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公開番号2025012104
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114687
出願日2023-07-12
発明の名称供給電力算出方法、プログラムおよび供給電力算出装置
出願人川崎重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 29/00 20160101AFI20250117BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】一次電源から対象物に供給される電力をより正確に算出することが可能な供給電力算出方法を提供する。
【解決手段】この供給電力算出方法は、一次電源200からモータMにより駆動されるロボット100に供給される電力をシミュレーションにより算出する供給電力算出方法である。供給電力算出方法は、一次電源200からロボット100に供給される電力を平滑する平滑コンデンサ24に蓄積される静電エネルギを算出することと、算出された平滑コンデンサ24の静電エネルギに応じて、一次電源200が供給した電力を算出することと、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
一次電源からモータにより駆動される対象物に供給された電力をシミュレーションにより算出する供給電力算出方法であって、
前記一次電源から前記対象物に供給される電力を平滑する平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出することと、
算出された前記平滑コンデンサの静電エネルギに応じて、前記一次電源が供給した電力を算出することと、を備える、供給電力算出方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記一次電源と前記平滑コンデンサとの間の抵抗に基づいて、前記一次電源から前記平滑コンデンサに充電電力を供給する際の一次電源系統損失を算出することを備え、
前記一次電源が供給した電力を算出することは、前記一次電源系統損失を含めて、前記一次電源が供給した電力を算出することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項３】
前記一次電源が供給した電力を算出することは、前記平滑コンデンサの静電エネルギに基づいて、前記一次電源が供給した電力として、前記一次電源が前記平滑コンデンサの充電に要した電力を算出することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項４】
前記一次電源から供給される電力を前記モータに供給するアンプに含まれる半導体素子のスイッチング損失と、前記半導体素子の導通損失とのうちの少なくとも一方に基づいて、前記アンプのアンプ損失を算出することを備え、
前記平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出することは、前記静電エネルギに前記アンプ損失を加算することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項５】
電気エネルギを機械エネルギに変換する際の前記対象物の機械的損失を算出することを備え、
前記平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出することは、前記静電エネルギに前記機械的損失を加算することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項６】
電気エネルギを機械エネルギに変換する際の前記対象物の機械的損失を算出することと、
前記一次電源から供給される電力を前記モータに供給するアンプのアンプ損失を算出することと、
前記機械的損失と前記アンプ損失とが加算された前記平滑コンデンサの静電エネルギに基づいて、回生抵抗の回生抵抗損失を算出することと、を備え、
前記平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出することは、前記静電エネルギに前記回生抵抗損失を加算することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項７】
電気エネルギを機械エネルギに変換する際の前記対象物の機械的損失を算出することと、
前記一次電源から供給される電力を前記モータに供給するアンプのアンプ損失を算出することと、
前記機械的損失と前記アンプ損失とが加算された前記平滑コンデンサの静電エネルギに基づいて、前記一次電源に回生した回生電力を算出することと、を備え、
前記平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出することは、前記静電エネルギから前記回生電力の分を減算することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項８】
前記一次電源が供給した電力を算出することは、前記対象物の姿勢を維持するブレーキの解除状態を維持するためのブレーキ損失を含めて、前記一次電源が供給した電力を算出することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項９】
前記一次電源が供給した電力を算出することは、前記対象物を制御する制御電源の制御電源損失を含めて、前記一次電源が供給した電力を算出することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
【請求項１０】
前記平滑コンデンサの静電エネルギに基づいて、前記一次電源に回生した回生電力を算出することを備え、
前記一次電源が供給した電力を算出することは、算出された前記回生電力の分を減算して、前記一次電源が供給した電力を算出することを含む、請求項１に記載の供給電力算出方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この開示は、供給電力算出方法、プログラムおよび供給電力算出装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、モータにより駆動される対象物に供給される電力を算出する方法が開示されている。たとえば、特許文献１には、モータにより駆動される産業機器の消費電力を推定する消費電力量推定装置が開示されている。特許文献１では、消費電力量推定装置は、モータの速度の模擬値、および、モータのトルクの模擬値に基づいて、モータの模擬的な出力を算出する。また、消費電力量推定装置は、モータに流れる電流の模擬値およびモータの巻線の抵抗模擬値に基づいて、モータの模擬的な損失を算出する。また、消費電力量推定装置は、交流電源からモータに供給される電力を平滑する平滑コンデンサの電圧を算出するとともに、平滑コンデンサの電圧に基づいて、回生抵抗で消費される模擬的な電力を算出する。そして、消費電力量推定装置は、モータの模擬的な出力および損失、および、回生抵抗で消費される模擬的な電力に基づいて、モータの消費電力量を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６０３８３９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の消費電力量推定装置では、平滑コンデンサの電圧に基づいて回生抵抗で消費される模擬的な電力が算出されている一方、特許文献１では、回生抵抗で消費される模擬的な電力の算出の際に交流電源の電圧は考慮されておらず、交流電源の電圧よりも平滑コンデンサの電圧が高い場合にまで回生抵抗で消費される模擬的な電力が算出されていると考えられる。しかしながら、実際には、交流電源の電圧よりも平滑コンデンサの電圧が高い場合には、交流電源から平滑コンデンサに電力は供給されない。すなわち、特許文献１では、実際には交流電源から電力が供給されない場合にも産業機器などの対象物が電力を消費していると算出されてしまうので、正確に消費電力を推定できない場合があるという問題点が考えられる。
【０００５】
この開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この開示の１つの目的は、一次電源から対象物に供給される電力をより正確に算出することが可能な供給電力算出方法、プログラムおよび供給電力算出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この開示の第１の局面による供給電力算出方法は、一次電源からモータにより駆動される対象物に供給された電力をシミュレーションにより算出する供給電力算出方法であって、一次電源から対象物に供給される電力を平滑する平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出することと、算出された平滑コンデンサの静電エネルギに応じて、一次電源が供給した電力を算出することと、を備える。
【０００７】
この開示の第１の局面による供給電力算出方法は、上記のように、算出された平滑コンデンサの静電エネルギに応じて、一次電源が供給した電力を算出することを備える。これにより、平滑コンデンサの電圧が一次電源の電圧よりも高い場合のように平滑コンデンサを充電する必要がない場合には、一次電源から供給する電力は算出されない。その結果、実際には一次電源から電力が供給されない場合に対象物が電力を消費していると算出されるのが抑制されるので、一次電源から対象物に供給される電力をより正確に算出することができる。
【０００８】
この開示の第２の局面によるプログラムは、一次電源からモータにより駆動される対象物に供給された電力をシミュレーションにより算出するプログラムであって、一次電源から対象物に供給される電力を平滑する平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出することと、算出された平滑コンデンサの静電エネルギに応じて、一次電源が供給した電力を算出することと、を備える。
【０００９】
この開示の第２の局面によるプログラムは、上記のように、算出された平滑コンデンサの静電エネルギに応じて、一次電源が供給した電力を算出することを備える。これにより、平滑コンデンサの電圧が一次電源の電圧よりも高い場合のように平滑コンデンサを充電する必要がない場合には、一次電源から供給する電力は算出されない。その結果、実際には一次電源から電力が供給されない場合に対象物が電力を消費していると算出されるのが抑制されるので、一次電源から対象物に供給される電力をより正確に算出することが可能なプログラムを提供できる。
【００１０】
この開示の第３の局面による供給電力算出装置は、一次電源からモータにより駆動される対象物に供給された電力をシミュレーションにより算出する供給電力算出装置であって、対象物に供給される電力をシミュレーションするプログラムを記憶する記憶部と、記憶部に記憶されたプログラムを用いて、一次電源から対象物に供給される電力を平滑する平滑コンデンサに蓄積される静電エネルギを算出し、算出した平滑コンデンサの静電エネルギに応じて、一次電源が供給した電力を算出する制御部と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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