(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流のＲ相を使用するアクチュエータを制御するＲ相制御手段と、
三相交流のＳ相を使用するアクチュエータを制御するＳ相制御手段と、
三相交流のＴ相を使用するアクチュエータを制御するＴ相制御手段と、
三相間の電力バランスを調整するための修正手段とを備え、
前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、
対応する相の制御ループの操作量上限修正値を入力する上限値入力手段と、
対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差に基づき操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、
前記操作量ＭＶを操作量下限値ＯＬ以上で操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行するリミット処理手段と、
対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が所定の偏差許容範囲δ以下である場合に前記操作量上限修正値を前記リミット処理手段の操作量上限値ＯＨとして設定する上限値置換手段と、
上下限リミット処理後の操作量ＭＶを対応する相の制御ループのアクチュエータに出力する操作量出力手段とをそれぞれ備え、
前記修正手段は、
前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相の前記上下限リミット処理後の操作量ＭＶを入力する操作量入力手段と、
前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相のアクチュエータの使用電力を相毎に計測または推定する使用電力計測推定手段と、
この使用電力計測推定手段が計測または推定した使用電力のうち、最大電力を検出する最大電力検出手段と、
前記最大電力が検出された相の制御ループの操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、前記最大電力の上昇が抑制されるように算出する修正値算出手段と、
この修正値算出手段が算出した操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の制御ループの前記上限値入力手段に出力する出力手段とを備えることを特徴とする電力調整装置。
【請求項２】
請求項１記載の電力調整装置において、
前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、
さらに、対応する相の制御ループの操作量下限修正値を入力する下限値入力手段と、
対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が前記偏差許容範囲δ以下である場合に前記操作量下限修正値を前記リミット処理手段の操作量下限値ＯＬとして設定する下限値置換手段とをそれぞれ備え、
前記修正手段は、
さらに、前記使用電力計測推定手段が計測または推定した使用電力のうち、最小電力を検出する最小電力検出手段を備え、
前記修正値算出手段は、前記最小電力が検出された相の制御ループの操作量下限修正値を、前記最小電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、前記最小電力の下降が抑制されるように算出し、
前記出力手段は、前記修正値算出手段が算出した操作量下限修正値を、前記最小電力が検出された相の制御ループの前記下限値入力手段に出力することを特徴とする電力調整装置。
【請求項３】
請求項１記載の電力調整装置において、
前記修正手段は、
さらに、前記使用電力計測推定手段が計測または推定した使用電力のうち、最小電力を検出する最小電力検出手段を備え、
前記修正値算出手段は、前記最大電力と前記最小電力との差が予め規定された閾値以上であるかどうかを判定し、閾値以上である場合に前記操作量上限修正値を算出することを特徴とする電力調整装置。
【請求項４】
請求項２記載の電力調整装置において、
前記修正値算出手段は、前記最大電力と前記最小電力との差が予め規定された閾値以上であるかどうかを判定し、閾値以上である場合に前記操作量上限修正値と前記操作量下限修正値とを算出することを特徴とする電力調整装置。
【請求項５】
請求項１または３記載の電力調整装置において、
前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、
さらに、前記リミット処理手段に設定された操作量上限値ＯＨが通常指定値ではないときに、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨで制御していることをオペレータに通知する通知手段を備えることを特徴とする電力調整装置。
【請求項６】
請求項２または４記載の電力調整装置において、
前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、
さらに、前記リミット処理手段に設定された操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬが通常指定値ではないときに、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬで制御していることをオペレータに通知する通知手段を備えることを特徴とする電力調整装置。
【請求項７】
三相交流のＲ相を使用するアクチュエータを制御するＲ相制御ステップと、
三相交流のＳ相を使用するアクチュエータを制御するＳ相制御ステップと、
三相交流のＴ相を使用するアクチュエータを制御するＴ相制御ステップと、
三相間の電力バランスを調整するための修正ステップとを含み、
前記Ｒ相制御ステップと前記Ｓ相制御ステップと前記Ｔ相制御ステップの各々は、
対応する相の制御ループの操作量上限修正値を入力する上限値入力ステップと、
対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差に基づき操作量ＭＶを算出する制御演算ステップと、
前記操作量ＭＶを操作量下限値ＯＬ以上で操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行するリミット処理ステップと、
対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が所定の偏差許容範囲δ以下である場合に前記操作量上限修正値を前記操作量上限値ＯＨとして設定する上限値置換ステップと、
上下限リミット処理後の操作量ＭＶを対応する相の制御ループのアクチュエータに出力する操作量出力ステップとをそれぞれ繰り返し実行し、
前記修正ステップは、
前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相の前記上下限リミット処理後の操作量ＭＶを入力する操作量入力ステップと、
前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相のアクチュエータの使用電力を相毎に計測または推定する使用電力計測推定ステップと、
この使用電力計測推定ステップで計測または推定した使用電力のうち、最大電力を検出する最大電力検出ステップと、
前記最大電力が検出された相の制御ループの操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、前記最大電力の上昇が抑制されるように算出する修正値算出ステップと、
この修正値算出ステップで算出した操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の前記制御ステップに与える出力ステップとを繰り返し実行することを特徴とする電力調整方法。
【請求項８】
請求項７記載の電力調整方法において、
前記Ｒ相制御ステップと前記Ｓ相制御ステップと前記Ｔ相制御ステップの各々は、
さらに、対応する相の制御ループの操作量下限修正値を入力する下限値入力ステップと、
対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が前記偏差許容範囲δ以下である場合に前記操作量下限修正値を前記操作量下限値ＯＬとして設定する下限値置換ステップとをそれぞれ繰り返し実行し、
前記修正ステップは、
さらに、前記使用電力計測推定ステップで計測または推定した使用電力のうち、最小電力を検出する最小電力検出ステップを含み、
前記修正値算出ステップは、前記最小電力が検出された相の制御ループの操作量下限修正値を、前記最小電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、前記最小電力の下降が抑制されるように算出するステップを含み、
前記出力ステップは、前記修正値算出ステップで算出した操作量下限修正値を、前記最小電力が検出された相の前記制御ステップに与えるステップを含むことを特徴とする電力調整方法。
【請求項９】
請求項７記載の電力調整方法において、
前記修正ステップは、
さらに、前記使用電力計測推定ステップで計測または推定した使用電力のうち、最小電力を検出する最小電力検出ステップを含み、
前記修正値算出ステップは、前記最大電力と前記最小電力との差が予め規定された閾値以上であるかどうかを判定し、閾値以上である場合に前記操作量上限修正値を算出するステップを含むことを特徴とする電力調整方法。
【請求項１０】
請求項８記載の電力調整方法において、
前記修正値算出ステップは、前記最大電力と前記最小電力との差が予め規定された閾値以上であるかどうかを判定し、閾値以上である場合に前記操作量上限修正値と前記操作量下限修正値とを算出するステップを含むことを特徴とする電力調整方法。
【請求項１１】
請求項７または９記載の電力調整方法において、
前記Ｒ相制御ステップと前記Ｓ相制御ステップと前記Ｔ相制御ステップの各々は、
さらに、前記操作量上限値ＯＨが通常指定値ではないときに、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨで制御していることをオペレータに通知する通知ステップを含むことを特徴とする電力調整方法。
【請求項１２】
請求項８または１０記載の電力調整方法において、
前記Ｒ相制御ステップと前記Ｓ相制御ステップと前記Ｔ相制御ステップの各々は、
さらに、前記操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬが通常指定値ではないときに、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬで制御していることをオペレータに通知する通知ステップを含むことを特徴とする電力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の三相間の電力バランスを改善する電力調整装置および電力調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化問題に起因する法改正などに伴い、工場や生産ラインのエネルギー使用量管理が強く求められている。工場内の加熱装置や空調機器は特にエネルギー使用量の大きな設備装置であるため、エネルギー使用量の上限を、本来備える最大量よりも低く抑えるように管理されることが多い。例えば電力を使用する設備装置では、電力デマンド管理システムからの指示により、特定の電力使用量以内に制限する運用が行なわれている。
【０００３】
特に複数のアクチュエータ（電気ヒータ）を備える加熱装置では、立ち上げ時（複数の電気ヒータが設置されている領域の一斉昇温時）に同時供給される総電力を抑制するために、電力総和抑制制御（特許文献１参照）などが提案されている。図６は特許文献１に開示された加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、被加熱物を加熱するための加熱処理炉１００と、加熱処理炉１００の内部に設置された複数の制御アクチュエータである電気ヒータＨ１〜Ｈ４と、それぞれヒータＨ１〜Ｈ４によって加熱される加熱処理炉１００内の制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度ＰＶを測定する複数の温度センサＳ１〜Ｓ４と、ヒータＨ１〜Ｈ４に出力する操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出する電力総和抑制制御装置１０１と、電力総和抑制制御装置１０１から出力された操作量ＭＶ１〜ＭＶ４に応じた電力をそれぞれヒータＨ１〜Ｈ４に供給する電力調整器１０２−１〜１０２−４とから構成される。この図６に示した加熱装置においては、制御ゾーンＺ１〜Ｚ４の温度ＰＶを制御する制御ループが、４個形成されていることになる。
【０００４】
電力総和抑制制御装置１０１は、電力を管理する電力デマンド管理システムのコンピュータである上位ＰＣ１０３から、ヒータＨ１〜Ｈ４の電力使用量を規定する割当総電力ＰＷの情報を受信し、各制御ループの消費電力値から各制御ループの電力余裕を算出し、この電力余裕の総和に対する各制御ループの電力余裕の比率と割当総電力ＰＷに基づいて各制御ループの操作量出力上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４を算出する。そして、電力総和抑制制御装置１０１は、ＰＩＤ制御演算により各制御ループの操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を算出し、操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４以下に制限する上限リミット処理を実行して、上限処理後の操作量ＭＶ１〜ＭＶ４を対応する制御ループの電力調整器１０２−１〜１０２−４に出力する。こうして、操作量上限値ＯＨ１＿１〜ＯＨ１＿４を操作することで、外乱印加におけるリカバリー時の総電力を指定された値以下に抑制できる。
【０００５】
特許文献１に開示された技術によると、温度制御の昇温時（外乱抑制のための大きめの出力時など）以外の定常時（定常状態）は、アクチュエータ（電気ヒータ）の消費電力はＰＩＤ制御（フィードバック制御）の操作量ＭＶによって決まる任意の中間値（操作量上限値ＯＨによって決まる上限から離れた値）になるので、電力総和抑制制御からは無制約な状態になる。すなわち、温度制御のアクチュエータが単相電気ヒータであれば、相間バランスも配慮されていない状態になる。
【０００６】
ここで相間バランスとは、三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相について電力消費側で保つべき平衡性のことである。特許文献２に示されるように、電力変換装置レベルでの対応策などは提案されているが、上記のように単相電気ヒータを複数使用する際は、各相をバランスよく使用するように設計したとしても、消費電力が任意の中間値になる場合は、三相間の電力バランスが予め想定できないバランスになる。
【０００７】
例えば理解しやすい形として、ＲＳ相とＳＴ相とＴＲ相、あるいはＲ相とＳ相とＴ相とニュートラル（以下、簡略的にそれぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相と記載）にそれぞれ４００Ｗの単相電気ヒータを割当てる３ヒータ系を想定する。３個全ての電気ヒータについて、ＰＩＤ制御の操作量ＭＶが操作量上限値ＯＨ＝１００％で上限リミット処理される状態ＭＶ＝１００％であれば、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相ともに４００Ｗずつの電力消費状態になり、設計通りの相間バランスが得られた状態ということになる。一方、Ｒ相の操作量ＭＶ＝９０％、Ｓ相の操作量ＭＶ＝５０％、Ｔ相の操作量ＭＶ＝１０％の場合、Ｒ相の消費電力が３６０Ｗ、Ｓ相の消費電力が２００Ｗ、Ｔ相の消費電力が４０Ｗというように三相間の電力バランスが不適切な状態に陥る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−０４８３７０号公報
【特許文献２】特開２０１３−０６６３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、従来の技術では、装置の使用電力がＰＩＤ制御（フィードバック制御）の操作量ＭＶによって決まる任意の中間値になる定常状態において、三相間の電力バランスが不適切な状態に陥る可能性があるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、使用電力がＰＩＤ制御（フィードバック制御）の操作量ＭＶによって決まる任意の中間値になる定常状態において、三相間の電力バランスを改善する電力調整装置および電力調整方法を提供することを目的とする。なお、この場合の定常状態とは、制御量ＰＶが設定値ＳＰにほぼ一致する整定状態の意味でもある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電力調整装置は、三相交流のＲ相を使用するアクチュエータを制御するＲ相制御手段と、三相交流のＳ相を使用するアクチュエータを制御するＳ相制御手段と、三相交流のＴ相を使用するアクチュエータを制御するＴ相制御手段と、三相間の電力バランスを調整するための修正手段とを備え、前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、対応する相の制御ループの操作量上限修正値を入力する上限値入力手段と、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差に基づき操作量ＭＶを算出する制御演算手段と、前記操作量ＭＶを操作量下限値ＯＬ以上で操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行するリミット処理手段と、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が所定の偏差許容範囲δ以下である場合に前記操作量上限修正値を前記リミット処理手段の操作量上限値ＯＨとして設定する上限値置換手段と、上下限リミット処理後の操作量ＭＶを対応する相の制御ループのアクチュエータに出力する操作量出力手段とをそれぞれ備え、前記修正手段は、前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相の前記上下限リミット処理後の操作量ＭＶを入力する操作量入力手段と、前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相のアクチュエータの使用電力を相毎に計測または推定する使用電力計測推定手段と、この使用電力計測推定手段が計測または推定した使用電力のうち、最大電力を検出する最大電力検出手段と、前記最大電力が検出された相の制御ループの操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、前記最大電力の上昇が抑制されるように算出する修正値算出手段と、この修正値算出手段が算出した操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の制御ループの前記上限値入力手段に出力する出力手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の電力調整装置の１構成例において、前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、さらに、対応する相の制御ループの操作量下限修正値を入力する下限値入力手段と、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が前記偏差許容範囲δ以下である場合に前記操作量下限修正値を前記リミット処理手段の操作量下限値ＯＬとして設定する下限値置換手段とをそれぞれ備え、前記修正手段は、さらに、前記使用電力計測推定手段が計測または推定した使用電力のうち、最小電力を検出する最小電力検出手段を備え、前記修正値算出手段は、前記最小電力が検出された相の制御ループの操作量下限修正値を、前記最小電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、前記最小電力の下降が抑制されるように算出し、前記出力手段は、前記修正値算出手段が算出した操作量下限修正値を、前記最小電力が検出された相の制御ループの前記下限値入力手段に出力することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の電力調整装置の１構成例において、前記修正手段は、さらに、前記使用電力計測推定手段が計測または推定した使用電力のうち、最小電力を検出する最小電力検出手段を備え、前記修正値算出手段は、前記最大電力と前記最小電力との差が予め規定された閾値以上であるかどうかを判定し、閾値以上である場合に前記操作量上限修正値を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の電力調整装置の１構成例において、前記修正値算出手段は、前記最大電力と前記最小電力との差が予め規定された閾値以上であるかどうかを判定し、閾値以上である場合に前記操作量上限修正値と前記操作量下限修正値とを算出することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の電力調整装置の１構成例において、前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、さらに、前記リミット処理手段に設定された操作量上限値ＯＨが通常指定値ではないときに、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨで制御していることをオペレータに通知する通知手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の電力調整装置の１構成例において、前記Ｒ相制御手段と前記Ｓ相制御手段と前記Ｔ相制御手段の各々は、さらに、前記リミット処理手段に設定された操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬが通常指定値ではないときに、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬで制御していることをオペレータに通知する通知手段を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の電力調整方法は、三相交流のＲ相を使用するアクチュエータを制御するＲ相制御ステップと、三相交流のＳ相を使用するアクチュエータを制御するＳ相制御ステップと、三相交流のＴ相を使用するアクチュエータを制御するＴ相制御ステップと、三相間の電力バランスを調整するための修正ステップとを含み、前記Ｒ相制御ステップと前記Ｓ相制御ステップと前記Ｔ相制御ステップの各々は、対応する相の制御ループの操作量上限修正値を入力する上限値入力ステップと、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差に基づき操作量ＭＶを算出する制御演算ステップと、前記操作量ＭＶを操作量下限値ＯＬ以上で操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行するリミット処理ステップと、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が所定の偏差許容範囲δ以下である場合に前記操作量上限修正値を前記操作量上限値ＯＨとして設定する上限値置換ステップと、上下限リミット処理後の操作量ＭＶを対応する相の制御ループのアクチュエータに出力する操作量出力ステップとをそれぞれ繰り返し実行し、前記修正ステップは、前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相の前記上下限リミット処理後の操作量ＭＶを入力する操作量入力ステップと、前記Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相のアクチュエータの使用電力を相毎に計測または推定する使用電力計測推定ステップと、この使用電力計測推定ステップで計測または推定した使用電力のうち、最大電力を検出する最大電力検出ステップと、前記最大電力が検出された相の制御ループの操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、前記最大電力の上昇が抑制されるように算出する修正値算出ステップと、この修正値算出ステップで算出した操作量上限修正値を、前記最大電力が検出された相の前記制御ステップに与える出力ステップとを繰り返し実行することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相の制御手段においては、修正手段から入力された操作量上限修正値を、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が所定の偏差許容範囲δ以下である場合にリミット処理手段の操作量上限値ＯＨとして設定し、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差に基づいて算出した操作量ＭＶを操作量下限値ＯＬ以上で操作量上限値ＯＨ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行し、上下限リミット処理後の操作量ＭＶを対応する相の制御ループのアクチュエータに出力し、修正手段においては、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相のアクチュエータの使用電力を相毎に計測または推定し、計測または推定した使用電力のうち、最大電力を検出し、最大電力が検出された相の制御ループの操作量上限修正値を、最大電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、最大電力の上昇が抑制されるように算出し、算出した操作量上限修正値を、最大電力が検出された相の制御手段に出力することにより、使用電力がＰＩＤ制御（フィードバック制御）の操作量ＭＶによって決まる任意の中間値になる定常状態において、三相間の電力バランスを改善することができる。
【００１７】
また、本発明では、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相の制御手段においては、修正手段から入力された操作量下限修正値を、対応する相の制御ループの設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が偏差許容範囲δ以下である場合にリミット処理手段の操作量下限値ＯＬとして設定し、修正手段においては、使用電力計測推定手段が計測または推定した使用電力のうち、最小電力を検出し、最小電力が検出された相の制御ループの操作量下限修正値を、最小電力が検出された相の制御ループの上下限リミット処理後の操作量ＭＶに基づいて、最小電力の下降が抑制されるように算出し、算出した操作量下限修正値を、最小電力が検出された相の制御手段に出力することにより、三相間の電力バランスをさらに改善することができる。
【００１８】
また、本発明では、リミット処理手段に設定された操作量上限値ＯＨが通常指定値ではないときにオペレータに通知することにより、オペレータは、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨで制御が行なわれている状態であることを認識できる。
【００１９】
また、本発明では、リミット処理手段に設定された操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬが通常指定値ではないときにオペレータに通知することにより、オペレータは、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬで制御が行なわれている状態であることを認識できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力調整装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御系のブロック線図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電力調整装置のＲ相制御部、Ｓ相制御部およびＴ相制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る電力調整装置の上下限値算出機能部の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る電力調整装置の動作例を示す図である。
【図６】複数の電気ヒータを備える加熱装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［発明の原理１］
電気ヒータなどのアクチュエータを含む制御装置の消費電力は操作量ＭＶによって決まるのであるから、ＰＩＤ制御ループ（制御量ＰＶをフィードバックして設定値ＳＰに一致させる制御ループ）が厳密な制御を行なえば、消費電力はＰＩＤ制御の事情のみで一律に決定するということである。
【００２２】
しかし、発明者は、少なからぬケースにおいて、ＰＩＤ制御ループが厳密にＳＰ＝ＰＶの状態を維持しなくてもよいような許容幅を伴うことに着眼した。そして、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各相別に電力総和（あるいは操作量ＭＶ総和）を計測あるいは推定し、相間電力最大差が閾値以上であり、かつ設定値ＳＰと制御量ＰＶとの偏差が偏差許容範囲内である場合に、操作量上限値ＯＨを修正することにより、相間電力最大差を改善できることに想到した。
【００２３】
例えば、電気ヒータによる加熱制御において、Ｒ相の使用電力がＳ相の使用電力よりも閾値以上に上回っているときは、Ｒ相を使用する電気ヒータによるＰＩＤ制御ループの操作量上限値ＯＨを低い側に修正して、このＲ相のＰＩＤ制御ループの操作量ＭＶを下げさせることにより、Ｒ相の使用電力を下げさせる。あるいは、Ｓ相を使用する電気ヒータによるＰＩＤ制御ループの操作量上限値ＯＨが低い側に修正されているのなら高い側に復帰修正して、このＳ相のＰＩＤ制御ループの操作量ＭＶを上げさせることにより、Ｓ相の使用電力を上げさせる。複数のＰＩＤ制御ループ間の相間バランスが完全に改善されることはなくても、工場全体の相間バランスが重要なので、相間バランスを整える改善に寄与することの意義は大きい。
【００２４】
なお、閾値はゼロとして閾値以上であるかどうかの判定を実質的に省略してもかまわないが、相間バランス自体が厳格な要求事項ではないので、閾値判定を設定しておくのが現実的である。
【００２５】
［発明の原理２］
操作量上限値ＯＨだけではなく、操作量下限値ＯＬをさらに修正することで、相間バランスを改善しやすくなる。
例えば、電気ヒータによる加熱制御において、Ｒ相の使用電力がＳ相の使用電力よりも閾値以上に上回っているときは、Ｓ相を使用する電気ヒータによるＰＩＤ制御ループの操作量下限値ＯＬを高い側に修正して、このＳ相のＰＩＤ制御ループの操作量ＭＶを上げさせることにより、Ｓ相の使用電力を上げさせる。あるいは、Ｒ相を使用する電気ヒータによるＰＩＤ制御ループの操作量下限値ＯＬが高い側に修正されているのなら低い側に復帰修正して、このＲ相のＰＩＤ制御ループの操作量ＭＶを下げさせることにより、Ｒ相の使用電力を下げさせる。
【００２６】
［発明の原理３］
装置の使用電力が任意の中間値になる定常状態において、操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬが全く修正されていない状態では、操作量上限値ＯＨおよび操作量下限値ＯＬと操作量ＭＶとの乖離は大きくなりやすい。その場合、操作量上限値ＯＨおよび操作量下限値ＯＬの１制御周期における標準的な修正量が制御の安定性を考慮して小さめに設計されていると、上記で説明したような操作量上限値ＯＨおよび操作量下限値ＯＬの修正動作により操作量ＭＶが強制的に修正されるまでに、多くの回数の制御周期を要することになる。
【００２７】
したがって、操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬの変更対象ループになったときに操作量上限値ＯＨおよび操作量下限値ＯＬと操作量ＭＶとが乖離している場合には、変更対象のＰＩＤ制御ループの操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬを当該ＰＩＤ制御ループの操作量ＭＶの現在値に一旦一致させ、その上で操作量上限値ＯＨあるいは操作量下限値ＯＬの修正動作を実行するようにするのが好ましい。
【００２８】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電力調整装置（制御装置）の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１、発明の原理２、発明の原理３に対応する例である。また、説明を簡単化するため、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の電気ヒータを１個ずつとし、それぞれの電気ヒータが別々のＰＩＤ制御ループにおけるアクチュエータとして使用されている構成とする。なお、偏差許容範囲δについては、３個のＰＩＤ制御ループに共通の数値設定であるものとする。
【００２９】
電力調整装置は、Ｒ相を使用する電気ヒータ（アクチュエータ）を制御するＲ相制御部１Ｒと、Ｓ相を使用する電気ヒータを制御するＳ相制御部１Ｓと、Ｔ相を使用する電気ヒータを制御するＴ相制御部１Ｔと、三相間の電力バランスを調整するための上下限値算出機能部２（修正手段）とから構成される。
【００３０】
Ｒ相制御部１Ｒは、設定値ＳＰ＿Ｒを入力する設定値ＳＰ＿Ｒ入力部１０Ｒと、制御量ＰＶ＿Ｒを入力する制御量ＰＶ＿Ｒ入力部１１Ｒと、操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’を入力する上限値ＯＨ＿Ｒ’入力部１２Ｒと、操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’を入力する下限値ＯＬ＿Ｒ’入力部１３Ｒと、設定値ＳＰ＿Ｒと制御量ＰＶ＿Ｒとの偏差に基づき操作量ＭＶ＿Ｒを算出するＰＩＤ＿Ｒ制御演算部１４Ｒと、操作量ＭＶ＿Ｒを操作量下限値ＯＬ＿Ｒ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｒ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行するリミット処理部１５Ｒと、確認偏差ＥＨ＿Ｒ＝ＳＰ＿Ｒ−ＰＶ＿Ｒが偏差許容範囲δ（δ≧０）以下である場合に操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’を、リミット処理部１５Ｒの操作量上限値ＯＨ＿Ｒとして設定する上限値置換部１６Ｒと、確認偏差ＥＬ＿Ｒ＝ＰＶ＿Ｒ−ＳＰ＿Ｒが偏差許容範囲δ以下である場合に操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’を、リミット処理部１５Ｒの操作量下限値ＯＬ＿Ｒとして設定する下限値置換部１７Ｒと、Ｒ相を使用する電気ヒータの電力調整器に、上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｒ’を出力する操作量ＭＶ＿Ｒ’出力部１８Ｒとを備えている。
【００３１】
Ｓ相制御部１Ｓは、設定値ＳＰ＿Ｓを入力する設定値ＳＰ＿Ｓ入力部１０Ｓと、制御量ＰＶ＿Ｓを入力する制御量ＰＶ＿Ｓ入力部１１Ｓと、操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’を入力する上限値ＯＨ＿Ｓ’入力部１２Ｓと、操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’を入力する下限値ＯＬ＿Ｓ’入力部１３Ｓと、設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓとの偏差に基づき操作量ＭＶ＿Ｓを算出するＰＩＤ＿Ｓ制御演算部１４Ｓと、操作量ＭＶ＿Ｓを操作量下限値ＯＬ＿Ｓ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｓ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行するリミット処理部１５Ｓと、確認偏差ＥＨ＿Ｓ＝ＳＰ＿Ｓ−ＰＶ＿Ｓが偏差許容範囲δ以下である場合に操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’を、リミット処理部１５Ｓの操作量上限値ＯＨ＿Ｓとして設定する上限値置換部１６Ｓと、確認偏差ＥＬ＿Ｓ＝ＰＶ＿Ｓ−ＳＰ＿Ｓが偏差許容範囲δ以下である場合に操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’を、リミット処理部１５Ｓの操作量下限値ＯＬ＿Ｓとして設定する下限値置換部１７Ｓと、Ｓ相を使用する電気ヒータの電力調整器に、上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｓ’を出力する操作量ＭＶ＿Ｓ’出力部１８Ｓとを備えている。
【００３２】
Ｔ相制御部１Ｔは、設定値ＳＰ＿Ｔを入力する設定値ＳＰ＿Ｔ入力部１０Ｔと、制御量ＰＶ＿Ｔを入力する制御量ＰＶ＿Ｔ入力部１１Ｔと、操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’を入力する上限値ＯＨ＿Ｔ’入力部１２Ｔと、操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’を入力する下限値ＯＬ＿Ｔ’入力部１３Ｔと、設定値ＳＰ＿Ｔと制御量ＰＶ＿Ｔとの偏差に基づき操作量ＭＶ＿Ｔを算出するＰＩＤ＿Ｔ制御演算部１４Ｔと、操作量ＭＶ＿Ｔを操作量下限値ＯＬ＿Ｔ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｔ以下の値に制限する上下限リミット処理を実行するリミット処理部１５Ｔと、確認偏差ＥＨ＿Ｔ＝ＳＰ＿Ｔ−ＰＶ＿Ｔが偏差許容範囲δ以下である場合に操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’を、リミット処理部１５Ｔの操作量上限値ＯＨ＿Ｔとして設定する上限値置換部１６Ｔと、確認偏差ＥＬ＿Ｔ＝ＰＶ＿Ｔ−ＳＰ＿Ｔが偏差許容範囲δ以下である場合に操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’を、リミット処理部１５Ｔの操作量下限値ＯＬ＿Ｔとして設定する下限値置換部１７Ｔと、Ｔ相を使用する電気ヒータの電力調整器に、上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｔ’を出力する操作量ＭＶ＿Ｔ’出力部１８Ｔとを備えている。
【００３３】
上下限値算出機能部２は、上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｒ’を入力する操作量ＭＶ＿Ｒ’入力部２０Ｒと、上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｓ’を入力する操作量ＭＶ＿Ｓ’入力部２０Ｓと、上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｔ’を入力する操作量ＭＶ＿Ｔ’入力部２０Ｔと、Ｒ相を使用する電気ヒータの使用電力Ｗ＿Ｒを計測する電力Ｗ＿Ｒ計測部２１Ｒと、Ｓ相を使用する電気ヒータの使用電力Ｗ＿Ｓを計測する電力Ｗ＿Ｓ計測部２１Ｓと、Ｔ相を使用する電気ヒータの使用電力Ｗ＿Ｔを計測する電力Ｗ＿Ｔ計測部２１Ｔと、Ｒ相の使用電力Ｗ＿Ｒ、Ｓ相の使用電力Ｗ＿Ｓ、Ｔ相の使用電力Ｗ＿Ｔのうち、最大電力Ｗ＿Ｘと最小電力Ｗ＿Ｙを検出する最大最小電力検出部２２と、最大最小電力差Ｗ＿Ｘ−Ｗ＿Ｙが予め規定された閾値ＴＨ以上であるかどうかを判定し、閾値ＴＨ以上である場合に、最大電力Ｗ＿Ｘが検出された相の制御ループの操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’（ＯＨ＿Ｒ’，ＯＨ＿Ｓ’，ＯＨ＿Ｔ’のいずれか）を、最大電力Ｗ＿Ｘが検出された相の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｘ’（ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’のいずれか）に基づいて、最大電力Ｗ＿Ｘの上昇が抑制されるように算出すると共に、最小電力Ｗ＿Ｙが検出された相の制御ループの操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’（ＯＬ＿Ｒ’，ＯＬ＿Ｓ’，ＯＬ＿Ｔ’のいずれか）を、最小電力Ｗ＿Ｙが検出された相の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｙ’（ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’のいずれか）に基づいて、最小電力Ｗ＿Ｙの下降が抑制されるように算出する上下限修正値算出部２３と、操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’を最大電力Ｗ＿Ｘが検出された相の制御ループの上限値入力部（１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔのいずれか）に出力し、操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’を最小電力Ｗ＿Ｙが検出された相の制御ループの下限値入力部（１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔのいずれか）に出力する上下限値出力部２４とを備えている。
【００３４】
電力Ｗ＿Ｒ計測部２１Ｒと電力Ｗ＿Ｓ計測部２１Ｓと電力Ｗ＿Ｔ計測部２１Ｔとは使用電力計測推定手段を構成している。最大最小電力検出部２２は最大電力検出手段と最小電力検出手段とを構成し、上下限修正値算出部２３は修正値算出手段を構成し、上下限値出力部２４は出力手段を構成している。
【００３５】
図２は本実施の形態の制御系のブロック線図である。Ｒ相制御部１ＲとＲ相の電気ヒータＨＲとＲ相の制御対象３ＲとがＲ相のＰＩＤ制御ループを構成し、Ｓ相制御部１ＳとＳ相の電気ヒータＨＳとＳ相の制御対象３ＳとがＳ相のＰＩＤ制御ループを構成し、Ｔ相制御部１ＴとＴ相の電気ヒータＨＴとＴ相の制御対象３ＴとがＴ相のＰＩＤ制御ループを構成している。
【００３６】
本実施の形態の電力調整装置を図６に示した加熱装置に適用する場合、例えば単相電気ヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３がＲ相、Ｓ相、Ｔ相の電気ヒータＨＲ，ＨＳ，ＨＴとなり、電気ヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３（ＨＲ，ＨＳ，ＨＴ）が加熱する加熱処理炉の制御ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３が、制御対象３Ｒ，３Ｓ，３Ｔとなり、温度センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が測定する温度が、制御量ＰＶ＿Ｒ，ＰＶ＿Ｓ，ＰＶ＿Ｔとなる。
【００３７】
操作量ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’の実際の出力先は電力調整器１０２−１，１０２−２，１０２−３であり、操作量ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’に応じた電力が電力調整器１０２−１，１０２−２，１０２−３から電気ヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３（ＨＲ，ＨＳ，ＨＴ）に供給される。なお、電気ヒータＨ４は、相間バランスに影響しない三相電気ヒータが採用されるものとする。このように設計することで、全ての電気ヒータ出力が中間値以外の状態になるならば、相間バランスが保たれ、かつコスト的に有利な単相電気ヒータを多く採用できる設計になる。
【００３８】
以下、本実施の形態の電力調整装置の動作について詳細に説明する。図３はＲ相制御部１Ｒの動作を示すフローチャート、図４は上下限値算出機能部２の動作を示すフローチャートである。
まず、Ｒ相制御部１Ｒの動作について説明する。設定値ＳＰ＿Ｒは、電力調整装置のオペレータなどによって設定され、設定値ＳＰ＿Ｒ入力部１０Ｒを介してＰＩＤ＿Ｒ制御演算部１４Ｒと上限値置換部１６Ｒと下限値置換部１７Ｒとに入力される（図３ステップＳ１００）。
【００３９】
制御量ＰＶ＿Ｒは、センサ（図６の例では温度センサＳ１）などによって測定され、制御量ＰＶ＿Ｒ入力部１１Ｒを介してＰＩＤ＿Ｒ制御演算部１４Ｒと上限値置換部１６Ｒと下限値置換部１７Ｒとに入力される（図３ステップＳ１０１）。
【００４０】
上限値ＯＨ＿Ｒ’入力部１２Ｒは、上下限値算出機能部２の上下限値出力部２４からの操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’の出力がある場合に（図３ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、この操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’を受信して上限値置換部１６Ｒに入力する（図３ステップＳ１０３）。
【００４１】
下限値ＯＬ＿Ｒ’入力部１３Ｒは、上下限値算出機能部２の上下限値出力部２４からの操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’の出力がある場合に（図３ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、この操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’を受信して下限値置換部１７Ｒに入力する（図３ステップＳ１０５）。
【００４２】
上限値置換部１６Ｒは、電力調整装置の電源投入時や制御の開始時に、リミット処理部１５Ｒの操作量上限値ＯＨ＿Ｒの初期値として通常指定値（例えばＯＨ＿Ｒ＝１００％）を設定する。そして、上限値置換部１６Ｒは、設定値ＳＰ＿Ｒと制御量ＰＶ＿Ｒに基づく確認偏差ＥＨ＿Ｒ＝ＳＰ＿Ｒ−ＰＶ＿Ｒが所定の偏差許容範囲δ（δ≧０）以下であり（図３ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、かつ上限値ＯＨ＿Ｒ’入力部１２Ｒから操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’の入力があった場合に（図３ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、入力された操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’が通常指定値（例えばＯＨ＿Ｒ＝１００％）未満であれば（図３ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、この操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’をリミット処理部１５Ｒの操作量上限値ＯＨ＿Ｒとして設定する（図３ステップＳ１０９）。
【００４３】
下限値置換部１７Ｒは、電力調整装置の電源投入時や制御の開始時に、リミット処理部１５Ｒの操作量下限値ＯＬ＿Ｒの初期値として通常指定値（例えばＯＬ＿Ｒ＝０％）を設定する。そして、下限値置換部１７Ｒは、設定値ＳＰ＿Ｒと制御量ＰＶ＿Ｒに基づく確認偏差ＥＬ＿Ｒ＝ＰＶ＿Ｒ−ＳＰ＿Ｒが所定の偏差許容範囲δ（δ≧０）以下であり（図３ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、かつ下限値ＯＬ＿Ｒ’入力部１３Ｒから操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’の入力があった場合に（図３ステップＳ１１１においてＹＥＳ）、入力された操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’が通常指定値（例えばＯＬ＿Ｒ＝０％）より大きい場合には（図３ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、この操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’をリミット処理部１５Ｒの操作量下限値ＯＬ＿Ｒとして設定する（図３ステップＳ１１３）。ただし、上限値ＯＨ＿Ｒ’入力部１２Ｒから操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’が入力された場合、操作量下限修正値ＯＬ＿Ｒ’は入力されないので、これによっても判断できる。
【００４４】
次に、ＰＩＤ＿Ｒ制御演算部１４Ｒは、設定値ＳＰ＿Ｒと制御量ＰＶ＿Ｒとの偏差に基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行なって操作量ＭＶ＿Ｒを算出する（図３ステップＳ１１４）。
ＭＶ＿Ｒ＝（１００．０／ＰＢ＿Ｒ）｛１＋（１／ＴＩ＿Ｒｓ）＋ＴＤ＿Ｒｓ｝
×（ＳＰ＿Ｒ−ＰＶ＿Ｒ）                              ・・・（１）
ＰＢ＿Ｒは予め規定された比例帯、ＴＩ＿Ｒは予め規定された積分時間、ＴＤ＿Ｒは予め規定された微分時間、ｓはラプラス演算子である。
【００４５】
リミット処理部１５Ｒは、ＰＩＤ＿Ｒ制御演算部１４Ｒが算出した操作量ＭＶ＿Ｒに対して、式（２）のような上限リミット処理を行うと同時に式（３）のような下限リミット処理を行い、上下限リミット処理した操作量ＭＶ＿Ｒ’を出力する（図３ステップＳ１１５）。
ＩＦ  ＭＶ＿Ｒ＞ＯＨ＿Ｒ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｒ’＝ＯＨ＿Ｒ        ・・・（２）
ＩＦ  ＭＶ＿Ｒ＜ＯＬ＿Ｒ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｒ’＝ＯＬ＿Ｒ        ・・・（３）
【００４６】
すなわち、リミット処理部１５Ｒは、操作量ＭＶ＿Ｒが操作量下限値ＯＬ＿Ｒ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｒ以下の場合、操作量ＭＶ＿Ｒをそのまま操作量ＭＶ＿Ｒ’として出力するが、操作量ＭＶ＿Ｒが操作量上限値ＯＨ＿Ｒより大きい場合、操作量ＭＶ＿Ｒ’＝ＯＨ＿Ｒとし、操作量下限値ＯＬ＿Ｒより小さい場合、操作量ＭＶ＿Ｒ’＝ＯＬ＿Ｒとする。こうして、操作量ＭＶ＿Ｒを操作量下限値ＯＬ＿Ｒ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｒ以下の値に制限する上下限リミット処理を行う。
【００４７】
操作量ＭＶ＿Ｒ’出力部１８Ｒは、上下限値算出機能部２と、対応するＲ相の制御ループの電気ヒータＨＲの電力調整器（図６の例では電力調整器１０２−１）とに、リミット処理部１５Ｒによって上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｒ’を出力する（図３ステップＳ１１６）。
【００４８】
Ｒ相制御部１Ｒは、以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１１６の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで（図３ステップＳ１１７においてＹＥＳ）、制御周期毎に行う。
【００４９】
次に、Ｓ相制御部１Ｓの動作について説明する。Ｓ相制御部１Ｓの動作はＲ相制御部１Ｒと同様であるので、図３の符号を用いて説明する。
設定値ＳＰ＿Ｓは、オペレータなどによって設定され、設定値ＳＰ＿Ｓ入力部１０Ｓを介してＰＩＤ＿Ｓ制御演算部１４Ｓと上限値置換部１６Ｓと下限値置換部１７Ｓとに入力される（ステップＳ１００）。
【００５０】
制御量ＰＶ＿Ｓは、センサ（図６の例では温度センサＳ２）などによって測定され、制御量ＰＶ＿Ｓ入力部１１Ｓを介してＰＩＤ＿Ｓ制御演算部１４Ｓと上限値置換部１６Ｓと下限値置換部１７Ｓとに入力される（ステップＳ１０１）。
【００５１】
上限値ＯＨ＿Ｓ’入力部１２Ｓは、上下限値算出機能部２の上下限値出力部２４からの操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’の出力がある場合に（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、この操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’を受信して上限値置換部１６Ｓに入力する（ステップＳ１０３）。
【００５２】
下限値ＯＬ＿Ｓ’入力部１３Ｓは、上下限値算出機能部２の上下限値出力部２４からの操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’の出力がある場合に（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、この操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’を受信して下限値置換部１７Ｓに入力する（ステップＳ１０５）。
【００５３】
上限値置換部１６Ｓは、電力調整装置の電源投入時や制御の開始時に、リミット処理部１５Ｓの操作量上限値ＯＨ＿Ｓの初期値として通常指定値（例えばＯＨ＿Ｓ＝１００％）を設定する。そして、上限値置換部１６Ｓは、設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓに基づく確認偏差ＥＨ＿Ｓ＝ＳＰ＿Ｓ−ＰＶ＿Ｓが所定の偏差許容範囲δ以下であり（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、かつ上限値ＯＨ＿Ｓ’入力部１２Ｓから操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’の入力があった場合に（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、入力された操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’が通常指定値（例えばＯＨ＿Ｓ＝１００％）未満であれば（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、この操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’をリミット処理部１５Ｓの操作量上限値ＯＨ＿Ｓとして設定する（ステップＳ１０９）。
【００５４】
下限値置換部１７Ｓは、電力調整装置の電源投入時や制御の開始時に、リミット処理部１５Ｓの操作量下限値ＯＬ＿Ｓの初期値として通常指定値（例えばＯＬ＿Ｓ＝０％）を設定する。そして、下限値置換部１７Ｓは、設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓに基づく確認偏差ＥＬ＿Ｓ＝ＰＶ＿Ｓ−ＳＰ＿Ｓが所定の偏差許容範囲δ以下であり（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、かつ下限値ＯＬ＿Ｓ’入力部１３Ｓから操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’の入力があった場合に（ステップＳ１１１においてＹＥＳ）、入力された操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’が通常指定値（例えばＯＬ＿Ｓ＝０％）より大きい場合には（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、この操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’をリミット処理部１５Ｓの操作量下限値ＯＬ＿Ｓとして設定する（ステップＳ１１３）。ただし、上限値ＯＨ＿Ｓ’入力部１２Ｓから操作量上限修正値ＯＨ＿Ｓ’が入力された場合、操作量下限修正値ＯＬ＿Ｓ’は入力されないので、これによっても判断できる。
【００５５】
次に、ＰＩＤ＿Ｓ制御演算部１４Ｓは、設定値ＳＰ＿Ｓと制御量ＰＶ＿Ｓとの偏差に基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行なって操作量ＭＶ＿Ｓを算出する（ステップＳ１１４）。
ＭＶ＿Ｓ＝（１００．０／ＰＢ＿Ｓ）｛１＋（１／ＴＩ＿Ｓｓ）＋ＴＤ＿Ｓｓ｝
×（ＳＰ＿Ｓ−ＰＶ＿Ｓ）                              ・・・（４）
ＰＢ＿Ｓは予め規定された比例帯、ＴＩ＿Ｓは予め規定された積分時間、ＴＤ＿Ｓは予め規定された微分時間である。
【００５６】
リミット処理部１５Ｓは、ＰＩＤ＿Ｓ制御演算部１４Ｓが算出した操作量ＭＶ＿Ｓに対して、式（５）のような上限リミット処理を行うと同時に式（６）のような下限リミット処理を行い、上下限リミット処理した操作量ＭＶ＿Ｓ’を出力する（ステップＳ１１５）。
ＩＦ  ＭＶ＿Ｓ＞ＯＨ＿Ｓ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｓ’＝ＯＨ＿Ｓ        ・・・（５）
ＩＦ  ＭＶ＿Ｓ＜ＯＬ＿Ｓ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｓ’＝ＯＬ＿Ｓ        ・・・（６）
【００５７】
すなわち、リミット処理部１５Ｓは、操作量ＭＶ＿Ｓが操作量下限値ＯＬ＿Ｓ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｓ以下の場合、操作量ＭＶ＿Ｓをそのまま操作量ＭＶ＿Ｓ’として出力するが、操作量ＭＶ＿Ｓが操作量上限値ＯＨ＿Ｓより大きい場合、操作量ＭＶ＿Ｓ’＝ＯＨ＿Ｓとし、操作量下限値ＯＬ＿Ｓより小さい場合、操作量ＭＶ＿Ｓ’＝ＯＬ＿Ｓとする。こうして、操作量ＭＶ＿２を操作量下限値ＯＬ＿Ｓ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｓ以下の値に制限する上下限リミット処理を行う。
【００５８】
操作量ＭＶ＿Ｓ’出力部１８Ｓは、上下限値算出機能部２と、対応するＳ相の制御ループの電気ヒータＨＳの電力調整器（図６の例では電力調整器１０２−２）とに、リミット処理部１５Ｓによって上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｓを出力する（ステップＳ１１６）。
【００５９】
Ｓ相制御部１Ｓは、以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１１６の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ１１７においてＹＥＳ）、制御周期毎に行う。
【００６０】
次に、Ｔ相制御部１Ｔの動作について説明する。Ｔ相制御部１Ｔの動作はＲ相制御部１Ｒと同様であるので、図３の符号を用いて説明する。
設定値ＳＰ＿Ｔは、オペレータなどによって設定され、設定値ＳＰ＿Ｔ入力部１０Ｔを介してＰＩＤ＿Ｔ制御演算部１４Ｔと上限値置換部１６Ｔと下限値置換部１７Ｔとに入力される（ステップＳ１００）。
【００６１】
制御量ＰＶ＿Ｔは、センサ（図６の例では温度センサＳ３）などによって測定され、制御量ＰＶ＿Ｔ入力部１１Ｔを介してＰＩＤ＿Ｔ制御演算部１４Ｔと上限値置換部１６Ｔと下限値置換部１７Ｔとに入力される（ステップＳ１０１）。
【００６２】
上限値ＯＨ＿Ｔ’入力部１２Ｔは、上下限値算出機能部２の上下限値出力部２４からの操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’の出力がある場合に（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、この操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’を受信して上限値置換部１６Ｔに入力する（ステップＳ１０３）。
【００６３】
下限値ＯＬ＿Ｔ’入力部１３Ｔは、上下限値算出機能部２の上下限値出力部２４からの操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’の出力がある場合に（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、この操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’を受信して下限値置換部１７Ｔに入力する（ステップＳ１０５）。
【００６４】
上限値置換部１６Ｔは、電力調整装置の電源投入時や制御の開始時に、リミット処理部１５Ｔの操作量上限値ＯＨ＿Ｔの初期値として通常指定値（例えばＯＨ＿Ｔ＝１００％）を設定する。そして、上限値置換部１６Ｔは、設定値ＳＰ＿Ｔと制御量ＰＶ＿Ｔに基づく確認偏差ＥＨ＿Ｔ＝ＳＰ＿Ｔ−ＰＶ＿Ｔが所定の偏差許容範囲δ以下であり（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、かつ上限値ＯＨ＿Ｔ’入力部１２Ｔから操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’の入力があった場合に（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、入力された操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’が通常指定値（例えばＯＨ＿Ｔ＝１００％）未満であれば（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、この操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’をリミット処理部１５Ｔの操作量上限値ＯＨ＿Ｔとして設定する（ステップＳ１０９）。
【００６５】
下限値置換部１７Ｔは、電力調整装置の電源投入時や制御の開始時に、リミット処理部１５Ｔの操作量下限値ＯＬ＿Ｔの初期値として通常指定値（例えばＯＬ＿Ｔ＝０％）を設定する。そして、下限値置換部１７Ｔは、設定値ＳＰ＿Ｔと制御量ＰＶ＿Ｔに基づく確認偏差ＥＬ＿Ｔ＝ＰＶ＿Ｔ−ＳＰ＿Ｔが所定の偏差許容範囲δ以下であり（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、かつ下限値ＯＬ＿Ｔ’入力部１３Ｔから操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’の入力があった場合に（ステップＳ１１１においてＹＥＳ）、入力された操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’が通常指定値（例えばＯＬ＿Ｔ＝０％）より大きい場合には（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、この操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’をリミット処理部１５Ｔの操作量下限値ＯＬ＿Ｔとして設定する（ステップＳ１１３）。ただし、上限値ＯＨ＿Ｔ’入力部１２Ｔから操作量上限修正値ＯＨ＿Ｔ’が入力された場合、操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’は入力されないので、これによっても判断できる。
【００６６】
次に、ＰＩＤ＿Ｔ制御演算部１４Ｔは、設定値ＳＰ＿Ｔと制御量ＰＶ＿Ｔとの偏差に基づいて、以下の伝達関数式のようなＰＩＤ制御演算を行なって操作量ＭＶ＿Ｔを算出する（ステップＳ１１４）。
ＭＶ＿Ｔ＝（１００．０／ＰＢ＿Ｔ）｛１＋（１／ＴＩ＿Ｔｓ）＋ＴＤ＿Ｔｓ｝
×（ＳＰ＿Ｔ−ＰＶ＿Ｔ）                              ・・・（７）
ＰＢ＿Ｔは予め規定された比例帯、ＴＩ＿Ｔは予め規定された積分時間、ＴＤ＿Ｔは予め規定された微分時間である。
【００６７】
リミット処理部１５Ｔは、ＰＩＤ＿Ｔ制御演算部１４Ｔが算出した操作量ＭＶ＿Ｔに対して、式（８）のような上限リミット処理を行うと同時に式（９）のような下限リミット処理を行い、上下限リミット処理した操作量ＭＶ＿Ｔ’を出力する（ステップＳ１１５）。
ＩＦ  ＭＶ＿Ｔ＞ＯＨ＿Ｔ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｔ’＝ＯＨ＿Ｔ        ・・・（８）
ＩＦ  ＭＶ＿Ｔ＜ＯＬ＿Ｔ  ＴＨＥＮ  ＭＶ＿Ｔ’＝ＯＬ＿Ｔ        ・・・（９）
【００６８】
すなわち、リミット処理部１５Ｔは、操作量ＭＶ＿Ｔが操作量下限値ＯＬ＿Ｔ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｔ以下の場合、操作量ＭＶ＿Ｔをそのまま操作量ＭＶ＿Ｔ’として出力するが、操作量ＭＶ＿Ｔが操作量上限値ＯＨ＿Ｔより大きい場合、操作量ＭＶ＿Ｔ’＝ＯＨ＿Ｔとし、操作量下限値ＯＬ＿Ｔより小さい場合、操作量ＭＶ＿Ｔ’＝ＯＬ＿Ｔとする。こうして、操作量ＭＶ＿Ｔを操作量下限値ＯＬ＿Ｔ以上で操作量上限値ＯＨ＿Ｔ以下の値に制限する上下限リミット処理を行う。
【００６９】
操作量ＭＶ＿Ｔ’出力部１８Ｔは、上下限値算出機能部２と、対応するＴ相の制御ループの電気ヒータＨＴの電力調整器（図６の例では電力調整器１０２−３）とに、リミット処理部１５Ｔによって上下限リミット処理された操作量ＭＶ＿Ｔを出力する（ステップＳ１１６）。
【００７０】
Ｔ相制御部１Ｔは、以上のようなステップＳ１００〜Ｓ１１６の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで（ステップＳ１１７においてＹＥＳ）、制御周期毎に行う。
【００７１】
次に、上下限値算出機能部２の動作について説明する。操作量ＭＶ＿Ｒ’入力部２０Ｒは、Ｒ相制御部１Ｒの操作量ＭＶ＿Ｒ’出力部１８Ｒから出力された操作量ＭＶ＿Ｒ’を受信して上下限修正値算出部２３に入力する（図４ステップＳ２００）。操作量ＭＶ＿Ｓ’入力部２０Ｓは、Ｓ相制御部１Ｓの操作量ＭＶ＿Ｓ’出力部１８Ｓから出力された操作量ＭＶ＿Ｓ’を受信して上下限修正値算出部２３に入力する（図４ステップＳ２０１）。操作量ＭＶ＿Ｔ’入力部２０Ｔは、Ｔ相制御部１Ｔの操作量ＭＶ＿Ｔ’出力部１８Ｔから出力された操作量ＭＶ＿Ｔ’を受信して上下限修正値算出部２３に入力する（図４ステップＳ２０２）。
【００７２】
電力Ｗ＿Ｒ計測部２１Ｒは、Ｒ相を使用する電気ヒータＨＲの使用電力Ｗ＿Ｒを計測する（図４ステップＳ２０３）。一方、電力Ｗ＿Ｓ計測部２１Ｓは、Ｓ相を使用する電気ヒータＨＳの使用電力Ｗ＿Ｓを計測する（図４ステップＳ２０４）。電力Ｗ＿Ｔ計測部２１Ｔは、Ｔ相を使用する電気ヒータＨＴの使用電力Ｗ＿Ｔを計測する（図４ステップＳ２０５）。
【００７３】
最大最小電力検出部２２は、Ｒ相の使用電力Ｗ＿Ｒ、Ｓ相の使用電力Ｗ＿Ｓ、Ｔ相の使用電力Ｗ＿Ｔのうち、最大電力Ｗ＿Ｘと最小電力Ｗ＿Ｙを検出する（図４ステップＳ２０６）。例えば３つの使用電力のうちＷ＿Ｒが最大であれば、最大電力Ｗ＿Ｘ＝Ｗ＿Ｒとなり、Ｗ＿Ｔが最小であれば、最小電力Ｗ＿Ｙ＝Ｗ＿Ｔとなる。
【００７４】
上下限修正値算出部２３は、最大電力Ｗ＿Ｘと最小電力Ｗ＿Ｙとの差Ｗ＿Ｘ−Ｗ＿Ｙが予め規定された閾値ＴＨ以上であるかどうかを判定する（図４ステップＳ２０７）。そして、上下限修正値算出部２３は、最大電力Ｗ＿Ｘと最小電力Ｗ＿Ｙとの差Ｗ＿Ｘ−Ｗ＿Ｙが閾値ＴＨ以上である場合（ステップＳ２０７においてＹＥＳ）、最大電力Ｗ＿Ｘが検出された相の制御ループの操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’（ＯＨ＿Ｒ’，ＯＨ＿Ｓ’，ＯＨ＿Ｔ’のいずれか）を、最大電力Ｗ＿Ｘが検出された相の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｘ’（ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’のいずれか）に基づいて以下のように算出する（図４ステップＳ２０８）。
ＯＨ＿Ｘ’←ＭＶ＿Ｘ’−Ｄ                                    ・・・（１０）
【００７５】
また、上下限修正値算出部２３は、最大電力Ｗ＿Ｘと最小電力Ｗ＿Ｙとの差Ｗ＿Ｘ−Ｗ＿Ｙが閾値ＴＨ以上である場合（ステップＳ２０７においてＹＥＳ）、最小電力Ｗ＿Ｙが検出された相の制御ループの操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’（ＯＬ＿Ｒ’，ＯＬ＿Ｓ’，ＯＬ＿Ｔ’のいずれか）を、最小電力Ｗ＿Ｙが検出された相の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｙ’（ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’のいずれか）に基づいて以下のように算出する（図４ステップＳ２０９）。
ＯＬ＿Ｙ’←ＭＶ＿Ｙ’＋Ｄ                                    ・・・（１１）
【００７６】
つまり、上下限修正値算出部２３は、現在の操作量ＭＶ＿Ｘ’（ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’のいずれか）から変更量Ｄ（Ｄは予め規定された正値）を引いた値を新たな操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’とし、現在の操作量ＭＶ＿Ｙ’（ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’のいずれか）に変更量Ｄを加えた値を新たな操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’とする。
【００７７】
上下限値出力部２４は、上下限修正値算出部２３が算出した操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’を、最大電力Ｗ＿Ｘが検出された相の制御ループの上限値入力部（１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔのいずれか）に出力し、上下限修正値算出部２３が算出した操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’を、最小電力Ｗ＿Ｙが検出された相の制御ループの下限値入力部（１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔのいずれか）に出力する（図４ステップＳ２１０）。
【００７８】
上下限値算出機能部２は、以上のようなステップＳ２００〜Ｓ２１０の処理を例えばオペレータの指示によって制御が終了するまで（図４ステップＳ２１１においてＹＥＳ）、制御周期毎に行う。
【００７９】
上記の操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’および操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’の算出置換手順によれば、使用電力Ｗ＿Ｒ，Ｗ＿Ｓ，Ｗ＿Ｔのいずれか最大のものＷ＿Ｘに対応する相の制御ループの操作量上限値ＯＨ＿Ｘ’（ＯＨ＿Ｒ，ＯＨ＿Ｓ，ＯＨ＿Ｔのいずれか）が低い側に修正され、使用電力Ｗ＿Ｒ，Ｗ＿Ｓ，Ｗ＿Ｔのいずれか最小のものＷ＿Ｙに対応する相の制御ループの操作量下限値ＯＬ＿Ｙ’（ＯＬ＿Ｒ，ＯＬ＿Ｓ，ＯＬ＿Ｔのいずれか）が高い側へと修正される。
【００８０】
すなわち、使用電力Ｗ＿Ｒ，Ｗ＿Ｓ，Ｗ＿Ｔのいずれか最大のものＷ＿Ｘに対応する相の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｘ（ＭＶ＿Ｒ，ＭＶ＿Ｓ，ＭＶ＿Ｔのいずれか）が下降して使用電力Ｗ＿Ｘも下降し、使用電力Ｗ＿Ｒ，Ｗ＿Ｓ，Ｗ＿Ｔのいずれか最小のものＷ＿Ｙに対応する相の制御ループの操作量ＭＶ＿Ｙ（ＭＶ＿Ｒ，ＭＶ＿Ｓ，ＭＶ＿Ｔのいずれか）が上昇して使用電力Ｗ＿Ｙも上昇する。これにより、三相間の電力バランスが調整される。なお、本発明は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の制御ループが複数ずつあっても、適用可能である。
【００８１】
変更量Ｄは操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’および操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’を逐次変更するための任意の変更量なので、小さめの正値に設計するのが好ましい。この変更量Ｄを用いて、操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’および操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’を式（１０）、式（１１）のように算出することで、上記発明の原理３を具現化した処理を実現することができる。
【００８２】
使用電力Ｗ＿Ｒ，Ｗ＿Ｓ，Ｗ＿Ｔは、電力計による計測に限らず、例えば操作量ＭＶ＿Ｒ，ＭＶ＿Ｓ，ＭＶ＿Ｔに基づく推定値であってもよい。使用電力Ｗ＿Ｒ，Ｗ＿Ｓ，Ｗ＿Ｔを推定する方法としては、例えば特開２００９−２２９３８２号公報に開示された技術が知られている。
【００８３】
リミット処理部１５Ｒ，１５Ｓ，１５Ｔの操作量上限値ＯＨ＿Ｒ，ＯＨ＿Ｓ，ＯＨ＿Ｔが通常指定値ではないときは、本来とは異なる操作量上限値ＯＨ＿Ｒ，ＯＨ＿Ｓ，ＯＨ＿Ｔで制御しているので、通常指定値とは異なる操作量上限値ＯＨ＿Ｒ，ＯＨ＿Ｓ，ＯＨ＿Ｔで制御していることをオペレータに通知する信号を、例えば上限値置換部１６Ｒ，１６Ｓ，１６Ｔから出力するのが好ましい。この場合、上限値置換部１６Ｒ，１６Ｓ，１６Ｔは通知手段となる。
【００８４】
リミット処理部１５Ｒ，１５Ｓ，１５Ｔの操作量下限値ＯＬ＿Ｒ，ＯＬ＿Ｓ，ＯＬ＿Ｔが通常指定値ではないときは、本来とは異なる操作量下限値ＯＬ＿Ｒ，ＯＬ＿Ｓ，ＯＬ＿Ｔで制御しているので、通常指定値とは異なる操作量下限値ＯＬ＿Ｒ，ＯＬ＿Ｓ，ＯＬ＿Ｔで制御していることをオペレータに通知する信号を、例えば下限値置換部１７Ｒ，１７Ｓ，１７Ｔから出力するのが好ましい。この場合、下限値置換部１７Ｒ，１７Ｓ，１７Ｔは通知手段となる。
【００８５】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は本実施の形態の電力調整装置の動作例を示す図であり、図５（Ａ）は設定値ＳＰ＿Ｒ，ＳＰ＿Ｓ，ＳＰ＿Ｔ、制御量ＰＶ＿Ｒ，ＰＶ＿Ｓ，ＰＶ＿Ｔの変化を示す図、図５（Ｂ）は操作量ＭＶ＿Ｒ’，ＭＶ＿Ｓ’，ＭＶ＿Ｔ’の変化を示す図、図５（Ｃ）は使用電力Ｗ＿Ｒ，Ｗ＿Ｓ，Ｗ＿Ｔの変化を示す図である。ここでは、説明をさらに簡単化するため、電気ヒータ特性や回路特性などにより、温度（制御量ＰＶ）を一定に維持しながらも、Ｒ相の使用電力が徐々に上昇し、Ｔ相の使用電力が徐々に下降するケースを仮定した。
【００８６】
もともと使用電力が高いＲ相で使用電力Ｗ＿Ｒがさらに上昇し、もともと使用電力が低いＴ相で使用電力Ｗ＿Ｔがさらに下降するので、特定の時点でＲ相とＴ相の使用電力の差（最大最小電力の差）が閾値ＴＨ以上になる。これに伴い、上下限値算出機能部２からＲ相制御部１Ｒに対して操作量上限修正値ＯＨ＿Ｒ’（通常指定値１００％よりも低い値）が出力され、Ｔ相制御部１Ｔに対して操作量下限修正値ＯＬ＿Ｔ’（通常指定値０％よりも高い値）が出力される。
【００８７】
この結果、操作量上限値ＯＨ＿Ｒが通常指定値１００％よりも低い値に修正され、操作量下限値ＯＬ＿Ｔが通常指定値０％よりも高い値に修正されるので、図５（Ｂ）に示すように操作量ＭＶ＿Ｒ’が徐々に下降し、操作量ＭＶ＿Ｔ’が徐々に上昇する。そして、Ｒ相の使用電力Ｗ＿Ｒの上昇が抑制され、またＴ相の使用電力Ｗ＿Ｔの下降が抑制され、Ｒ相とＴ相の使用電力の差（最大最小電力の差）が閾値ＴＨ近傍で維持される。すなわち、本実施の形態を適用しない場合に比べると、三相間の電力バランスが改善される。
【００８８】
なお、本実施の形態では、最大電力Ｗ＿Ｘと最小電力Ｗ＿Ｙとの差Ｗ＿Ｘ−Ｗ＿Ｙが閾値ＴＨ以上である場合に操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’と操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’を算出しているが、最大電力Ｗ＿Ｘと最小電力Ｗ＿Ｙとの差Ｗ＿Ｘ−Ｗ＿Ｙが閾値ＴＨ以上であるかどうかの判定は、必須のものではない。無条件にステップＳ２０８〜Ｓ２１０の処理を実施してもよい。
【００８９】
また、本実施の形態では、上下限修正値算出部２３で操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’と操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’の両方を算出するようにしているが、これに限るものではなく、操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’のみを算出するようにしてもよい。この場合、Ｒ相制御部１ＲとＳ相制御部１ＳとＴ相制御部１Ｔにおいて、下限値ＯＬ＿Ｒ’入力部１３Ｒと下限値ＯＬ＿Ｓ’入力部１３Ｓと下限値ＯＬ＿Ｔ’入力部１３Ｔと下限値置換部１７Ｒ，１７Ｓ，１７Ｔとは不要となる。また、上下限値出力部２４は、操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’のみを出力すればよい。
【００９０】
また、上記のとおり、本発明は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の制御ループが複数ずつあっても、適用可能である。この場合、各制御ループに電気ヒータが１つずつ使用されているとすると、Ｒ相の電気ヒータＨＲとＳ相の電気ヒータＨＳとＴ相の電気ヒータＨＴとが複数ずつ設けられていることになる。Ｒ相制御部１ＲはＲ相の制御ループ毎に設けられ、図３の処理がＲ相の制御ループ毎に実施される。同様に、Ｓ相制御部１ＳはＳ相の制御ループ毎に設けられ、図３の処理がＳ相の制御ループ毎に実施される。Ｔ相制御部１ＴはＴ相の制御ループ毎に設けられ、図３の処理がＴ相の制御ループ毎に実施される。
【００９１】
Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の制御ループが複数ずつある場合、電力Ｗ＿Ｒ計測部２１Ｒは、Ｒ相を使用する複数の電気ヒータＨＲの使用電力の総和Ｗ＿Ｒを計測し（ステップＳ２０３）、電力Ｗ＿Ｓ計測部２１Ｓは、Ｓ相を使用する複数の電気ヒータＨＳの使用電力の総和Ｗ＿Ｓを計測し（ステップＳ２０４）、電力Ｗ＿Ｔ計測部２１Ｔは、Ｔ相を使用する複数の電気ヒータＨＴの使用電力の総和Ｗ＿Ｔを計測する（ステップＳ２０５）。
【００９２】
Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の制御ループが複数ずつある場合、操作量ＭＶ＿Ｒ’入力部２０Ｒは、Ｒ相の各制御ループの操作量ＭＶ＿Ｒ’を受信し（ステップＳ２００）、操作量ＭＶ＿Ｓ’入力部２０Ｓは、Ｓ相の各制御ループの操作量ＭＶ＿Ｓ’を受信し（ステップＳ２０１）、操作量ＭＶ＿Ｔ’入力部２０Ｔは、Ｔ相の各制御ループの操作量ＭＶ＿Ｔ’を受信する（ステップＳ２０２）。
【００９３】
Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の制御ループが複数ずつある場合、上下限修正値算出部２３は、最大電力Ｗ＿Ｘが検出された相の制御ループ毎に操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’を算出し（ステップＳ２０８）、最小電力Ｗ＿Ｙが検出された相の制御ループ毎に操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’を算出すればよい（ステップＳ２０９）。上下限値出力部２４は、上下限修正値算出部２３が制御ループ毎に算出した操作量上限修正値ＯＨ＿Ｘ’をそれぞれ対応する制御ループの上限値入力部に出力し、上下限修正値算出部２３が制御ループ毎に算出した操作量下限修正値ＯＬ＿Ｙ’をそれぞれ対応する制御ループの下限値入力部に出力すればよい（ステップＳ２１０）。
【００９４】
本実施の形態で説明した電力調整装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、三相交流のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の三相間の電力バランスを改善する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１Ｒ…Ｒ相制御部、１Ｓ…Ｓ相制御部、１Ｔ…Ｔ相制御部、２…上下限値算出機能部、１０Ｒ，１０Ｓ，１０Ｔ…設定値入力部、１１Ｒ，１１Ｓ，１１Ｔ…制御量入力部、１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔ…上限値入力部、１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔ…下限値入力部、１４Ｒ，１４Ｓ，１４Ｔ…制御演算部、１５Ｒ，１５Ｓ，１５Ｔ…リミット処理部、１６Ｒ，１６Ｓ，１６Ｔ…上限値置換部、１７Ｒ，１７Ｓ，１７Ｔ…下限値置換部、１８Ｒ，１８Ｓ，１８Ｔ…操作量出力部、２０Ｒ，２０Ｓ，２０Ｔ…操作量入力部、２１Ｒ，２１Ｓ，２１Ｔ…電力計測部、２２…最大最小電力検出部、２３…上下限修正値算出部、２４…上下限値出力部。
【図１】
0006278862.tif 000002
【図２】
0006278862.tif 000003
【図３】
0006278862.tif 000004
【図４】
0006278862.tif 000005
【図５】
0006278862.tif 000006
【図６】
0006278862.tif 000007