WO2017183272A1 - 電力変換装置および電力変換装置管理システム - Google Patents

電力変換装置および電力変換装置管理システム Download PDF

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佐々木　正貴
伸悟 江島
祐介 荒尾
内野　禎敬
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to a power converter for a pay-per-use service and a power converter management system.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-198431
  • inverter device that is introduced into the target load facility including the electric motor and performs the control operation of the motor, the means for estimating and calculating the power consumption data of the target load facility before the introduction of the inverter device, and the above-mentioned It has means for calculating inverter control operation data of an electric motor, and calculating merit fee data according to power saving due to a difference in power consumption between the two based on the inverter control operation data and the estimated and calculated power consumption data.
  • An “inverter device including an arithmetic processing unit and an output unit that outputs the merit fee data” is described.
  • the power consumption is not necessarily proportional to the motor current.
  • the current may flow at a low voltage to generate a lock torque even when the motor is stopped. Will occur.
  • Patent Document 1 does not consider the magnitude of the current value in the billing information.
  • An object of the present invention is to provide a power conversion device and a power conversion device management system based on a pay-per-use system in which the configuration for charging is simplified and considering the life of the power converter.
  • the present invention is, as an example, a power conversion device management system including a power conversion device, a management server, and a communication network that connects the power conversion device and the management server.
  • the power converter includes a current detection unit that detects a phase current of the main circuit and a communication unit that communicates with the management server via a communication network, and the management server detects the phase current of the main circuit detected by the current detection unit.
  • the billing processing unit is configured to perform billing procedures based on the billing fee calculated from the above.
  • the billing configuration can be simplified, and a charge linked to the life of the power converter can be imposed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a connection state of each device in the power conversion device management system according to the present embodiment.
  • the present invention is not limited to these forms.
  • FIG. 1 as an example of a power converter, a general-purpose AC voltage source is rectified to a DC voltage, and the DC voltage is converted into an AC voltage by PWM control performed by a switching circuit constituted by a power device and output.
  • the power conversion device will be referred to as an inverter in the following description.
  • a configuration from an inverter lease contract to billing is shown.
  • the inverter 10 in FIG. 1 is supplied with an external power source (not shown), and an AC voltage is applied to the motor 12 from the three-phase output shaft of the main circuit 11 constituted by a power device such as an IGBT.
  • the fan 13 is connected as a load.
  • the main circuit 11 of the inverter 10 is subjected to switching control from a control unit 14 built in the inverter 10.
  • the inverter 10 includes current sensors 15 and 16 which are current detection units built in the two-phase output unit among the three phases of the main circuit output, and the signal outputs of the current sensors 15 and 16 are input to the control unit 14. This is used for controlling the inverter 10 and the like.
  • the current sensor is set to the output phase, but a method of detecting the current of the DC portion of the main circuit may be used.
  • the inverter 10 is connected to the communication network 17 and is configured to be able to communicate with an external device via the communication network.
  • the communication network 17 is, for example, a communication line inside a production factory, and is a LAN conforming to a standard communication method such as TCP / IP protocol.
  • the communication network 17 is connected to the public communication network 19 via a communication relay device (not shown).
  • a management server 21 owned or managed by a leasing company that leases the inverter 10 is connected to the public communication network 19.
  • the public communication network 19 is, for example, the Internet network.
  • the management server 21 is connected to the inverter 10 and a communication line from the public communication network 19 via the communication network 17, so that communication between the management server 21 and the inverter 10 is possible.
  • a PC 18 is connected to the communication network 17 to enable communication between the inverter 10 and the management server 21.
  • the inverter 10 is leased from the leasing company by the user, and the management server 21 is owned or managed by the leasing company.
  • the PC 18 is a computer that is mainly used by a user for executing and monitoring the setting of the inverter 10.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the control unit 14.
  • the inverter output current calculation unit 140 calculates the inverter output current from the phase current signals from the current sensors 15 and 16, and configures the control function of the inverter 10 main body via the motor control unit 141.
  • the communication function unit 142 is provided, and the inverter 10 controls communication via the communication network 17.
  • a billing information calculation unit 143 that calculates billing information described later is provided.
  • the control unit 14 allows the user to set network connection settings such as the IP address of the inverter 10 in addition to the control function of the inverter 10 main body, has a Web server function, and is connected to the communication network 17. The user can access the control unit 14 using a web browser installed in the computer. Further, the control unit 14 has a function of communicating with the management server 21 from a program linked to the Web server function provided in the control unit 14.
  • FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the management server 21.
  • the management server 21 has a communication function between the inverters 10 and a function for executing a general-purpose inverter lease reception and billing process. That is, a communication function unit 210, a lease acceptance processing unit 211, a registration processing unit 212, a charging processing unit 213, a settlement processing unit 214, and a database 215 are provided.
  • the functions of the management server 21 and the inverter 10 will be described with reference to flowcharts of FIGS. 4 to 6.
  • that the inverter 10 communicates with an external device via the communication network 17 means that the control unit 14 included in the inverter 10 is communicating.
  • the user makes a lease application while communicating with the management server 21 of the leasing company using a computer terminal or the like that can be connected to the public communication network 19.
  • the public communication network 19 is a public Internet network, it is desirable to access the lease application website of the management server 21 using a web browser on a computer terminal.
  • the management server 21 receives the application in S200, and the management server 21 informs the user of the desired lease model information and model name of the user.
  • the user requests data input of user information such as address, mail contact information, etc. (S201), and the user inputs data at a computer terminal (S101).
  • the management server 21 receives the input data (S202), confirms the stock of the inverter from the input desired lease model information (S203), and uses it in the inverter installation procedure described later after securing the stock.
  • a setting ID and a setting PASS are created on the management server.
  • the setting ID and the setting PASS are transmitted to the user together with the notification of the lease schedule to be sent to the user (S204).
  • the transmission method is preferably displayed on a Web browser or transmitted by e-mail or the like.
  • the management server 21 generates an operation permission code to be set for the inverter to be leased (S205), and then creates a setting value such as a charging reference value (S206). Set the reference value and the IP address of the management server for lease management in the inverter main body and arrange for shipment such as a request to send the lease inverter to the user (S207), and receive the individual number of the inverter from the shipment management arrangement system (S208). The user receives the inverter in S103.
  • the lease inverter in the present embodiment is fixed in a mode in which the main circuit of the inverter does not operate in the shipping state, and the inverter does not operate unless the management server inputs the operation permission code to the inverter via the communication network.
  • the charging standard value set in the inverter for lease is set, for example, as a charging standard value in units of Ah, and the charging fee can be calculated in the inverter.
  • the management server sets the user information, setting ID, setting PASS, operation permission code, and user billing destination inside or outside the management server together with the individual inverter number received by the registration processing unit 212 shown in FIG.
  • the data is saved in the lease inverter database 215 (S209).
  • the user when the user installs the inverter 10 received from the leasing company and connects to the communication network 17, the user mainly performs network settings such as an IP address (S300).
  • the inverter 10 has a function of communicating from the PC 18 using a Web browser, and the user designates the IP address set by the inverter 10 from the PC 18 and logs in to the inverter 10 (S301).
  • the inverter 10 requests the user to input a setting ID and a setting PASS, and the user inputs the setting ID and the setting PASS received at the time of lease application from the PC 18 (S302).
  • the inverter 10 transmits the input setting ID and setting PASS to the management server 21, and the management server 21 confirms the consistency of the setting ID and setting PASS with the database (S400), and sends the result to the inverter 10 and the individual.
  • a number is requested (S401).
  • the inverter 10 When the inverter 10 receives that the setting ID and the setting PASS are matched from the management server, the inverter 10 transmits the individual number stored in the inverter 10 to the management server 21 (S303).
  • the management server 21 confirms whether the received individual number matches the individual number stored in the database by linking to the setting ID (S402), transmits confirmation success / failure, and requests settlement method information (S403). ).
  • the inverter 10 receives the result of matching the individual number from the management server 21 and requests the user to input settlement information on the Web browser.
  • the inverter 10 transmits the payment information input to the management server 21 (S304).
  • the management server 21 When the management server 21 receives the settlement information (S404), the management server 21 transmits information reception completion to the inverter 10.
  • the inverter 10 requests the management server 21 to transmit an operation permission code after the information on completion of payment information reception from the management server 21.
  • the management server 21 requested to transmit the operation permission code retrieves the operation permission code associated with the individual number from the database, and transmits the operation permission code to the inverter 10 (S405).
  • the inverter 10 receives the operation permission code received from the management server 21, and after confirming that the operation permission code stored in advance matches, the inverter 10 shifts to a mode for receiving an operation command (S305). Furthermore, the charging process setting of the inverter is completed by displaying that the inverter setting related to the charging is completed on the Web browser operated by the user on the PC 18.
  • This procedure shows the internal processing of the control unit 14 and the management server 21 of the inverter 10 and the flow of data between the inverter 10 and the management server 21.
  • a control system in the control unit 14 in the inverter 10 includes a clock indicating the current time, an output current Io of the inverter, a current time product Ci, a current product Sc, a charge amount Co, a current.
  • the product calculation start time ts and the current product calculation final time tn are provided as variables.
  • step S500 of FIG. 6 for example, an interrupt timing for detecting a current is set for each current detection period ⁇ ti, and a current product calculation process is performed each time a current detection interrupt occurs (S501).
  • a current product calculation process is performed each time a current detection interrupt occurs (S501).
  • the phase currents Iu and Iw of the inverter are detected.
  • the output current Io of the inverter is calculated based on the phase currents Iu and Iw. Since the calculation method of the output current Io is publicly known, the description is omitted in the text.
  • the current detection interrupt timing is entered at time t1, and the output current Io (t1) at time t1 is calculated from the detected phase currents Iu and Iw.
  • the product of the calculated output current Io (t1) and the current detection period ⁇ ti is defined as a current-time product Ci (t1) at time t1.
  • the current product Sc (t1 ⁇ ti) is calculated.
  • time t1 is input as current product calculation final time tn.
  • the current product calculation start time ts is input with the time when the current product calculation is started.
  • the current product can be obtained by calculating the current time product from the phase current at each current detection interrupt timing for each period ⁇ ti and adding the current time product as needed. That is, the current product that is the current-time integral value is obtained by time-integrating the output current value obtained from each phase current value.
  • the billing fee is calculated by billing interrupt processing (S502).
  • a charging interruption period ⁇ tc is set.
  • the charging interruption cycle can be set to a payment cycle of pay-per-use charging such as one month.
  • the product of the current product Sc held at that time and the charging reference value which is unit price data for each unit current product set and held in advance is calculated.
  • the billing fee is calculated (S503).
  • the charging reference value, which is unit price data is set at the time of shipping the inverter as described above, but can also be set from the management server 21 via the communication network 17.
  • the inverter 10 After calculating the charging fee, the inverter 10 uses the individual number, charging fee, current product, current product calculation start time as the charging fee calculation start time, and current product calculation as the charging fee calculation current time as charging information to the management server 21.
  • the current time and the like are transmitted (S504).
  • the billing information may include a part of the billing information instead of all of the above.
  • the destination for transmitting the billing information is provided with setting means in the inverter 10. In this way, the billing information is periodically transmitted from the inverter 10 to the management server 21 at the billing interrupt cycle ⁇ tc.
  • the inverter 10 executes the post-reception confirmation process after confirming that the management server 21 has received the billing information (S505).
  • the post-reception confirmation processing means that the transmitted charging fee, current product, current product operation start time, and current product operation end time are stored as transmitted data in the storage area in the inverter 10, and then the current product is again processed.
  • the current time product Ci, current product Sc, and charge amount Co which are variables, are cleared to zero.
  • the current product calculation start time ts and the current product calculation final time tn are replaced with the time when the variable is cleared to zero.
  • Storing the transmitted data in the inverter 10 enables the user to check the charging fee and the current product by logging in the inverter 10 with a web browser.
  • the charging information is transmitted from the inverter 10 to the management server 21 and the reception completion signal cannot be received, it is desirable to repeat the transmission a certain number of times and try transmission. If reception is not completed even after repeated transmissions, it is desirable that the procedure be such that it can be executed again after a while.
  • the life of the inverter 10 is determined from the transmitted billing information (S605).
  • the life determination for example, the current product transmitted from the inverter 10 is cumulatively added, and when a certain threshold is exceeded, it is determined that the inverter is near the end of its life, and processing for arranging an alternative (not shown) is executed.
  • processing for arranging an alternative (not shown) is executed.
  • a reference use limit value in the current product may be provided, and a time until the use limit may be predicted from a tendency of the current product from the billing data, and the replacement time may be issued.
  • the feature of this embodiment is that lease charging is performed based on the current-time integral value of the output current of the inverter. Further, the calculation by the inverter main body has an effect that the user can check the charging fee stored in the inverter without accessing the management server. Also, the current-time integral value is proportional to the life of the smoothing capacitor and power module of the inverter, so by checking the current-time integral value, the leasing company can easily grasp the life of the leased inverter and the life of the inverter It is possible to automatically determine that the vehicle is close and distribute the substitute to the user at an appropriate time.
  • the operation permission code can be set in the inverter and the operation permission control of the inverter can be performed from the management server, there is no need for the leasing company to dispatch personnel to the user, and the fee is not withdrawn as a lease inverter.
  • the current square time integral value as a basis for charging and life determination instead of the current product described above. That is, it calculates the product of the current square time integral value of the output current value obtained from each phase current value and the charging reference value that is unit price data for each unit current square time integral value that is set and held in advance. Thus, the billing fee is calculated.
  • the life of components in the inverter is proportional to the square of current, it is desirable to make a determination based on the square of current.
  • the lease inverter directly communicates with the management server.
  • an intermediate management server is prepared, and only the intermediate management server is connected to a plurality of lease inverters and communication lines, and further collects billing information.
  • the communication line with the public communication network 19 can be simplified, and the lease inverter is directly connected to the public communication network 19. Therefore, it is possible to prevent an attack through the communication line from the public communication network, and it is possible to improve the information security of the lease inverter.
  • current product information may be sent from the inverter side to the server side, and the server side may perform the billing calculation.
  • the present embodiment is a power conversion device management system including a power conversion device, a management server, and a communication network that connects the power conversion device and the management server.
  • a current detection unit that detects a phase current and a communication unit that communicates with the management server via a communication network.
  • the management server is based on the charge calculated from the phase current of the main circuit detected by the current detection unit.
  • a charging processing unit that performs a charging procedure is provided.
  • the power conversion device includes a charging calculation unit that calculates a charging fee, and transmits the charging information including the charging fee to the management server via the communication network by the communication unit.
  • the management server transmits the charging information via the communication network.
  • the charging processing unit performs the charging procedure.
  • a power conversion device for driving an electric motor comprising a main circuit configured by a power device, a control unit for controlling the main circuit, and a current detection unit for detecting a phase current of the main circuit
  • the control unit Includes a communication unit that communicates with the management server via a communication network, a motor control unit that outputs a drive signal for driving the main circuit, an output current calculation unit that obtains an output current value from the phase current, and an output current value as a time.
  • An integrated current product is obtained, and a charging operation unit is provided for calculating a charging fee based on the current product.
  • the voltage conversion means is not provided in the power converter, which simplifies the system, and the charging fee is charged by the total amount of output current of the power converter and charges a fee linked to the life of the power converter. be able to.

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Abstract

従量課金制の電力変換器を提供するために、製品寿命を鑑みた課金システムを提供する。　上記目的を達成するために、電力変換装置と、管理サーバと、電力変換装置と管理サーバを接続する通信ネットワークを備えた電力変換装置管理システムであって、電力変換装置は、主回路の相電流を検出する電流検出部と、通信ネットワークを介して管理サーバと通信する通信部とを備え、管理サーバは、電流検出部で検出した主回路の相電流から演算した課金料金をもとに課金手続きを行う課金処理部を備える構成とする。

Description

電力変換装置および電力変換装置管理システム
　本発明は、従量課金制サービス用の電力変換装置および電力変換装置管理システムに関する。
　ファン、ポンプの動力として誘導モータ等の電動機を駆動する汎用インバータを代表とする電力変換装置の従量課金制サービスとして、特開２００５－１９８４３１号公報（特許文献１）に記載の技術がある。この特許文献１には、「電動機を含む対象負荷設備に導入し該電動機の制御運転を行うインバータ装置において、該インバータ装置導入前の上記対象負荷設備の消費電力データを推定演算する手段、および上記電動機のインバータ制御運転データを演算し、該インバータ制御運転データと上記推定演算された消費電力データとに基づいて両者の消費電力差による省消費電力に応じたメリット料金データを演算する手段を有した演算処理部と、上記メリット料金データを出力する出力部とを備えたことを特徴とするインバータ装置」が記載されている。
特開２００５－１９８４３１号公報
　特許文献１では、インバータ装置の課金情報の基準となる消費電力を得るため、カレントトランスに代表される電流検出手段や、電圧検出変圧器（VT）に代表される電圧検出手段を別個設けることを前提としている。しかしながら、従量課金制のインバータ装置を提供するに当たり、別個の電流検出手段や電圧検出手段を設けることは、インバータ装置の提供側及びユーザにとって追加費用が発生し、従量課金料金の上昇を招く。
　また、消費電力はモータ電流と必ずしも比例することはなく、例えば、電動機に誘導モータを適用した場合、モータ停止中でもロックトルクを発生させるため低い電圧で電流を流す場合があり、その分少なくとも消費電力が発生する。
　また、電力変換器の寿命を短くする要因のひとつとして、電力変換装置の出力電流が挙げられる。しかし、特許文献１においては、課金情報に電流値の大小を考慮していない。
　本発明の目的は、課金のための構成を簡略化し、電力変換器の寿命に考慮した従量課金制の電力変換装置および電力変換装置管理システムを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げるならば、電力変換装置と、管理サーバと、電力変換装置と管理サーバを接続する通信ネットワークを備えた電力変換装置管理システムであって、電力変換装置は、主回路の相電流を検出する電流検出部と、通信ネットワークを介して管理サーバと通信する通信部とを備え、管理サーバは、電流検出部で検出した主回路の相電流から演算した課金料金をもとに課金手続きを行う課金処理部を備える構成とする。
　本発明によれば、課金のための構成を簡略化でき、電力変換器の寿命に連動した料金を課すことができる。
実施例における電力変換装置管理システムの概略構成図である。 実施例における電力変換装置内の制御部の概略構成図である。 実施例における管理サーバの概略構成図である。 実施例におけるリース手続き手順を示すフローチャートである。 実施例におけるインバータ設定手続き手順を示すフローチャートである。 実施例における課金手順を示すフローチャーである。
　以下、本発明による電力変換装置及び管理システムの実施例について、図を用いて説明する。
　図１は、本実施例における電力変換装置管理システムにおける各機器の接続状態を示した構成図である。ただし、本発明は、これらの形態に限定されるものではない。
　図１においては、電力変換装置の一例として、外部交流電圧源を直流電圧に整流し、その直流電圧を、パワーデバイスで構成するスイッチング回路で実施するPWM制御で交流電圧に変換して出力する汎用インバータを想定し、以下の説明において電力変換装置をインバータと呼称する。また、本実施例では、インバータのリース契約から課金までの構成を示す。
　図１におけるインバータ１０は、図示しない外部電源の供給を受けて、IGBT等のパワーデバイスで構成する主回路１１の３相出力軸からモータ１２へ交流電圧が印加され、モータ１２の出力軸には例えば負荷としてファン１３を連結している。インバータ１０の主回路１１は、インバータ１０に内蔵する制御部１４からスイッチング制御される。さらに、インバータ１０は、主回路出力３相の内、２相の出力部に内蔵する電流検出部である電流センサ１５、１６を備え、電流センサ１５、１６の信号出力は制御部１４に入力されインバータ１０の制御等に利用される。図１では電流センサを出力相に設定しているが、主回路の直流部の電流を検出する方法でもかまわない。
　インバータ１０は、通信ネットワーク１７と接続され、通信ネットワークを介して外部装置と通信可能な構成をしている。通信ネットワーク１７は、例えば生産工場内部における通信回線であり、TCP/IPプロトコル等の標準通信方式に準拠したLANである。
　通信ネットワーク１７は図示しない通信中継機器を介して公衆通信ネットワーク１９と接続されている。インバータ１０をリース供給するリース会社が所有または管理する管理サーバ２１は、公衆通信ネットワーク１９と接続される。公衆通信ネットワーク１９は、例えばインターネット網である。管理サーバ２１は公衆通信ネットワーク１９から通信ネットワーク１７を経由してインバータ１０と通信回線が接続されており、管理サーバ２１とインバータ１０間の通信は可能な構成としている。通信ネットワーク１７には、ＰＣ１８が接続されており、インバータ１０及び管理サーバ２１との間で通信できるようにする。
　インバータ１０は、ユーザがリース会社からリースしたものであり、管理サーバ２１は、リース会社の所有または管理物である。ＰＣ１８は、主にユーザがインバータ１０の設定等を実行したりモニタするためのコンピュータである。
　図２に制御部１４の概略構成図を示す。図２において、電流センサ１５、１６からの相電流信号はインバータ出力電流演算部１４０でインバータ出力電流が演算され、モータ制御部１４１を介してインバータ１０本体の制御機能を構成する。また、通信機能部１４２を備え、インバータ１０において、通信ネットワーク１７を介した通信をつかさどる。また、後述する課金情報を演算する課金情報演算部１４３を有する。このように、制御部１４は、インバータ１０本体の制御機能に加えて、インバータ１０のIPアドレス等のネットワーク接続設定をユーザが設定可能とし、Ｗｅｂサーバ機能を備え、通信ネットワーク１７に接続されたＰＣ１８に搭載するＷｅｂブラウザを使用して、ユーザは、制御部１４へアクセス可能とする。さらに、制御部１４は、制御部１４に備えるＷｅｂサーバ機能にリンクするプログラムから管理サーバ２１と通信する機能を有する。
　図３に管理サーバ２１の概略構成図を示す。図３において、管理サーバ２１は、インバータ１０間の通信機能を備えるとともに、汎用インバータのリース受付、課金処理まで実行する機能を備える。すなわち、通信機能部２１０、リース受付処理部２１１、登録処理部２１２、課金処理部２１３、決済処理部２１４、及び、データベース２１５を備えている。
　以下、図４から図６の手順フローチャートを用いて、管理サーバ２１およびインバータ１０が備える機能について説明する。なお、以下の説明において、インバータ１０が通信ネットワーク１７を介して外部機器と通信するとは、インバータ１０が備える制御部１４が通信していることを意味している。
　まず、図４を用いて、本実施例におけるリース会社とインバータユーザ間のリース申し込み手順について説明する。ユーザは、公衆通信ネットワーク１９に接続できるコンピュータ端末等を利用してリース会社の管理サーバ２１と通信しながら、リース申し込みを実施する。具体的な通信方法は、公衆通信ネットワーク１９が公衆インターネット網であることから、コンピュータ端末上のＷｅｂブラウザを使用しながら、管理サーバ２１のリース申し込みＷｅｂサイトにアクセスするのが望ましい。
　図４において、まず、ステップＳ１００でユーザがリース申し込みをすると、管理サーバ２１は、Ｓ２００で申し込みを受信し、管理サーバ２１はユーザに対し、型式を例とする希望リース機種情報およびユーザの法人名や住所、メール連絡先等のユーザ情報のデータ入力を要求し（Ｓ２０１）、ユーザはコンピュータ端末でデータ入力する（Ｓ１０１）。
　管理サーバ２１は、入力されたデータを受信し（Ｓ２０２）、入力された希望リース機種情報から、当該インバータの在庫を確認し（Ｓ２０３）、在庫確保後、後ほど説明するインバータの設置手順で使用する設定用ＩＤと設定用ＰＡＳＳを管理サーバで作成する。設定用ＩＤ、設定用ＰＡＳＳは、ユーザへリース品の送付予定の通知とともに、ユーザへ伝達する（Ｓ２０４）。伝達する方法は、Ｗｅｂブラウザ上で表示させるか、あるいはe－mail等で送信することが望ましい。
　管理サーバ２１は、リースするインバータに設定する動作許可コードを生成（Ｓ２０５）した後、課金基準値等の設定値を作成し（Ｓ２０６）、図示しない出荷管理手配システムに対し、動作許可コード、課金基準値、リース管理のための管理サーバのＩＰアドレスのインバータ本体への設定およびユーザへリースインバータの送付依頼等の出荷手配を行い（Ｓ２０７）、出荷管理手配システムから当該インバータの個体番号を受信する（Ｓ２０８）。ユーザはＳ１０３でインバータを受け取る。
　本実施例におけるリース用インバータは、出荷状態においてインバータの主回路が動作しないモードに固定され、動作許可コードを通信ネットワーク経由で管理サーバが当該インバータへ入力しない限り、インバータが動作しないようにする。
　また、リース用インバータに設定する課金基準値は、例えば、Ah単位の課金基準値を設定し、インバータ内で課金料金を演算することを可能とする。
　管理サーバは、図３で示した登録処理部２１２により、受信したインバータの個体番号とともに、前記ユーザ情報、設定用ID、設定用PASS、動作許可コード、ユーザ課金先を管理サーバの内部又は外部のリースインバータ用のデータベース２１５に保存する（Ｓ２０９）。
　次に、図５を用いて、本実施例におけるユーザのインバータ設定手順についてインバータ１０およびリース会社の管理サーバ２１の動作を踏まえながら説明する。
　図５において、ユーザは、リース会社から受け取ったインバータ１０を設置し、通信ネットワーク１７に接続すると主に、ＩＰアドレス等のネットワーク設定を実施する（Ｓ３００）。インバータ１０には、ＰＣ１８からＷｅｂブラウザを用いて通信する機能を備え、ユーザはＰＣ１８からインバータ１０の設定したＩＰアドレスを指定しインバータ１０に通信ログインする（Ｓ３０１）。
　インバータ１０はユーザに設定ＩＤ、及び設定ＰＡＳＳの入力を要求し、ユーザは、ＰＣ１８からリース申し込み時に受け取った設定ＩＤ及び設定ＰＡＳＳを入力する（Ｓ３０２）。インバータ１０は管理サーバ２１へ前記入力された設定ＩＤ、設定ＰＡＳＳを送信し、管理サーバ２１は設定ＩＤ及び設定ＰＡＳＳをデータベースとの整合性を確認し（Ｓ４００）、結果をインバータ１０へ送るとともに個体番号を要求する（Ｓ４０１）。
　インバータ１０は、管理サーバより、設定ＩＤ、設定ＰＡＳＳが整合したことを受けると、インバータ１０に保存された個体番号を管理サーバ２１へ送信する（Ｓ３０３）。管理サーバ２１は、受信した個体番号がデータベース上で、設定ＩＤにリンクして保存された個体番号と一致するか確認し（Ｓ４０２）、確認成否を送信するとともに、決済方法情報を要求する（Ｓ４０３）。
　インバータ１０は、管理サーバ２１より個体番号が整合した結果を受けて、ユーザに対し、決済情報の入力をＷｅｂブラウザ上で要求する。ユーザがＰＣ１８から決済用口座番号や口座名義人等の決済情報を入力すると、インバータ１０は、管理サーバ２１へ入力された決済情報を送信する（Ｓ３０４）。
　管理サーバ２１は、決済情報を受信すると（Ｓ４０４）、インバータ１０へ情報受け取り完了を送信する。インバータ１０は、管理サーバ２１から決済情報受け取り完了の情報の後、管理サーバ２１へ、動作許可コードの送信を依頼する。動作許可コードの送信を依頼された管理サーバ２１は、データベースから個体番号に付随した動作許可コードを取り出し、インバータ１０へ動作許可コードを送信する（Ｓ４０５）。
　インバータ１０は、管理サーバ２１から受信した動作許可コードを受け取り、あらかじめ保存してある動作許可コードが一致することを確認できた後、インバータ１０は動作指令を受け付けるモードに移行する（Ｓ３０５）。さらに、ユーザがＰＣ１８上で動作させているＷｅｂブラウザ上で、課金に関するインバータ設定が完了したことを表示させることで、インバータの課金処理設定は終了する。
　なお、図５に特に示していないが、設定ＩＤや個体番号が一致しないときは、インバータ１０の制御処理の中で数回管理サーバへの問い合わせを繰り返す処理を入れ、繰り返し処理後も一致しない場合は、インバータ設定に利用しているＷｅｂブラウザ上にデータが一致しないことを示し、ユーザがリース会社へ問い合わせることを促すように指示することが望ましい。
　次に、図６を用いて、本実施例における課金処理方法の手順について説明する。本手順は、インバータ１０の制御部１４及び管理サーバ２１の内部処理及びインバータ１０と管理サーバ２１間のデータの流れを示すものである。
　まず、インバータ１０における課金処理について説明する。本実施例において、課金処理するために、インバータ１０における制御部１４内の制御系に、現在時刻を示す時計と、インバータの出力電流Io、電流時間積Ci、電流積Sc、課金額Co、電流積演算開始時刻ts、電流積演算最終時刻tnを変数として備える。
　図６のステップＳ５００において、例えば電流検出する割り込みタイミングが電流検出周期△ti毎に設定されており、電流検出割り込みが発生するたびに、電流積の演算処理を行う（Ｓ５０１）。電流積の演算のために、まず、インバータの相電流Iu，Iwを検出する。インバータの相電流Iu，Iwを検出後、相電流Iu，Iwを元にインバータの出力電流Ioを算出する。出力電流Ｉoの算出方法は公知であるので、本文では説明を省略する。
　電流積を演算する手順を以下説明する。動作開始して、時刻ｔ１に電流検出割り込みタイミングが入り、検出した相電流Iu，Iwから時刻ｔ１における出力電流Io（t1）を算出する。算出した出力電流Io(t1)と電流検出周期△tiの積を時刻t1における電流時間積Ci(t1)とする。前記電流時間積Ci(t1)に、前回の電流検出割り込みタイミングまでに算出した電流時間積の合計値である電流積Sc(t1－△ti)を加算することで、時刻t1における電流積Sc(t1)が算出される。
　このとき、電流積の電流積演算最終時刻tnに時刻t1を入力する。また、電流積演算開始時刻tsは、電流積の演算を開始した時刻を入力することとする。
　以上のように周期△tiごとの電流検出割り込みタイミングごとに相電流から電流時間積を演算し、電流時間積を随時加算することで電流積を求めることができる。すなわち、各相電流値から求める出力電流値を時間積分することで電流時間積分値である電流積を求める。
　次に、課金料金の計算手順及び管理サーバ２１への送信手順について説明する。
　課金料金は、課金割り込み処理で演算する（Ｓ５０２）。そのために、課金割り込み周期△tcが設定される。課金割り込み周期は例えば、一ヶ月といった従量課金の決済周期にあわせることができる。
　インバータ１０の制御系に課金割り込みが発生すると、その時点で保持されている電流積Scと、あらかじめ設定されて保持されている単位電流積毎の単位価格データである課金基準値との積を算出することで、課金料金を演算する（Ｓ５０３）。なお、単位価格データである課金基準値は、先に記述したようにインバータ出荷時に設定されるが、通信ネットワーク１７を介して管理サーバ２１から設定することも可能である。
　課金料金を演算後、インバータ１０は、管理サーバ２１へ課金情報として、個体番号、課金料金、電流積、課金料金演算開始時刻である電流積演算開始時刻、課金料金演算現在時刻である電流積演算現在時刻等を送信する（Ｓ５０４）。ここで、課金情報は、上記した全てではなく、その一部を含んでいても良い。また、課金情報を送信するあて先はインバータ１０に設定手段を備えている。このように、課金情報は、課金割り込み周期△tcでインバータ１０から定期的に管理サーバ２１へ送信される。
　インバータ１０は、管理サーバ２１が前記課金情報の受け取りを完了したことを確認後、受信確認後処理を実行する（Ｓ５０５）。ここで受信確認後処理とは、送信済みの課金料金、電流積、電流積演算開始時刻、電流積演算最終時刻をインバータ１０内の記憶領域に送信済みデータとして保存し、その後、再び、電流積演算を開始するため、変数である、電流時間積Ci、電流積Sc、課金額Co、をゼロクリアする。さらに、前記変数をゼロクリアした時刻を持って、電流積演算開始時刻tsと電流積演算最終時刻tnを置き換える。
　前記送信済みデータをインバータ１０に保存することで、ユーザは、Webブラウザでインバータ１０をログインすることで、課金料金や、電流積を確認することが可能になる。
　図示していないが、インバータ１０から管理サーバ２１へ課金情報を送信して、受信完了の信号を受信できない場合は、ある程度の回数繰り返し、送信を試みるのが望ましい。繰り返し送信を実施しても、受信完了を得られない場合は、時間をおいて再度実行できるような手順にするのが望ましい。
　次に、管理サーバ２１での課金料金の決済について説明する。図３に示す通信機能部２１０によりインバータ１０から課金情報を受信すると、課金情報の個体番号が、管理サーバのデータベース２１５と一致することを確認後、受信完了をインバータ１０へ送信する（Ｓ６００）。その後、Ｓ６０１で課金情報を登録し、課金処理割り込み（Ｓ６０２）により、課金処理部２１３により課金額演算を行い（Ｓ６０３）、管理サーバのデータベース２１５において、インバータ１０の個体番号にリンクして保存されている決済口座へ受信した課金料金を請求するように、決済システムへ情報を送信する（Ｓ６０４）。
　また伝送された課金情報から、インバータ１０の寿命判断を実施する（Ｓ６０５）。寿命判断は、例えば、インバータ１０から送信される電流積を累積で加算し、ある閾値を超えた場合は、インバータが寿命に近づいたとして、図示しない代替品手配の処理を実行する。寿命判定を管理サーバ２１で実施することで、リースインバータが寿命に近づいた場合は、速やかに代替品を送達することが可能となる。また、電流積における基準使用限界値を備え、課金データからの電流積の傾向から使用限界までの時刻を予測し、交換時期を発するようにしても良い。
　上記のように、本実施例の特徴は、インバータの出力電流の電流時間積分値をもとにリース課金を行う点である。また、インバータ本体で演算することで、ユーザは、管理サーバにアクセスせずに、インバータに保存され課金料金を確認できる効果がある。また、電流時間積分値は、インバータの平滑コンデンサやパワーモジュールの寿命に比例するので、電流時間積分値を確認することでリース会社は、リースしたインバータの寿命を容易に把握でき、インバータの寿命が近くなることを自動判定し、代替品を適切な時期でユーザへ配布することが可能になる。
　また、インバータに動作許可コードを設定し、管理サーバからインバータの動作許可制御できることから、リース会社が人員をユーザへ派遣する必要が無く、リース用インバータとして、料金を取りはぐれることが無い。
　また、本実施例の変形例として、課金および寿命判断の基準を、上記説明した電流積に代えて電流二乗時間積分値とすることも可能である。すなわち、各相電流値から求める出力電流値の電流二乗の時間積分値と、あらかじめ設定されて保持されている単位電流二乗時間積分値毎の単位価格データである課金基準値との積を算出することで、課金料金を演算する。インバータ内の部品寿命が電流二乗に比例するときは、電流二乗で判定するのが望ましい。
　また、上記ではリースインバータが直接管理サーバと通信する方法を示したが、例えば、中間管理サーバを準備し、前記中間管理サーバのみが複数のリースインバータと通信回線が接続され、さらに課金情報を収集し、前記管理サーバ２１へ中間管理サーバが課金情報を送信する形式をとることで、公衆通信ネットワーク１９との通信回線を単純化することができるとともに、前記リースインバータを公衆通信ネットワーク１９と直接接続しないことから、公衆通信ネットワークからの通信回線を通じた攻撃を防ぐことも可能なり、リースインバータの情報セキュリティを向上させることも可能である。
　また、インバータ側から電流積の情報をサーバ側に送って、サーバ側で課金演算しても良い。
　以上のように、本実施例は、電力変換装置と、管理サーバと、電力変換装置と管理サーバを接続する通信ネットワークを備えた電力変換装置管理システムであって、電力変換装置は、主回路の相電流を検出する電流検出部と、通信ネットワークを介して管理サーバと通信する通信部とを備え、管理サーバは、電流検出部で検出した主回路の相電流から演算した課金料金をもとに課金手続きを行う課金処理部を備える構成とする。
　また、電力変換装置は、課金料金を演算する課金演算部を備え、課金料金を含む課金情報を管理サーバへ通信部により通信ネットワークを介して伝達し、管理サーバは、課金情報を通信ネットワークを介して受信し、課金処理部で課金手続きを行うように構成する。
　また、電動機を駆動する電力変換装置であって、パワーデバイスで構成する主回路と、主回路を制御する制御部と、主回路の相電流を検出する電流検出部と、を有し、制御部は、通信ネットワークを介して管理サーバと通信する通信部と、主回路を駆動する駆動信号を出力するモータ制御部と、相電流から出力電流値を求める出力電流演算部と、出力電流値を時間積分した電流積を求め、電流積で課金料金を演算する課金演算部を有する構成とする。
　これにより、電力変換装置には電圧検出手段を設けないので、システムとして簡素になるとともに、課金料金は、電力変換装置の出力電流の総量で課金され、電力変換器の寿命に連動した料金を課すことができる。
　以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　１０：インバータ、１１：主回路、１２：モータ、１３：ファン、１４：制御部、１５，１６：電流センサ、１７：通信ネットワーク、１８：ＰＣ、１９：公衆通信ネットワーク、２１：管理サーバ

Claims (15)

  1. 　電力変換装置と、管理サーバと、前記電力変換装置と前記管理サーバを接続する通信ネットワークを備えた電力変換装置管理システムであって、
    　前記電力変換装置は、主回路の相電流を検出する電流検出部と、前記通信ネットワークを介して前記管理サーバと通信する通信部とを備え、
    　前記管理サーバは、前記電流検出部で検出した前記主回路の相電流から演算した課金料金をもとに課金手続きを行う課金処理部を備える、ことを特徴とする電力変換装置管理システム。
  2. 　請求項１に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記電力変換装置は、前記課金料金を演算する課金演算部を備え、前記課金料金を含む課金情報を前記管理サーバへ前記通信部により前記通信ネットワークを介して伝達し、
    　前記管理サーバは、前記課金情報を前記通信ネットワークを介して受信し、前記課金処理部で課金手続きを行うことを特徴とする電力変換装置管理システム。
  3. 　請求項２に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記課金演算部は、単位電流積毎の単位価格データを保持し、前記電力変換装置の各相電流値から求める出力電流値を時間積分した電流積を求め、該電流積と前記単位価格データとの積で前記課金料金を求めることを特徴とする電力変換装置管理システム。
  4. 　請求項２に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記課金演算部は、単位電流二乗時間積分値毎の単位価格データを保持し、前記電力変換装置の各相電流値から求める出力電流値の電流二乗を時間積分し電流二乗時間積分値を求め、該電流二乗時間積分値と前記単位価格データとの積で前記課金料金を求めることを特徴とする電力変換装置管理システム。
  5. 　請求項３または４に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記単位価格データは、前記通信ネットワークを介して前記管理サーバから設定できることを特徴とする電力変換装置管理システム。
  6. 　請求項３に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記課金情報は、前記課金料金と前記電力変換装置の個体番号と前記電流積または課金料金演算開始時刻または課金料金演算現在時刻を含むことを特徴とする電力変換装置管理システム。
  7. 　請求項４に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記課金情報は、前記課金料金と前記電力変換装置の個体番号と前記電流二乗時間積分値または課金料金演算開始時刻または課金料金演算現在時刻を含むことを特徴とする電力変換装置管理システム。
  8. 　請求項２に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記課金情報は、前記電力変換装置から定期的に前記管理サーバへ送信されることを特徴とする電力変換装置管理システム。
  9. 　請求項２に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記電力変換装置に前記課金情報を送信するあて先を設定する手段を備え、
    　前記管理サーバには前記電力変換装置の固有番号と顧客情報および顧客の課金先を登録する登録処理部を有することを特徴とする電力変換装置管理システム。
  10. 　請求項３に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記管理サーバには前記電流積における基準使用限界値を備え、前記課金情報からの前記電流積の傾向から前記基準使用限界値までの時刻を予測し、交換時期を発することを特徴とする電力変換装置管理システム。
  11. 　請求項４に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記管理サーバには前記電流二乗時間積分値における基準使用限界値を備え、前記課金情報からの前記電流二乗時間積分値の傾向から前記基準使用限界値までの時刻を予測し、交換時期を発することを特徴とする電力変換装置管理システム。
  12. 　請求項１に記載の電力変換装置管理システムであって、
    　前記電力変換装置に動作可否を決定する動作許可コードを設定し、前記管理サーバによる前記電力変換装置の動作可否を制御する機能を有することを特徴とする電力変換装置管理システム。
  13. 　電動機を駆動する電力変換装置であって、
    　パワーデバイスで構成する主回路と、
    　前記主回路を制御する制御部と、
    　前記主回路の相電流を検出する電流検出部と、を有し、
    　前記制御部は、通信ネットワークを介して管理サーバと通信する通信部と、
    　前記主回路を駆動する駆動信号を出力するモータ制御部と、
    　前記相電流から出力電流値を求める出力電流演算部と、
    　前記出力電流値を時間積分した電流積を求め、該電流積で課金料金を演算する課金演算部を有することを特徴とする電力変換装置。
  14. 　請求項１３に記載の電力変換装置であって、
    　前記課金演算部は、単位電流積毎の単位価格データを保持し、前記電流積と前記単位価格データとの積で前記課金料金を求めることを特徴とする電力変換装置。
  15. 　請求項１３に記載の電力変換装置であって、
    　前記課金演算部は、単位電流二乗時間積分値毎の単位価格データを保持し、前記出力電流値の電流二乗を時間積分し電流二乗時間積分値を求め、該電流二乗時間積分値と前記単位価格データとの積で前記課金料金を求めることを特徴とする電力変換装置。
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