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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022179905
(43)【公開日】2022-12-06
(54)【発明の名称】三相ヒータ電流検出装置および方法
(51)【国際特許分類】
G01R 19/00 20060101AFI20221129BHJP
【ＦＩ】
G01R19/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021086710
(22)【出願日】2021-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006666
【氏名又は名称】アズビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】村上 和隆
【テーマコード（参考）】
2G035
【Ｆターム（参考）】
2G035AB07
2G035AC02
2G035AC03
2G035AD28
2G035AD66
(57)【要約】
【課題】電流、電圧が正弦波でない場合でも、三相ヒータの相電流の実効値を推定する。
【解決手段】三相ヒータ電流検出装置は、三相ヒータ１への３本の給電線１４～１６を流れる線電流の瞬時値を測定する線電流測定部７と、３本の給電線１４～１６の線間電圧の瞬時値を測定する線間電圧測定部８と、三相ヒータ１の消費電力を算出する消費電力算出部９と、線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する相互相関関数算出部１００と、線電流の実効値を算出する電流実効値算出部１０４と、線間電圧の実効値を算出する電圧実効値算出部１０５と、一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定する相互相関関数判定部１０１と、一般化相互相関関数が全て０未満の場合に、線電流の実効値と線間電圧の実効値と消費電力と一般化相互相関関数に基づいて三相ヒータ１を流れる相電流を算出する相電流算出部１０２を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】三相ヒータ電流検出装置は、三相ヒータ１への３本の給電線１４～１６を流れる線電流の瞬時値を測定する線電流測定部７と、３本の給電線１４～１６の線間電圧の瞬時値を測定する線間電圧測定部８と、三相ヒータ１の消費電力を算出する消費電力算出部９と、線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する相互相関関数算出部１００と、線電流の実効値を算出する電流実効値算出部１０４と、線間電圧の実効値を算出する電圧実効値算出部１０５と、一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定する相互相関関数判定部１０１と、一般化相互相関関数が全て０未満の場合に、線電流の実効値と線間電圧の実効値と消費電力と一般化相互相関関数に基づいて三相ヒータ１を流れる相電流を算出する相電流算出部１０２を備える。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
３つのヒータが結線された三相ヒータへの３本の給電線を流れる線電流の瞬時値を測定するように構成された線電流測定部と、
前記３本の給電線の線間電圧の瞬時値を測定するように構成された線間電圧測定部と、
前記線電流測定部の測定結果と前記線間電圧測定部の測定結果とに基づいて前記三相ヒータの消費電力を算出するように構成された消費電力算出部と、
前記線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出するように構成された相互相関関数算出部と、
前記線電流測定部の測定結果から前記線電流の実効値を算出するように構成された電流実効値算出部と、
前記線間電圧測定部の測定結果から前記線間電圧の実効値を算出するように構成された電圧実効値算出部と、
前記線電流の実効値と前記線間電圧の実効値と前記消費電力と前記一般化相互相関関数とに基づいて前記三相ヒータを流れる相電流を算出するように構成された相電流算出部とを備えることを特徴とする三相ヒータ電流検出装置。
前記３本の給電線の線間電圧の瞬時値を測定するように構成された線間電圧測定部と、
前記線電流測定部の測定結果と前記線間電圧測定部の測定結果とに基づいて前記三相ヒータの消費電力を算出するように構成された消費電力算出部と、
前記線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出するように構成された相互相関関数算出部と、
前記線電流測定部の測定結果から前記線電流の実効値を算出するように構成された電流実効値算出部と、
前記線間電圧測定部の測定結果から前記線間電圧の実効値を算出するように構成された電圧実効値算出部と、
前記線電流の実効値と前記線間電圧の実効値と前記消費電力と前記一般化相互相関関数とに基づいて前記三相ヒータを流れる相電流を算出するように構成された相電流算出部とを備えることを特徴とする三相ヒータ電流検出装置。
【請求項2】
請求項１記載の三相ヒータ電流検出装置において、
前記相互相関関数算出部によって算出された一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定するように構成された相互相関関数判定部をさらに備え、
前記相電流算出部は、前記一般化相互相関関数が全て０未満と判定された場合に、ＲＳ相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出することを特徴とする三相ヒータ電流検出装置。
前記相互相関関数算出部によって算出された一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定するように構成された相互相関関数判定部をさらに備え、
前記相電流算出部は、前記一般化相互相関関数が全て０未満と判定された場合に、ＲＳ相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出することを特徴とする三相ヒータ電流検出装置。
【請求項3】
請求項２記載の三相ヒータ電流検出装置において、
前記相電流算出部は、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとしたとき、
により、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出することを特徴とする三相ヒータ電流検出装置。
前記相電流算出部は、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとしたとき、
【数1】
【請求項4】
請求項１記載の三相ヒータ電流検出装置において、
前記相電流算出部は、ＲＳ相とＳＴ相とＴＲ相の前記相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相とＴ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＴＲ線間電圧の瞬時値とＳＴ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の連立方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出することを特徴とする三相ヒータ電流検出装置。
前記相電流算出部は、ＲＳ相とＳＴ相とＴＲ相の前記相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相とＴ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＴＲ線間電圧の瞬時値とＳＴ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の連立方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出することを特徴とする三相ヒータ電流検出装置。
【請求項5】
３つのヒータが結線された三相ヒータへの３本の給電線を流れる線電流の瞬時値を測定する第１のステップと、
前記３本の給電線の線間電圧の瞬時値を測定する第２のステップと、
前記第１のステップの測定結果と前記第２のステップの測定結果とに基づいて前記三相ヒータの消費電力を算出する第３のステップと、
前記線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する第４のステップと、
前記第１のステップの測定結果から前記線電流の実効値を算出する第５のステップと、
前記第２のステップの測定結果から前記線間電圧の実効値を算出する第６のステップと、
前記線電流の実効値と前記線間電圧の実効値と前記消費電力と前記一般化相互相関関数とに基づいて前記三相ヒータを流れる相電流を算出する第７のステップとを含むことを特徴とする三相ヒータ電流検出方法。
前記３本の給電線の線間電圧の瞬時値を測定する第２のステップと、
前記第１のステップの測定結果と前記第２のステップの測定結果とに基づいて前記三相ヒータの消費電力を算出する第３のステップと、
前記線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する第４のステップと、
前記第１のステップの測定結果から前記線電流の実効値を算出する第５のステップと、
前記第２のステップの測定結果から前記線間電圧の実効値を算出する第６のステップと、
前記線電流の実効値と前記線間電圧の実効値と前記消費電力と前記一般化相互相関関数とに基づいて前記三相ヒータを流れる相電流を算出する第７のステップとを含むことを特徴とする三相ヒータ電流検出方法。
【請求項6】
請求項５記載の三相ヒータ電流検出方法において、
前記第４のステップで算出した一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定する第８のステップをさらに含み、
前記第７のステップは、前記一般化相互相関関数が全て０未満と判定された場合に、ＲＳ相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出するステップを含むことを特徴とする三相ヒータ電流検出方法。
前記第４のステップで算出した一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定する第８のステップをさらに含み、
前記第７のステップは、前記一般化相互相関関数が全て０未満と判定された場合に、ＲＳ相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出するステップを含むことを特徴とする三相ヒータ電流検出方法。
【請求項7】
請求項６記載の三相ヒータ電流検出方法において、
前記第７のステップは、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとしたとき、
により、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出するステップを含むことを特徴とする三相ヒータ電流検出方法。
前記第７のステップは、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとしたとき、
【数2】
【請求項8】
請求項５記載の三相ヒータ電流検出方法において、
前記第７のステップは、ＲＳ相とＳＴ相とＴＲ相の前記相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相とＴ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＴＲ線間電圧の瞬時値とＳＴ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の連立方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出するステップを含むことを特徴とする三相ヒータ電流検出方法。
前記第７のステップは、ＲＳ相とＳＴ相とＴＲ相の前記相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相とＴ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＴＲ線間電圧の瞬時値とＳＴ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の連立方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出するステップを含むことを特徴とする三相ヒータ電流検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、三相ヒータを流れる相電流を検出する三相ヒータ電流検出装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ヒータの寿命診断においてヒータの抵抗値を測定することは有効であるが、デルタ結線の相電流（Ｉrs，Ｉst，Ｉtr）は、ヒータの構造上、測定できない場合が多い。ヒータの抵抗値を知るため、デルタ結線の相電流を推定する方法として、特許文献１に開示された方法がある。
【0003】
特許文献１に開示された方法は、三相電源の相間の位相差が既知のときに、相電流の推定値をフィードバックして推定値を更新している。ヒータの種類によつては周囲温度に対する抵抗値変化が大きいことがあるので、特許文献１に開示された方法のように相電流を求めるために繰り返しの演算を行う必要がある場合、抵抗値が変化するときに推定値の追従が遅くなる可能性があった。
【0004】
また、三相ヒータの抵抗値を検出する方法として、特許文献２に開示された方法がある。しかし、特許文献２に開示された方法では、電流および電圧の瞬時値が必要になる等のハードウェア上の制約があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１６－１１０７３２号公報
【特許文献2】特開２０２０－１４８６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電流、電圧が正弦波でない場合でも、三相ヒータの相電流の実効値を推定することができる三相ヒータ電流検出装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の三相ヒータ電流検出装置は、３つのヒータが結線された三相ヒータへの３本の給電線を流れる線電流の瞬時値を測定するように構成された線電流測定部と、前記３本の給電線の線間電圧の瞬時値を測定するように構成された線間電圧測定部と、前記線電流測定部の測定結果と前記線間電圧測定部の測定結果とに基づいて前記三相ヒータの消費電力を算出するように構成された消費電力算出部と、前記線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出するように構成された相互相関関数算出部と、前記線電流測定部の測定結果から前記線電流の実効値を算出するように構成された電流実効値算出部と、前記線間電圧測定部の測定結果から前記線間電圧の実効値を算出するように構成された電圧実効値算出部と、前記線電流の実効値と前記線間電圧の実効値と前記消費電力と前記一般化相互相関関数とに基づいて前記三相ヒータを流れる相電流を算出するように構成された相電流算出部とを備えることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の三相ヒータ電流検出装置の１構成例は、前記相互相関関数算出部によって算出された一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定するように構成された相互相関関数判定部をさらに備え、前記相電流算出部は、前記一般化相互相関関数が全て０未満と判定された場合に、ＲＳ相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の三相ヒータ電流検出装置の１構成例において、前記相電流算出部は、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとし、これらに基づいて、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の三相ヒータ電流検出装置の１構成例において、前記相電流算出部は、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとし、これらに基づいて、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出することを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の三相ヒータ電流検出装置の１構成例において、前記相電流算出部は、ＲＳ相とＳＴ相とＴＲ相の前記相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相とＴ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＴＲ線間電圧の瞬時値とＳＴ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の連立方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出することを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の三相ヒータ電流検出方法は、３つのヒータが結線された三相ヒータへの３本の給電線を流れる線電流の瞬時値を測定する第１のステップと、前記３本の給電線の線間電圧の瞬時値を測定する第２のステップと、前記第１のステップの測定結果と前記第２のステップの測定結果とに基づいて前記三相ヒータの消費電力を算出する第３のステップと、前記線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する第４のステップと、前記第１のステップの測定結果から前記線電流の実効値を算出する第５のステップと、前記第２のステップの測定結果から前記線間電圧の実効値を算出する第６のステップと、前記線電流の実効値と前記線間電圧の実効値と前記消費電力と前記一般化相互相関関数とに基づいて前記三相ヒータを流れる相電流を算出する第７のステップとを含むことを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明の三相ヒータ電流検出方法の１構成例は、前記第４のステップで算出した一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定する第８のステップをさらに含み、前記第７のステップは、前記一般化相互相関関数が全て０未満と判定された場合に、ＲＳ相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の三相ヒータ電流検出方法の１構成例において、前記第７のステップは、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとし、これらに基づいて、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の三相ヒータ電流検出方法の１構成例において、前記第７のステップは、ＲＳ相電流の実効値をＩrs(e)、Ｒ相線電流の実効値をＩr(e)、Ｓ相線電流の実効値をＩs(e)、ＲＳ線間電圧の実効値をＥrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値をＥst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値をＥtr(e)、消費電力をｗ、ＲＳ線間電圧の瞬時値ＥrsとＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrの一般化相互相関関数をＤr、ＳＴ線間電圧の瞬時値ＥstとＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrsの一般化相互相関関数をＤsとし、これらに基づいて、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
【0012】
また、本発明の三相ヒータ電流検出方法の１構成例において、前記第７のステップは、ＲＳ相とＳＴ相とＴＲ相の前記相電流の実効値と、Ｒ相とＳ相とＴ相の前記線電流の実効値と、ＲＳ線間とＳＴ線間とＴＲ線間の前記線間電圧の実効値と、前記消費電力と、ＲＳ線間電圧の瞬時値とＴＲ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＳＴ線間電圧の瞬時値とＲＳ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数と、ＴＲ線間電圧の瞬時値とＳＴ線間電圧の瞬時値の前記一般化相互相関関数との関係を定めた非線形の連立方程式を解くことにより、ＲＳ相電流の実効値を算出し、このＲＳ相電流の実効値からＳＴ相電流の実効値およびＴＲ相電流の実効値を算出するステップを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、三相交流電源の出力が正弦波でない場合でも、三相ヒータを流れる相電流の実効値を推定することができる。また、本発明では、従来の方法と比較してハードウェア上の制約を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る三相ヒータ電流検出装置の構成を示すブロック図である。
三相交流電源２と電力制御装置３とは、 三相ヒータ１に供給する電力を調整する三相電力調整器４を構成している。三相ヒータ１は、３つのヒータ１１～１３がデルタ結線されている。ヒータ１１～１３からは３本の給電線１４～１６が延びて電力制御装置３の出力側に接続されている。電力制御装置３の入力側は三相交流電源２に接続されている。三相ヒータ１は、３本の給電線１４～１６を介して供給された電力を熱エネルギーに変換して出力する。
三相交流電源２と電力制御装置３とは、 三相ヒータ１に供給する電力を調整する三相電力調整器４を構成している。三相ヒータ１は、３つのヒータ１１～１３がデルタ結線されている。ヒータ１１～１３からは３本の給電線１４～１６が延びて電力制御装置３の出力側に接続されている。電力制御装置３の入力側は三相交流電源２に接続されている。三相ヒータ１は、３本の給電線１４～１６を介して供給された電力を熱エネルギーに変換して出力する。
【0016】
本実施例の三相ヒータ電流検出装置は、各給電線１４～１６に設けられた線電流測定用カレントトランス５－１～５－３と、給電線１４～１６の線間に接続された線間電圧測定用ボルテージトランス６と、線電流測定用カレントトランス５－１～５－３の出力と接続され、各給電線１４～１６を流れる線電流の瞬時値を測定する線電流測定部７と、線間電圧測定用ボルテージトランス６の出力と接続され、各給電線１４～１６の線間電圧の瞬時値を測定する線間電圧測定部８と、三相ヒータ１の消費電力を算出する消費電力算出部９と、線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する相互相関関数算出部１００と、相互相関関数算出部１００によって算出された一般化相互相関関数が全て０未満かどうかを判定する相互相関関数判定部１０１と、一般化相互相関関数が全て０未満と判定された場合に、線電流の実効値と線間電圧の実効値と消費電力と一般化相互相関関数とに基づいて三相ヒータ１を流れる相電流を算出する相電流算出部１０２と、相電流算出部１０２の算出結果を出力する出力部１０３と、線電流の実効値を算出する電流実効値算出部１０４と、線間電圧の実効値を算出する電圧実効値算出部１０５とを備えている。
【0017】
図１に示すようにヒータ１１，１２，１３の抵抗値をそれぞれＲrs，Ｒst，Ｒtrとする。また、給電線１４を流れるＲ相線電流をＩr、給電線１５を流れるＳ相線電流をＩs、給電線１６を流れるＴ相線電流をＩtとし、ヒータ１１を流れるＲＳ相電流をＩrs、ヒータ１２を流れるＳＴ相電流をＩst、ヒータ１３を流れるＴＲ相電流をＩtrとする。また、給電線１４と１５間のＲＳ線間電圧をＥrs，給電線１５と１６間のＳＴ線間電圧をＥst、給電線１６と１４間のＴＲ線間電圧をＥtrとする。これら各電流および各電圧はベクトル量である。各電流には次式の関係がある。
【0018】
Ｉr＝Ｉrs－Ｉtr ・・・（１）
Ｉs＝Ｉst－Ｉrs ・・・（２）
Ｉt＝Ｉtr－Ｉst ・・・（３）
Ｉs＝Ｉst－Ｉrs ・・・（２）
Ｉt＝Ｉtr－Ｉst ・・・（３）
【0019】
式（１）の両辺を２乗して、電源周期で積分して、電源周期で割ると、次の式（４）のようになる。つまり、式（４）は、式（１）の両辺の実効値の２乗を計算することになる。
【0020】
【数1】
【0021】
Ｉr(e)，Ｉs(e)，Ｉt(e)，Ｉrs(e)，Ｉst(e)，Ｉtr(e)は、それぞれ電流Ｉr，Ｉs，Ｉt，Ｉrs，Ｉst，Ｉtrの実効値である。ＤrはＲＳ線間電圧ＥrsとＴＲ線間電圧Ｅtrの一般化相互相関関数（規格化相互相関関数）である。式（４）は、以下の計算をした結果を示している。
【0022】
【数2】
【0023】
Ｅrs(e)，Ｅst(e)，Ｅtr(e)は、それぞれ電圧Ｅrs，Ｅst，Ｅtrの実効値である。ＲＳ線間電圧ＥrsとＴＲ線間電圧Ｅtrの一般化相互相関関数Ｄr、ＳＴ線間電圧ＥstとＲＳ線間電圧Ｅrsの一般化相互相関関数Ｄs、ＴＲ線間電圧ＥtrとＳＴ線間電圧Ｅstの一般化相互相関関数Ｄtは次式のようになる。
【0024】
【数3】
【0025】
【数4】
【0026】
【数5】
【0027】
式（５）～式（８）のＴは電源周期である。一般化相互相関関数Ｄrは、－１≦Ｄr≦１を満たす。三相交流電源２が平衡状態であり、電力制御装置３がサイリスタによる位相角制御で負荷（三相ヒータ１）を制御していれば、Ｄr＜０、かつＤs＜０、かつＤt＜０、となることを回路シミュレータＳＰＩＣＥによるシミュレーションによって確認した。また、三相負荷全体の消費電力Ｗは次式のようになる。
【0028】
【数6】
【0029】
ここで、式（４）より、ＴＲ相電流の実効値Ｉtr(e)を求めると、次の式（１０）のようになる。
【0030】
【数7】
【0031】
特に、Ｄr＜０のときは、Ｉrs(e)≧０、かつＩtr(e)≧０であるので、ＴＲ相電流の実効値Ｉtr(e)は次式のようになる。
【0032】
【数8】
【0033】
また、ＳＴ相電流の実効値Ｉst（ｅ）は次式のようになる。
【数9】
【0034】
式（９）、式（１１）、式（１２）より、次の式（１３）のような非線形の方程式が得られる。
【0035】
【数10】
【0036】
三相ヒータ１の消費電力Ｗを測定することができれば、上記の式（１３）において不明な値はＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)のみであり、種々の手法（例えばニュートン法など）を用いて、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を計算することができる。このように、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を計算することができれば、式（１２）によりＳＴ相電流の実効値Ｉst(e)を計算することができ、式（１１）によりＴＲ相電流の実効値Ｉtr(e)を計算することができる。
【0037】
図２は本実施例の三相ヒータ電流検出装置の動作を説明するフローチャートである。線間電圧測定部８は、ＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrs、ＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrを測定する（図２ステップＳ１００）。
【0038】
線電流測定部７は、Ｒ相線電流の瞬時値Ｉr、Ｓ相線電流の瞬時値Ｉs、Ｔ相線電流の瞬時値Ｉtを測定する（図２ステップＳ１０１）。
【0039】
消費電力算出部９は、線電流測定部７によって測定されたＲ相線電流の瞬時値Ｉr、Ｓ相線電流の瞬時値Ｉsと線間電圧測定部８によって測定されたＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrとに基づいて、二電力計法により三相ヒータ１の消費電力Ｗを算出する（図２ステップＳ１０２）。なお、消費電力Ｗの算出方法は本実施例の方法に限るものではない。
【0040】
相互相関関数算出部１００は、線間電圧測定部８によって測定されたＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrs、ＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrに基づいて、一般化相互相関関数Ｄr，Ｄs，Ｄtを算出する（図２ステップＳ１０３）。
【0041】
電流実効値算出部１０４は、線電流測定部７によって測定されたＲ相線電流の瞬時値Ｉr、Ｓ相線電流の瞬時値Ｉs、Ｔ相線電流の瞬時値Ｉtに基づいて、Ｒ相線電流の実効値Ｉr(e)、Ｓ相線電流の実効値Ｉs(e)、Ｔ相線電流の実効値Ｉt(e)を算出する（図２ステップＳ１０４）。
【0042】
電圧実効値算出部１０５は、線間電圧測定部８によって測定されたＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrs、ＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrに基づいて、ＲＳ線間電圧の実効値Ｅrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値Ｅst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値Ｅtr(e)を算出する（図２ステップＳ１０５）。
【0043】
相互相関関数判定部１０１は、相互相関関数算出部１００によって算出された一般化相互相関関数Ｄr，Ｄs，Ｄtが、Ｄr＜０、Ｄs＜０、Ｄt＜０、すなわち全て０未満かどうかを判定する（図２ステップＳ１０６）。一般化相互相関関数Ｄr，Ｄs，Ｄtのうち少なくとも１つが０以上の場合には（ステップＳ１０６においてＮＯ）、相電流を推定することはできない。
【0044】
相電流算出部１０２は、一般化相互相関関数Ｄr，Ｄs，Ｄtが全て０未満の場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、消費電力算出部９によって算出された消費電力Ｗと、電流実効値算出部１０４によって算出されたＲ相線電流の実効値Ｉr(e)、Ｓ相線電流の実効値Ｉs(e)と、電圧実効値算出部１０５によって算出されたＲＳ線間電圧の実効値Ｅrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値Ｅst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値Ｅtr(e)と、相互相関関数算出部１００によって算出された一般化相互相関関数Ｄr，Ｄsとに基づいて、式（１３）によりＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出する（図２ステップＳ１０７）。
【0045】
そして、相電流算出部１０２は、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)と、電流実効値算出部１０４によって算出されたＳ相線電流の実効値Ｉs(e)と、相互相関関数算出部１００によって算出された一般化相互相関関数Ｄr，Ｄsとに基づいて、式（１２）によりＳＴ相電流の実効値Ｉst(e)を算出する（図２ステップＳ１０８）。
【0046】
さらに、相電流算出部１０２は、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)と、電流実効値算出部１０４によって算出されたＲ相線電流の実効値Ｉr(e)と、相互相関関数算出部１００によって算出された一般化相互相関関数Ｄrとに基づいて、式（１１）によりＴＲ相電流の実効値Ｉtr(e)を算出する（図２ステップＳ１０９）。
【0047】
出力部１０３は、相電流算出部１０２の算出結果を出力する（図２ステップＳ１１０）。出力方法としては、相電流の実効値Ｉrs(e)，Ｉst(e)，Ｉtr(e)の表示、算出結果の外部への送信などがある。
【0048】
以上のように、本実施例では、相電流の実効値Ｉrs(e)，Ｉst(e)，Ｉtr(e)を推定することができる。本実施例では、三相交流電源の出力が正弦波でない場合でも相電流の実効値Ｉrs(e)，Ｉst(e)，Ｉtr(e)を推定することができる。また、特許文献２に開示された方法では、瞬時値（電流と電圧）と実効値（電流と電圧）と消費電力が混在しているので、それぞれの値の同期をとる必要がある。一方、本実施例では、実効値、相互相関関数、消費電力の事前計算が必要であるが、電源周期で積分した値であるので、瞬時値の同期は不要であり、ハードウェア上の制約を軽減することができる。
【0049】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、一般化相互相関関数Ｄr，Ｄs，Ｄtが全て０未満の場合のみ三相ヒータを流れる相電流を推定できるが、拡張カルマンフィルタなどを用いて方程式を解くと、Ｄr＜０、Ｄs＜０、Ｄt＜０の条件を不要とすることができる。
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、一般化相互相関関数Ｄr，Ｄs，Ｄtが全て０未満の場合のみ三相ヒータを流れる相電流を推定できるが、拡張カルマンフィルタなどを用いて方程式を解くと、Ｄr＜０、Ｄs＜０、Ｄt＜０の条件を不要とすることができる。
【0050】
図３は本発明の第２の実施例に係る三相ヒータ電流検出装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。
本実施例の三相ヒータ電流検出装置は、各給電線１４～１６に設けられた線電流測定用カレントトランス５－１～５－３と、給電線１４～１６の線間に接続された線間電圧測定用ボルテージトランス６と、線電流測定用カレントトランス５－１～５－３の出力と接続され、各給電線１４～１６を流れる線電流の瞬時値を測定する線電流測定部７と、線間電圧測定用ボルテージトランス６の出力と接続され、各給電線１４～１６の線間電圧の瞬時値を測定する線間電圧測定部８と、三相ヒータ１の消費電力を算出する消費電力算出部９と、線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する相互相関関数算出部１００と、線電流の実効値と線間電圧の実効値と消費電力と一般化相互相関関数とに基づいて三相ヒータ１を流れる相電流を算出する相電流算出部１０２ａと、相電流算出部１０２ａの算出結果を出力する出力部１０３と、線電流の実効値を算出する電流実効値算出部１０４と、線間電圧の実効値を算出する電圧実効値算出部１０５とを備えている。
本実施例の三相ヒータ電流検出装置は、各給電線１４～１６に設けられた線電流測定用カレントトランス５－１～５－３と、給電線１４～１６の線間に接続された線間電圧測定用ボルテージトランス６と、線電流測定用カレントトランス５－１～５－３の出力と接続され、各給電線１４～１６を流れる線電流の瞬時値を測定する線電流測定部７と、線間電圧測定用ボルテージトランス６の出力と接続され、各給電線１４～１６の線間電圧の瞬時値を測定する線間電圧測定部８と、三相ヒータ１の消費電力を算出する消費電力算出部９と、線間電圧の瞬時値の一般化相互相関関数を算出する相互相関関数算出部１００と、線電流の実効値と線間電圧の実効値と消費電力と一般化相互相関関数とに基づいて三相ヒータ１を流れる相電流を算出する相電流算出部１０２ａと、相電流算出部１０２ａの算出結果を出力する出力部１０３と、線電流の実効値を算出する電流実効値算出部１０４と、線間電圧の実効値を算出する電圧実効値算出部１０５とを備えている。
【0051】
図３に示す各電流には次式の関係がある。
【0052】
【数11】
【0053】
ここで、以下の式（１７）～式（２０）のように定義して、これら非線形の連立方程式に、参考文献「田中正隆，“熱伝導逆問題への境界要素法とフィルタ理論の応用”，応用数理，ｖｏｌ．１０，ＮＯ．２，ｐｐ．１３０－１４０，２０００年」の手法を適用する。
【0054】
【数12】
【0055】
図４は本実施例の三相ヒータ電流検出装置の動作を説明するフローチャートである。第１の実施例と同様に、線間電圧測定部８は、ＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrs、ＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrを測定する（図４ステップＳ１００）。
【0056】
第１の実施例と同様に、線電流測定部７は、Ｒ相線電流の瞬時値Ｉr、Ｓ相線電流の瞬時値Ｉs、Ｔ相線電流の瞬時値Ｉtを測定する（図４ステップＳ１０１）。
【0057】
第１の実施例と同様に、消費電力算出部９は、線電流測定部７によって測定されたＲ相線電流の瞬時値Ｉr、Ｓ相線電流の瞬時値Ｉsと線間電圧測定部８によって測定されたＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrとに基づいて、二電力計法により三相ヒータ１の消費電力Ｗを算出する（図４ステップＳ１０２）。
【0058】
第１の実施例と同様に、相互相関関数算出部１００は、線間電圧測定部８によって測定されたＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrs、ＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrに基づいて、一般化相互相関関数Ｄr，Ｄs，Ｄtを算出する（図４ステップＳ１０３）。
【0059】
第１の実施例と同様に、電流実効値算出部１０４は、線電流測定部７によって測定されたＲ相線電流の瞬時値Ｉr、Ｓ相線電流の瞬時値Ｉs、Ｔ相線電流の瞬時値Ｉtに基づいて、Ｒ相線電流の実効値Ｉr(e)、Ｓ相線電流の実効値Ｉs(e)、Ｔ相線電流の実効値Ｉt(e)を算出する（図４ステップＳ１０４）。
【0060】
第１の実施例と同様に、電圧実効値算出部１０５は、線間電圧測定部８によって測定されたＲＳ線間電圧の瞬時値Ｅrs、ＳＴ線間電圧の瞬時値Ｅst、ＴＲ線間電圧の瞬時値Ｅtrに基づいて、ＲＳ線間電圧の実効値Ｅrs(e)、ＳＴ線間電圧の実効値Ｅst(e)、ＴＲ線間電圧の実効値Ｅtr(e)を算出する（図４ステップＳ１０５）。
【0061】
次に、相電流算出部１０２ａは、拡張カルマンフィルタを用いた方法によりＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出する（図４ステップＳ１０７ａ）。図５はステップＳ１０７ａの処理の詳細を説明するフローチャートである。
【0062】
本実施例では、未知パラメータｘ（状態量ベクトル）を式（１７）のように定義し、測定データｙ（観測量ベクトル）を式（１８）のように定義する。ある段階での諸量を添字ｋを付けて表すものとし、観測量ベクトルｙkに雑音（計測誤差）ベクトルｖkを加えた次式を状態量ベクトルｘkに対する観測方程式と考える。
ｙk＝ｈk（ｘk）＋ｖk ・・・（２１）
ｙk＝ｈk（ｘk）＋ｖk ・・・（２１）
【0063】
本実施例では、システムから生じる誤差は無いものと仮定する。このとき、状態量の段階ごとの変化を表す状態方程式は次式のように表される。
ｘk+1＝Ｉxｋ ・・・（２２）
ｘk+1＝Ｉxｋ ・・・（２２）
【0064】
ただし、Ｉは単位行列である。以上に示した観測方程式（２１）と状態方程式（２２）にフィルタ理論を適用する。
最初に、相電流算出部１０２ａは、未知パラメータの初期値ｘ0/-1ハットを仮定する。以下、同様に文字上に付した「∧」をハットと呼ぶ。また、相電流算出部１０２ａは、推定誤差共分散行列Ｐ0/-1を仮定する（図５ステップＳ２００）。これらの初期値は予め設定されている。
最初に、相電流算出部１０２ａは、未知パラメータの初期値ｘ0/-1ハットを仮定する。以下、同様に文字上に付した「∧」をハットと呼ぶ。また、相電流算出部１０２ａは、推定誤差共分散行列Ｐ0/-1を仮定する（図５ステップＳ２００）。これらの初期値は予め設定されている。
【0065】
次に、相電流算出部１０２ａは、観測データｙk（線電流の実効値Ｉr(e)
2，Ｉs(e)
2，Ｉt(e)
2，消費電力Ｗ）を取得し、また観測誤差共分散行列Ｒkを取得する（図５ステップＳ２０１）。
【0066】
相電流算出部１０２ａは、未知パラメータの推定値ｘk/k-1ハットに対する測定点での計算値および感度行列Ｈを境界要素法により算出する（図５ステップＳ２０２）。感度行列Ｈは、式（１９）、式（２０）を用いて計算される。
【0067】
相電流算出部１０２ａは、フィルタゲインＫkを次式により算出する（図５ステップＳ２０３）。
Ｋk＝Ｐk/k-1＋ＨT［Ｈ・Ｐk/k-1・ＨT＋Ｒk］-1 ・・・（２３）
Ｋk＝Ｐk/k-1＋ＨT［Ｈ・Ｐk/k-1・ＨT＋Ｒk］-1 ・・・（２３）
【0068】
式（２３）のＨTは感度行列Ｈの転置行列である。相電流算出部１０２ａは、パラメータの推定値を次式のように更新する（図５ステップＳ２０４）。
【0069】
【数13】
【0070】
相電流算出部１０２ａは、計算の収束判定を行う（図５ステップＳ２０５）。相電流算出部１０２ａは、計算が収束していないと判定した場合（ステップＳ２０５においてＮＯ）、次の式（２５）、式（２６）のように未知パラメータの推定値ｘk+1/kハットと推定誤差共分散行列の推定値Ｐk+1/kハットを更新して（図５ステップＳ２０６）、ステップＳ２０１に戻る。
【0071】
【数14】
【0072】
ステップＳ２０５において収束すれば、処理の完了となる。こうして、相電流算出部１０２ａは、未知パラメータ、すなわちＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)を算出することができる。
【0073】
第１の実施例と同様に、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)の算出後、相電流算出部１０２ａは、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)と、電流実効値算出部１０４によって算出されたＳ相線電流の実効値Ｉs(e)と、相互相関関数算出部１００によって算出された一般化相互相関関数Ｄr，Ｄsとに基づいて、式（１２）によりＳＴ相電流の実効値Ｉst(e)を算出する（図４ステップＳ１０８）。
【0074】
第１の実施例と同様に、相電流算出部１０２ａは、ＲＳ相電流の実効値Ｉrs(e)と、電流実効値算出部１０４によって算出されたＲ相線電流の実効値Ｉr(e)と、相互相関関数算出部１００によって算出された一般化相互相関関数Ｄrとに基づいて、式（１１）によりＴＲ相電流の実効値Ｉtr(e)を算出する（図４ステップＳ１０９）。
【0075】
第１の実施例と同様に、出力部１０３は、相電流算出部１０２ａの算出結果を出力する（図４ステップＳ１１０）。
【0076】
こうして、本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施例では、第１の実施例の、Ｄr＜０、Ｄs＜０、Ｄt＜０の条件を不要とすることができる。
【0077】
未知パラメータの推定方法は、本実施例の拡張カルマンフィルタ逆解析法に限る必要はなく、式（１７）～式（２０）の非線形の連立方程式が解ければ、どのような方法でもよい。
【0078】
なお、第１、第２の実施例では、三相ヒータ１を流れる相電流の実効値Ｉrs(e)，Ｉst(e)，Ｉtr(e)を求めることにより、次式のようにヒータ１１，１２，１３の抵抗値Ｒrs，Ｒst，Ｒtrを計算することが可能である。
Ｒrs＝Ｅrs(e)／Ｉrs(e) ・・・（２７）
Ｒst＝Ｅst(e)／Ｉst(e) ・・・（２８）
Ｒtr＝Ｅtr(e)／Ｉtr(e) ・・・（２９）
Ｒrs＝Ｅrs(e)／Ｉrs(e) ・・・（２７）
Ｒst＝Ｅst(e)／Ｉst(e) ・・・（２８）
Ｒtr＝Ｅtr(e)／Ｉtr(e) ・・・（２９）
【0079】
また、第１、第２の実施例のデルタ結線の三相ヒータ１で抵抗値を求めることができれば、周知のデルタスター変換により３つのヒータがスター結線された三相ヒータの抵抗値を求めることができる（例えば＜https://eleking.net/study/s-accircuit/sac-deltastar.html＞参照）。
【0080】
第１、第２の実施例で説明した消費電力算出部９と相互相関関数算出部１００と相電流算出部１０２，１０２ａと出力部１０３と電流実効値算出部１０４と電圧実効値算出部１０５とは、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。このコンピュータの構成例を図６に示す。
【0081】
コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インタフェース装置（Ｉ／Ｆ）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、線電流測定部７と線間電圧測定部８と出力部１０３のハードウェア等が接続される。本発明の三相ヒータ電流検出方法を実現させるためのプログラムは記憶装置２０１に格納される。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って第１、第２の実施例で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【0082】
本発明は、例えば三相ヒータの寿命診断の技術に適用することができる。
【符号の説明】
【0083】
１…三相ヒータ、２…三相交流電源、３…電力制御装置、４…三相電力調整器、５－１～５－３…線電流測定用カレントトランス、６…線間電圧測定用ボルテージトランス、７…線電流測定部、８…線間電圧測定部、９…消費電力算出部、１１～１３…ヒータ、１４～１６…給電線、１００…相互相関関数算出部、１０１…相互相関関数判定部、１０２，１０２ａ…相電流算出部、１０３…出力部、１０４…電流実効値算出部、１０５…電圧実効値算出部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】