【誤訳訂正書】
【提出日】平成20年10月23日(2008.10.23)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源（１）を監視するためのインテリジェント電源監視ユニット（２）であって、
電力の入力用の電源入力（２４）と、
電力の出力用の電源出力（２５）と、
前記電源入力（２４）を前記電源出力（２５）に接続する電源ラインと、
前記電源ライン上の電磁ノイズ抑制用の第１のEMI/RFIフィルタ（２１）と、
前記電源ラインの上の電力パラメータを監視するため、及び/又は、前記第１のEMI/RFIフィルタ（２１）のパラメータを監視するための監視手段と、
前記監視手段からの信号を受信及び処理し、前記監視手段からの信号に基づいて制御信号を出力するためのデータ処理ユニット（２９）と、
前記データ処理ユニット（２９）と、前記監視ユニット（２）の外部の少なくとも一つの装置（５１）との間のデータを変換するためのデータ通信バスと、
を備えることを特徴とするインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項２】
前記電源は、AC電圧であり、
前記データ処理ユニット（２９）に低電圧DC電力を供給するためのAC/DC変換器（２３）を更に備えることを特徴とする請求項１記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項３】
前記AC/DC変換器（２３）で生成された電磁ノイズ抑制用の第２のEMI/RFIフィルタ（２２）を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）
【請求項４】
前記第２のEMI/RFIフィルタ（２２）のパラメータを更に監視することを特徴とする請求項３に記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項５】
前記電源は、三相AC電圧であることを特徴とする請求項２乃至４の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）
【請求項６】
前記監視ユニット（２）の外部の少なくとも一つの装置（５１）に低電圧DC電力を提供するためのDC出力部（２６）を更に備えることを特徴とする請求項２乃至５の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項７】
前記監視手段は、前記低電圧DC電力のパラメータを監視することを特徴とする請求項２乃至６の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項８】
前記監視ユニットは、前記データ処理ユニット（２９）に低電圧電力を提供するための電圧変換器を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項９】
前記電源出力（２５）から電源入力（２４）を非接続にするためのコンタクタ（２０）を備え、
前記コンタクタ（２０）は、前記データ処理ユニット（２９）で制御されることを特徴とする請求項１乃至８の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項１０】
前記電源（１）の少なくとも一つの保護装置（３０）から信号を受信するための少なくとも一つのインターフェースを更に備えることを特徴とする請求項１乃至９の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項１１】
前記電源（１）の前記少なくとも一つの保護装置（３０）は、前記電力の過電圧イベントに対する保護用のサージプロテクタであることを特徴とする請求項１乃至１０の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項１２】
前記データ処理ユニット（２９）によって前記少なくとも一つの保護装置（３１′、３２′）の監視を許容するために前記データ処理ユニット（２９）に接続された少なくとも一つの保護装置（３１′、３２′）を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１１の一つに記載の知的電源監視ユニット（２）。
【請求項１３】
前記電源（１）でモジュール統合用の単一部品として構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）
【請求項１４】
ハウジングに囲まれており、前記ハウジングは全ての側面で少なくとも部分的に閉じられていることを特徴とする請求項１乃至１３の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニット（２）。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の一つに記載のインテリジェント電源監視ユニットと、
前記データ処理ユニット（２９）と、前記監視ユニット（２）の外部の電源（１）の少なくとも一つの装置（５１）との間をデータ変換許容するバスインターフェースと、
を備えることを特徴とする電源（１）。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】インテリジェント電源監視ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気電源を監視するためのインテリジェント電源監視ユニットに関するものである。
【０００２】
また、本発明は、前記インテリジェント電源監視ユニットを備える電源に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
電気システムのための的確な電源の供与には様々な課題がある。
【０００４】
本発明の課題は、特に、国から国へと変更することが可能な電磁的な互換性、及び/又は、電源品質の規則に従った電源システムを設計することである。例えば、規則は、電源の電磁的な放射線、及び/又は、電源から供給ネットワークに伝達する外乱が、維持されなくてはならない限度の下に制限している。
【０００５】
他の課題は、負荷及び電源システム自身に、外部、及び/又は、内部のイベントによる損失に対するある保護のレベルを提供する電源システムを設計することである。外部イベントには、落雷のイベント、誤った供給電圧、及び/又は、位相ドロップアウトがある。内部イベントには、電源システム自身による短絡、機会の過負荷等があり、例えば過電流、及び/又は、過温度の状況に導きえる負荷損失の場合である。そのような状況は、好ましくは、制御された電源を中断に導くにちがいない。
【０００６】
これらの課題を達成するために必要な保護、及び/又は、フィルタ機能を理解することで様々なコンポーネントを見つけることができる。しかしながら、ほとんどの従来技術の解決手段は、設計、材料、及び、製造面で費用がかかる。
【０００７】
図１は、従来技術の電源１の典型的な機能図を示す。電源１は、例えば、電源供給ネットワークの電源に接続されるライン入力部１１を備えている。この例では、供給された入力電圧は、単相又は多相のＡＣ電圧である。キャビネット１は、電源の負荷出力電圧によって供給・駆動可能な、例えば、電気モータ又は他の電気製品の負荷の接続のための負荷出力部１２を備えている。電源の負荷出力電圧は、例えば、単相又は多相のＡＣ電圧で、供給入力電圧と異なる周波数や振幅を持つことが可能である。電源１は電源、及び/又は、負荷の幾つかの機能パラメータを監視する様々なセンサからの信号を受信するための１又は複数の任意のセンス入力部１３を更に備えている。センス入力部に印加されるセンス信号は、外部装置から、外部装置へ、又は、外部装置から外部装置へ、例えば、負荷から、負荷へ、又は、負荷から負荷へ制御信号を受信、及び/又は、出力するための任意の制御接続部１４を備えている。制御電源１からの制御信号は、例えば、負荷の機能を制御するため、及び/又は、異常な状況の場合に、幾つかの適切な外部セキュリティ装置を動作させるために使用される。電源により受信された制御信号は、例えば、緊急の場合には、電源供給オフに切り替えるのに使用される。
【０００８】
ライン入力部１１の後には、電源１は、好ましくは、電源で生じるであろうイベントに対して電源１を保護する保護装置を備える。これらの保護装置は過電圧イベントに対する保護のためのサージプロテクタ３０及び過電流に対する保護のためのサーキットブレイカー３２を含む。好ましくは、保護装置は電源１の手動のオン/オフを許容するための安全インターラプタ３１を更に備えている。負荷出力１２への電源ライン上、及び、保護装置３０、３１、３２の後で、制御キャビネット１は、制御された負荷電源オン/オフするためのコンタクタ４０、負荷によって発生されるノイズを可能な限り抑制するための電源ＥＭＩ/ＲＦＩ（Electro-Magnetic Interference/Radio Frequency Interference）フィルタ４１、及び、例えば負荷のスピードを制御するためのモータドライブ５０を備えている。そのモータドライブ５０の出力は、典型的には、負荷出力１２に直接接続されている。制御キャビネット１は、ＡＣ/ＤＣ変換器４３を更に備え、その入力は、安全装置３０、３１、３２を越えて電源１内部の電源ラインに接続される。好ましくは、変換器４３の入力は、ＡＣ/ＤＣ変換器４３によって、そのＡＣ入力上に発生したノイズの抑制用のＡＣ/ＤＣ入力のＥＭＩ/ＲＦＩフィルタ４２の出力電圧部に接続されている。ＡＣ/ＤＣ変換器４３は電源１を制御し、及び/又は、予め定義されたプログラムによりrunsitする制御ユニット５１に好ましい低電圧ＤＣ電源を提供する。制御ユニット５１は、典型的には、センス入力１３からセンス信号を受信し、制御接続部１４の制御信号を送信、及び/又は、受信する。その時、制御ユニット５１は、受信されたセンス、及び/又は、制御信号を考慮して電源１を制御している。
【０００９】
改良した従来例では、少なくとも保護要素３０、３１、３２の部分において、例えば、サージプロテクタ３０、及び/又は、サーキットブレイカー３２は、更に制御ユニット５１に接続された補助スイッチを備えている。
【００１０】
このように、万が一電源側でのイベントによって保護要素３０、３２が動作されると、サービスや他の反応を自動的に知らせることができる。これらの信号接続は、図２の矢印３００、３２０に示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
システムデザインのデリケートな一面は、異なるシステムユニットによって発生したノイズの十分に抑制することである。フィルタ部品だけでなく配置やワイヤ状況は、全てのＥＭＩ/ＲＦＩ抑制結果に影響する。従って、不適切なシステムデザインの解析及び最適化のためにＥＭＣスペシャリストのサービスを利用することがしばしば必要である。
【００１２】
それ故、本発明の目的は、電源システムの設計で大変容易にすることができる装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、電源機能の統合的な管理のために実現できる電源管理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、以下の手段によって、これらの目的が達成される。
【００１５】
電源を監視するためのインテリジェント電源監視ユニットであって、
−電力の入力用の電源入力と、
−電力の出力用の電源出力と、
−前記電源入力を前記電源出力に接続する電源ラインと、
−前記電源ライン上の電磁ノイズ抑制用の第１のＥＭＩ/ＲＦＩフィルタと、
−前記電源ライン上の電力パラメータを監視するため、及び/又は、前記第１のＥＭＩ/ＲＦＩフィルタのパラメータを監視するための監視手段と、
−前記監視手段からの信号を受信及び処理し、前記監視手段からの前記信号に基づいて、制御信号を出力するためのデータ処理ユニットと、
−前記データ処理ユニットと前記監視ユニットの外部の装置との間のデータを交換するためのデータ通信バスと、
を備えることである。
【００１６】
本発明によれば、このインテリジェント電源監視ユニットを持つ電源の手段によってこれらの目的が達成される。
【００１７】
本発明の電源のフロントエンドモジュールは、インテリジェント電源監視ユニット（ＩＰＭＵ）と呼ばれ、好ましくは、ＥＭＩ及びＲＦＩ抑制手段と、低ＤＣ電圧電源と、及び、電源の動作の正確で精密な制御を許容する高性能の監視及び診断手段とを統合している。快適な通信手段ばかりでなく、正しく統合されたＥＭＣソリューションを更に提供し、これにより、モジュールについてのインターフェース及び部品が大きく単純化されるにつれて、従来技術に比べ設計の複雑性及びコストの大きな減少を実現する。
【００１８】
本発明の好ましい実施例によれば、本発明の電源のフロントエンドモジュールの更なる利点は、例えば、サージプロテクタ、サーキットブレイカー、コンタクタ、及び/又は、他の機能のような更なる機能が、例えば、サーキットブレイカー又は信号装置を直接制御するために容易に前記モジュール内に内臓され、また、工業標準インターフェースに接続されるような、モジュール方式である。
【００１９】
上述の機能性を達成するために、本発明のインテリジェント電源監視ユニット（ＩＰＭＵ）は、好ましくは、
−ＩＰＭＵの部品を、もっと一般的には、電源動作を監視する、及び/又は、好ましくは、標準バスインターフェースを介して、例えば、外部制御ユニットといった、外部制御装置との通信を許容するためのデータ処理手段と、
−前記データ処理手段でソフトウェア要素が走るときに、ＩＰＭＵの機能や動作を定義するためのデータ格納装置に格納されるソフトウェア要素と、
−例えば、パラメータや変数を格納するためのメモリと、
−外部用途だけでなく内部用途の、好ましくは、低電圧ＤＣ電力付与のためのＡＣ/ＤＣ変換器と、
−ＡＣ/ＤＣ変換器用途だけでなく負荷への電源ライン上のノイズをフィルタするためのＥＭＩ/ＲＦＩフィルタと、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
その柔軟な構成のため、本発明の電源監視ユニットは、更に、コンタクタ、サーキットブレイカー、及び/又は、サージプロテクタを内臓し、それらをＩＰＭＵのデータ処理ユニットにつなげるために外部装置の補助スイッチやコンタクタ制御入力のための接続手段を備えることができ、異なるアプリケーションの構成に特定のトポロジを許容している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態による電源１の機能図を示したものである。
【００２２】
電源１は、好ましくは、例えば電源供給ネットワークといった電源に、直接又は間接に接続されているライン入力部１１、そして、例えば電気モータや他の電気製品といった負荷に直接又は間接的に接続されている負荷出力部１２が備えられ、それらは、前記負荷出力部１２で負荷電圧を供給し、動作可能となっている。この例では、ライン入力部１１に印加された入力電圧及び負荷出力部１２で利用可能な負荷電圧は、単相、又は複数相のＡＣ電圧である。しかしながら、入力電圧と負荷電圧は異なる周波数、及び/又は、振幅を持つことができる。特に、負荷電圧の周波数、及び/又は、振幅は、好ましくは、負荷駆動のために変化されえるが、一方で、入力電圧は一定である。
【００２３】
電源１は、例えば、外部センサからの信号を受信するための任意のセンス入力部１３を更に備える。好ましい実施例では、外部センサは、様々な負荷、例えば室温といった環境のパラメータ、負荷のモータ回転、及び/又は他の関連するパラメータを測定する。そのとき、センス入力部１３に印加されるセンス信号は、好ましくは、測定パラメータの値を表す信号、及び/又は、例えば、予め定められた閾値を超える１以上の測定パラメータの場合といった、異常条件がセンサで検知される場合における警報信号である。図３では、単純化目的からセンス入力部１３は単一入力として表される。しかしながら、当業者は、並列な１つの信号よりも多い信号を受信するために一つの電気接続部より多くを備えると理解している。例えば、これら接続部は、好ましくは、標準的な電気コネクタのような１以上の接続要素に分類されえる。
【００２４】
電源１は、制御信号を制御キャビネット１へ、及び/又は、から、受信、及び/又は、送信用の制御接続部１４を、好ましくは、更に備える。制御キャビネット１内部では、制御接続部１４は、例えば、その振幅や周波数といった負荷電圧の特性を制御するプログラム論理回路（ＰＬＣ）５１に接続される。制御信号は、例えば、負荷の実際の要求に負荷電圧を適用するための負荷電圧を修正するために使用される。単純化目的から、制御接続部１４は、単一入力としても表される。当業者は、この接続部は、例えば、並列な１つの制御信号より多くを受信、及び/又は、送信するために一つの電気接続部より多くを備えると理解している。必要な接続部は、好ましくは、例えば、標準的な電気コネクタのような１以上の接続要素に分類される。
【００２５】
本発明によれば、電源１は、バス接続部１５を好ましくは更に備え、その目的は以下に詳細に説明する。
【００２６】
入力側では、電源１は、電源システムを保護するための保護装置、及び/又は、例えば、供給ネットワーク上といった電源側で発生する異常な電気状況に備える負荷を好ましくは備える。保護装置は、例えば、過電圧イベントに対しての保護用のサージプロテクタ３０及び過電流イベントに対しての保護用のサーキットブレイカー３０を含んでいる。好ましくは、保護装置は、さらに、電源１の手動電源オン/オフを許容するための安全インターラプタ３１を含んでいる。
【００２７】
出力側では、電源１は、例えば、入力電圧を負荷に供給及び駆動可能に必要な負荷電圧に変換するためのモータドライブ５０を備えている。モータドライブ５０は、好ましくは、前記センス、及び/又は、内部的にプログラムされた演算スキームに依存する負荷電圧を調節するためのモータドライブ５０に信号を送ったり、及び/又は、外部装置によって対応する入力１３、１４に与えられる信号を制御したりするＰＬＣによって制御されている。
【００２８】
本発明によれば、電源１は、電源１の動作を監視およびＰＬＣ５１に低電圧ＤＣ電力を任意に供給するためのインテリジェント電源監視ユニット（ＩＰＭＵ）２を備える。好ましい実施例では、インテリジェント電源監視ユニット（ＩＰＭＵ）２は、保護装置３０、３１、３２と、モータドライブ５０の間で接続される。したがって、電源側で発生する外部イベントから保護されている。監視装置２は、様々な動作パラメータを監視するためのデータ処理ユニット２９を備え、異常、及び/又は、危険状況が検知される場合に、適切な制御信号を出力している。
【００２９】
監視装置２は、好ましくは、制御された負荷電源のオン/オフを許容するためのコンタクタ２０と、負荷で発生されたノイズ抑制用の第１のＥＭＩ/ＲＦＩ（Electro-Magnetic Interference/Radio Frequency Interference）フィルタ２１と、監視装置２内部の前記データ処理ユニット２９及び監視装置外部２外部のＰＬＣ５１に供給される低電圧ＤＣ電力に、入力電圧の一部を変換するためのＡＣ/ＤＣ変換器とを備えている。監視装置２は、好ましくは、前記ＡＣ/ＤＣ変換器２３で発生したノイズ抑制用の第２のＥＭＩ/ＲＦＩフィルタ２２を更に備えている。
【００３０】
本発明によれば、データ処理ユニット２９は、例えば、ＡＣ入力２４、ＡＣ出力２５、ＤＣ出力２６でのそれぞれの電圧を検知することで監視ユニットの動作パラメータを監視する。監視ユニットは、第１及び第２のＥＭＩ/ＲＦＩフィルタ２１，２２のパラメータ、例えば、誘導部品の電磁コアの飽和レベル、フィルタ入出力等でのノイズレベルを可能な限り更に監視している。この監視は、例えば、監視パラメータは適切なセンサ又は他の測定装置（図示せず）により測定され、これらセンサの出力信号は、電源が通常状態で動作するかどうか決定するために処理を行うデータ処理ユニット２９に供給される。
【００３１】
例えば、あまりに高いノイズレベル、コア飽和等の異常状況が検知されれば、データ処理ユニット２９は、好ましくは、例えばコンタクタ２０上での動作により負荷をスイッチオフしたり、外部装置の操作に影響を持たせたりするために、ＡＣ/ＤＣ変換器２３の動作パラメータを調整させ、適切な制御信号を出力している。
【００３２】
好ましくは、監視ユニット２の外部装置への信号は、好ましくは、通常工業標準に従う通信バスに送信される。ただし、所有通信アルゴリズムが発明の範囲内で使用することも可能である。したがって、データ処理ユニット２９は、好ましくは、この通信バスを介して、ＰＬＣ５１と通信する。従って、制御、及び/又は、通信信号は、監視ユニット２内の部品の動作パラメータを直接監視するデータ処理ユニット２９と、電源外からのセンス信号を受信し、モータドライブを直接監視するＰＬＣ５１との間で交換される。それ故、すべての監視信号は、電源の動作パラメータを調節したり、及び/又は、緊急の場合には、電源を完全にオフしたりするために正確な制御信号を出力する監視ユニット２内で集中処理される。通信バスは、好ましくは、データ処理ユニット２９によって使いこなされている。
【００３３】
監視ユニット２は、単一要素として形成され、全側面で、少なくとも部分的に閉じられるハウジング内に、そのすべての構成要素が好ましくは、含まれることを特徴としている。好ましくは、電源１の他の部品にそのインターフェースを許容するために標準コネクタ又は他の接続要素は、ハウジングの壁に提供される。適切な電源コネクタは、特に、ＡＣ入力２４用、ＡＣ出力２５用、低電圧ＤＣ出力２６用に使用され、一方で、データバスコネクタは好ましくは通信バスインターフェース２７用に使用される。
【００３４】
したがって、監視ユニット２は、適切なインターフェースを持つ電源内にモジュール方式で簡単に統合されており、電源設計に大いに役に立つ。監視ユニット２は、好ましくは、電源１の正しい動作及び効率の良い保護に必要な全ての監視機能を提供する。それ故、設計者は更なる設計を必要としない単一のモジュールとして本発明の監視ユニット２を組み入れることができる。
【００３５】
好ましい実施例では、電源１の監視ユニット２と共に、例えば負荷、制御ステーション等の外部装置の通信を許容するために、例えば電源の動作を制御するために、及び/又は、電源によって制御されるそれらのために、通信バスは、第２バスインターフェースを介して電源１外部からアクセス可能である。好ましくは、通信バスは工業標準に従っており、バスインターフェース１５は、標準インターフェースであって、互換性のあるバスインターフェースを備える外部装置は、それに接続され監視ユニット２と通信することができる。
【００３６】
図４に図示された実施の形態の変形例では、監視ユニット２は保護装置３０，３１′、３２′を更に監視する。この変形例によれば、保護装置の一部、例えば、インターラプタ３１′及びサーキットブレイカー３２′は、監視ユニット２に組み込まれ、一方で、他の保護装置、例えば、サージプロテクタ３０が監視ユニットの外部にある。好ましくは、外部保護装置３０も監視装置に監視され、例えば、データ処理ユニット２９に適切なインターフェースを介して、信号を出力している。
【００３７】
更に、監視装置、保護装置、及び/又は、機能性は、例えば、特定の装置の特別な要求に依存している本発明の監視ユニット２内に組み込まれている。
【００３８】
従って、図４の実施例では、監視ユニット２は、対応する保護装置３０、３１′、３２′が、例えば電源側での外部ハザードイベント発生のために作動するときに、データ処理ユニット２９に信号を出力する補助スイッチを備える保護装置３０、３１′、３２′を監視している。それ故に、このような信号を受信するデータ処理ユニット２９は、例えば、コンタクタ２０を作動することで、負荷をスイッチオフすることができる。
【００３９】
上述の実施例では、入力電圧及び出力電圧の両方は、単相又は複数相電圧、例えば３相電圧である。しかしながら、本発明の監視装置２は、ＤＣ入力電圧、及び/又は、ＤＣ出力電圧で動作する電源にも適用可能である。したがって、ＡＣ/ＤＣ変換器２３は、必要であれば、ＤＣ/ＤＣ変換器で置き換え可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の技術の電源の機能図を示す。
【図２】他の従来の技術の電源の機能図で、制御ユニットに接続される補助スイッチを提供する保護要素を持ち、自動警報、サービス、又は、他の反応を可能とする。
【図３】本発明の実施の形態によるインテリジェント電源監視ユニットを備える電源の機能図を示す。
【図４】本発明の他の実施の形態によるインテリジェント電源監視ユニットを備える電源の機能図を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１  電源
２  インテリジェント電源監視ユニット
１１  ライン入力部
１２  負荷出力部
１３  センス入力部
１４  制御接続部
１５  バス接続部
２０  コンタクタ
２１  第１のＥＭＩ/ＲＦＩフィルタ
２２  第２のＥＭＩ/ＲＦＩフィルタ
２３  ＡＣ/ＤＣ変換器
２５  ＡＣ出力
２６  ＤＣ出力
２７  通信バスインターフェース
２９  データ処理ユニット
３０  サージプロテクタ
３１  インターラプタ
３２  サーキットブレイカー
３１′インターラプタ
３２′サーキットブレイカー
５０  モータドライブ
５１  プログラム論理回路