、負荷電圧２００に印可する電圧を１００Ｖとすると、直列変圧器４の１次巻線の電圧は６Ｖ、直列変圧器４の巻数比を１０とすると、直列変圧器４の２次巻線の電圧は６０Ｖ、すなわち回生形インバータ７の出力電圧は６０Ｖであり、回生形インバータ７は入力電圧を約１０６Ｖとして直列変圧器４より回生した電力を昇圧して電源側へ回生する。
【０２１９】
この結果、節電装置２の出力端子５Ｕ、５Ｖ間の電圧はほぼ１００Ｖになり、約６Ｖ分の必要の無い分の電力は、回生形インバータにより供給側へ戻されて節電されることとなる。
【０２２０】
この場合、電圧を６Ｖ減少させることで、水銀灯の消費電力は１２〜１３％削減することが出来る。すなわち、照明器具の負荷抵抗がＲオームであるとすると、１０６Ｖの電圧では１０６／Ｒアンペアの電流が流れるが、１００Ｖの電圧では１００／Ｒの電流が流れる。従って、消費電力は１０６×１０６／Ｒワットから１００×１００／Ｒワットに低減し、約１１％減少する。
【０２２１】
また、直列変圧器の巻数比が１０であるから、回生形インバータ７の容量は節電装置２の容量の約１／１０でよく、回生形インバータ７の小型化が図れるとともに、回生形インバータ７の損失の約１／１０が節電装置２の損失に換算されることとなる。
【０２２２】
また、回生形インバータ７を力行動作させることで、回生形インバータ７の入力側から出力側の直列変圧器４へ電力を供給して、節電装置２の出力電圧を電源電圧よりも上昇させることもできる。
【０２２３】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２２４】
なお、図示していないが回生形インバータ７の出力部は直列変圧器４の短絡手段を備えており、回生形インバータ７の動作時には開放しているが、回生形インバータ７の停止時には直列変圧器４の２次巻線を短絡し、直列変圧器４の２次巻線の電圧の異常上昇を防止する構成としている。
【０２２５】
（実施例２）
図２は、節電装置の他の実施例である。
【０２２６】
この実施例は図１の構成における回生形インバータ７の入力端子を節電装置２の各出力端子２Ｕおよび２Ｖに接続したものである。
【０２２７】
上記構成において、回生形インバータ７を回生動作させて直列変圧器４の２次巻線側から交流電力を取り出し変換して回生形インバータ７の入力側の負荷６に回生することにより、直列変圧器４の１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷６に印加する電圧の１００Ｖを超える部分の電圧を低減させる。このとき、回生形インバータ７は負荷６側の電圧を上昇させることなく電力を回生する。
【０２２８】
その他の構成および動作は図１と同一である。
【０２２９】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２３０】
（実施例３）
図３は回生形インバータ７の具体的な実施例を示す。
【０２３１】
図３に示すように、回生形インバータ７は、電圧型インバータ８にて構成され、この電圧型インバータ８は、両方向順変換器８Ａ、逆変換器８Ｂおよびこの両者間に接続されたコンデンサ８Ｃとにより構成される。
【０２３２】
図示していないが、回生形インバータ７の入出力部にはそれぞれ連系リアクトルが備えられている。
【０２３３】
両方向順変換器８Ａの入力端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＵ、７ＡＶを介して節電装置２の入力接続端子３Ｕ、３Ｖに接続され、逆変換器８Ｂの出力端子は回生形インバータ７の出力端子７ＢＵ、７ＢＶを介して直列変圧器４の２次巻線に接続される。
【０２３４】
上記構成において、節電装置２の節電運転モード時には回生形インバータ７は回生動作し、逆変換器８Ｂが直列変圧器４の２次巻線から交流電力を取得して一旦直流電力に変換した後、その直流電力を両方向順変換器８Ａが交流電力に変換して入力側にほぼ力率１で回生させると共に直列変圧器４の２次巻線の電圧または電流を適正に制御し、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を適正に制御して、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも低減する。
【０２３５】
また、回生形インバータ７を力行動作させることにより、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも増加させることもできる。
【０２３６】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２３７】
（実施例４）
図４は回生形インバータ７の他の具体的な実施例を示す。
【０２３８】
図４に示すように、この実施例の回生形インバータ７は、電流形インバータ９により構成され、この電流形インバータ９は、順変換器９Ａ、第２の逆変換器９Ｂおよびこの両者間の一方の配線に接続されたリアクトル９Ｃとにより構成される。
【０２３９】
図示していないが、回生形インバータ７の入出力部にはそれぞれ連系リアクトルと過電圧抑制用コンデンサとが備えられている。
【０２４０】
一方向順変換器９Ａの入力端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＵ、７ＡＶを介して節電装置２の入力接続端子３Ｕ、３Ｖに接続され、第２の逆変換器９Ｂの出力端子は回生形インバータ７の出力端子７ＢＵ、７ＢＶを介して直列変圧器４の２次巻線に接続される。
【０２４１】
上記構成において、節電装置２の節電運転モード時には回生形インバータ７は回生動作し、第２の逆変換器９Ｂが直列変圧器４の２次巻線から交流電力を取得してコイル４４３を介して一旦直流電力に変換した後、その直流電力を順変換器９Ａが交流電力に変換して入力側にほぼ力率１で回生させると共に直列変圧器４の２次巻線の電圧または電流を適正に制御し、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を適正に制御して、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも低減して節電する。
【０２４２】
また、回生形インバータ７を力行動作させることにより、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも増加させることもできる。
【０２４３】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２４４】
（実施例５）
図５は回生形インバータ７のさらに他の具体的な実施例を示す。
【０２４５】
図５に示すように、この実施例の回生形インバータ７は、交流チョッパ回路１０である。
【０２４６】
この交流チョッパ回路１０は、第１の双方向スイッチ回路１１と第２の双方向スイッチ回路１２とにより構成される。第１の双方向スイッチ回路１１は、一方向導通手段としてのダイオード１３Ａと、スイッチ手段としての絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１３Ｂと、ダイオード１３Ａのカソード側と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１３Ｂのコレクタ側を接続した第１の直列回路と、ダイオード１４Ａと、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１４Ｂと、ダイオード１４Ａのカソード側と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１４Ｂのコレクタ側を接続した第２の直列回路と、第１の直列回路と第２の直列回路を互いに逆方向に並列接続したものである。
【０２４７】
第２の双方向スイッチ回路１２は、第１の双方向スイッチ回路１１と、同様に構成されたものである。
【０２４８】
第１の双方向スイッチ回路１１の一方の端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＵを介して節電装置２の入力接続端子３Ｕに接続され、第１の双方向スイッチ回路１１の他方の端子は回生形インバータ７の出力端子７ＢＵに接続される。
【０２４９】
また、第２の双方向スイッチ回路１２の一方の端子は、第１の双方向スイッチ回路１２の他方の端子と共に、回生形インバータ７の出力端子７ＢＵに接続され、第２の双方向スイッチ回路１２の他方の端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＶと出力端子７ＢＶを直接接続する配線に接続される。
【０２５０】
回生形インバータ７の入力端子７ＡＵ、７ＡＶはそれぞれ節電装置２の入力接続端子３Ｕ、３Ｖへ接続され、回生形インバータ７の出力端子７ＢＵ、７ＢＶは、直列変圧器４の２次巻線へ接続される。
【０２５１】
図示していないが、回生形インバータ７の入出力部にはそれぞれ連系リアクトルが備えられている。
【０２５２】
上記構成において、第１の双方向スイッチ回路１１と第２の双方向スイッチ回路１２とは、一方が導通しているときに他方は非導通であり、一方が非導通のときに他方は導通していて、同時に導通する期間は無い。節電装置２の節電運転モードの時には、この第１の双方向スイッチの導通する時比率によって直列変圧器４の２次巻線に印可される電圧または電流の少なくともいずれか一方を適正に制御して直列変圧器４の２次巻線に印可し、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を適正に制御して、節電装置２の出力電圧を入力電圧より低減して、節電する。
【０２５３】
以上のように本実施例によれば、出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２５４】
なお、直列変圧器４の巻線の巻方向を変更することで、節電装置２の出力電圧を入力電圧より増加させることも可能である。
【０２５５】
（実施例６）
図６は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２５６】
本実施例は、本発明による節電装置を単相３線式の交流電源に適用した場合の実施例である。
【０２５７】
図６において、図示していない単相３線式の交流電源に接続される節電装置２の入力接続端子は、Ｒ１、Ｔ１およびＮ１を備えていて、Ｎ１は単相３線式交流電源の中性線に接続される。
【０２５８】
一方、図示していない負荷が接続される節電装置２の出力接続端子もＲ２、Ｔ２およびＮ２を備えている。
【０２５９】
入力接続端子Ｒ１と出力接続端子Ｒ２間には第２の直列変圧器４Ａの第１の１次巻線４Ｂが接続され、入力接続端子Ｔ１と出力接続端子Ｔ２間には第２の直列変圧器４Ａの第２の１次巻線４Ｃが接続されている。
【０２６０】
第２の直列変圧器４Ａの２次巻線は回生形インバータ７の出力に接続されている。
【０２６１】
入力接続端子Ｎ１とＮ２は直結されている。
【０２６２】
本実施例の動作は図１の動作と本質的に同一であるので、説明は省略する。
【０２６３】
以上のように本実施例によれば単相３線式の配線でも、出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２６４】
さらに、２系統分の変圧器を１つのコアで構成しているため、各系統毎に変圧器を配するよりも、節電装置２の小型化を図ることができる。
【０２６５】
なお、同一機能の直列変圧器２台の各１次巻線をＲ相、Ｔ相のそれぞれに接続し、各２次巻線を並列接続して回生形インバータ７の出力に接続することとしても、その効果作用には差異が無い。
【０２６６】
（実施例７）
図７は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２６７】
本実施例は、図１の実施例において、回生形インバータ７の入力側にインバータ電力計測手段１５を設け、インバータ電力計測手段１５の出力値を表示する表示手段１６を備えたものである。
【０２６８】
インバータ電力計測手段１５は電力検出器であり、この検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、このマイクロコンピュータに接続された表示手段１６としての液晶パネルに表示される。
【０２６９】
上記構成において、インバータ電力計測手段１５は回生形インバータ７を介して直列変圧器４から交流電源１側に回生される回生電力と電圧、電流、力率などを計測し、これを表示手段１６に表示する。
【０２７０】
この回生電力は節約電力の一部である。
【０２７１】
以上のように本実施例によれば、節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置を構成することができる。
【０２７２】
なお、回生形インバータ７の出力側にインバータ電力計測手段１５を設けてもよいが、この場合はインバータ電力計測手段１５の出力には回生形インバータ７自身の消費電力や損失が加味されないこととなる。
【０２７３】
なお、インバータ電力計測手段１５は、電力検出器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０２７４】
（実施例８）
図８は本発明による節電装置の他の実施例を示す。本実施例は、節電装置２の入力側に電源電圧計測手段１７と、出力側に負荷電圧計測手段１８とを設け、それぞれの出力を低減電圧演算手段１９に接続し、低減電圧演算手段１９の出力を表示手段１６により表示する構成としたものである。
【０２７５】
電圧低減率演算手段２０は、電源電圧計測手段１７と低減電圧演算手段１９を入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２７６】
電源電圧計測手段１７は電圧検出器にて構成され、負荷電圧計測手段１８は電圧検出器にて構成され、それぞれの検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、低減電圧演算手段１９はこのマイクロコンピュータ内のプログラムにて構成され、表示手段１６はマイクロコンピュータに接続された液晶パネルである。
【０２７７】
上記構成において、低減電圧演算手段１９は、電源電圧計測手段１７と負荷電圧計測手段１８の差から低減電圧を求め、表示手段１６へ出力し表示する。
【０２７８】
また電圧低減率演算手段２０は、低減電圧演算手段１９の出力値を、電源電圧計測手段１７の出力値で除算して電圧低減率を求め、表示手段１６へ出力し表示する。
【０２７９】
前述の実施例１で説明した例では、電源電圧が１０６Ｖ、負荷電圧が１００Ｖなので低減電圧は６Ｖ、電圧低減率は６％となり、表示手段１６にそれぞれ低減電圧６Ｖ、電圧低減率６％と表示されることとなる。
【０２８０】
以上のように本実施例によれば、節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置を構成することができる。
【０２８１】
（実施例９）
図９は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２８２】
図９の節電装置２は、節電装置２の出力電力を計測する電力計測手段２１と、節電装置２の節電停止時の電力計測手段２１の出力を記憶する通常電力記憶手段２２Ａと、節電装置２の節電運転時の電力計測手段２１の出力を記憶する節電電力記憶手段２２Ｂと、節電装置２の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段１８と、節電装置２の節電停止時の負荷電圧計測手段１８の出力を記憶する通常電圧記憶手段２３Ａと、節電装置２の節電運転時の負荷電圧計測手段１８の出力を記憶する節電電圧記憶手段２３Ｂと、通常電圧記憶手段２３Ａの出力値から節電電圧記憶手段２３Ｂの出力値を減算する節約電圧演算手段２４と、通常電力記憶手段２２Ａの出力と、節電電力記憶手段２２Ｂの出力と、節約電圧演算手段２４の出力とから電圧当りの節電率を求める節電率演算手段２５と、節電率記憶手段２６と、節電率演算手段２５の出力値を節電率記憶手段２６へ設定する節電率設定手段２７とから構成したものである。
【０２８３】
電力計測手段２１は電力検出器にて構成され、負荷電圧計測手段１８は電圧検出器にて構成され、それぞれの検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力される。通常電力記憶手段２２Ａと、節電電力記憶手段２２Ｂと、通常電圧記憶手段２３Ａと、節電電圧記憶手段２３Ｂと、節電率記憶手段２６はマイクロコンピュータ内のメモリにより構成される。節約電圧演算手段２４と、節電率演算手段２５と、節電率設定手段２７とはマイクロコンピュータ内のプログラムにより構成される。
【０２８４】
上記構成において、節電電力記憶手段２２Ｂの出力をＷ２、通常電力記憶手段２２Ａの出力Ｗ１、節電電圧記憶手段２３Ｂの出力をＶ２、通常電圧記憶手段２３Ａの出力をＶ１とすると節電電圧演算手段２４と節電率演算手段２５の演算結果は、式１となり電圧当りの節電率Ｘが求められることとなる。
【０２８５】
【数１】
【０２８６】
これにより電圧当りの節電率を自動的に演算することができ、節電効果を容易に確認可能とすることができる。
【０２８７】
また、節電率設定手段２７は、前述の如くに求めた節電率演算手段２５が出力する節電率を節電率記憶手段２６へ設定し記憶させる。
【０２８８】
これにより節電率記憶手段２６には、自動的に節電率が設定されることとなる。
【０２８９】
また、図示していないが電力計測手段２１は、節電装置の入力部に備えてもよい。
【０２９０】
以上のように本実施例によれば、節電率を求めることができる節電装置を構成することができる。
【０２９１】
なお、節電電圧演算手段２４は、節電率演算手段２５に含むものとしても、その効果作用に差異は無い。
【０２９２】
なお、電力計測手段２１は電力検出器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０２９３】
（実施例１０）
図１０は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２９４】
図１０において節電装置２の出力部に電力計測手段２１備え、実施例８に示した如く節電装置２の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段１９と、負荷６に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段２６と、節約電力演算手段２８と、節約電力量演算手段２９と、二酸化炭素排出量演算手段３０と、演算手段３１と、表示手段１６とを備える。
【０２９５】
節約電力演算手段２８は低減電圧演算手段１９と節電率記憶手段２６と電力計測手段２１とを入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２９６】
節約電力量演算手段２９は、節約電力演算手段２８を入力とし、表示手段１６と二酸化炭素排出量演算手段３０とを出力とする。
【０２９７】
二酸化炭素排出量演算手段３０は、節約電力量演算手段２９を入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２９８】
演算手段３１は、節約電力量演算手段２９と電力計測手段２１とを入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２９９】
節電率記憶手段２６には現在接続されている負荷６が定格電圧付近で１Ｖ印可電圧を低減した際の消費電力の比であるところの節電率が記憶されている。
【０３００】
電力計測手段２１は電力検出器にて構成され、低減電圧演算手段１９と、節約電力演算手段２８と、節約電力量演算手段２９と、二酸化炭素排出量演算手段３０と、演算手段３１とはマイクロコンピュータ内のプログラムとして構成され、節電率記憶手段２６はマイクロコンピュータのメモリにより構成され、表示手段１６はマイクロコンピュータに接続された液晶パネルにて構成される。
【０３０１】
上記構成において、節約電力演算手段２８は、低減電圧演算手段１９の出力と、節電率記憶手段２６の出力と、電力計測手段２１の出力とを乗算して節約電力を演算し、表示手段１６に出力し表示する。
【０３０２】
例えば、１０６Ｖから１００Ｖへ印可電圧を低減することによる照明負荷の節電率が１２％であれば、節電率記憶手段２６には２％を記憶させる。
【０３０３】
節電装置２の入力電圧が１０６Ｖ、出力電圧が１００Ｖのとき、接続された照明負荷の消費電力が電力計測手段２１により１００００Ｗと計測されていれば、節約電力演算手段２８の出力は１２００Ｗとなる。
【０３０４】
出力電圧が入力電圧より高い場合は、節約電力演算手段２８の出力は負の値となり、節約されてないことを示す。
【０３０５】
負荷６の節電率は、定格電圧付近であればほぼ印可電圧の差に比例すると見なせるので、上記の作用により節約電力が求められることとなる。
【０３０６】
節約電力量演算手段２９は、節約電力演算手段２８の出力を一定時間間隔毎に積算して、節約電力量を求め、表示部６と二酸化炭素排出量演算手段３０とへ出力する。
【０３０７】
二酸化炭素排出量演算手段３０は、節約電力量演算手段２９の出力する電力量を二酸化炭素排出量に換算して得られた二酸化炭素削減量を表示部６へ出力する。
【０３０８】
例えば、節約電力量演算手段２９の出力が１００ｋＷｈであれば、二酸化炭素排出量演算手段３０はそれに１２０を乗じてグラム単位とすれば、およその二酸化炭素排出量削減量が求められ、表示手段１６はその二酸化炭素排出削減量を表示する。
【０３０９】
演算手段３１は節約電力量演算手段２９の出力から、節約電力量に相当する節約電力料金、節約電力料金による節電装置２の償却日数などを演算し、表示部６へ出力する。
【０３１０】
また、演算手段３１は、電力計測手段２１の出力から、使用電力量、使用電力料金などを演算し、表示部６へ出力する。
【０３１１】
以上のように本実施例によれば、各種の節電効果を表示して節電効果を容易に確認可能とすることができ、使用者の省エネ意識を高めることができる節電装置を構成することができる。
【０３１２】
なお、より厳密に節約電力を求めるために節電率記憶手段２６に、負荷６の印可電圧に応じた、節電率の近似式を記憶させ、節約電力演算手段２８はこの近似式により節約電力を求めることとしてもよい。
【０３１３】
なお、節電率記憶手段２６の内容は、実施例９に示した如く、節電率演算手段２５により設定されることとしてもよいし、節電装置２の使用者が任意に設定できる構成としてもよい。
【０３１４】
なお、電力計測手段２１は電力検出器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０３１５】
（実施例１１）
図１１は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３１６】
図１１において電力計測手段２１は、節電装置２の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段１８と、節電装置２の出力電流を計測する負荷電流計測手段３２と、負荷電圧計測手段１８と負荷電流計測手段３２を入力として、これらから電力を演算する電力演算手段３３とから構成される。
【０３１７】
負荷電圧計測手段１８は電圧検出器であり、負荷電流計測手段３２は電流検出器であり、これらの検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに読み込まれ、マイクロコンピュータのプログラムにて構成された電力演算手段３３に入力される。
【０３１８】
上記構成において、負荷電圧計測手段１８および負荷電流計測手段３２の出力値は、交流電源１の１周期よりも短い時間間隔で電力演算手段３３に読み込まれる。電力演算手段３３は、負荷電圧計測手段１８および負荷電流計測手段３２の出力値を読み込む毎にこれらを乗算し、瞬時電力値を求め、これを交流電源１の１周期分積算し幾何平均して有効電力を求める。
【０３１９】
以上のように本実施例によれば、節電装置２の出力電力、つまり負荷電力が計測できることとなる。
【０３２０】
なお、電力演算手段３３は、電圧と電流の位相差などから力率を求めるとともに、それぞれの歪み率や高調波成分を求めることができる。
【０３２１】
負荷電流の高調波成分を消去するよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を高調波フィルタとして動作させることもできる。
【０３２２】
なお、負荷電流と負荷電圧の位相差を小さくするよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を位相補償装置として動作させることもできる。
【０３２３】
（実施例１２）
図１２は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３２４】
図１２において電力計測手段２１は、節電装置２の入力電圧を計測する電源電圧計測手段１７と、節電装置２の出力電流を計測する電源電流計測手段３４と、電源電圧計測手段１７と電源電流計測手段３４を入力として、これらから電力を演算する電力演算手段３３とから構成される。
【０３２５】
電源電圧計測手段１７は電圧検出器であり、電源電流計測手段３４は電流検出器であり、これらの検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに読み込まれ、マイクロコンピュータのプログラムにて構成された電力演算手段３３に入力される。
【０３２６】
上記の構成において、電源電圧計測手段１７および電源電流計測手段３４の出力値は、交流電源１の１周期よりも短い時間間隔で電力演算手段３３に読み込まれる。電力演算手段３３は、負荷電圧計測手段１８および負荷電流計測手段３２の出力値を読み込む毎にこれらを乗算し、瞬時電力値を求め、これを交流電源１の１周期分を積算し平均化して有効電力を求める。
【０３２７】
以上のように本実施例によれば、節電装置２の入力電力、つまり電源電力が計測できることとなる。
【０３２８】
なお、電力演算手段３３は、電圧と電流の位相差などから力率を求めるとともに、それぞれの歪み率や高調波成分を求めることができる。
【０３２９】
なお、電源電流の高調波成分を消去するよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を高調波フィルタとして動作させることもできる。
【０３３０】
なお、電源電流と電源電圧の位相差を小さくするよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を位相補償装置として動作させることもできる。
【０３３１】
（実施例１３）
図１３は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３３２】
図１３において負荷電圧計測手段１８は、節電装置２の入力電圧を計測する電源電圧計測手段１７と、低減電圧演算手段１９と、電源電圧計測手段１７と低減電圧演算手段１９を入力として、これらから負荷電圧を演算する負荷電圧演算手段３５とから構成される。
【０３３３】
電源電圧計測手段１７は電圧検出器であり、この検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに読み込まれ、マイクロコンピュータのプログラムである低減電圧演算手段１９の出力値とともに、マイクロコンピュータのプログラムである負荷電圧演算手段３５に入力される。
【０３３４】
上記の構成において、電源電圧計測手段１７の出力値は、交流電源１の１周期よりも短い時間間隔で負荷電圧演算手段３５に読み込まれる。負荷電圧演算手段３５では、電源電圧計測手段１７の出力値から有効電圧を求め、求めた有効電圧から低減電圧演算手段１９の出力値を減算して、負荷電圧を求める。
【０３３５】
以上のように本実施例によれば、節電装置２の出力電圧、つまり負荷電圧が電源電圧から求められることとなる。
【０３３６】
（実施例１４）
図１４は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３３７】
図１４において電源電流計測手段３４または負荷電流計測手段３２は、回生形インバータ７の出力から直列変圧器４の２次巻線の間の配線の一方に配された、インバータ電流計測手段３６と、直列変圧器４の巻数比を記憶した巻数比記憶手段３７と、これらを入力とする主電流演算手段３８とにより構成される。
【０３３８】
インバータ電流計測手段３６は電流検出器にて構成され、その検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに入力され、巻数比記憶手段３７はこのマイクロコンピュータのメモリから構成され、主電流演算手段３８はこのマイクロコンピュータのプログラムにより構成される。
【０３３９】
上記構成により、主電流演算手段３８は、インバータ電流計測手段３６が計測する回生形インバータ７の出力電流、すなわち直列変圧器４の２次巻線に流れる電流と、巻数比記憶手段３７が出力する直列変圧器４の巻数比とを乗算して、直列変圧器４の１次巻線に流れる電流を求め、この１次巻線に流れる電流が節電装置２の電源電流または負荷電流に概略等しいこととなる。
【０３４０】
例えば直列変圧器４の１次巻線の巻数を１０、２次巻線の巻数を１００とすると、直列変圧器４の巻数比は１０となる。
【０３４１】
回生形インバータ７の出力電流を６Ａとすると、直列変圧器４の２次巻線に流れる電流も６Ａであるから、この時に直列変圧器４の１次巻線に流れる電流は、２次巻線に流れる電流６Ａと直列変圧器４の巻数比１０とを乗算して得られる６０Ａとなる。
【０３４２】
以上のように本実施例によれば、電源電流や負荷電流を直接計測することなく、インバータ電流からこれらをもとめることができることとなり、小型で安価な電流検出器を使用することができ、より安価に節電装置を構成することができることとなる。
【０３４３】
（実施例１５）
図１５は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３４４】
図１５において低減電圧演算手段１９は、回生形インバータ７の出力から直列変圧器４の２次巻線の間に配された、インバータ電圧計測手段３９と、直列変圧器４の巻数比を記憶した巻数比記憶手段３７と、これらを入力とする電圧差演算手段４０とにより構成される。
【０３４５】
インバータ電圧計測手段３９は電圧検出器にて構成され、その検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、巻数比記憶手段３７はマイクロコンピュータのメモリにて構成され、電圧差演算手段４０はマイクロコンピュータのプログラムにて構成される。
【０３４６】
上記構成により、電圧差演算手段４０は、インバータ電圧計測手段３９が計測する回生形インバータ７の出力電圧、すなわち直列変圧器４の２次巻線に印可される電圧と、巻数比記憶手段３７が出力する直列変圧器４の巻数比とを除算して、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を求め、この１次巻線の発生電圧が節電装置２の低減電圧に等しいこととなる。
【０３４７】
例えば直列変圧器４の１次巻線の巻数を１０、２次巻線の巻数を１００とすると、直列変圧器４の巻数比は１０となる。
【０３４８】
回生形インバータ７の出力電圧を６０Ｖとすると、直列変圧器４の２次巻線に印可される電圧も６０Ｖであるから、この時に直列変圧器４の１次巻線に発生する電圧は、２次巻線に印可される電圧６０Ｖを直列変圧器４の巻数比１０で除算して得られる６Ｖとなる。
【０３４９】
以上のように本実施例によれば、電源電圧や負荷電圧を計測することなく低減電圧を求められることになり、より簡易な構成で、精度よく低減電圧が求められる節電装置を構成できることとなる。
【０３５０】
なお、回生形インバータ７の出力電圧位相と直列変圧器４の巻き方向によっては、回生形インバータ７の出力電圧により、節電装置２の出力電圧が増加する場合もあるので、インバータ電圧計測手段３９には電圧の位相方向や直列変圧器４の巻き方向により正負を出力する機能を持たせてもよい。
【０３５１】
（実施例１６）
図１６は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３５２】
図１６において、表示手段１６としての液晶パネル１６には、積算表示手段４１と、積算期間表示手段４２とが配され、液晶パネル１６の近傍には積算表示値リセット手段４３が備えられている。
【０３５３】
積算表示手段４１と積算期間表示手段４２とは、マイクロコンピュータに接続された液晶パネルの表示部により構成され、積算表示値リセット手段としての積算リセットスイッチ４３もこのマイクロコンピュータに接続される。
【０３５４】
上記構成において、積算表示手段４１には積算節電量がｋＷｈ単位で数値表示され、積算期間表示手段４２には節電量積算期間が日単位で数値表示されている。
【０３５５】
これらの表示値はマイクロコンピュータ内のプログラムにより演算され、メモリ上に記憶されている。
【０３５６】
図示のように、積算節電量が３６００ｋＷｈで節電量積算期間が３０日と表示されていれば、約１ヶ月で３６００ｋＷｈ節約されたことが使用者に知らされるため、使用者は節電装置２の節電効果を容易に確認できることとなる。
【０３５７】
また、積算表示値リセット手段４３としての積算リセットスイッチ４３を押すと、マイクロコンピュータのプログラムにより、積算表示手段４１と積算期間表示手段４２の表示値は両方ともに０にリセットされ、この後積算リセットスイッチを押さずにさらに１ヶ月経過した時に使用者が表示部６を見れば、次の１ヶ月分の節電効果が確認できることとなる。
【０３５８】
以上のように本実施例によれば、積算値や積算期間の表示および、表示値のリセットが可能となり、より節電効果が分かりやすい節電装置を構成することができる。
【０３５９】
（実施例１７）
図１７は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３６０】
図１７において運転モード切替手段４４は、節電装置２の出力部の一方の線に設けた電流変化量計測手段４５の出力と、しきい値記憶手段４６の出力とを入力し、節電装置２の制御部４７へ運転モード切替信号を出力する。
【０３６１】
電流変化量計測手段４５は、電流検出器とその検出信号をＡ／Ｄ変換して入力するマイクロコンピュータのプログラムとにより構成され、しきい値記憶手段４６はマイクロコンピュータのメモリにて構成され、運転モード切替手段４４はマイクロコンピュータのプログラムにて構成され、制御部４７はマイクロコンピュータを中心とした電子回路により構成される。
【０３６２】
上記構成において、しきい値記憶手段４６には節電装置２の出力電流変化量と出力電圧低下量との相関から求めた、電流変化量の基準値が記憶されている。
【０３６３】
電流変化量計測手段４５の出力値がこのしきい値記憶手段４６の値を超えていると、運転モード切替手段４４は制御部４７へ節電停止モードへの運転切り替え信号を出力し、節電装置２は節電停止モードとなる。
【０３６４】
以上のように本実施例によれば、負荷６の突入電流などにより電流変化が大きいときには、節電装置２の運転モードを節電停止モードに切り替えることにより、節電装置２の出力電圧低下を防止し、安定した負荷の立上げが可能となる節電装置を構成することができる。
【０３６５】
（実施例１８）
図１８は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。本実施例は、節電装置２の入力側に負荷電流計測手段３２を設け、この負荷電流計測手段３２の出力と負荷電流しきい値記憶手段３２Ａの出力と第２の負荷電流記憶手段３２Ｂの出力とを運転モード切替手段４４へ接続したものである。
【０３６６】
負荷電流計測手段３２は電流検出器にて構成され、この検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、負荷電流しきい値記憶手段３２Ａと第２の負荷電流記憶手段３２Ｂはこのマイクロコンピュータのメモリにより構成され、運転モード切替手段４４はこのマイクロコンピュータのプログラムとして構成される。
【０３６７】
上記構成において、負荷電流計測手段３２の出力値が負荷電流しきい値記憶手段３２Ａの値以下であるときは、運転モード切換え手段１７により節電装置２を節電停止モードに切り替え、また負荷電流計測手段３２の出力値が第２の負荷電流しきい値記憶手段３２Ｂの値以上であるときは、運転モード切換え手段１７により節電装置２を節電停止モードに切り替える。
【０３６８】
節電装置２を、実施例１の如く直列変圧器４と回生形インバータ７で構成した場合には、回生形インバータ７の容量の上限電流が流れるときの負荷電流値を第２の負荷電流しきい値記憶手段３２Ｂに設定しておけば、第２の負荷電流しきい値記憶手段３２Ｂの値以上であるときは、運転モード切換え手段１７により節電装置２を節電停止モードに切り替え回生形インバータ７を停止させることで、回生形インバータ７を保護することができる。
【０３６９】
以上のように本実施例によれば、負荷電流がごく小さい、つまり負荷６の消費電力がごく小さく節電装置２による節約電力が節電運転するために必要な節電装置２の消費電力よりも小さいときには、節電装置２の運転モードを節電運転モードから節電停止モードへ切り替え節電装置２の消費電力を小さくして省電力化を図ることができ、負荷電流が過大なときには節電装置２を停止して節電装置２自身を保護するという節電装置を構成することができる。
【０３７０】
（実施例１９）
図１９は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３７１】
本実施例は、図１の実施例において、節電装置２の入力側に負荷電流計測手段３２を設け、回生形インバータ７の入力配線の一方に通電遮断手段４８としてのスイッチ回路４８を備えたものである。
【０３７２】
負荷電流計測手段３２は電流検出器にて構成される。
【０３７３】
また、回生形インバータ７は、通電を遮断された際には直列変圧器４の２次巻線を短絡する構造となっている。
【０３７４】
上記構成において、負荷電流計測手段３２の出力値が所定の値以下であるときは、スイッチ回路４８は開となり回生形インバータ７への通電は遮断される。
【０３７５】
以上のように本実施例によれば、負荷電流がごく小さい、つまり負荷６の消費電力がごく小さく節電装置２による節約電力が回生形インバータ７の消費電力よりも小さいときには、回生形インバータ７への通電を停止して、回生形インバータ７の消費電力を無くし省電力化を図ることができる節電装置を構成することができる。
【０３７６】
（実施例２０）
図２０は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３７７】
図２０において節電装置２の入力部に設けた使用電力量計測手段４９としての電力量計測器４９と、使用電力量目標値記憶手段５０と、これらを入力とするデマンドレベル設定手段５１と、デマンドレベル設定手段５１の出力は節電装置２の制御部４７に接続され、出力電圧変更手段５２に入力される。
【０３７８】
制御部４７はマイクロコンピュータを中心とした電子回路にて構成されており、電力量計測器４９の検出信号はＡ／Ｄ変換されてこのマイクロコンピュータに入力され、使用電力量目標値記憶手段５０は、このマイクロコンピュータのメモリにて構成され、デマンドレベル設定手段はこのマイクロコンピュータのプログラムにて構成され、節電装置２の出力電圧をデマンドレベル信号に応じて設定電圧よりも低下させる出力電圧変更手段５２はこのマイクロコンピュータのプログラムにて構成される。
【０３７９】
上記構成において、使用電力量計測手段４９は節電装置２に接続された負荷６での使用電力量を計測し、その測定結果をデマンドレベル設定手段５１に通知する。
【０３８０】
デマンドレベル設定手段５１は、通知された使用電力量と使用電力量目標値記憶手段５０の出力値とを比較した結果に応じて、節電装置２の出力電圧を制御するためのデマンドレベル信号を設定する。
【０３８１】
設定されるデマンドレベル信号は、使用電力量と使用電力量目標値の差の大きさを予めいくつかのレベルに分割しておき、その分割されたレベルに応じて設定される。
【０３８２】
例えば、使用電力量と使用電力目標値の差が十分大きければ、デマンドレベル信号はレベル０とし、節電装置２の出力電圧は、設定電圧のまま出力される。
【０３８３】
使用電力量と使用電力目標値の差が小さくなりレベル１となれば、デマンドレベル信号もレベル１を設定し、制御部４７は節電装置２の出力電圧を設定電圧より所定の電圧だけ低下させる。
【０３８４】
使用電力量と使用電力目標値の差がさらに小さくなりレベル２となれば、デマンドレベル信号もレベル２を設定し、制御部４７は節電装置２の出力電圧をさらに低下させる。
【０３８５】
使用電力量目標値の設定は任意であるが、たとえばこれを契約電力量とすると、 使用電力量が契約電力量に近づいたときには、節電装置２の出力電圧を低下させて使用電力量が契約電力量を超過することを防止できる。
【０３８６】
また、使用電力量が契約電力量を超過しそうなときには、制御部４７に出力断するデマンドレベル信号を発して、節電装置２の出力を断として負荷６の運転を停止させてもよい。
【０３８７】
また、デマンドレベル信号を外部の装置から入力することとしてもよく、その場合は、デマンドレベル信号は直接節電装置２の制御部４７へ入力されることとなる。
【０３８８】
以上のように本実施例によれば、使用電力量や使用電力量と契約電力量に応じて出力電圧を制御する節電装置が構成できるので、使用電力量が契約電力量を上回りそうな場合には、契約電力以下となるように制御して節電し、電力使用量を下げることができる節電措置が得られる。
【０３８９】
なお、使用電力量計測手段４９は電力量計測器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの検出信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算し、逐次電力演算結果を積算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０３９０】
（実施例２１）
図２１は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。本実施例は、本発明による節電装置２を使用した電力制御系を複数個配し、各電力制御系を通信回線５３により集中監視装置５４に結合した実施例である。
【０３９１】
図２１において、本発明による複数の節電装置２Ａ、２Ｂ、……はそれぞれ有線または無線による通信回線５３を介して集中監視装置５４に接続されている。各節電装置２Ａ、２Ｂ、……には各々複数の照明器具などの負荷６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、……が接続されている。このような構成は、たとえばビルやマンションの照明系の消費電力を集中管理センターで集中管理する場合などに適用される。
【０３９２】
節電装置２Ａ、２Ｂ、……はビルでは各フロアや各居室、マンションでは各居住者単位で設置され、それらが通信回線５３で集中管理センターの集中監視装置５４に接続される。したがって、集中監視装置５４で図７、図８、図１０、図１６などで説明したような各種の表示を行うことにより、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができる。
【０３９３】
なお、通信回線５３の一部、または全てに公衆回線網などを用いてもよく、この場合にはビルや店舗毎に１台、または複数台設置された各節電装置２Ａ、２Ｂ、……を、遠隔地に設置した集中管理装置５４にて集中管理することができる。
【０３９４】
以上のように本実施例によれば、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるので、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができるという効果のある節電装置を構成することができる。
【０３９５】
（実施例２２）
図２２は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３９６】
本実施例は、本発明による節電装置が作動する節電運転モードと節電装置が作動しない節電停止モードを負荷の状態や使用条件に応じて切り換える運転方法の実施例である。
【０３９７】
図２２において、節電装置２の出力側に電圧計測器５５および電流計測器５６が接続され、その計測出力は制御部４７に供給される。
【０３９８】
制御部４７は電圧計測器５５および電流計測器５６の計測出力にしたがって、節電装置２の作動を制御する。
【０３９９】
電圧計測器５５が所定以上の急激な電圧低下を検知した状態で節電モードにより照明負荷を点灯させると、突入電流が流れてさらに電圧が低下し、照明が点灯しなくなる。同様に、電流計測器５６が所定以上の急激な電流上昇を検知した状態で節電運転モードにより照明負荷を点灯させると、突入電流がさらに流れて電圧が低下し、照明が点灯しなくなる。また、負荷投入時には急激に電流が立ち上がるので、節電運転モードではやはり点灯しなくなる。
【０４００】
したがって、節電装置２の節電運転モードにおいて、電圧計測器５５が所定以上の急激な電圧低下を検知したとき、または電流計測器５６が所定以上の急激な電流上昇を検知したときは、制御部４７により節電装置２の作動を停止させ、節電停止モードで運転させる。同様に電源をオンにしたときも節電停止モードで運転する。
【０４０１】
節電停止モードで運転後、電圧、電流が安定して所定の値以内の変動幅に収まったときは負荷が安定したので、節電運転モードに切り換える。また、節電停止モードで運転後、一定の時間、たとえば負荷によって異なるが１〜１５分程度経過したときは、負荷が安定したと判断されるので節電運転モードに切り換える。
【０４０２】
負荷電流が所定の値以下であるときは負荷電流が少ないので節電停止モードとする。
【０４０３】
以上のように本実施例によれば、安定した負荷の立ち上げを可能とし、チャタリングを防止して安定した電力供給をすることができ、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くしより効果的な省エネルギーを図るはかることができるという節電装置を構成できる。
【０４０４】
（実施例２３）
以下、本発明の第２３実施例の節電装置について、図２３及び図２４を参照しながら説明する。
【０４０５】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４０６】
図２３において、節電装置２は、交流電源からの入力電圧、入力電流をそれぞれ計測する電源電圧計測手段１７、電源電流計測手段３４を備えている。検出した入力電圧、入力電流及び入力電圧、入力電流の位相から、入力電力演算手段５５は入力有効電力を演算する。交流電源直送状態の演算した入力有効電力Ｗ１と、節電運転時の演算した入力有効電力Ｗ２とを第二節電率演算手段５６に入力する。第二節電率演算手段５６は、式２に示す計算を行うことで電力低減率Ｓを計算する。
【０４０７】
【数２】
【０４０８】
また、図２４に示すように、この計算された電力低減率は、低減率表示手段５７に送信し表示する。
【０４０９】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置２において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とを第二節電率計算手段５６に入力することにより電力低減率Ｓを計算することとなり、交流電源直送状態から節電運転、あるいは節電運転から交流電源直送状態に切り替えることで、より正確な電力低減率を計算することができる。
【０４１０】
以上のように本実施例によれば、正確に電力低減率を計算することができる。
【０４１１】
（実施例２４）
以下、本発明の第２４実施例について、図２５及び図２６を参照しながら説明する。
【０４１２】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４１３】
図２５において、節電装置２は、交流電源からの入力電圧、入力電流をそれぞれ計測する電源電圧計測手段１７、電源電流計測手段３４と、入力電力演算手段５５と、第二節約電力演算手段５８を備えている。第二節約電力演算手段５８は、交流電源直送状態の電力Ｗ１と、節電運転時の電力Ｗ２を入力する。第二節約電力演算手段５８は、式３に示す計算を行うことで節約電力Ｗｓを計算する。
【０４１４】
【数３】
【０４１５】
また、図２６に示すように、この計算された節約電力Ｗｓは節約電力表示手段５９に送信され、表示されることとなる。
【０４１６】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力Ｗ１と、節電運転時の電力Ｗ２を節約電力計算手段に入力することにより節約電力を計算することとなる。
【０４１７】
以上のように本実施例によれば、交流電源直送状態と節電運転を切り替えることで、より正確に節約電力を計算することができる。
【０４１８】
（実施例２５）
以下、本発明の第２５実施例について、図２７を参照しながら説明する。
【０４１９】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４２０】
図２７において、節電装置２は、定格電力低減率計算手段６０を備えている。定格電力低減率計算手段６０は、交流電源直送モードと節電運転モードを切り替える開始スイッチ６０ａと、交流電源直送モード及び節電運転モード時から低減電圧幅と電力低減率を計算する計算部６０ｂと、定格電力低減率を計算する定格計算部６０ｃにより構成される。
【０４２１】
開始スイッチ６０ａは、開始時に交流電源直送モードであれば交流電源直送モード時の各部電圧、電流、電力を計測から開始し、節電運転モードであれば節電運転モード時の各部電圧、電流、電力を計測から開始する。
【０４２２】
ある時間Ｔ秒後に相異なるモードに変更し、各部電圧、電流、電力を計測する。
【０４２３】
次に計算部６０ｂでは、低減電圧幅は節電運転時の入力電圧、出力電圧から計算し、電力低減率Ｓは式２により計算する。
【０４２４】
更に、定格計算部６０ｃでは、式４に示す計算式にて定格電力低減率Ｓｄｔを計算する。
【０４２５】
【数４】
【０４２６】
式４は負荷が照明の場合の計算式である。照明は、実使用における入力電圧に比例して消費電力が増減するため、式４の計算を行うことで定格電力低減率を計算することができる。
【０４２７】
以上のように本実施例によれば、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送と節電運転を切り替えることにより、交流電源が定格節電運転の必要がない電圧であっても、定格電力低減率を正確に計算することができる。
【０４２８】
（実施例２６）
以下、本発明の第２６実施例の節電装置について、図２８を参照しながら説明する。
【０４２９】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４３０】
図２８において、節電装置２は、電源電圧計測手段１７と、負荷電圧計測手段１８と、定格入力手段６１と、第三節電率演算手段６２を備えている。
【０４３１】
第三節電率演算手段６２は、電源電圧計測手段１７により得られた入力電圧Ｖ１と、負荷電圧計測手段１８により得られた出力電圧Ｖ２との偏差ｄＶを入力する。第三節電率演算手段６２は、得られた偏差ｄＶと、定格入力手段６１により得られた定格電力低減率Ｓｔ及び定格低減電圧Ｖｔと、電圧の偏差ｄＶを式５に入力することで、電力低減率Ｓを算出する。
【０４３２】
【数５】
【０４３３】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率とを第三節電率演算手段６２に入力することで、電力低減率を計算することとなる。
【０４３４】
以上のように本実施例によれば、交流電源直送モードに運転条件を変更することなく、正確に電力低減率を計算することができる。
【０４３５】
（実施例２７）
以下、本発明の第２７実施例の節電装置について、図２９及び図３０を参照しながら説明する。
【０４３６】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４３７】
図２９において、節電装置２は、電源電圧計測手段１７と、負荷電圧計測手段１８と、電源電流計測手段３４と、入力電力演算手段５５と、定格入力手段６１と、出力電圧設定手段６３と、第三節約電力演算手段６４を備えている。
【０４３８】
第三節約電力演算手段６４は、図２９に示すように、電源電圧計測手段１７により得られた入力電圧Ｖ１を入力し、更に入力電圧Ｖ１と、出力電圧の目標値Ｖｏ＿ｒｅｆの偏差ｄＶｍを計算する。また、入力電力演算手段５５により算出された入力電力Ｗ１を入力する。節約電力Ｗｓは、得られた入力電力Ｗ１と、各電圧の偏差ｄＶ、ｄＶｍと、定格入力手段６１により得られた定格電力低減率Ｓｔ、及び定格低減電圧Ｖｔを式６に入力することで算出する。
【０４３９】
【数６】
【０４４０】
ここで、式６の計算式について説明する。節約電力は、交流電源直送状態の入力電力から節電運転時の入力電力を差し引いた電力である。本実施例の場合、交流電源直送状態への運転状態変更はしないため、交流電源直送状態の入力電力を計算により算出する必要がある。電力低減率Ｓは、式５により計算することができるため、節約電力は式７にて計算することができる。
【０４４１】
【数７】
【０４４２】
ここで、定格電力低減率Ｓｔは定格入力電圧Ｖ１ｔ時の低減率であるため、定格入力電圧と異なる電圧の場合、補正項を加える必要がある。その補正項が、式８に示す部分である。
【０４４３】
【数８】
【０４４４】
この補正項を式８の定格電力低減率Ｓｔに掛け合わせることで、式６を導出することができる。
【０４４５】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置において、電源電圧計測手段と、負荷電圧計測手段と、定格入力手段とにより節約電力を計算することとなる。
【０４４６】
実際に定格電力低減率Ｓｔに補正を加えた場合の節約電力Ｗｓ、加えない場合の節約電力Ｗｓ０と電力計により得た真の節約電力Ｗｓｃの相関グラフを図３０に示す。
【０４４７】
以上のように本実施例によれば、交流電源直送状態から節電運転状態に切り替えることなく、低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際にも、正確に節約電力を計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【０４４８】
【図１】本発明の実施例１における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図２】本発明の実施例２における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図３】本発明の実施例３における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図４】本発明の実施例４における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図５】本発明の実施例５における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図６】本発明の実施例６における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図７】本発明の実施例７における節電装置を示すブロック図
【図８】本発明の実施例８における節電装置を示すブロック図
【図９】本発明の実施例９における節電装置を示すブロック図
【図１０】本発明の実施例１０における節電装置を示すブロック図
【図１１】本発明の実施例１１における節電装置を示すブロック図
【図１２】本発明の実施例１２における節電装置を示すブロック図
【図１３】本発明の実施例１３における節電装置を示すブロック図
【図１４】本発明の実施例１４における節電装置を示すブロック図
【図１５】本発明の実施例１５における節電装置を示すブロック図
【図１６】本発明の実施例１６における節電装置の表示手段を示すブロック図
【図１７】本発明の実施例１７における節電装置を示すブロック図
【図１８】本発明の実施例１８における節電装置を示すブロック図
【図１９】本発明の実施例１９における節電装置を示すブロック図
【図２０】本発明の実施例２０における節電装置を示すブロック図
【図２１】本発明の実施例２１における節電装置を使用した電力制御装置を示すブロック図
【図２２】本発明の実施例２２における節電装置を示すブロック図
【図２３】本発明の実施例２３における節電装置の構成図
【図２４】同低減率表示手段の構成図
【図２５】本発明の実施例２４における節電装置の構成図
【図２６】同節約電力表示手段の構成図
【図２７】本発明の実施例２５における節電装置の構成図
【図２８】本発明の実施例２６における節電装置の構成図
【図２９】本発明の実施例２７における節電装置の構成図
【図３０】同電力低減率の計算例を示す図
【図３１】従来の節電装置の一例を示す電気回路ブロック図
【図３２】従来の電力変換装置の一例を示す電気回路ブロック図
【符号の説明】
【０４４９】
１ 交流電源
２ 節電装置
２Ａ、２Ｂ 節電装置
４ 直列変圧器
４Ａ 第２の直列変圧器
４Ｂ 第１の１次巻線
４Ｃ 第２の１次巻線
６ 負荷
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 負荷
７ 回生形インバータ
８ 電圧型インバータ
８Ａ 両方向順変換器
９ 電流形インバータ
１０ 交流チョッパ回路
１５ インバータ電力計測手段
１６ 表示手段
１７ 電源電圧計測手段
１８ 負荷電圧計測手段
１９ 低減電圧演算手段
２０ 電圧低減率演算手段
２１ 電力計測手段
２２Ａ 通常電力記憶手段
２２Ｂ 節電電力記憶手段
２３Ａ 通常電圧記憶手段
２３Ｂ 節電電圧記憶手段
２４ 節約電圧演算手段
２５ 節電率演算手段
２６ 節電率記憶手段
２７ 節電率設定手段
２８ 節約電力演算手段
２９ 節約電力量演算手段
３０ 二酸化炭素排出量演算手段
３２ 負荷電流計測手段
３２Ａ 負荷電流しきい値記憶手段
３４ 電源電流計測手段
３６ インバータ電流計測手段
３７ 巻数比記憶手段
３８ 主電流演算手段
３９ インバータ電圧計測手段
４０ 電圧差演算手段
４１ 積算表示手段
４２ 積算期間表示手段
４３ 積算表示値リセット手段
４４ 運転モード切替手段
４５ 電流変化量計測手段
４６ しきい値記憶手段
４８ 通電遮断手段
５２ 出力電圧変更手段
５３ 通信回線
５４ 集中監視装置
５５ 入力電力演算手段
５６ 第二節電率演算手段
５７ 低減率表示手段
５８ 第二節約電力演算手段
５９ 節約電力表示手段
６０ 定格電力低減率計算手段
６０ａ 開始スイッチ
６０ｂ 計算部
６０ｃ 定格計算部
６１ 定格入力手段
６２ 第三節電率演算手段
６３ 出力電圧設定手段
６４ 第三節約電力演算手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源の過剰な電圧を下げ、消費電力を小さくする機能を有する、家庭用あるいは業務用の節電装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境破壊や地球温暖化を防止するという観点から電力の有効利用および省エネルギー化が可能な節電装置が求められている。
【０００３】
従来のこの種の節電装置について、図３１及び図３２を参照しながら説明する。
【０００４】
図３１に示すものは、特開平１０−６６３４１号公報に記載された節電装置で、複数組の主コイルであるＬ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６の端部間に相互に直列に接続した複数組の励磁コイルであるＬ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８を設けた単相３線式または単相２線式の単巻コイル型変圧器１０１と、前記複数組の励磁コイルＬ３、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８の１組または複数組をカットするサイリスタ１０２、１０３と、電圧を検知する電圧が所定電圧以下の降下または上昇によって前記サイリスタ１０２、１０３を制御する制御部１０４とを備え、出力電圧検知部１０５は出力側電圧の変化を検知したとき制御部１０４はサイリスタ１０２、１０３を駆動することにより出力電圧の下がり過ぎを防止して、負荷に悪影響を与えずに出力電圧を入力電圧より低減することで、節電を果たすことができるものである。
【０００５】
図３２に示すものは、特開２０００−８３３７８号公報に記載された電力変換装置で、単相三線の電力系統において、入力交流電圧と同相で振幅の異なる電圧に直接変換して出力する、いわゆる交流チョッパと呼ばれる電力変換手段である電圧振幅調整器１０６の入力端子を単相三線交流入力端子１Ｒ、１Ｔ間に接続し、電圧振幅調整器１０６の出力端子を交流フィルタ１０７を介して、相互に絶縁された２つの巻線を有する変圧器１０８の１次巻線と、相互に絶縁された２つの巻線を有する変圧器１０９の１次巻線とにそれぞれ並列接続し、変圧器１０８の２次巻線を単相三線交流入力端子１Ｒと単相三線交流出力端子５Ｕとの間に直列に接続し、変圧器１０９の２次巻線を単相三線交流入力端子１Ｔと単相三線交流出力端子５Ｗとの間に接続する。このような構成により、単相三線交流は電圧振幅調整器１０６により入力電圧と同相で振幅の異なる電圧に変換され、交流フィルタ１０７によりリプルの無い正弦波電圧となり、変圧器１０８、１０９の１次巻線を励磁し、変圧器１０８、１０９の２次巻線に巻数比分の１の電圧を出力させる。この時、変圧器１０８、１０９の２次巻線を単相三線交流電圧を下げる極性に接続することで、単相三線交流出力端子には、入力電圧より低い電圧を出力することができ、負荷に適切な電圧を供給し、節電効果を得ることができることとなる。
【特許文献１】特開平１０−０６６３４１号公報
【特許文献２】特開２０００−０８３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の節電装置では、出力電圧は変圧器のタップ切替により行っているので段階的にしか制御できないという課題がある。
【０００７】
また、節電効果が分かり難いという課題がある。
【０００８】
また、節電率を求められないという課題がある。
【０００９】
また、節電運転中に節約電力を求めることができないという課題がある。
【００１０】
また、節電装置が節電運転モードで負荷投入時した時には、負荷の突入電流により出力電圧が予想以上に低下し、照明器が点灯しないなど負荷がスムーズに立ち上がらない場合があるという課題がある。
【００１１】
また、負荷投入時の突入電流による入力電圧や出力電圧の低下により、変圧器のタップ切り替えにチャタリングが生じ、出力電圧が不安定になるという課題があり、チャタリングせず安定して電力供給することが要求されている。
【００１２】
また、使用電力量が契約電力量を超えると、電力使用料金が割高となる場合があるが、使用電力量が契約電力量を上回る場合であっても、節電切替ができないという課題がある。
【００１３】
また、複数の節電装置が設置された場合には、これらの節電装置を集中管理できないという課題がある。
【００１４】
さらに、２つの変圧器により各相電圧を下げる構成では、装置の大型化や重量が増加し、コストが高くなるという課題がある。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するもので、出力電圧を連続可変できる節電装置を提供することを第１の目的とする。
【００１６】
第２の目的は、電圧低減率や節電電力や節約電力量を表示して節電効果を簡略的に表示し、節電効果を容易に確認可能とすることにある。
【００１７】
第３の目的は、節電率を求められるようにすることにある。
【００１８】
第４の目的は、節電運転中でも節電電力を求められるようにすることにある。
【００１９】
第５の目的は、効果的な省エネルギーを図ることにある。
【００２０】
第６の目的は、環境面から観た節電効果を表示しさらに使用者の節電意識を高めることにある。
【００２１】
第７の目的は、安定した負荷の立ち上げを可能とすることにある。
【００２２】
第８の目的は、使用電力量が契約電力量を上回る場合は、契約電力量以下となるよう制御し、電力使用料金を下げることにある。
【００２３】
第９の目的は、チャタリングを防止し、安定した電力供給をすることにある。
【００２４】
第１０の目的は、複数の節電装置を集中管理することができる節電装置を提供することにある。
【００２５】
第１１の目的は、１つの変圧器に単相三線両相共に巻線を巻くことにより、装置の小型、軽量化及びコストを下げることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の節電装置は上記目的を達成するために、交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備え、前記回生形インバータにより負荷に印加する電圧を制御するものである。
【００２７】
本発明によれば、回生形インバータにより、直列変圧器から電力を取り出し供給側へ戻しながら、２次巻線の電流または電圧のすくなくともいずれか一方を制御することで、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００２８】
また他の手段は、請求項１に記載の節電装置において、交流電源に回生形インバータの入力側が接続されたものである。
【００２９】
本発明によれば、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３０】
また他の手段は、請求項１に記載の節電装置において、負荷に回生形インバータの入力側が接続されたものである。
【００３１】
本発明によれば、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３２】
また他の手段は、請求項１から３のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータは、入力側に交流電力と直流電力を相互に変換できる両方向順変換器を備えた電圧形インバータとしたものである。
【００３３】
本発明によれば、電圧形インバータが回生形インバータとして動作することができ、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３４】
また他の手段は、請求項１から３のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータは電流形インバータとしたものである。
【００３５】
本発明によれば、電流形インバータは回生形インバータとして動作できるので、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３６】
また他の手段は、請求項１から３のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータは、交流チョッパ回路としたものである。
【００３７】
本発明によれば、交流チョッパ回路は回生形インバータとして動作できるので、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００３８】
また他の手段は、請求項１から６のいずれかに記載の節電装置において、入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されているものである。
【００３９】
本発明によれば、単相３線式電源の各相の電圧を可変することができ、単相３線式の配線でも出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【００４０】
また他の手段は、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法としたものである。
【００４１】
本発明によれば、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻すことができ、効果的な省エネルギーを図ることができる節電装置が得られる。
【００４２】
また他の手段は、請求項１から７のいずれかに記載の節電装置において、回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００４３】
本発明によれば、インバータ電力つまりは回生電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００４４】
また他の手段は、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００４５】
本発明によれば、低減電圧を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００４６】
また他の手段は、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００４７】
本発明によれば、電圧低減率を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００４８】
また他の手段は、節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段とから構成したものである。
【００４９】
本発明によれば、節電率を求めることができる節電装置が得られる。
【００５０】
また他の手段は、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたものである。
【００５１】
本発明によれば、節電運転中でも節約電力を演算表示でき、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００５２】
また他の手段は、節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたものである。
【００５３】
本発明によれば、節電率設定手段により節電率演算手段で求めた節電率を節電率記憶手段に自動設定ができ、節電効果の算出を容易とすることができるのでセ節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００５４】
また他の手段は、電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とから構成したものである。
【００５５】
本発明によれば、節電装置の出力電力を計測することができるので、節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００５６】
また他の手段は、電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とから構成したものである。
【００５７】
本発明によれば、節電装置の入力電力を計測することができるので、節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００５８】
また他の手段は、負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とから構成したものである。
【００５９】
本発明によれば、出力電圧を計測することなく、入力電圧のみ計測することで出力電圧を間接的に求められるので、より簡易な構成で節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００６０】
また他の手段は、負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とから構成したものである。
【００６１】
本発明によれば、直接負荷電流や電源電流を計測することなくインバータ電流を計測して負荷電流や電源電流を間接的に求められるので、より小型で安価な電流センサを用いることができ、安価な節電効果を容易に確認可能な節電装置が得られる。
【００６２】
また他の手段は、低減電圧演算手段または節約電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とから構成したものである。
【００６３】
本発明によれば、節電装置の入力電圧と出力電圧を測定することなく、低減電圧を算出表示することができ、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００６４】
また他の手段は、節約した電力を算出する節約電力演算手段と、この節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものである。
【００６５】
本発明によれば、節約電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００６６】
また他の手段は、節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段を設け、前記節約電力量演算手段の出力を表示手段により表示するものとしたものである。
【００６７】
本発明によれば、節約電力量を表示することにより、節電効果を一層効果的に確認可能とすることができる節電装置が得られる。
【００６８】
また他の手段は、節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、前記二酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段を備えたものである。
【００６９】
本発明によれば、節電量を発電所の二酸化炭素排出量の削減量に換算し表示することで、環境面から観た節電効果を表示しさらに使用者の節電意識を高めることができる節電装置が得られる。
【００７０】
また他の手段は、一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えた節電装置としたものである。
【００７１】
本発明によれば、出力電力や節約電力の積算値を表示することができ、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置が得られる。
【００７２】
また他の手段は、積算期間を表示する積算期間表示手段を備えた節電装置としたものである。
【００７３】
本発明によれば、出力電力や節約電力の積算期間を表示することができ、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置が得られる。
【００７４】
また他の手段は、積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備える節電装置としたものである。
【００７５】
本発明によれば、出力電力の積算値とその積算期間を同時または個別にリセットでき、また節約電力の積算値とその積算期間を同時または個別にリセットでき、任意の期間の積算値と積算期間を表示することができるので、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置が得られる。
【００７６】
また他の手段は、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、前記電流変化量計測手段と前記しきい値記憶手段の出力値を比較演算し、その結果によって前記節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたものである。
【００７７】
本発明によれば、安定した負荷の立ち上げを可能とする節電装置が得られる。
【００７８】
また他の手段は、節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段備えたものである。
【００７９】
本発明によれば、負荷の消費電力がごく小さいときには、節電装置の消費電力を小さくし、より効果的な省エネルギーをはかることができ、また負荷電流が過大なときには節電運転を停止して節電装置自身を保護する節電装置が得られる。
【００８０】
また他の手段は、請求項１から７のいずれかに記載の節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは節電装置を回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えたものである。
【００８１】
本発明によれば、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーをはかることができる節電装置が得られる。
【００８２】
また他の手段は、負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、前記電力量計測手段により計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する手段を備えたものである。
【００８３】
本発明によれば、負荷により消費した使用電力量に応じて最適な節電を行うことができ、効果的な省エネルギーを図ることができる節電装置が得られる。
【００８４】
また他の手段は、契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更するものである。
【００８５】
本発明によれば、使用電力量が契約電力量を上回る場合には契約電力量以下となるように制御して節電し、電力使用料金を下げることができる節電装置が得られる。
【００８６】
また他の手段は、節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置である。
【００８７】
本発明によれば、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるので、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができる節電装置が得られる。
【００８８】
また他の手段は、負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法である。
【００８９】
本発明によれば、突入電流による負荷の不作動や誤作動を防止することができ、安定した負荷の立ち上げを可能とすることことができる節電装置が得られる。
【００９０】
また他の手段は、節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法である。
【００９１】
本発明によれば、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができ、より効果的な省エネルギーをはかることができる節電装置が得られる。
【００９２】
また他の手段は、節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法である。
【００９３】
本発明によれば、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができる節電装置が得られる。
【００９４】
また他の手段は、節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法である。
【００９５】
本発明によれば、入力電圧もしくは出力電圧が過剰に低下することが防止でき、負荷を適正な電圧で駆動し、安定した負荷の立上げを可能とすることができる節電装置が得られる。
【００９６】
また他の手段は、節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法である。
【００９７】
本発明によれば、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーをはかることができる節電装置が得られる。
【００９８】
また、他の手段は、交流電源および負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取り出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法である。
【００９９】
本発明によれば、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができ、出力電圧を連続可変できる節電装置が得られる。
【０１００】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備える構成としたものである。
【０１０１】
本発明によれば、節電運転と交流電源直送状態における入力あるいは出力電力から、節電率のより正確な計算を可能とすることができる。
【０１０２】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備える構成としたものである。
【０１０３】
本発明によれば、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、節電率を計算することができる節電装置が得られる。
【０１０４】
また、他の手段は、電力低減率を表示する低減率表示手段を備える構成としたものである。
【０１０５】
本発明によれば、演算した電力低減率を表示可能とすることができる。
【０１０６】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備える構成としたものである。
【０１０７】
本発明によれば、節電運転と交流電源直送状態とを切り替えることで、節約電力を計算可能とすることができる。
【０１０８】
また、他の手段は、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備える構成としたものである。
【０１０９】
本発明によれば、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節約電力を計算することができる節電装置が得られる。
【０１１０】
また、他の手段は、節約電力を表示する節約電力表示手段を備える構成としたものである。
【０１１１】
本発明によれば、節約電力の表示を可能とすることができる。
【０１１２】
また、他の手段は、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格節電率を計算する定格電力低減率計算手段を備える構成としたものである。
【０１１３】
本発明によれば、負荷の状態に合わせた定格電力低減率を計算することができ、節電率、節約電力の計算、表示精度を向上することができる節電装置が得られる。
【０１１４】
また、他の手段は、単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配する構成としたものである。
【０１１５】
本発明によれば、２個の直列変圧器を使用せず、単一の直列変圧器のみ使用することで、装置の小型、軽量化及びコストを下げることができる。
【発明の効果】
【０１１６】
本発明によれば、交流電源と負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備えたものであり、回生形インバータの出力電圧または出力電流の少なくともいずれか一方を制御することにより、直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を制御し、１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷に印加する電圧つまり出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１１７】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生することにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側の直列変圧器へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１１８】
また、回生形インバータを両方向順変換器と逆変換器とを有する電圧形インバータ、または電流形インバータ、または交流チョッパ回路とすることにより、出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１１９】
また、入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されているものであり、各相の電圧を可変することができ、単相３線式の配線でも出力電圧を連続可変できるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２０】
また、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法としたので、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻すことができ、効果的な省エネルギーを図ることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２１】
また、回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、インバータ電力つまりは回生電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２２】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、低減電圧を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２３】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、電圧低減率を算出表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２４】
また、節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段とから構成したものであり、節電率を自動的に演算することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２５】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたものであり、節電運転中でも節約電力を演算表示することができ、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２６】
また、節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたものであり、節電率設定手段により節電率演算手段で求めた節電率を節電率記憶手段に自動設定ができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２７】
また、電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の出力電力の計測が可能となるという効果の有る節電装置を提供できる。
【０１２８】
また、電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の入力電力の計測が可能となるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１２９】
また、負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とから構成したものであり、直接出力電圧を計測しなくても、出力電圧を求められるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３０】
また、負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とから構成したものであり、直接負荷電流や電源電流を計測することなくインバータ電流を計測して負荷電流や電源電流を間接的に求められるので、より小型で安価な電流センサを用いることができるという効果の有る節電装置を提供できる。
【０１３１】
また、低減電圧演算手段または節約電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とから構成したものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧を測定することなく、低減電圧を算出表示することができ、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３２】
また、節約した電力を算出する節約電力演算手段と、この節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備え、節約電力を計測表示し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３３】
また、節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段を設け、前記節約電力量演算手段の出力を表示手段により表示するものとしたものであり、節約電力量を表示することにより、節電効果を一層効果的に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３４】
また、節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、二酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段を備えたものであり、節約電力量を地球温暖化の原因とされる発電所の二酸化炭素削減量に換算して表示することで、環境面から観た節電効果を表示し、さらに使用者の節電意識を高めることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３５】
また、一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えるものであり、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３６】
また、積算期間を表示する積算期間表示手段を備えるものであり、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３７】
また、積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備えるものであり、節電効果を容易に確認可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３８】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、電流変化量計測手段としきい値記憶手段の出力値の比較演算し、その結果によって節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたものであり、安定した負荷の立ち上げを可能とするという効果のある節電装置を提供できる。
【０１３９】
また、節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さいときには、節電装置の消費電力を小さくし、より効果的な省エネルギーをはかることができるという効果があり、また負荷電流が過大なときには、節電装置を停止させ節電装置自身を保護するという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４０】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは節電装置を回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーをはかることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４１】
また、負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する手段を備えたものであり、負荷により消費した使用電力量に応じて最適な節電を行うことができ、効果的な省エネルギーを図ることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４２】
また、契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更するものであり、使用電力量が契約電力量を上回る場合には契約電力量以下となるように制御して節電し、電力使用料金を下げることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４３】
また、節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置であり、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるので、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４４】
また、負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法であり、突入電流による負荷の不作動や誤作動を防止することができ、安定した負荷の立ち上げを可能とすることことができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４５】
また、節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法であり、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができ、より効果的な省エネルギーをはかることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４６】
また、節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法であり、節電停止モードから節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４７】
また、節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法であり、入力電圧もしくは出力電圧が過剰に低下することが防止でき、負荷を適正な電圧で駆動し、安定した負荷の立上げを可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４８】
また、節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法であり、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くし、より効果的な省エネルギーを図ることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１４９】
また、交流電源と負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取り出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法であり、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができ、出力電圧を連続可変できるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５０】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力により電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備えることにより、節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節電率のより正確な計算を可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５１】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備えることにより、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節電率を計算することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５２】
また、電力低減率を表示する低減率表示手段を備えることにより、演算した電力低減率を表示可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５３】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備えることにより、交流電源直送状態から節電運転に切り替えることで、正確に節約電力を計算可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５４】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備えることにより、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節約電力を計算することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５５】
また、節約電力を表示する節約電力表示手段を備えることにより、節約電力の表示を可能とすることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５６】
また、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格節電率を計算する定格電力低減率計算手段を備えることにより、負荷の状態に合わせた定格電力低減率を計算することができ、節電率、節約電力の計算、表示精度を向上することができるという効果のある節電装置を提供できる。
【０１５７】
また、単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配し、２個の直列変圧器を使用せず、単一の直列変圧器とすることにより、装置の小型、軽量化及びコストを下げることができるという効果のある節電装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１５８】
本発明は、交流電源と負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備えたものであり、回生形インバータにより、直列変圧器から電力を取り出して供給側へ戻すと共に、回生形インバータの出力電圧または出力電流の少なくともいずれか一方を制御して、直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を制御し、１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷に印加する電圧つまり出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１５９】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生することにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側の直列変圧器へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという作用を有する。
【０１６０】
また、請求項１に記載の節電装置において、交流電源側に回生形インバータの入力側を接続したものであり、必要に応じて回生形インバータを力行動作させて、交流電源の電力を変換して前記直列変圧器へ供給し、または回生形インバータを回生動作させて直列変圧器からの交流電力を変換して回生形インバータの入力側の交流電源に回生することにより、直列変圧器の１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷に印加する電圧を制御することにより、出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１６１】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生する、つまり電源側へ戻すことにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという作用を有する。
【０１６２】
また、請求項１に記載の節電装置において、負荷側に回生形インバータの入力側が接続されたものであり、安定した節電装置の出力側から回生形インバータの入力電力が取得でき、回生形インバータの運転の安定化が容易となり、また、負荷へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができるという作用を有する。
【０１６３】
また、回生形インバータは回生動作によりその出力側に接続された直列変圧器から電力を取得し、入力側へ電力を回生する、つまり負荷側へ戻すことにより負荷への印可電圧を電源電圧より低減するという作用を有し、また、力行動作により入力側から出力側へ電力を供給して負荷への印可電圧を電源電圧より上昇させるという作用を有する。
【０１６４】
また、回生形インバータは、入力側に交流電力と直流電力を相互に変換できる両方向順変換器を備た電圧形インバータとしたものであり、力行時には両方向順変換器が入力側の交流電力を一旦直流電力に変換した後、その直流電力を逆変換器が交流電力に変換して直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を適正に制御し、また回生時には電圧型インバータの逆変換器が直列変圧器の２次巻線から交流電力を取得して一旦直流電力に変換した後、その直流電力を両方向順変換器が交流電力に変換して入力側に回生させると共に、２次巻線の電圧または電流を適正に制御し、入力側と出力側の間で双方向に電力変換しながら直列変圧器の１次巻線の発生電圧を適正に制御できるので、節電装置の出力電圧を連続可変でき、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した電力を供給するという作用を有する。
【０１６５】
また、回生形インバータは、電流形インバータとしたものであり、力行時には入力側の交流電力を電流形インバータの順変換器から逆変換器の方向に電力変換して直列変圧器の２次巻線に印可する電圧または電流を適正に制御し、また回生時には２次巻線からの交流電力を逆変換器から順変換器の方向に電力変換して２次巻線の電流を適正に制御し、入力側と出力側の間で双方向に電力変換しながら直列変圧器の１次巻線の発生電圧を適正に制御できるので、負荷へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１６６】
また、回生形インバータは、交流チョッパ回路としたものであり、交流チョッパ回路により入力側の交流電力をチョッピングすることにより交流のまま電圧調整して、直列変圧器の２次巻線に印可する電圧を適正に制御して、直列変圧器の１次巻線の発生電圧を適正に制御できるので、負荷へ供給する出力電圧を連続的に制御することができ、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給するという作用を有する。
【０１６７】
また、入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されているものであり、直列変圧器の２次巻線への印可電圧を制御することにより単相３線式電源の各相に介挿したそれぞれの１次巻線の電圧を可変し、単相３線式電源の各相の出力電圧を可変することができるという作用を有し、単相３線式の配線でも、負荷への印可電圧を連続可変するとともに、節電効果を発揮することができるという作用を有する。
【０１６８】
また、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法としたものであり、消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより、効果的な省エネルギーを図ることができるという作用を有する。
【０１６９】
また、回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、インバータ電力つまり節電装置が節電動作しているときは負荷側から電源側へ回生してる回生電力を計測し表示するという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７０】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧の差である低減電圧を算出し表示するという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７１】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率である電圧低減率を算出し表示するという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７２】
また、節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段とから構成したものであり、節電率を自動的に演算することができるという作用を有する。
【０１７３】
また、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたものであり、負荷に応じた節電率と負荷電力または電源電力のいずれかひとつと、節電装置の入力電圧と出力電圧の差とから節約電力を演算し、節電運転時には計測できない節約電力を求められるという作用を有し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１７４】
また、節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたものであり、節電率設定手段により節電率演算手段で求めた節電率を節電率記憶手段に自動設定ができるという作用を有する。
【０１７５】
また、電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の出力電力の計測ができるという作用を有する。
【０１７６】
また、電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とから構成したものであり、節電装置の入力電力が測定できるという作用を有する。
【０１７７】
また、負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とから構成したものであり、直接出力電圧を計測しなくても、入力電圧から出力電圧を間接的に求められるという作用を有する。
【０１７８】
また、負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とから構成したものであり、直接負荷電流や電源電流を計測することなくより小型で安価な電流センサを用いてインバータ電流を計測することで負荷電流や電源電流を間接的に求められるという作用を有する。
【０１７９】
また、低減電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とから構成したものであり、節電装置の入力電圧と出力電圧を測定することなく、低減電圧を算出することができるという作用を有する。
【０１８０】
また、節約した電力を算出する節約電力演算手段と、この節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたものであり、節約電力を計測し、節電効果を簡略的に表示することで節電効果を容易に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１８１】
また、節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段を設け、前記節約電力量演算手段の出力を表示手段により表示するものとしたものであり、瞬時値の節約電力から積算値の節約電力量を求められるという作用を有し、節約電力量を表示することにより、節電効果を一層効果的に確認可能とすることができるという作用を有する。
【０１８２】
また、節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段を備えたものであり、節約電力量を地球温暖化の原因とされる発電所の二酸化炭素削減量に換算して表示するという作用を有し、環境面から観た節電効果の検証をすることができるという作用を有する。
【０１８３】
また、一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えるものであり、出力電力量や節約電力量を積算して表示するという作用を有する。
【０１８４】
また、積算期間を表示する積算期間表示手段を備えるものであり、出力電力量や節約電力量の積算期間を表示するという作用を有する。
【０１８５】
また、積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備えるものであり、出力電力量とその積算期間を同時または個別にリセットでき、また節約電力量とその積算期間を同時または個別にリセットでき、使用者が任意の期間の積算値や積算期間を表示させることができるという作用を有する。
【０１８６】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、電流変化量計測手段としきい値記憶手段の出力値の比較演算し、その結果によって節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたものであり、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量が一定以上であれば、節電運転モードを節電停止モードに切換えるという作用を有し、負荷の突入電流が大きいときには、節電運転モードから節電停止モードに切換えることにより節電装置の出力電圧低下を防止するという作用を有し、節電モードであっても安定した負荷の立ち上げを可能とするという作用を有する。
【０１８７】
また、節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さく節電装置による節約電力が節電運転時の節電装置の消費電力を下回る場合には、節電装置を節電運転モードから節電停止モードへ切換えて省電力化を図るという作用を有し、より効果的な省エネルギー化を図ることができるという作用を有し、負荷電流が過大であるときには節電装置を停止して節電装置自身を保護するという作用を有する。
【０１８８】
また、節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは節電装置を回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えたものであり、負荷の消費電力がごく小さく節電装置による節約電力が回生形インバータの消費電力よりも小さいときには、回生形インバータへの通電を停止して、回生形インバータの消費電力を無くすことができるという作用を有し、より効果的な省エネルギー化をはかることができるという作用を有する。
【０１８９】
また、負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する手段を備えたものであり、負荷の消費した使用電力量に応じて出力電圧を変更するという作用を有し、使用電力量が多くなれば、より出力電圧を低減して節電量を増加させるという作用を有し、最適な節電を行うことができるという作用を有する。
【０１９０】
また、契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更するものであり、使用電力量が契約電力量を上回りそうであれば出力電圧を下げるという作用を有し、使用電力量が契約電力量を上回る場合には契約電力以下となるように制御して節電するという作用を有する。
【０１９１】
また、節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置としたものであり、集中監視装置は各々の節電装置と通信回線を介して通信することにより各節電装置を監視制御するという作用を有し、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるという作用を有し、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができるという作用を有する。
【０１９２】
また、負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法としたものであり、負荷投入時には節電運転モードから節電停止モードに切換えることにより負荷の突入電流が大きくても節電装置の出力電圧低下を防止するという作用を有し、また負荷投入時に節電停止モードとすることで交流電源の電圧をほぼそのまま負荷に印可するという作用を有し、安定した負荷の立ち上げを可能にするという作用を有する。
【０１９３】
また、節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法としたものであり、節電停止モードにて所定時間運転することにより、節電装置の出力電圧などの出力状態や負荷の状態が安定した後に、節電モードに切換えるという作用を有し、節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができるという作用を有する。
【０１９４】
また、節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法としたものであり、節電停止モードにて節電装置の出力電圧または出力電流が安定し、負荷の状態が安定した後に節電運転モードに切換えるという作用を有し、節電運転モードに切り換えたときのチャタリングを防止し、安定した電力供給をすることができるという作用を有する。
【０１９５】
また、節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法としたものであり、入力電圧もしくは出力電圧が過剰に低下した場合には、節電運転モードにより電圧低減することを停止するという作用を有し、交流電源の電圧をそのまま負荷に印可して負荷を適正な電圧で駆動することができるという作用を有する。
【０１９６】
また、節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法としたものであり、負荷の消費電力がごく小さく節電装置による節約電力が節電運転時の節電装置の消費電力を下回る場合には、節電装置を節電運転モードから節電停止モードへ切換えて省電力化を図るという作用を有し、より効果的な省エネルギー化を図ることができるという作用を有する。
【０１９７】
また、交流電源と負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取り出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法としたものであり、変圧器の出力を回生形インバータで取り出し、その電力を電源側や負荷側へ回生するという作用を有し、回生形インバータの出力で変圧器の出力を制御して負荷に印可される電圧を可変して、交流電源などの系統の電圧が変動した場合においても、負荷側へ安定した節電電力を供給することができ、出力電圧を連続可変できるという作用を有する。
【０１９８】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備える構成としたものであり、節電運転と交流電源直送状態とを切り替えることで、節電率のより正確な計算を可能とすることができるという作用を有する。
【０１９９】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備える構成としたものであり、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、節電率を計算することができるという作用を有する。
【０２００】
また、電力低減率を表示する低減率表示手段を備える構成としたものであり、演算した電力低減率を表示可能とすることができるという作用を有する。
【０２０１】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備える構成としたものであり、節電運転と交流電源直送状態とを切り替えることで、節約電力を計算可能とすることができるという作用を有する。
【０２０２】
また、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備える構成としたものであり、電源直送状態に運転状態を切り替えることなく、また節電装置における低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際においても、節約電力を計算することができるという作用を有する。
【０２０３】
また、節約電力を表示する節約電力表示手段を備える構成としたものであり、節約電力の表示を可能とすることができるという作用を有する。
【０２０４】
また、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格節電率を計算する定格電力低減率計算手段を備える構成としたものであり、負荷の状態に合わせた定格電力低減率を計算することができ、節電率、節約電力の計算、表示精度を向上することができるという作用を有する。
【０２０５】
また、交流電源直送と節電運転を切り替え、定格電力低減率を計算する定格電力低減率計算手段を備える構成としたものであり、定格電力低減率を負荷の種類、容量を調査し、人為的に近似計算することなく、自動的に計算することができるという作用を有する。
【０２０６】
また、単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配する構成としたものであり、２つの直列変圧器を用いず、１個の直列変圧器でのみ節電装置を実現する為、装置の小型、軽量化及びコストを下げることができるという作用を有する。
【実施例】
【０２０７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【０２０８】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例における節電装置の基本構成を示す回路図である。
【０２０９】
図１に示すように、交流電源１に節電装置２のＵ相入力接続端子３ＵとＶ相入力接続端子３Ｖが接続される。
【０２１０】
Ｕ相入力接続端子３Ｕの他端は節電装置２の直列変圧器４の１次巻線の一端に接続され、直列変圧器４の１次巻線の他端は節電装置２のＵ相出力接続端子５Ｕに接続される。
【０２１１】
Ｖ相入力接続端子３Ｖは節電装置２のＶ相出力接続端子５Ｖに接続されている。
【０２１２】
節電装置２の各出力接続端子５Ｕおよび５Ｖには電気機器などの負荷６が接続される。
【０２１３】
節電装置２の各入力接続端子３Ｕおよび３Ｖは分岐されて回生形インバータ７の入力端子に接続され、回生形インバータ７の出力端子は直列変圧器４の２次巻線に接続され、直列変圧器４の出力の一部が回生出力として取り出される。取り出される回生出力は、直列変圧器４の巻数比にもよるが、通常、直列変圧器４の出力の１／１０以下である。図示していないが、回生形インバータ７の出力部には、回生形インバータ７が停止した際には、直列変圧器４の２次巻線を短絡する短絡手段としてのスイッチを備えている。
【０２１４】
次に、負荷６として照明器具を使用した場合を例にして動作を説明する。交流電源１として１００Ｖの商用電源を使用し、図示はしていないが、主幹ブレーカーを介して節電装置２のＵ相入力接続端子３ＵおよびＶ相入力接続端子３Ｖに接続する。
【０２１５】
１００Ｖの商用電源とはいっても実際には送電系での電圧降下を見込んで１００Ｖより若干高い電圧で送電されており、場所によっても異なるが、通常、各消費者が使用する場所では１０５〜１０７Ｖ程度の電圧が観測されている。
【０２１６】
一方、負荷６として照明器具を例に見ると、これら照明器具はほぼ定格電圧の１００Ｖ付近で最も効率的に作動するように設計されており、１０６Ｖで点灯させれば電力効率が悪く、また必要以上の照度となるとともに器具の寿命も短くなる。したがって、６Ｖ分の電力は殆ど無駄に消費されることになり、この電力は消費側で必要の無い分の電力である。
【０２１７】
上記構成において、回生形インバータ７を回生動作させて直列変圧器４の２次巻線側から交流電力を取り出し変換して回生形インバータ７の入力側の交流電源１に回生する、つまり必要の無い分の電力を供給側へもどすことにより、直列変圧器４の１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷６に印加する電圧の１００Ｖを超える部分の電圧を低減させる。
【０２１８】
このとき、電源電圧を１０６Ｖ、負荷電圧２００に印可する電圧を１００Ｖとすると、直列変圧器４の１次巻線の電圧は６Ｖ、直列変圧器４の巻数比を１０とすると、直列変圧器４の２次巻線の電圧は６０Ｖ、すなわち回生形インバータ７の出力電圧は６０Ｖであり、回生形インバータ７は入力電圧を約１０６Ｖとして直列変圧器４より回生した電力を昇圧して電源側へ回生する。
【０２１９】
この結果、節電装置２の出力端子５Ｕ、５Ｖ間の電圧はほぼ１００Ｖになり、約６Ｖ分の必要の無い分の電力は、回生形インバータにより供給側へ戻されて節電されることとなる。
【０２２０】
この場合、電圧を６Ｖ減少させることで、水銀灯の消費電力は１２〜１３％削減することが出来る。すなわち、照明器具の負荷抵抗がＲオームであるとすると、１０６Ｖの電圧では１０６／Ｒアンペアの電流が流れるが、１００Ｖの電圧では１００／Ｒの電流が流れる。従って、消費電力は１０６×１０６／Ｒワットから１００×１００／Ｒワットに低減し、約１１％減少する。
【０２２１】
また、直列変圧器の巻数比が１０であるから、回生形インバータ７の容量は節電装置２の容量の約１／１０でよく、回生形インバータ７の小型化が図れるとともに、回生形インバータ７の損失の約１／１０が節電装置２の損失に換算されることとなる。
【０２２２】
また、回生形インバータ７を力行動作させることで、回生形インバータ７の入力側から出力側の直列変圧器４へ電力を供給して、節電装置２の出力電圧を電源電圧よりも上昇させることもできる。
【０２２３】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２２４】
なお、図示していないが回生形インバータ７の出力部は直列変圧器４の短絡手段を備えており、回生形インバータ７の動作時には開放しているが、回生形インバータ７の停止時には直列変圧器４の２次巻線を短絡し、直列変圧器４の２次巻線の電圧の異常上昇を防止する構成としている。
【０２２５】
（実施例２）
図２は、節電装置の他の実施例である。
【０２２６】
この実施例は図１の構成における回生形インバータ７の入力端子を節電装置２の各出力端子２Ｕおよび２Ｖに接続したものである。
【０２２７】
上記構成において、回生形インバータ７を回生動作させて直列変圧器４の２次巻線側から交流電力を取り出し変換して回生形インバータ７の入力側の負荷６に回生することにより、直列変圧器４の１次巻線側の発生電圧を変化させることで、負荷６に印加する電圧の１００Ｖを超える部分の電圧を低減させる。このとき、回生形インバータ７は負荷６側の電圧を上昇させることなく電力を回生する。
【０２２８】
その他の構成および動作は図１と同一である。
【０２２９】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２３０】
（実施例３）
図３は回生形インバータ７の具体的な実施例を示す。
【０２３１】
図３に示すように、回生形インバータ７は、電圧型インバータ８にて構成され、この電圧型インバータ８は、両方向順変換器８Ａ、逆変換器８Ｂおよびこの両者間に接続されたコンデンサ８Ｃとにより構成される。
【０２３２】
図示していないが、回生形インバータ７の入出力部にはそれぞれ連系リアクトルが備えられている。
【０２３３】
両方向順変換器８Ａの入力端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＵ、７ＡＶを介して節電装置２の入力接続端子３Ｕ、３Ｖに接続され、逆変換器８Ｂの出力端子は回生形インバータ７の出力端子７ＢＵ、７ＢＶを介して直列変圧器４の２次巻線に接続される。
【０２３４】
上記構成において、節電装置２の節電運転モード時には回生形インバータ７は回生動作し、逆変換器８Ｂが直列変圧器４の２次巻線から交流電力を取得して一旦直流電力に変換した後、その直流電力を両方向順変換器８Ａが交流電力に変換して入力側にほぼ力率１で回生させると共に直列変圧器４の２次巻線の電圧または電流を適正に制御し、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を適正に制御して、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも低減する。
【０２３５】
また、回生形インバータ７を力行動作させることにより、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも増加させることもできる。
【０２３６】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２３７】
（実施例４）
図４は回生形インバータ７の他の具体的な実施例を示す。
【０２３８】
図４に示すように、この実施例の回生形インバータ７は、電流形インバータ９により構成され、この電流形インバータ９は、順変換器９Ａ、第２の逆変換器９Ｂおよびこの両者間の一方の配線に接続されたリアクトル９Ｃとにより構成される。
【０２３９】
図示していないが、回生形インバータ７の入出力部にはそれぞれ連系リアクトルと過電圧抑制用コンデンサとが備えられている。
【０２４０】
一方向順変換器９Ａの入力端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＵ、７ＡＶを介して節電装置２の入力接続端子３Ｕ、３Ｖに接続され、第２の逆変換器９Ｂの出力端子は回生形インバータ７の出力端子７ＢＵ、７ＢＶを介して直列変圧器４の２次巻線に接続される。
【０２４１】
上記構成において、節電装置２の節電運転モード時には回生形インバータ７は回生動作し、第２の逆変換器９Ｂが直列変圧器４の２次巻線から交流電力を取得してコイル４４３を介して一旦直流電力に変換した後、その直流電力を順変換器９Ａが交流電力に変換して入力側にほぼ力率１で回生させると共に直列変圧器４の２次巻線の電圧または電流を適正に制御し、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を適正に制御して、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも低減して節電する。
【０２４２】
また、回生形インバータ７を力行動作させることにより、節電装置２の出力電圧を入力電圧よりも増加させることもできる。
【０２４３】
以上のように本実施例によれば、必要の無い分の電力を供給側へ戻すことにより節電し、また出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２４４】
（実施例５）
図５は回生形インバータ７のさらに他の具体的な実施例を示す。
【０２４５】
図５に示すように、この実施例の回生形インバータ７は、交流チョッパ回路１０である。
【０２４６】
この交流チョッパ回路１０は、第１の双方向スイッチ回路１１と第２の双方向スイッチ回路１２とにより構成される。第１の双方向スイッチ回路１１は、一方向導通手段としてのダイオード１３Ａと、スイッチ手段としての絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１３Ｂと、ダイオード１３Ａのカソード側と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１３Ｂのコレクタ側を接続した第１の直列回路と、ダイオード１４Ａと、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１４Ｂと、ダイオード１４Ａのカソード側と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１４Ｂのコレクタ側を接続した第２の直列回路と、第１の直列回路と第２の直列回路を互いに逆方向に並列接続したものである。
【０２４７】
第２の双方向スイッチ回路１２は、第１の双方向スイッチ回路１１と、同様に構成されたものである。
【０２４８】
第１の双方向スイッチ回路１１の一方の端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＵを介して節電装置２の入力接続端子３Ｕに接続され、第１の双方向スイッチ回路１１の他方の端子は回生形インバータ７の出力端子７ＢＵに接続される。
【０２４９】
また、第２の双方向スイッチ回路１２の一方の端子は、第１の双方向スイッチ回路１２の他方の端子と共に、回生形インバータ７の出力端子７ＢＵに接続され、第２の双方向スイッチ回路１２の他方の端子は回生形インバータ７の入力端子７ＡＶと出力端子７ＢＶを直接接続する配線に接続される。
【０２５０】
回生形インバータ７の入力端子７ＡＵ、７ＡＶはそれぞれ節電装置２の入力接続端子３Ｕ、３Ｖへ接続され、回生形インバータ７の出力端子７ＢＵ、７ＢＶは、直列変圧器４の２次巻線へ接続される。
【０２５１】
図示していないが、回生形インバータ７の入出力部にはそれぞれ連系リアクトルが備えられている。
【０２５２】
上記構成において、第１の双方向スイッチ回路１１と第２の双方向スイッチ回路１２とは、一方が導通しているときに他方は非導通であり、一方が非導通のときに他方は導通していて、同時に導通する期間は無い。節電装置２の節電運転モードの時には、この第１の双方向スイッチの導通する時比率によって直列変圧器４の２次巻線に印可される電圧または電流の少なくともいずれか一方を適正に制御して直列変圧器４の２次巻線に印可し、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を適正に制御して、節電装置２の出力電圧を入力電圧より低減して、節電する。
【０２５３】
以上のように本実施例によれば、出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２５４】
なお、直列変圧器４の巻線の巻方向を変更することで、節電装置２の出力電圧を入力電圧より増加させることも可能である。
【０２５５】
（実施例６）
図６は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２５６】
本実施例は、本発明による節電装置を単相３線式の交流電源に適用した場合の実施例である。
【０２５７】
図６において、図示していない単相３線式の交流電源に接続される節電装置２の入力接続端子は、Ｒ１、Ｔ１およびＮ１を備えていて、Ｎ１は単相３線式交流電源の中性線に接続される。
【０２５８】
一方、図示していない負荷が接続される節電装置２の出力接続端子もＲ２、Ｔ２およびＮ２を備えている。
【０２５９】
入力接続端子Ｒ１と出力接続端子Ｒ２間には第２の直列変圧器４Ａの第１の１次巻線４Ｂが接続され、入力接続端子Ｔ１と出力接続端子Ｔ２間には第２の直列変圧器４Ａの第２の１次巻線４Ｃが接続されている。
【０２６０】
第２の直列変圧器４Ａの２次巻線は回生形インバータ７の出力に接続されている。
【０２６１】
入力接続端子Ｎ１とＮ２は直結されている。
【０２６２】
本実施例の動作は図１の動作と本質的に同一であるので、説明は省略する。
【０２６３】
以上のように本実施例によれば単相３線式の配線でも、出力電圧を連続可変する節電装置を構成することができる。
【０２６４】
さらに、２系統分の変圧器を１つのコアで構成しているため、各系統毎に変圧器を配するよりも、節電装置２の小型化を図ることができる。
【０２６５】
なお、同一機能の直列変圧器２台の各１次巻線をＲ相、Ｔ相のそれぞれに接続し、各２次巻線を並列接続して回生形インバータ７の出力に接続することとしても、その効果作用には差異が無い。
【０２６６】
（実施例７）
図７は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２６７】
本実施例は、図１の実施例において、回生形インバータ７の入力側にインバータ電力計測手段１５を設け、インバータ電力計測手段１５の出力値を表示する表示手段１６を備えたものである。
【０２６８】
インバータ電力計測手段１５は電力検出器であり、この検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、このマイクロコンピュータに接続された表示手段１６としての液晶パネルに表示される。
【０２６９】
上記構成において、インバータ電力計測手段１５は回生形インバータ７を介して直列変圧器４から交流電源１側に回生される回生電力と電圧、電流、力率などを計測し、これを表示手段１６に表示する。
【０２７０】
この回生電力は節約電力の一部である。
【０２７１】
以上のように本実施例によれば、節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置を構成することができる。
【０２７２】
なお、回生形インバータ７の出力側にインバータ電力計測手段１５を設けてもよいが、この場合はインバータ電力計測手段１５の出力には回生形インバータ７自身の消費電力や損失が加味されないこととなる。
【０２７３】
なお、インバータ電力計測手段１５は、電力検出器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０２７４】
（実施例８）
図８は本発明による節電装置の他の実施例を示す。本実施例は、節電装置２の入力側に電源電圧計測手段１７と、出力側に負荷電圧計測手段１８とを設け、それぞれの出力を低減電圧演算手段１９に接続し、低減電圧演算手段１９の出力を表示手段１６により表示する構成としたものである。
【０２７５】
電圧低減率演算手段２０は、電源電圧計測手段１７と低減電圧演算手段１９を入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２７６】
電源電圧計測手段１７は電圧検出器にて構成され、負荷電圧計測手段１８は電圧検出器にて構成され、それぞれの検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、低減電圧演算手段１９はこのマイクロコンピュータ内のプログラムにて構成され、表示手段１６はマイクロコンピュータに接続された液晶パネルである。
【０２７７】
上記構成において、低減電圧演算手段１９は、電源電圧計測手段１７と負荷電圧計測手段１８の差から低減電圧を求め、表示手段１６へ出力し表示する。
【０２７８】
また電圧低減率演算手段２０は、低減電圧演算手段１９の出力値を、電源電圧計測手段１７の出力値で除算して電圧低減率を求め、表示手段１６へ出力し表示する。
【０２７９】
前述の実施例１で説明した例では、電源電圧が１０６Ｖ、負荷電圧が１００Ｖなので低減電圧は６Ｖ、電圧低減率は６％となり、表示手段１６にそれぞれ低減電圧６Ｖ、電圧低減率６％と表示されることとなる。
【０２８０】
以上のように本実施例によれば、節電効果を容易に確認可能とすることができる節電装置を構成することができる。
【０２８１】
（実施例９）
図９は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２８２】
図９の節電装置２は、節電装置２の出力電力を計測する電力計測手段２１と、節電装置２の節電停止時の電力計測手段２１の出力を記憶する通常電力記憶手段２２Ａと、節電装置２の節電運転時の電力計測手段２１の出力を記憶する節電電力記憶手段２２Ｂと、節電装置２の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段１８と、節電装置２の節電停止時の負荷電圧計測手段１８の出力を記憶する通常電圧記憶手段２３Ａと、節電装置２の節電運転時の負荷電圧計測手段１８の出力を記憶する節電電圧記憶手段２３Ｂと、通常電圧記憶手段２３Ａの出力値から節電電圧記憶手段２３Ｂの出力値を減算する節約電圧演算手段２４と、通常電力記憶手段２２Ａの出力と、節電電力記憶手段２２Ｂの出力と、節約電圧演算手段２４の出力とから電圧当りの節電率を求める節電率演算手段２５と、節電率記憶手段２６と、節電率演算手段２５の出力値を節電率記憶手段２６へ設定する節電率設定手段２７とから構成したものである。
【０２８３】
電力計測手段２１は電力検出器にて構成され、負荷電圧計測手段１８は電圧検出器にて構成され、それぞれの検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力される。通常電力記憶手段２２Ａと、節電電力記憶手段２２Ｂと、通常電圧記憶手段２３Ａと、節電電圧記憶手段２３Ｂと、節電率記憶手段２６はマイクロコンピュータ内のメモリにより構成される。節約電圧演算手段２４と、節電率演算手段２５と、節電率設定手段２７とはマイクロコンピュータ内のプログラムにより構成される。
【０２８４】
上記構成において、節電電力記憶手段２２Ｂの出力をＷ２、通常電力記憶手段２２Ａの出力Ｗ１、節電電圧記憶手段２３Ｂの出力をＶ２、通常電圧記憶手段２３Ａの出力をＶ１とすると節電電圧演算手段２４と節電率演算手段２５の演算結果は、式１となり電圧当りの節電率Ｘが求められることとなる。
【０２８５】
【数１】
【０２８６】
これにより電圧当りの節電率を自動的に演算することができ、節電効果を容易に確認可能とすることができる。
【０２８７】
また、節電率設定手段２７は、前述の如くに求めた節電率演算手段２５が出力する節電率を節電率記憶手段２６へ設定し記憶させる。
【０２８８】
これにより節電率記憶手段２６には、自動的に節電率が設定されることとなる。
【０２８９】
また、図示していないが電力計測手段２１は、節電装置の入力部に備えてもよい。
【０２９０】
以上のように本実施例によれば、節電率を求めることができる節電装置を構成することができる。
【０２９１】
なお、節電電圧演算手段２４は、節電率演算手段２５に含むものとしても、その効果作用に差異は無い。
【０２９２】
なお、電力計測手段２１は電力検出器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０２９３】
（実施例１０）
図１０は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０２９４】
図１０において節電装置２の出力部に電力計測手段２１備え、実施例８に示した如く節電装置２の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段１９と、負荷６に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段２６と、節約電力演算手段２８と、節約電力量演算手段２９と、二酸化炭素排出量演算手段３０と、演算手段３１と、表示手段１６とを備える。
【０２９５】
節約電力演算手段２８は低減電圧演算手段１９と節電率記憶手段２６と電力計測手段２１とを入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２９６】
節約電力量演算手段２９は、節約電力演算手段２８を入力とし、表示手段１６と二酸化炭素排出量演算手段３０とを出力とする。
【０２９７】
二酸化炭素排出量演算手段３０は、節約電力量演算手段２９を入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２９８】
演算手段３１は、節約電力量演算手段２９と電力計測手段２１とを入力とし、表示手段１６を出力とする。
【０２９９】
節電率記憶手段２６には現在接続されている負荷６が定格電圧付近で１Ｖ印可電圧を低減した際の消費電力の比であるところの節電率が記憶されている。
【０３００】
電力計測手段２１は電力検出器にて構成され、低減電圧演算手段１９と、節約電力演算手段２８と、節約電力量演算手段２９と、二酸化炭素排出量演算手段３０と、演算手段３１とはマイクロコンピュータ内のプログラムとして構成され、節電率記憶手段２６はマイクロコンピュータのメモリにより構成され、表示手段１６はマイクロコンピュータに接続された液晶パネルにて構成される。
【０３０１】
上記構成において、節約電力演算手段２８は、低減電圧演算手段１９の出力と、節電率記憶手段２６の出力と、電力計測手段２１の出力とを乗算して節約電力を演算し、表示手段１６に出力し表示する。
【０３０２】
例えば、１０６Ｖから１００Ｖへ印可電圧を低減することによる照明負荷の節電率が１２％であれば、節電率記憶手段２６には２％を記憶させる。
【０３０３】
節電装置２の入力電圧が１０６Ｖ、出力電圧が１００Ｖのとき、接続された照明負荷の消費電力が電力計測手段２１により１００００Ｗと計測されていれば、節約電力演算手段２８の出力は１２００Ｗとなる。
【０３０４】
出力電圧が入力電圧より高い場合は、節約電力演算手段２８の出力は負の値となり、節約されてないことを示す。
【０３０５】
負荷６の節電率は、定格電圧付近であればほぼ印可電圧の差に比例すると見なせるので、上記の作用により節約電力が求められることとなる。
【０３０６】
節約電力量演算手段２９は、節約電力演算手段２８の出力を一定時間間隔毎に積算して、節約電力量を求め、表示部６と二酸化炭素排出量演算手段３０とへ出力する。
【０３０７】
二酸化炭素排出量演算手段３０は、節約電力量演算手段２９の出力する電力量を二酸化炭素排出量に換算して得られた二酸化炭素削減量を表示部６へ出力する。
【０３０８】
例えば、節約電力量演算手段２９の出力が１００ｋＷｈであれば、二酸化炭素排出量演算手段３０はそれに１２０を乗じてグラム単位とすれば、およその二酸化炭素排出量削減量が求められ、表示手段１６はその二酸化炭素排出削減量を表示する。
【０３０９】
演算手段３１は節約電力量演算手段２９の出力から、節約電力量に相当する節約電力料金、節約電力料金による節電装置２の償却日数などを演算し、表示部６へ出力する。
【０３１０】
また、演算手段３１は、電力計測手段２１の出力から、使用電力量、使用電力料金などを演算し、表示部６へ出力する。
【０３１１】
以上のように本実施例によれば、各種の節電効果を表示して節電効果を容易に確認可能とすることができ、使用者の省エネ意識を高めることができる節電装置を構成することができる。
【０３１２】
なお、より厳密に節約電力を求めるために節電率記憶手段２６に、負荷６の印可電圧に応じた、節電率の近似式を記憶させ、節約電力演算手段２８はこの近似式により節約電力を求めることとしてもよい。
【０３１３】
なお、節電率記憶手段２６の内容は、実施例９に示した如く、節電率演算手段２５により設定されることとしてもよいし、節電装置２の使用者が任意に設定できる構成としてもよい。
【０３１４】
なお、電力計測手段２１は電力検出器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０３１５】
（実施例１１）
図１１は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３１６】
図１１において電力計測手段２１は、節電装置２の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段１８と、節電装置２の出力電流を計測する負荷電流計測手段３２と、負荷電圧計測手段１８と負荷電流計測手段３２を入力として、これらから電力を演算する電力演算手段３３とから構成される。
【０３１７】
負荷電圧計測手段１８は電圧検出器であり、負荷電流計測手段３２は電流検出器であり、これらの検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに読み込まれ、マイクロコンピュータのプログラムにて構成された電力演算手段３３に入力される。
【０３１８】
上記構成において、負荷電圧計測手段１８および負荷電流計測手段３２の出力値は、交流電源１の１周期よりも短い時間間隔で電力演算手段３３に読み込まれる。電力演算手段３３は、負荷電圧計測手段１８および負荷電流計測手段３２の出力値を読み込む毎にこれらを乗算し、瞬時電力値を求め、これを交流電源１の１周期分積算し幾何平均して有効電力を求める。
【０３１９】
以上のように本実施例によれば、節電装置２の出力電力、つまり負荷電力が計測できることとなる。
【０３２０】
なお、電力演算手段３３は、電圧と電流の位相差などから力率を求めるとともに、それぞれの歪み率や高調波成分を求めることができる。
【０３２１】
負荷電流の高調波成分を消去するよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を高調波フィルタとして動作させることもできる。
【０３２２】
なお、負荷電流と負荷電圧の位相差を小さくするよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を位相補償装置として動作させることもできる。
【０３２３】
（実施例１２）
図１２は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３２４】
図１２において電力計測手段２１は、節電装置２の入力電圧を計測する電源電圧計測手段１７と、節電装置２の出力電流を計測する電源電流計測手段３４と、電源電圧計測手段１７と電源電流計測手段３４を入力として、これらから電力を演算する電力演算手段３３とから構成される。
【０３２５】
電源電圧計測手段１７は電圧検出器であり、電源電流計測手段３４は電流検出器であり、これらの検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに読み込まれ、マイクロコンピュータのプログラムにて構成された電力演算手段３３に入力される。
【０３２６】
上記の構成において、電源電圧計測手段１７および電源電流計測手段３４の出力値は、交流電源１の１周期よりも短い時間間隔で電力演算手段３３に読み込まれる。電力演算手段３３は、負荷電圧計測手段１８および負荷電流計測手段３２の出力値を読み込む毎にこれらを乗算し、瞬時電力値を求め、これを交流電源１の１周期分を積算し平均化して有効電力を求める。
【０３２７】
以上のように本実施例によれば、節電装置２の入力電力、つまり電源電力が計測できることとなる。
【０３２８】
なお、電力演算手段３３は、電圧と電流の位相差などから力率を求めるとともに、それぞれの歪み率や高調波成分を求めることができる。
【０３２９】
なお、電源電流の高調波成分を消去するよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を高調波フィルタとして動作させることもできる。
【０３３０】
なお、電源電流と電源電圧の位相差を小さくするよう、節電装置２の動作を制御することで、節電装置２を位相補償装置として動作させることもできる。
【０３３１】
（実施例１３）
図１３は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３３２】
図１３において負荷電圧計測手段１８は、節電装置２の入力電圧を計測する電源電圧計測手段１７と、低減電圧演算手段１９と、電源電圧計測手段１７と低減電圧演算手段１９を入力として、これらから負荷電圧を演算する負荷電圧演算手段３５とから構成される。
【０３３３】
電源電圧計測手段１７は電圧検出器であり、この検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに読み込まれ、マイクロコンピュータのプログラムである低減電圧演算手段１９の出力値とともに、マイクロコンピュータのプログラムである負荷電圧演算手段３５に入力される。
【０３３４】
上記の構成において、電源電圧計測手段１７の出力値は、交流電源１の１周期よりも短い時間間隔で負荷電圧演算手段３５に読み込まれる。負荷電圧演算手段３５では、電源電圧計測手段１７の出力値から有効電圧を求め、求めた有効電圧から低減電圧演算手段１９の出力値を減算して、負荷電圧を求める。
【０３３５】
以上のように本実施例によれば、節電装置２の出力電圧、つまり負荷電圧が電源電圧から求められることとなる。
【０３３６】
（実施例１４）
図１４は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３３７】
図１４において電源電流計測手段３４または負荷電流計測手段３２は、回生形インバータ７の出力から直列変圧器４の２次巻線の間の配線の一方に配された、インバータ電流計測手段３６と、直列変圧器４の巻数比を記憶した巻数比記憶手段３７と、これらを入力とする主電流演算手段３８とにより構成される。
【０３３８】
インバータ電流計測手段３６は電流検出器にて構成され、その検出信号はＡ／Ｄ変換してマイクロコンピュータに入力され、巻数比記憶手段３７はこのマイクロコンピュータのメモリから構成され、主電流演算手段３８はこのマイクロコンピュータのプログラムにより構成される。
【０３３９】
上記構成により、主電流演算手段３８は、インバータ電流計測手段３６が計測する回生形インバータ７の出力電流、すなわち直列変圧器４の２次巻線に流れる電流と、巻数比記憶手段３７が出力する直列変圧器４の巻数比とを乗算して、直列変圧器４の１次巻線に流れる電流を求め、この１次巻線に流れる電流が節電装置２の電源電流または負荷電流に概略等しいこととなる。
【０３４０】
例えば直列変圧器４の１次巻線の巻数を１０、２次巻線の巻数を１００とすると、直列変圧器４の巻数比は１０となる。
【０３４１】
回生形インバータ７の出力電流を６Ａとすると、直列変圧器４の２次巻線に流れる電流も６Ａであるから、この時に直列変圧器４の１次巻線に流れる電流は、２次巻線に流れる電流６Ａと直列変圧器４の巻数比１０とを乗算して得られる６０Ａとなる。
【０３４２】
以上のように本実施例によれば、電源電流や負荷電流を直接計測することなく、インバータ電流からこれらをもとめることができることとなり、小型で安価な電流検出器を使用することができ、より安価に節電装置を構成することができることとなる。
【０３４３】
（実施例１５）
図１５は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３４４】
図１５において低減電圧演算手段１９は、回生形インバータ７の出力から直列変圧器４の２次巻線の間に配された、インバータ電圧計測手段３９と、直列変圧器４の巻数比を記憶した巻数比記憶手段３７と、これらを入力とする電圧差演算手段４０とにより構成される。
【０３４５】
インバータ電圧計測手段３９は電圧検出器にて構成され、その検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、巻数比記憶手段３７はマイクロコンピュータのメモリにて構成され、電圧差演算手段４０はマイクロコンピュータのプログラムにて構成される。
【０３４６】
上記構成により、電圧差演算手段４０は、インバータ電圧計測手段３９が計測する回生形インバータ７の出力電圧、すなわち直列変圧器４の２次巻線に印可される電圧と、巻数比記憶手段３７が出力する直列変圧器４の巻数比とを除算して、直列変圧器４の１次巻線の発生電圧を求め、この１次巻線の発生電圧が節電装置２の低減電圧に等しいこととなる。
【０３４７】
例えば直列変圧器４の１次巻線の巻数を１０、２次巻線の巻数を１００とすると、直列変圧器４の巻数比は１０となる。
【０３４８】
回生形インバータ７の出力電圧を６０Ｖとすると、直列変圧器４の２次巻線に印可される電圧も６０Ｖであるから、この時に直列変圧器４の１次巻線に発生する電圧は、２次巻線に印可される電圧６０Ｖを直列変圧器４の巻数比１０で除算して得られる６Ｖとなる。
【０３４９】
以上のように本実施例によれば、電源電圧や負荷電圧を計測することなく低減電圧を求められることになり、より簡易な構成で、精度よく低減電圧が求められる節電装置を構成できることとなる。
【０３５０】
なお、回生形インバータ７の出力電圧位相と直列変圧器４の巻き方向によっては、回生形インバータ７の出力電圧により、節電装置２の出力電圧が増加する場合もあるので、インバータ電圧計測手段３９には電圧の位相方向や直列変圧器４の巻き方向により正負を出力する機能を持たせてもよい。
【０３５１】
（実施例１６）
図１６は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３５２】
図１６において、表示手段１６としての液晶パネル１６には、積算表示手段４１と、積算期間表示手段４２とが配され、液晶パネル１６の近傍には積算表示値リセット手段４３が備えられている。
【０３５３】
積算表示手段４１と積算期間表示手段４２とは、マイクロコンピュータに接続された液晶パネルの表示部により構成され、積算表示値リセット手段としての積算リセットスイッチ４３もこのマイクロコンピュータに接続される。
【０３５４】
上記構成において、積算表示手段４１には積算節電量がｋＷｈ単位で数値表示され、積算期間表示手段４２には節電量積算期間が日単位で数値表示されている。
【０３５５】
これらの表示値はマイクロコンピュータ内のプログラムにより演算され、メモリ上に記憶されている。
【０３５６】
図示のように、積算節電量が３６００ｋＷｈで節電量積算期間が３０日と表示されていれば、約１ヶ月で３６００ｋＷｈ節約されたことが使用者に知らされるため、使用者は節電装置２の節電効果を容易に確認できることとなる。
【０３５７】
また、積算表示値リセット手段４３としての積算リセットスイッチ４３を押すと、マイクロコンピュータのプログラムにより、積算表示手段４１と積算期間表示手段４２の表示値は両方ともに０にリセットされ、この後積算リセットスイッチを押さずにさらに１ヶ月経過した時に使用者が表示部６を見れば、次の１ヶ月分の節電効果が確認できることとなる。
【０３５８】
以上のように本実施例によれば、積算値や積算期間の表示および、表示値のリセットが可能となり、より節電効果が分かりやすい節電装置を構成することができる。
【０３５９】
（実施例１７）
図１７は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３６０】
図１７において運転モード切替手段４４は、節電装置２の出力部の一方の線に設けた電流変化量計測手段４５の出力と、しきい値記憶手段４６の出力とを入力し、節電装置２の制御部４７へ運転モード切替信号を出力する。
【０３６１】
電流変化量計測手段４５は、電流検出器とその検出信号をＡ／Ｄ変換して入力するマイクロコンピュータのプログラムとにより構成され、しきい値記憶手段４６はマイクロコンピュータのメモリにて構成され、運転モード切替手段４４はマイクロコンピュータのプログラムにて構成され、制御部４７はマイクロコンピュータを中心とした電子回路により構成される。
【０３６２】
上記構成において、しきい値記憶手段４６には節電装置２の出力電流変化量と出力電圧低下量との相関から求めた、電流変化量の基準値が記憶されている。
【０３６３】
電流変化量計測手段４５の出力値がこのしきい値記憶手段４６の値を超えていると、運転モード切替手段４４は制御部４７へ節電停止モードへの運転切り替え信号を出力し、節電装置２は節電停止モードとなる。
【０３６４】
以上のように本実施例によれば、負荷６の突入電流などにより電流変化が大きいときには、節電装置２の運転モードを節電停止モードに切り替えることにより、節電装置２の出力電圧低下を防止し、安定した負荷の立上げが可能となる節電装置を構成することができる。
【０３６５】
（実施例１８）
図１８は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。本実施例は、節電装置２の入力側に負荷電流計測手段３２を設け、この負荷電流計測手段３２の出力と負荷電流しきい値記憶手段３２Ａの出力と第２の負荷電流記憶手段３２Ｂの出力とを運転モード切替手段４４へ接続したものである。
【０３６６】
負荷電流計測手段３２は電流検出器にて構成され、この検出信号はＡ／Ｄ変換されてマイクロコンピュータに入力され、負荷電流しきい値記憶手段３２Ａと第２の負荷電流記憶手段３２Ｂはこのマイクロコンピュータのメモリにより構成され、運転モード切替手段４４はこのマイクロコンピュータのプログラムとして構成される。
【０３６７】
上記構成において、負荷電流計測手段３２の出力値が負荷電流しきい値記憶手段３２Ａの値以下であるときは、運転モード切換え手段１７により節電装置２を節電停止モードに切り替え、また負荷電流計測手段３２の出力値が第２の負荷電流しきい値記憶手段３２Ｂの値以上であるときは、運転モード切換え手段１７により節電装置２を節電停止モードに切り替える。
【０３６８】
節電装置２を、実施例１の如く直列変圧器４と回生形インバータ７で構成した場合には、回生形インバータ７の容量の上限電流が流れるときの負荷電流値を第２の負荷電流しきい値記憶手段３２Ｂに設定しておけば、第２の負荷電流しきい値記憶手段３２Ｂの値以上であるときは、運転モード切換え手段１７により節電装置２を節電停止モードに切り替え回生形インバータ７を停止させることで、回生形インバータ７を保護することができる。
【０３６９】
以上のように本実施例によれば、負荷電流がごく小さい、つまり負荷６の消費電力がごく小さく節電装置２による節約電力が節電運転するために必要な節電装置２の消費電力よりも小さいときには、節電装置２の運転モードを節電運転モードから節電停止モードへ切り替え節電装置２の消費電力を小さくして省電力化を図ることができ、負荷電流が過大なときには節電装置２を停止して節電装置２自身を保護するという節電装置を構成することができる。
【０３７０】
（実施例１９）
図１９は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３７１】
本実施例は、図１の実施例において、節電装置２の入力側に負荷電流計測手段３２を設け、回生形インバータ７の入力配線の一方に通電遮断手段４８としてのスイッチ回路４８を備えたものである。
【０３７２】
負荷電流計測手段３２は電流検出器にて構成される。
【０３７３】
また、回生形インバータ７は、通電を遮断された際には直列変圧器４の２次巻線を短絡する構造となっている。
【０３７４】
上記構成において、負荷電流計測手段３２の出力値が所定の値以下であるときは、スイッチ回路４８は開となり回生形インバータ７への通電は遮断される。
【０３７５】
以上のように本実施例によれば、負荷電流がごく小さい、つまり負荷６の消費電力がごく小さく節電装置２による節約電力が回生形インバータ７の消費電力よりも小さいときには、回生形インバータ７への通電を停止して、回生形インバータ７の消費電力を無くし省電力化を図ることができる節電装置を構成することができる。
【０３７６】
（実施例２０）
図２０は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３７７】
図２０において節電装置２の入力部に設けた使用電力量計測手段４９としての電力量計測器４９と、使用電力量目標値記憶手段５０と、これらを入力とするデマンドレベル設定手段５１と、デマンドレベル設定手段５１の出力は節電装置２の制御部４７に接続され、出力電圧変更手段５２に入力される。
【０３７８】
制御部４７はマイクロコンピュータを中心とした電子回路にて構成されており、電力量計測器４９の検出信号はＡ／Ｄ変換されてこのマイクロコンピュータに入力され、使用電力量目標値記憶手段５０は、このマイクロコンピュータのメモリにて構成され、デマンドレベル設定手段はこのマイクロコンピュータのプログラムにて構成され、節電装置２の出力電圧をデマンドレベル信号に応じて設定電圧よりも低下させる出力電圧変更手段５２はこのマイクロコンピュータのプログラムにて構成される。
【０３７９】
上記構成において、使用電力量計測手段４９は節電装置２に接続された負荷６での使用電力量を計測し、その測定結果をデマンドレベル設定手段５１に通知する。
【０３８０】
デマンドレベル設定手段５１は、通知された使用電力量と使用電力量目標値記憶手段５０の出力値とを比較した結果に応じて、節電装置２の出力電圧を制御するためのデマンドレベル信号を設定する。
【０３８１】
設定されるデマンドレベル信号は、使用電力量と使用電力量目標値の差の大きさを予めいくつかのレベルに分割しておき、その分割されたレベルに応じて設定される。
【０３８２】
例えば、使用電力量と使用電力目標値の差が十分大きければ、デマンドレベル信号はレベル０とし、節電装置２の出力電圧は、設定電圧のまま出力される。
【０３８３】
使用電力量と使用電力目標値の差が小さくなりレベル１となれば、デマンドレベル信号もレベル１を設定し、制御部４７は節電装置２の出力電圧を設定電圧より所定の電圧だけ低下させる。
【０３８４】
使用電力量と使用電力目標値の差がさらに小さくなりレベル２となれば、デマンドレベル信号もレベル２を設定し、制御部４７は節電装置２の出力電圧をさらに低下させる。
【０３８５】
使用電力量目標値の設定は任意であるが、たとえばこれを契約電力量とすると、 使用電力量が契約電力量に近づいたときには、節電装置２の出力電圧を低下させて使用電力量が契約電力量を超過することを防止できる。
【０３８６】
また、使用電力量が契約電力量を超過しそうなときには、制御部４７に出力断するデマンドレベル信号を発して、節電装置２の出力を断として負荷６の運転を停止させてもよい。
【０３８７】
また、デマンドレベル信号を外部の装置から入力することとしてもよく、その場合は、デマンドレベル信号は直接節電装置２の制御部４７へ入力されることとなる。
【０３８８】
以上のように本実施例によれば、使用電力量や使用電力量と契約電力量に応じて出力電圧を制御する節電装置が構成できるので、使用電力量が契約電力量を上回りそうな場合には、契約電力以下となるように制御して節電し、電力使用量を下げることができる節電措置が得られる。
【０３８９】
なお、使用電力量計測手段４９は電力量計測器以外に例えば、電圧検出器と電流検出器とそれぞれの検出信号をＡ／Ｄ変換して取り込み電力演算し、逐次電力演算結果を積算するプログラムを備えたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。
【０３９０】
（実施例２１）
図２１は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。本実施例は、本発明による節電装置２を使用した電力制御系を複数個配し、各電力制御系を通信回線５３により集中監視装置５４に結合した実施例である。
【０３９１】
図２１において、本発明による複数の節電装置２Ａ、２Ｂ、……はそれぞれ有線または無線による通信回線５３を介して集中監視装置５４に接続されている。各節電装置２Ａ、２Ｂ、……には各々複数の照明器具などの負荷６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、……が接続されている。このような構成は、たとえばビルやマンションの照明系の消費電力を集中管理センターで集中管理する場合などに適用される。
【０３９２】
節電装置２Ａ、２Ｂ、……はビルでは各フロアや各居室、マンションでは各居住者単位で設置され、それらが通信回線５３で集中管理センターの集中監視装置５４に接続される。したがって、集中監視装置５４で図７、図８、図１０、図１６などで説明したような各種の表示を行うことにより、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができる。
【０３９３】
なお、通信回線５３の一部、または全てに公衆回線網などを用いてもよく、この場合にはビルや店舗毎に１台、または複数台設置された各節電装置２Ａ、２Ｂ、……を、遠隔地に設置した集中管理装置５４にて集中管理することができる。
【０３９４】
以上のように本実施例によれば、複数箇所の節電電力制御系からなる引き込み系統全体の電力管理を１カ所で集中管理することができるので、ビル設備などの大規模な節電管理を中央で監視制御することができるという効果のある節電装置を構成することができる。
【０３９５】
（実施例２２）
図２２は本発明による節電装置のさらに他の実施例を示す。
【０３９６】
本実施例は、本発明による節電装置が作動する節電運転モードと節電装置が作動しない節電停止モードを負荷の状態や使用条件に応じて切り換える運転方法の実施例である。
【０３９７】
図２２において、節電装置２の出力側に電圧計測器５５および電流計測器５６が接続され、その計測出力は制御部４７に供給される。
【０３９８】
制御部４７は電圧計測器５５および電流計測器５６の計測出力にしたがって、節電装置２の作動を制御する。
【０３９９】
電圧計測器５５が所定以上の急激な電圧低下を検知した状態で節電モードにより照明負荷を点灯させると、突入電流が流れてさらに電圧が低下し、照明が点灯しなくなる。同様に、電流計測器５６が所定以上の急激な電流上昇を検知した状態で節電運転モードにより照明負荷を点灯させると、突入電流がさらに流れて電圧が低下し、照明が点灯しなくなる。また、負荷投入時には急激に電流が立ち上がるので、節電運転モードではやはり点灯しなくなる。
【０４００】
したがって、節電装置２の節電運転モードにおいて、電圧計測器５５が所定以上の急激な電圧低下を検知したとき、または電流計測器５６が所定以上の急激な電流上昇を検知したときは、制御部４７により節電装置２の作動を停止させ、節電停止モードで運転させる。同様に電源をオンにしたときも節電停止モードで運転する。
【０４０１】
節電停止モードで運転後、電圧、電流が安定して所定の値以内の変動幅に収まったときは負荷が安定したので、節電運転モードに切り換える。また、節電停止モードで運転後、一定の時間、たとえば負荷によって異なるが１〜１５分程度経過したときは、負荷が安定したと判断されるので節電運転モードに切り換える。
【０４０２】
負荷電流が所定の値以下であるときは負荷電流が少ないので節電停止モードとする。
【０４０３】
以上のように本実施例によれば、安定した負荷の立ち上げを可能とし、チャタリングを防止して安定した電力供給をすることができ、負荷の消費電力がごく小さいときには、回生形インバータの消費電力を無くしより効果的な省エネルギーを図るはかることができるという節電装置を構成できる。
【０４０４】
（実施例２３）
以下、本発明の第２３実施例の節電装置について、図２３及び図２４を参照しながら説明する。
【０４０５】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４０６】
図２３において、節電装置２は、交流電源からの入力電圧、入力電流をそれぞれ計測する電源電圧計測手段１７、電源電流計測手段３４を備えている。検出した入力電圧、入力電流及び入力電圧、入力電流の位相から、入力電力演算手段５５は入力有効電力を演算する。交流電源直送状態の演算した入力有効電力Ｗ１と、節電運転時の演算した入力有効電力Ｗ２とを第二節電率演算手段５６に入力する。第二節電率演算手段５６は、式２に示す計算を行うことで電力低減率Ｓを計算する。
【０４０７】
【数２】
【０４０８】
また、図２４に示すように、この計算された電力低減率は、低減率表示手段５７に送信し表示する。
【０４０９】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置２において、交流電源直送状態の電力と、節電運転時の電力とを第二節電率計算手段５６に入力することにより電力低減率Ｓを計算することとなり、交流電源直送状態から節電運転、あるいは節電運転から交流電源直送状態に切り替えることで、より正確な電力低減率を計算することができる。
【０４１０】
以上のように本実施例によれば、正確に電力低減率を計算することができる。
【０４１１】
（実施例２４）
以下、本発明の第２４実施例について、図２５及び図２６を参照しながら説明する。
【０４１２】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４１３】
図２５において、節電装置２は、交流電源からの入力電圧、入力電流をそれぞれ計測する電源電圧計測手段１７、電源電流計測手段３４と、入力電力演算手段５５と、第二節約電力演算手段５８を備えている。第二節約電力演算手段５８は、交流電源直送状態の電力Ｗ１と、節電運転時の電力Ｗ２を入力する。第二節約電力演算手段５８は、式３に示す計算を行うことで節約電力Ｗｓを計算する。
【０４１４】
【数３】
【０４１５】
また、図２６に示すように、この計算された節約電力Ｗｓは節約電力表示手段５９に送信され、表示されることとなる。
【０４１６】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の電力Ｗ１と、節電運転時の電力Ｗ２を節約電力計算手段に入力することにより節約電力を計算することとなる。
【０４１７】
以上のように本実施例によれば、交流電源直送状態と節電運転を切り替えることで、より正確に節約電力を計算することができる。
【０４１８】
（実施例２５）
以下、本発明の第２５実施例について、図２７を参照しながら説明する。
【０４１９】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４２０】
図２７において、節電装置２は、定格電力低減率計算手段６０を備えている。定格電力低減率計算手段６０は、交流電源直送モードと節電運転モードを切り替える開始スイッチ６０ａと、交流電源直送モード及び節電運転モード時から低減電圧幅と電力低減率を計算する計算部６０ｂと、定格電力低減率を計算する定格計算部６０ｃにより構成される。
【０４２１】
開始スイッチ６０ａは、開始時に交流電源直送モードであれば交流電源直送モード時の各部電圧、電流、電力を計測から開始し、節電運転モードであれば節電運転モード時の各部電圧、電流、電力を計測から開始する。
【０４２２】
ある時間Ｔ秒後に相異なるモードに変更し、各部電圧、電流、電力を計測する。
【０４２３】
次に計算部６０ｂでは、低減電圧幅は節電運転時の入力電圧、出力電圧から計算し、電力低減率Ｓは式２により計算する。
【０４２４】
更に、定格計算部６０ｃでは、式４に示す計算式にて定格電力低減率Ｓｄｔを計算する。
【０４２５】
【数４】
【０４２６】
式４は負荷が照明の場合の計算式である。照明は、実使用における入力電圧に比例して消費電力が増減するため、式４の計算を行うことで定格電力低減率を計算することができる。
【０４２７】
以上のように本実施例によれば、交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送と節電運転を切り替えることにより、交流電源が定格節電運転の必要がない電圧であっても、定格電力低減率を正確に計算することができる。
【０４２８】
（実施例２６）
以下、本発明の第２６実施例の節電装置について、図２８を参照しながら説明する。
【０４２９】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４３０】
図２８において、節電装置２は、電源電圧計測手段１７と、負荷電圧計測手段１８と、定格入力手段６１と、第三節電率演算手段６２を備えている。
【０４３１】
第三節電率演算手段６２は、電源電圧計測手段１７により得られた入力電圧Ｖ１と、負荷電圧計測手段１８により得られた出力電圧Ｖ２との偏差ｄＶを入力する。第三節電率演算手段６２は、得られた偏差ｄＶと、定格入力手段６１により得られた定格電力低減率Ｓｔ及び定格低減電圧Ｖｔと、電圧の偏差ｄＶを式５に入力することで、電力低減率Ｓを算出する。
【０４３２】
【数５】
【０４３３】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率とを第三節電率演算手段６２に入力することで、電力低減率を計算することとなる。
【０４３４】
以上のように本実施例によれば、交流電源直送モードに運転条件を変更することなく、正確に電力低減率を計算することができる。
【０４３５】
（実施例２７）
以下、本発明の第２７実施例の節電装置について、図２９及び図３０を参照しながら説明する。
【０４３６】
なお、前実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０４３７】
図２９において、節電装置２は、電源電圧計測手段１７と、負荷電圧計測手段１８と、電源電流計測手段３４と、入力電力演算手段５５と、定格入力手段６１と、出力電圧設定手段６３と、第三節約電力演算手段６４を備えている。
【０４３８】
第三節約電力演算手段６４は、図２９に示すように、電源電圧計測手段１７により得られた入力電圧Ｖ１を入力し、更に入力電圧Ｖ１と、出力電圧の目標値Ｖｏ＿ｒｅｆの偏差ｄＶｍを計算する。また、入力電力演算手段５５により算出された入力電力Ｗ１を入力する。節約電力Ｗｓは、得られた入力電力Ｗ１と、各電圧の偏差ｄＶ、ｄＶｍと、定格入力手段６１により得られた定格電力低減率Ｓｔ、及び定格低減電圧Ｖｔを式６に入力することで算出する。
【０４３９】
【数６】
【０４４０】
ここで、式６の計算式について説明する。節約電力は、交流電源直送状態の入力電力から節電運転時の入力電力を差し引いた電力である。本実施例の場合、交流電源直送状態への運転状態変更はしないため、交流電源直送状態の入力電力を計算により算出する必要がある。電力低減率Ｓは、式５により計算することができるため、節約電力は式７にて計算することができる。
【０４４１】
【数７】
【０４４２】
ここで、定格電力低減率Ｓｔは定格入力電圧Ｖ１ｔ時の低減率であるため、定格入力電圧と異なる電圧の場合、補正項を加える必要がある。その補正項が、式８に示す部分である。
【０４４３】
【数８】
【０４４４】
この補正項を式８の定格電力低減率Ｓｔに掛け合わせることで、式６を導出することができる。
【０４４５】
このように交流電源と負荷の間に配した節電装置において、電源電圧計測手段と、負荷電圧計測手段と、定格入力手段とにより節約電力を計算することとなる。
【０４４６】
実際に定格電力低減率Ｓｔに補正を加えた場合の節約電力Ｗｓ、加えない場合の節約電力Ｗｓ０と電力計により得た真の節約電力Ｗｓｃの相関グラフを図３０に示す。
【０４４７】
以上のように本実施例によれば、交流電源直送状態から節電運転状態に切り替えることなく、低減電圧能力を超える目標低減電圧幅であった際にも、正確に節約電力を計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【０４４８】
【図１】本発明の実施例１における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図２】本発明の実施例２における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図３】本発明の実施例３における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図４】本発明の実施例４における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図５】本発明の実施例５における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図６】本発明の実施例６における節電装置を示す電気回路ブロック図
【図７】本発明の実施例７における節電装置を示すブロック図
【図８】本発明の実施例８における節電装置を示すブロック図
【図９】本発明の実施例９における節電装置を示すブロック図
【図１０】本発明の実施例１０における節電装置を示すブロック図
【図１１】本発明の実施例１１における節電装置を示すブロック図
【図１２】本発明の実施例１２における節電装置を示すブロック図
【図１３】本発明の実施例１３における節電装置を示すブロック図
【図１４】本発明の実施例１４における節電装置を示すブロック図
【図１５】本発明の実施例１５における節電装置を示すブロック図
【図１６】本発明の実施例１６における節電装置の表示手段を示すブロック図
【図１７】本発明の実施例１７における節電装置を示すブロック図
【図１８】本発明の実施例１８における節電装置を示すブロック図
【図１９】本発明の実施例１９における節電装置を示すブロック図
【図２０】本発明の実施例２０における節電装置を示すブロック図
【図２１】本発明の実施例２１における節電装置を使用した電力制御装置を示すブロック図
【図２２】本発明の実施例２２における節電装置を示すブロック図
【図２３】本発明の実施例２３における節電装置の構成図
【図２４】同低減率表示手段の構成図
【図２５】本発明の実施例２４における節電装置の構成図
【図２６】同節約電力表示手段の構成図
【図２７】本発明の実施例２５における節電装置の構成図
【図２８】本発明の実施例２６における節電装置の構成図
【図２９】本発明の実施例２７における節電装置の構成図
【図３０】同電力低減率の計算例を示す図
【図３１】従来の節電装置の一例を示す電気回路ブロック図
【図３２】従来の電力変換装置の一例を示す電気回路ブロック図
【符号の説明】
【０４４９】
１ 交流電源
２ 節電装置
２Ａ、２Ｂ 節電装置
４ 直列変圧器
４Ａ 第２の直列変圧器
４Ｂ 第１の１次巻線
４Ｃ 第２の１次巻線
６ 負荷
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ 負荷
７ 回生形インバータ
８ 電圧型インバータ
８Ａ 両方向順変換器
９ 電流形インバータ
１０ 交流チョッパ回路
１５ インバータ電力計測手段
１６ 表示手段
１７ 電源電圧計測手段
１８ 負荷電圧計測手段
１９ 低減電圧演算手段
２０ 電圧低減率演算手段
２１ 電力計測手段
２２Ａ 通常電力記憶手段
２２Ｂ 節電電力記憶手段
２３Ａ 通常電圧記憶手段
２３Ｂ 節電電圧記憶手段
２４ 節約電圧演算手段
２５ 節電率演算手段
２６ 節電率記憶手段
２７ 節電率設定手段
２８ 節約電力演算手段
２９ 節約電力量演算手段
３０ 二酸化炭素排出量演算手段
３２ 負荷電流計測手段
３２Ａ 負荷電流しきい値記憶手段
３４ 電源電流計測手段
３６ インバータ電流計測手段
３７ 巻数比記憶手段
３８ 主電流演算手段
３９ インバータ電圧計測手段
４０ 電圧差演算手段
４１ 積算表示手段
４２ 積算期間表示手段
４３ 積算表示値リセット手段
４４ 運転モード切替手段
４５ 電流変化量計測手段
４６ しきい値記憶手段
４８ 通電遮断手段
５２ 出力電圧変更手段
５３ 通信回線
５４ 集中監視装置
５５ 入力電力演算手段
５６ 第二節電率演算手段
５７ 低減率表示手段
５８ 第二節約電力演算手段
５９ 節約電力表示手段
６０ 定格電力低減率計算手段
６０ａ 開始スイッチ
６０ｂ 計算部
６０ｃ 定格計算部
６１ 定格入力手段
６２ 第三節電率演算手段
６３ 出力電圧設定手段
６４ 第三節約電力演算手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備え、前記回生形インバータにより前記負荷に印加する電圧を制御する節電装置。
【請求項２】
回生形インバータの入力側が交流電源側に接続された請求項１記載の節電装置。
【請求項３】
回生形インバータの入力側が負荷側に接続された請求項１記載の節電装置。
【請求項４】
回生形インバータは、入力側に交流電力と直流電力を相互に変換できる両方向順変換器を備えた電圧形インバータである請求項１、２または３記載の節電装置。
【請求項５】
回生形インバータは、電流形インバータである請求項１、２または３記載の節電装置。
【請求項６】
回生形インバータは、交流チョッパ回路である請求項１、２または３記載の節電装置。
【請求項７】
入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、または６記載の節電装置。
【請求項８】
消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法。
【請求項９】
回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えた請求項１、２、３、４、５、６、または７記載の節電装置。
【請求項１０】
節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１１】
節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１２】
節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１３】
節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１４】
節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の節電装置。
【請求項１５】
電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とを備えたことを特徴とする請求項１２または１３記載の節電装置。
【請求項１６】
電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とを備えたことを特徴とする請求項１２または１３記載の節電装置。
【請求項１７】
負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１２または１５記載の節電装置。
【請求項１８】
負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、１５または１６記載の節電装置。
【請求項１９】
低減電圧演算手段または節約電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、１０、１２、１３、または１７記載の節電装置。
【請求項２０】
節約した電力を算出する節約電力演算手段と、前記節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項２１】
節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段と、前記節約電力量演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項２０に記載の節電装置。
【請求項２２】
節約電力量計測手段が出力する節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、前記二酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項２０に記載の節電装置。
【請求項２３】
一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項２４】
積算期間を表示する積算期間表示手段を備えたことを特徴とする請求項２３記載の節電装置。
【請求項２５】
積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備えたことを特徴とする請求項２３または２４記載の節電装置。
【請求項２６】
節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、前記電流変化量計測手段と前記しきい値記憶手段の出力値を比較演算し、その結果によって前記節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項２７】
節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段を備えた節電装置。
【請求項２８】
節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えた請求項１から７のいずれかに記載の節電装置。
【請求項２９】
負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、前記電力量計測手段により計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する出力電圧変更手段を備えた節電装置。
【請求項３０】
契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更する請求項２４に記載の節電装置。
【請求項３１】
節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置。
【請求項３２】
負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法。
【請求項３３】
節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法。
【請求項３４】
節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法。
【請求項３５】
節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法。
【請求項３６】
節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法。
【請求項３７】
交流電源および負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法。
【請求項３８】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項３９】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項４０】
電力低減率を表示する低減率表示手段を備えたことを特徴とする請求項３８または３９記載の節電装置。
【請求項４１】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項４２】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項４３】
節約電力を表示する節約電力表示手段を備えたことを特徴とする請求項４１または４２記載の節電装置。
【請求項４４】
交流電源直送と節電運転を切り替え、定格電力低減率を計算する定格電力低減率計算手段を備えたことを特徴とする請求項４１から４３のいずれかに記載の節電装置。
【請求項４５】
単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配したことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の節電装置。
【請求項１】
交流電源および負荷の間に１次巻線を配した直列変圧器と、出力側が前記直列変圧器の２次巻線に接続された回生形インバータを備え、前記回生形インバータにより前記負荷に印加する電圧を制御する節電装置。
【請求項２】
回生形インバータの入力側が交流電源側に接続された請求項１記載の節電装置。
【請求項３】
回生形インバータの入力側が負荷側に接続された請求項１記載の節電装置。
【請求項４】
回生形インバータは、入力側に交流電力と直流電力を相互に変換できる両方向順変換器を備えた電圧形インバータである請求項１、２または３記載の節電装置。
【請求項５】
回生形インバータは、電流形インバータである請求項１、２または３記載の節電装置。
【請求項６】
回生形インバータは、交流チョッパ回路である請求項１、２または３記載の節電装置。
【請求項７】
入力系統および出力系統が単相３線式であり、直列変圧器の第１の１次巻線が中性線以外の一方の配線に介挿され、第２の１次巻線が中性線以外の他方の配線に介挿されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、または６記載の節電装置。
【請求項８】
消費側で必要の無い分の電力を供給側へ戻す節電方法。
【請求項９】
回生形インバータの入力電力または出力電力の少なくともいずれかひとつを計測するインバータ電力計測手段と、前記インバータ電力計測手段の出力を表示する表示手段とを備えた請求項１、２、３、４、５、６、または７記載の節電装置。
【請求項１０】
節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記低減電圧演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１１】
節電装置の入力電圧と出力電圧の差と入力電圧の比率を算出する電圧低減率演算手段と、前記電圧低減率演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１２】
節電装置の入力電力または出力電力のいずれかを計測する電力計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記電力計測手段の出力を記憶する通常電力記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記電力計測手段の出力を記憶する節電電力記憶手段と、前記節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、前記節電装置の節電停止時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する通常電圧記憶手段と、前記節電装置の節電運転時の前記負荷電圧計測手段の出力を記憶する節電電圧記憶手段と、前記通常電圧記憶手段の出力と前記節電電圧記憶手段の出力とを演算する節約電圧演算手段と、前記通常電力記憶手段の出力と、前記節電電力記憶手段の出力と、前記節約電圧演算手段の出力とから節電率を求める節電率演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１３】
節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、負荷電力または電源電力のいずれかひとつを計測する電力計測手段と、負荷に応じた節電率を記憶する節電率記憶手段と、前記低減電圧演算手段の出力と前記電力計測手段の出力と前記節電率記憶手段の出力とから節約電力を演算する節約電力演算手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項１４】
節電率演算手段の出力値により節電率記憶手段の内容を設定する節電率設定手段を備えたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の節電装置。
【請求項１５】
電力計測手段は、節電装置の出力電圧を計測する負荷電圧計測手段と、節電装置の出力電流を計測する負荷電流計測手段とを備えたことを特徴とする請求項１２または１３記載の節電装置。
【請求項１６】
電力計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電流を計測する電源電流計測手段とを備えたことを特徴とする請求項１２または１３記載の節電装置。
【請求項１７】
負荷電圧計測手段は、節電装置の入力電圧を計測する電源電圧計測手段と、節電装置の入力電圧と出力電圧の差を算出する低減電圧演算手段と、前記電源電圧計測手段と前記低減電圧演算手段と接続され節電装置の出力電圧を演算する負荷電圧演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１２または１５記載の節電装置。
【請求項１８】
負荷電流計測手段または電源電流計測手段は、回生形インバータの入力電流または出力電流の少なくともいずれか一方を測定するインバータ電流計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電流計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され負荷電流または電源電流を求める主電流演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、１５または１６記載の節電装置。
【請求項１９】
低減電圧演算手段または節約電圧演算手段は、回生形インバータの出力電圧を計測するインバータ電圧計測手段と、直列変圧器の巻数比記憶手段と、前記インバータ電圧計測手段と前記巻数比記憶手段と接続され電圧差を求める電圧差演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、１０、１２、１３、または１７記載の節電装置。
【請求項２０】
節約した電力を算出する節約電力演算手段と、前記節約電力演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項２１】
節約電力演算手段の出力から節約電力量を求める節約電力量演算手段と、前記節約電力量演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項２０に記載の節電装置。
【請求項２２】
節約電力量計測手段が出力する節約電力量を二酸化炭素削減量に換算する二酸化炭素排出量演算手段と、前記二酸化炭素排出量演算手段の出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項２０に記載の節電装置。
【請求項２３】
一定期間積算し積算結果を表示する積算表示手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項２４】
積算期間を表示する積算期間表示手段を備えたことを特徴とする請求項２３記載の節電装置。
【請求項２５】
積算表示手段の表示値または積算期間表示手段の表示値の少なくともいずれか一方を０にリセットする積算表示値リセット手段を備えたことを特徴とする請求項２３または２４記載の節電装置。
【請求項２６】
節電装置の入力電流または出力電流の少なくとも何れか１つの単位時間当りの変化量を計測する電流変化量計測手段と、しきい値記憶手段と、前記電流変化量計測手段と前記しきい値記憶手段の出力値を比較演算し、その結果によって前記節電装置の節電運転モードと節電停止モードを切りかえる運転モード切替手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項２７】
節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、負荷電流しきい値記憶手段と、前記負荷電流計測手段の出力と負荷電流しきい値記憶手段の出力とを比較演算し、その結果によって節電装置の運転モードを節電停止モードに切換える運転モード切換え手段を備えた節電装置。
【請求項２８】
節電装置の入力電流、または出力電流の少なくとも何れか一方を測定する負荷電流計測手段と、前記負荷電流計測手段の出力値が所定の値以下であるときは回生形インバータへの通電を停止する通電遮断手段を備えた請求項１から７のいずれかに記載の節電装置。
【請求項２９】
負荷電力量または電源電力量のいずれかひとつを計測する電力量計測手段を備え、前記電力量計測手段により計測された使用電力量に応じて出力電圧を変更する出力電圧変更手段を備えた節電装置。
【請求項３０】
契約電力量と使用電力量に応じて、出力電圧を変更する請求項２４に記載の節電装置。
【請求項３１】
節電装置を有する電力制御系が１つ以上配され、各電力制御系が通信回線により集中監視装置に接続された電力制御装置。
【請求項３２】
負荷投入時は節電停止モードで運転する節電装置の運転方法。
【請求項３３】
節電停止モードで運転して所定の時間経過後に節電運転モードに切換える節電装置の運転方法。
【請求項３４】
節電停止モードで運転後、電圧計測手段が計測した出力電圧または電流計測手段が計測した出力電流が安定したとき節電運転モードに切り換える節電装置の運転方法。
【請求項３５】
節電装置の入力電圧または出力電圧の少なくとも何れか一方が所定の値以下であるときに、節電停止モードで運転する節電装置の運転方法。
【請求項３６】
節電装置の入力電流または出力電流の何れか一方が所定の値以下であるときは節電停止モードで運転する節電装置の運転方法。
【請求項３７】
交流電源および負荷の間に配された変圧器の出力の一部を回生形インバータで取出し、前記回生形インバータの出力で前記変圧器の出力を制御する負荷運転方法。
【請求項３８】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより電力低減率を計算する第二節電率演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項３９】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力電圧、出力電圧と、定格節電運転時の電力低減率、低減電圧幅とにより電力低減率を計算する第三節電率演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項４０】
電力低減率を表示する低減率表示手段を備えたことを特徴とする請求項３８または３９記載の節電装置。
【請求項４１】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、交流電源直送状態の入力あるいは出力電力と、節電運転時の入力あるいは出力電力とにより節約電力を計算する第二節約電力演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項４２】
交流電源と負荷の間に配した節電装置において、節電運転時の入力あるいは出力電力と、節電運転時の低減電圧幅と、節電運転時の入力電圧と、定格節電運転時の特定負荷固有の定格電力低減率及び定格低減電圧と、節電運転時の出力設定電圧とにより節約電力を計算する第三節約電力演算手段を備えたことを特徴とする節電装置。
【請求項４３】
節約電力を表示する節約電力表示手段を備えたことを特徴とする請求項４１または４２記載の節電装置。
【請求項４４】
交流電源直送と節電運転を切り替え、定格電力低減率を計算する定格電力低減率計算手段を備えたことを特徴とする請求項４１から４３のいずれかに記載の節電装置。
【請求項４５】
単相交流電源と負荷の間に各相それぞれ１次巻線を配した直列変圧器と、前記単相交流電源と前記直列変圧器の２次巻線間に回生形インバータを配したことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の節電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２００７−２４４１９５（Ｐ２００７−２４４１９５Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０１５３３（Ｐ２００７−１０１５３３）
【出願日】平成１９年４月９日（２００７．４．９）
【分割の表示】特願２００２−４７３９１（Ｐ２００２−４７３９１）の分割
【原出願日】平成１４年２月２５日（２００２．２．２５）
【出願人】（０００００６２４２）松下エコシステムズ株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月９日（２００７．４．９）
【分割の表示】特願２００２−４７３９１（Ｐ２００２−４７３９１）の分割
【原出願日】平成１４年２月２５日（２００２．２．２５）
【出願人】（０００００６２４２）松下エコシステムズ株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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