JP2000009046A - Variable speed pump device - Google Patents

Variable speed pump device

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JP2000009046A
JP2000009046A JP10182515A JP18251598A JP2000009046A JP 2000009046 A JP2000009046 A JP 2000009046A JP 10182515 A JP10182515 A JP 10182515A JP 18251598 A JP18251598 A JP 18251598A JP 2000009046 A JP2000009046 A JP 2000009046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
control means
carrier frequency
inverter
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP10182515A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Hayashi
幹雄 林
Minoru Tomita
実 冨田
Yoshihisa Shimada
義久 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawamoto Pump Mfg Co Ltd
Original Assignee
Kawamoto Pump Mfg Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawamoto Pump Mfg Co Ltd filed Critical Kawamoto Pump Mfg Co Ltd
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable speed pump device in which both a noise of a motor and heat generation of the motor can be reduced. SOLUTION: This variable speed pump has an inverter control means 21b, an automatic startup/stop control means 21c, and a carrier frequency control means 21c. The inverter control means 21b controls an operation frequency of an electric motor which drives the pump. The automatic startup/stop control means 21c calculates the operation frequency of the pump according to an operation state of the pump, and outputs the calculated operation frequency to the inverter control means 21b, while the automatic startup/stop control means 21c automatically performs startup and stop of the pump. The carrier frequency control means 21c increases or decreases a carrier frequency to be outputted to the inverter control means 21b according to the magnitude of the operation frequency of the pump.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水源と水需要源と
の間に接続された給水ポンプの起動及び停止、回転数制
御を行う可変速ポンプ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable speed pump device for starting and stopping a water supply pump connected between a water source and a water demand source, and controlling the rotation speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】水源と水需要源との間に給水ポンプを接
続し、水需要源の需要状態あるいは起動スイッチの操作
状態に応じてポンプの回転数を制御したり、あるいはポ
ンプを起動、停止したりする可変速ポンプ装置が知られ
ている。
2. Description of the Related Art A water supply pump is connected between a water source and a water demand source to control the number of revolutions of the pump in accordance with the demand state of the water demand source or the operation state of a start switch, or to start and stop the pump. 2. Description of the Related Art A variable-speed pump device that performs an operation is known.

【0003】このような可変速ポンプ装置において、給
水ポンプの運転周波数を制御するインバータにポンプの
回転数を制御したり、ポンプの起動、停止を自動的に行
なう機能を持たせるようにしたものが、実開平6−76
665号公報により知られている。
In such a variable speed pump device, an inverter for controlling an operation frequency of a feed water pump is provided with a function of controlling the rotation speed of the pump and a function of automatically starting and stopping the pump. 6-76
No. 665 is known.

【0004】この公報の技術によれば、ポンプ運転中は
給水管5の圧力Hが目標圧力Htarに近付くように速
度信号fが制御される。ここで、速度信号fは、ポンプ
が定格周波数の何%で運転されているかを百分率で表し
ている。例えば、ポンプが定格周波数で運転されている
場合には、速度信号fは100%、ポンプが定格周波数
の70%で運転されている場合には、速度信号fは70
%とされる。
According to the technique of this publication, the speed signal f is controlled so that the pressure H of the water supply pipe 5 approaches the target pressure Htar during the operation of the pump. Here, the speed signal f represents the percentage at which the pump is operating at the rated frequency. For example, when the pump is operating at the rated frequency, the speed signal f is 100%, and when the pump is operating at 70% of the rated frequency, the speed signal f is 70%.
%.

【0005】つまり、給水管5の圧力信号Hが目標圧力
Htarより大きいかを判定し、「H>Htar」であ
ればインバータ21の出力周波数を減少させるように速
度信号fを制御し、「H<Htar」であればインバー
タ21の出力周波数を増大させるように速度信号fを制
御している。このようにして、ポンプ2の運転中は、客
先の水の使用が減少すると、インバータ21の出力周波
数も減少させ、逆に客先の水の使用が増大すると、イン
バータ21の出力周波数も増大させて必要な給水量も確
保するようにしている。
That is, it is determined whether the pressure signal H of the water supply pipe 5 is higher than the target pressure Htar, and if "H>Htar", the speed signal f is controlled so as to decrease the output frequency of the inverter 21 and "H" If <Htar ”, the speed signal f is controlled so as to increase the output frequency of the inverter 21. In this way, during the operation of the pump 2, when the use of customer water decreases, the output frequency of the inverter 21 also decreases. Conversely, when the use of customer water increases, the output frequency of the inverter 21 also increases. The required water supply is also ensured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
いては、インバータ21の出力周波数に応じて、ポンプ
2を駆動するモータ11に供給される単位時間当たりの
パルス数が増減させる。例えば、インバータ21からモ
ータ11に出力される単位時間当たりのパルス数を1万
数千個以上とすると、モータ11から発生する騒音の主
な周波数成分は十数kHz以上すなわち可聴域以上とな
るため、モータ11の運転音は静かな運転音になる。
As described above, conventionally, the number of pulses per unit time supplied to the motor 11 for driving the pump 2 is increased or decreased according to the output frequency of the inverter 21. For example, if the number of pulses per unit time output from the inverter 21 to the motor 11 is equal to or more than 10,000, the main frequency component of the noise generated from the motor 11 is not less than tens of kHz, that is, not less than the audible range. The operating noise of the motor 11 is a quiet operating noise.

【0007】しかし、単位時間当たりのパルス数が1万
数千個以上となると、そのスイッチング数に比例してス
イッチングの度に、ON/OFFのロスによる発熱も大
きく増大するため、省エネルギー運転を遂行することは
困難になっていた。
However, when the number of pulses per unit time is 10,000 or more, heat generation due to ON / OFF loss greatly increases in each switching in proportion to the number of switching, so that energy saving operation is performed. It was getting harder to do.

【0008】また、このように発熱によるロスを減少さ
せるために、大きな冷却ファンでモータ11を冷却しな
ければならなかった。そのため、冷却のためのコストが
増大していた。
In order to reduce the heat loss, the motor 11 must be cooled by a large cooling fan. Therefore, the cost for cooling has increased.

【0009】逆に、インバータ21からモータ11に出
力される単位時間当たりのパルスの数を1万数千個未満
とすると、モータ11から発生する騒音の周波数成分は
十数kHz以下、すなわち可聴域となるため、モータ1
1の運転音が増大して騒音が増大するという問題があ
る。
Conversely, if the number of pulses per unit time output from the inverter 21 to the motor 11 is less than 10,000, the frequency component of the noise generated from the motor 11 is less than tens of kHz, that is, in the audible range. Motor 1
There is a problem in that the driving noise increases due to an increase in the driving noise of No. 1.

【0010】つまり、従来においては、モータ11から
の発熱を低減させようとすると、モータ11からの騒音
が大きくなり、モータ11からの騒音を小さくしようと
すると、モータ11からの発熱が大きくなるという問題
があった。
That is, conventionally, the noise from the motor 11 increases when the heat from the motor 11 is reduced, and the heat from the motor 11 increases when the noise from the motor 11 is reduced. There was a problem.

【0011】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、モータからの騒音の低減及びモータか
らの発熱の低減とを両立することができる可変速ポンプ
装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a variable speed pump device which can reduce both noise from a motor and heat generation from a motor. is there.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の可変速ポ
ンプ装置は、可変速ポンプを駆動する電動機の運転周波
数を制御するインバータ制御手段と、上記ポンプの運転
状況に応じて上記ポンプの運転周波数を算出して上記イ
ンバータ制御手段に出力すると共に、上記可変速ポンプ
の起動及び停止を自動的に行なう自動発停制御手段と、
上記ポンプの運転周波数の大きさに応じて上記インバー
タ制御手段に出力するキャリア周波数を増減するキャリ
ア周波数制御手段とを具備したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a variable speed pump device, comprising: an inverter control means for controlling an operation frequency of an electric motor for driving the variable speed pump; Calculating and outputting the frequency to the inverter control means, and automatic start / stop control means for automatically starting and stopping the variable speed pump;
And a carrier frequency control means for increasing or decreasing the carrier frequency output to the inverter control means in accordance with the magnitude of the operating frequency of the pump.

【0013】請求項2記載の可変速ポンプ装置は、可変
速ポンプを駆動する電動機の運転周波数を制御するイン
バータ制御手段と、上記ポンプの運転状況に応じて上記
ポンプの運転周波数を算出して上記インバータ制御手段
に出力すると共に、上記可変速ポンプの起動及び停止を
自動的に行なう自動発停制御手段と、上記インバータ制
御手段の周囲温度に応じて上記インバータ制御手段に出
力するキャリア周波数を増減するキャリア周波数制御手
段とを具備したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable speed pump device for controlling an operation frequency of an electric motor for driving the variable speed pump, and calculating an operation frequency of the pump according to an operation state of the pump. Automatic start / stop control means for automatically starting and stopping the variable speed pump while outputting to the inverter control means, and increasing or decreasing the carrier frequency output to the inverter control means according to the ambient temperature of the inverter control means. And carrier frequency control means.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。図1は本考案の一実施の形
態に係わる可変速ポンプ装置の全体構成図である。図1
において、1は可変速ポンプである給水ポンプ2を駆動
するためのモ−タである。この給水ポンプ2の吸込み口
には吸込管3が接続され、その吐出口は流量センサ4が
配設された給水管5を介して各家庭の蛇口(図示しな
い)に接続される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a variable speed pump device according to an embodiment of the present invention. FIG.
In the figure, reference numeral 1 denotes a motor for driving a feed pump 2 which is a variable speed pump. A suction pipe 3 is connected to a suction port of the water supply pump 2, and a discharge port thereof is connected to a faucet (not shown) of each household via a water supply pipe 5 provided with a flow rate sensor 4.

【0015】上記ポンプ2の吐出口と流量センサ4間の
配管には給水管5の圧力を検出するための圧力センサ6
が配設されている。さらに、給水管5の流量センサ4の
直下流には圧力タンク7が配設されている。
A pressure sensor 6 for detecting the pressure of a water supply pipe 5 is provided in a pipe between the discharge port of the pump 2 and the flow sensor 4.
Are arranged. Further, a pressure tank 7 is disposed immediately downstream of the flow sensor 4 in the water supply pipe 5.

【0016】ところで、流量センサ4は給水管5を流れ
る流量が極小流量Qmin 以下になるとオフ信号を極小流
量Qmin より大きくなるとオン信号となる流量信号Qを
出力する。
By the way, the flow sensor 4 outputs a flow signal Q which becomes an off signal when the flow rate flowing through the water supply pipe 5 becomes equal to or less than the minimum flow rate Qmin and becomes an on signal when the flow rate becomes larger than the minimum flow rate Qmin.

【0017】また、圧力センサ6は給水管の圧力をアナ
ログ的に検出し、アナログの圧力信号Hを出力する。と
ころで、インバータ21はインバータ制御手段としての
主回路21bと、この主回路21bを制御する第1の制
御回路21aと、流量センサ4、圧力センサ6及び起動
スイッチ15からの信号を受けて第1の制御回路21a
に起動信号s、周波数信号f及びキャリア周波数fcを
出力する第2の制御回路21cとから構成されている。
この第2の制御回路21cには自動発停制御手段及びキ
ャリア周波数制御手段とを備えている。
The pressure sensor 6 detects the pressure of the water supply pipe in an analog manner, and outputs an analog pressure signal H. By the way, the inverter 21 receives a signal from the main circuit 21b as an inverter control means, a first control circuit 21a for controlling the main circuit 21b, a flow sensor 4, a pressure sensor 6, and a start switch 15 to receive a first signal. Control circuit 21a
And a second control circuit 21c that outputs a start signal s, a frequency signal f, and a carrier frequency fc.
The second control circuit 21c includes automatic start / stop control means and carrier frequency control means.

【0018】流量センサ4から出力される流量信号Qは
インバ−タ21の入力ポ−ト43aを介してCPU(中
央処理装置)42に取り込まれる。さらに、上記圧力セ
ンサ6から出力される圧力信号Hはインバ−タ21内の
A/D(アナログ/デジタル)変換器44を介してデジ
タル圧力信号に変換された後CPU42に取り込まれ
る。
A flow signal Q output from the flow sensor 4 is taken into a CPU (central processing unit) 42 through an input port 43a of the inverter 21. Further, the pressure signal H output from the pressure sensor 6 is converted into a digital pressure signal via an A / D (analog / digital) converter 44 in the inverter 21 and then taken into the CPU 42.

【0019】さらに、インバ−タ21には入力ポ−ト4
3bを備えており、給水ポンプ2を自動運転を指示する
起動スイッチ15のオン/オフ信号が入力ポ−ト43b
を介してCPU42に取り込まれる。CPU42には図
2のフローチャートに示すキャリア周波数を切り換える
キャリア周波数制御手段としてのキャリア周波数切換え
プログラム、図3のフローチャートに示す自動発停制御
手段としてのポンプの自動発停制御プログラム及び図4
のフローチャートに示すポンプの回転数制御プログラ
ム、各種フラグを記憶しているメモリ46が接続されて
いる。
Further, the input port 4 is connected to the inverter 21.
3b, an ON / OFF signal of the start switch 15 for instructing the water supply pump 2 to automatically operate is supplied to an input port 43b.
Via the CPU 42. The CPU 42 has a carrier frequency switching program as a carrier frequency control unit for switching the carrier frequency shown in the flowchart of FIG. 2, an automatic pump start / stop control program as an automatic start / stop control unit shown in the flowchart of FIG.
Is connected to a memory 46 for storing a pump speed control program and various flags shown in the flowchart of FIG.

【0020】さらに、CPU42には通信I/F(イン
タフェ−ス)47が接続され、この通信I/F47は第
1の制御回路21aのCPU22に接続される通信I/
F51に接続されている。通信I/F47と通信I/F
51間では起動信号S、速度信号f及びキャリア周波数
信号fcがシリアル伝送される。
Further, a communication I / F (interface) 47 is connected to the CPU 42. The communication I / F 47 is a communication I / F connected to the CPU 22 of the first control circuit 21a.
Connected to F51. Communication I / F 47 and Communication I / F
The start signal S, the speed signal f, and the carrier frequency signal fc are serially transmitted between 51.

【0021】ここで、速度信号fはモータ1を定格周波
数の何パーセントで駆動するかをfで指定している。例
えば、モータ1を定格周波数で駆動する場合には、速度
信号fとして100%が出力され、モータ1を定格周波
数の75%で駆動する場合には、速度信号fとして75
%が出力される。
Here, the speed signal f designates at what percentage of the rated frequency the motor 1 is driven by f. For example, when the motor 1 is driven at the rated frequency, 100% is output as the speed signal f. When the motor 1 is driven at 75% of the rated frequency, 75% is output as the speed signal f.
% Is output.

【0022】第1の制御回路21aのCPU22はイン
バ−タ制御を行うプログラムが記憶されているメモリ2
6、ドライバ27が接続される。さらに、CPU22に
は、ドライバ27が接続されている。このドライバ27
を介してオン/オフ信号が主回路21bに出力される。
つまり、主回路21bにおいて、交流電源はダイオ−ド
よりなる整流器31及びコンデンサ32を介して整流さ
れ電力トランジスタ33のコレクタに接続され、そのベ
−スには上記ドライバ27からのオン/オフ信号が入力
されている。そして、電力トランジスタ33のエミッタ
はモ−タ1に接続される。つまり、インバ−タ21は入
力される速度信号fに応じた周波数の電力を電力トラン
ジスタ33を介してモ−タ1に出力する。
The CPU 22 of the first control circuit 21a is a memory 2 in which a program for performing inverter control is stored.
6. The driver 27 is connected. Further, a driver 27 is connected to the CPU 22. This driver 27
An on / off signal is output to the main circuit 21b via the.
That is, in the main circuit 21b, the AC power supply is rectified through the rectifier 31 and the capacitor 32 and connected to the collector of the power transistor 33. The base of the AC power supply receives the on / off signal from the driver 27. Has been entered. The emitter of the power transistor 33 is connected to the motor 1. That is, the inverter 21 outputs power of a frequency corresponding to the input speed signal f to the motor 1 via the power transistor 33.

【0023】ところで、電力トランジスタ33を高速に
オン/オフすると、図8に示す実線のような近似正弦波
形が出力される。そして、周期Tを変化させると、電力
トランジスタ33から出力される出力電力の周波数が変
化し、パルス幅Wを変化させると電力トランジスタ33
の出力電力の電圧実効値が変化する。
When the power transistor 33 is turned on / off at a high speed, an approximate sine waveform as shown by a solid line in FIG. 8 is output. When the period T is changed, the frequency of the output power output from the power transistor 33 changes, and when the pulse width W is changed, the power transistor 33 changes.
The effective voltage value of the output power changes.

【0024】次に、上記ように構成された本発明の一実
施の形態の動作について図2乃至図4のフロ−チャ−ト
を参照しながら説明する。まず、CPU42は入力ポ−
ト23b′を介して入力される起動スイッチ15のオン
/オフ状態を判定、つまり起動スイッチ15がオンであ
るかを判定する(ステップS1)。この判定で、起動ス
イッチ15がオフであれば通信I/F47を介して起動
信号Sが“0”として出力され、ポンプ2を停止する処
理がなされる(ステップS2)。
Next, the operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. First, the CPU 42 sets the input port
The on / off state of the start switch 15 input through the switch 23b 'is determined, that is, whether the start switch 15 is on (step S1). In this determination, if the start switch 15 is off, the start signal S is output as "0" via the communication I / F 47, and a process of stopping the pump 2 is performed (step S2).

【0025】一方、上記ステップS1の判定で起動スイ
ッチ15がオンされていると判定した場合には、図4に
示すように自動発停制御が実行される。以下、図4のフ
ロ−チャ−トを参照しながら自動発停制御について説明
する。まず、メモリ26に設定されている運転フラグを
参照してポンプ2が運転しているかを判定する(ステッ
プS11)。このステップS11の判定で「YES」、
ポンプ2は運転中であると判定されると、流量センサ4
により検出される給水管5を流れる流量が極小流量Qmi
n 以下であるかを判定する(ステップS12)。ここ
で、構成のところで説明したように、流量センサ4は給
水管5を流れる流量が極小流量Qmin 以下になるとオフ
信号を出力するので、CPU42は入力ポ−ト43a′
にそのオフ信号が入力されているかを判定している。そ
して、ステップS12の判定で「YES」と判定された
場合には、客先の水の使用が減少したと判定し、ポンプ
2を停止する処理を行う(ステップS13)。
On the other hand, if it is determined in step S1 that the start switch 15 is ON, the automatic start / stop control is executed as shown in FIG. Hereinafter, the automatic start / stop control will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it is determined whether the pump 2 is operating with reference to the operation flag set in the memory 26 (step S11). “YES” in the determination of this step S11,
If it is determined that the pump 2 is operating, the flow sensor 4
Is the minimum flow Qmi flowing through the water supply pipe 5 detected by
It is determined whether it is equal to or less than n (step S12). Here, as described in the configuration, the flow rate sensor 4 outputs an off signal when the flow rate flowing through the water supply pipe 5 becomes equal to or less than the minimum flow rate Qmin, so that the CPU 42 sets the input port 43a '.
It is determined whether or not the off signal is input to the. And when it determines with "YES" in the determination of step S12, it determines that the use of the water of the customer has decreased, and performs the process of stopping the pump 2 (step S13).

【0026】ところで、前述したステップS11で「N
O」、つまりポンプが停止中であると判定された場合に
は、圧力信号Hが所定圧力Hmin 以下であるか判定され
る(ステップS14)。ポンプ2が停止している間は、
圧力タンク7により給水が行われるわけであるが、ポン
プ2が停止中に給水が行われると、給水管5の圧力が下
がり、圧力信号Hが所定圧力Hmin 以下になることがあ
る。
By the way, in step S11 described above, "N
O ", that is, when it is determined that the pump is stopped, it is determined whether the pressure signal H is equal to or lower than a predetermined pressure Hmin (step S14). While pump 2 is stopped,
Water is supplied by the pressure tank 7. However, if water is supplied while the pump 2 is stopped, the pressure of the water supply pipe 5 may decrease, and the pressure signal H may become lower than the predetermined pressure Hmin.

【0027】CPU12は「H≦Hmin 」を判定する
と、ポンプ2を起動する起動信号Sを出力する(ステッ
プS15)。この時、運転フラグはセットされているの
で、再度ステップS11の判定に到達した時には、「Y
ES」と判定されて、ステップS12の判定に進み、給
水管5を流れる流量が極小流量Qmin より大きい状態
(つまり、ステップS12で「NO」)である限り、ポ
ンプ運転中は給水管5の圧力Hが目標圧力Htar に近付
くようにインバ−タ21の速度信号fが制御される。
When determining that "H≤Hmin", the CPU 12 outputs a start signal S for starting the pump 2 (step S15). At this time, since the operation flag is set, when the determination of step S11 is reached again, “Y
ES ”and proceeds to the determination of step S12. As long as the flow rate flowing through the water supply pipe 5 is larger than the minimum flow rate Qmin (that is,“ NO ”in step S12), the pressure of the water supply pipe 5 during the pump operation is increased. The speed signal f of the inverter 21 is controlled so that H approaches the target pressure Htar.

【0028】つまり、給水管5の圧力信号Hが目標圧力
Htar より大きいかを判定し(ステップS16)、「H
>Htar 」であればインバ−タ21の速度信号fを減少
させるようにドライバ27から電力トランジスタ33に
出力するオン/オフ信号を可変制御し、「H<Htar 」
であればインバ−タ21の速度信号fを増大させるよう
にドライバ27から電力トランジスタ33に出力するオ
ン/オフ信号を可変制御している。このようにして、ポ
ンプ2の運転中は、客先の水の使用が減少すると、イン
バ−タ21の出力周波数も減少させ、逆に客先の水の使
用が増大すると、インバ−タ21の出力周波数も増大さ
せて必要な給水量を確保するようにしている。
That is, it is determined whether the pressure signal H of the water supply pipe 5 is higher than the target pressure Htar (step S16).
If> Htar, the on / off signal output from the driver 27 to the power transistor 33 is variably controlled so as to reduce the speed signal f of the inverter 21, and "H <Htar".
If so, the on / off signal output from the driver 27 to the power transistor 33 is variably controlled so as to increase the speed signal f of the inverter 21. In this way, during the operation of the pump 2, when the use of water at the customer decreases, the output frequency of the inverter 21 also decreases. Conversely, when the use of water at the customer increases, the frequency of the inverter 21 increases. The output frequency is also increased to secure the required water supply.

【0029】ところで、図4のフロ−チャ−トにおいて
算出された速度信号fはメモリ46に記憶されているキ
ャリア周波数切換えプログラムによる判定で、速度信号
fに応じてキャリア周波数信号fcが切り換えられる。
The speed signal f calculated in the flowchart of FIG. 4 is determined by a carrier frequency switching program stored in the memory 46, and the carrier frequency signal fc is switched according to the speed signal f.

【0030】つまり、速度信号fが75%より大きいか
否か判定される(ステップS21)。このステップS2
1の判定で「YES」と判定された場合には、キャリア
周波数信号fとして1kHzが設定される(ステップS
22)。
That is, it is determined whether or not the speed signal f is greater than 75% (step S21). This step S2
If it is determined to be "YES" in the determination of Step 1, 1 kHz is set as the carrier frequency signal f (Step S).
22).

【0031】一方、ステップS21の判定で「NO」と
判定された場合には、キャリア周波数信号fとして15
kHzが設定される(ステップS23)。このようにし
て設定されたキャリア周波数信号fcは、通信I/F4
7を介して第1の制御回路21aにシリアル伝送され
る。
On the other hand, if the determination in step S21 is "NO", the carrier frequency signal f is set to 15
kHz is set (step S23). The carrier frequency signal fc set in this manner is transmitted to the communication I / F 4
7 is serially transmitted to the first control circuit 21a.

【0032】ところで、可変速ポンプである給水ポンプ
2の消費電力は、速度信号fの2乗にほぼ比例する。キ
ャリア周波数信号=15kHzのときのインバータ21
の損失は給水ポンプ2の約5%であり、キャリア周波数
信号=1kHzのときのインバータ21の損失は給水ポ
ンプ2の約3%である。
The power consumption of the water supply pump 2, which is a variable speed pump, is substantially proportional to the square of the speed signal f. Inverter 21 when carrier frequency signal = 15 kHz
Is about 5% of that of the feedwater pump 2, and the loss of the inverter 21 when the carrier frequency signal is 1 kHz is about 3% of that of the feedwater pump 2.

【0033】従って、図2のフロ−チャ−トに示すよう
にキャリア周波数信号fcを速度信号fに応じて切り換
えた場合には、速度信号fとインバータ21の損失との
関係は、図5に示すようになる。
Therefore, when the carrier frequency signal fc is switched according to the speed signal f as shown in the flowchart of FIG. 2, the relationship between the speed signal f and the loss of the inverter 21 is as shown in FIG. As shown.

【0034】つまり、インバータ21の損失は、速度信
号fの2乗にほぼ比例しているため、図5に示すように
2次曲線となる。ここで、同じ速度信号fの場合には、
キャリア周波数信号fcが15kHzの方が、キャリア
周波数信号fcが1kHzよりも損失が大きい。
That is, since the loss of the inverter 21 is almost proportional to the square of the speed signal f, it becomes a quadratic curve as shown in FIG. Here, in the case of the same speed signal f,
The loss of the carrier frequency signal fc of 15 kHz is larger than that of the carrier frequency signal fc of 1 kHz.

【0035】また、速度信号fが75%以下の場合に
は、キャリア周波数信号fcは15kHzに設定される
ため、インバータ21の損失はaで示すように、速度信
号fの2乗に比例して増加する。
When the speed signal f is 75% or less, the carrier frequency signal fc is set to 15 kHz. Therefore, the loss of the inverter 21 is proportional to the square of the speed signal f as shown by a. To increase.

【0036】一方、速度信号fが75%より大きい場合
には、キャリア周波数信号fcは1kHzに設定される
ため、インバータ21の損失はbで示すように、速度信
号fの2乗に比例して増加する。
On the other hand, when the speed signal f is larger than 75%, the carrier frequency signal fc is set to 1 kHz, so that the loss of the inverter 21 is proportional to the square of the speed signal f as shown by b. To increase.

【0037】従って、速度信号fが75%より大きくな
ると、キャリア周波数信号fcを1kHzに切り換える
ようにしたので、切り換えなければ破線a1に示すよう
にインバータ21の損失は上昇するところを、bに示す
ように小さく押さえることができる。
Therefore, when the speed signal f becomes larger than 75%, the carrier frequency signal fc is switched to 1 kHz. If the frequency signal f is not switched, the loss of the inverter 21 increases as shown by the broken line a1. Can be held down as small as possible.

【0038】例えば、図1のモータ1としてかご形誘導
電動機を使用したときの速度信号fと騒音レベルとの関
係は、図6に示すようになる。図6において、速度信号
fが75%より大きい場合には、キャリア周波数fcは
1kHzに設定される。このようにキャリア周波数fc
が1kHzにあるときは、電磁音は可聴域内にあり、速
度信号fが減少しても電磁音はそれほど減少しないた
め、速度信号fの減少とともにモータ1の機械音が減少
しても、電磁音と機械音を合計した全体の騒音レベルは
それほど減少しない。
For example, the relationship between the speed signal f and the noise level when a squirrel-cage induction motor is used as the motor 1 in FIG. 1 is as shown in FIG. In FIG. 6, when the speed signal f is larger than 75%, the carrier frequency fc is set to 1 kHz. Thus, the carrier frequency fc
Is 1 kHz, the electromagnetic sound is within the audible range, and even if the speed signal f decreases, the electromagnetic sound does not decrease so much. The total noise level of the sum of the noise and the mechanical noise does not decrease so much.

【0039】一方、速度信号fが75%以下の場合に
は、キャリア周波数fcは15kHzに設定される。こ
のようにキャリア周波数fcが15kHzにあるとき
は、電磁音は可聴域外となるため、速度信号fの減少に
従って全体の騒音レベルは減少する。
On the other hand, when the speed signal f is 75% or less, the carrier frequency fc is set to 15 kHz. As described above, when the carrier frequency fc is at 15 kHz, the electromagnetic noise is outside the audible range, so that the overall noise level decreases as the speed signal f decreases.

【0040】このようにして、図2のフロ−チャ−トに
示すように、速度信号fが75%を境にキャリア周波数
fcを切り換えた場合には、図6の実線で示すように全
体の騒音レベルは減少する。
In this way, as shown in the flowchart of FIG. 2, when the carrier frequency fc is switched when the speed signal f reaches 75%, the overall frequency is changed as shown by the solid line in FIG. The noise level is reduced.

【0041】特に、複数台の可変速ポンプとしての給水
ポンプ2を使用水量に応じて台数制御するときには、1
台だけを可変速運転し、他のポンプは速度信号f=10
0%で運転し、並列運転することが多い。
In particular, when controlling the number of the water supply pumps 2 as a plurality of variable speed pumps in accordance with the amount of water used, 1
Only the stage is operated at variable speed, and the other pumps operate at speed signal f = 10
It runs at 0% and often runs in parallel.

【0042】この場合、速度信号f=100%で運転中
のポンプの騒音レベルは図6に示すように、キャリア周
波数fc=1kHzのときと、キャリア周波数fc=1
5kHzのときとで、それほど差がない。
In this case, the noise level of the pump operating at the speed signal f = 100% is as shown in FIG. 6 when the carrier frequency fc = 1 kHz and when the carrier frequency fc = 1.
There is not much difference between the case of 5 kHz.

【0043】そこで、この実施の形態のように、図2の
フロ−チャ−トに示すように速度信号fcに応じてキャ
リア周波数信号fcを切り換えることにより、速度信号
f=100%で運転中の騒音レベルを損なうことなく、
図5に示すように損失を低減することができる。
Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 2, by switching the carrier frequency signal fc in accordance with the speed signal fc as in this embodiment, the operation at the speed signal f = 100% is performed. Without compromising the noise level
As shown in FIG. 5, the loss can be reduced.

【0044】また、図1のモータ1としてDCブラシレ
スモータを使用した場合には、速度信号fとモータ1の
騒音値との関係は、図7に示す様になる。図7に示すよ
うに、速度信号fが75%以上の場合には、キャリア周
波数信号fcを15kHzに設定し、速度信号が75%
未満の場合には、キャリア周波数信号fcを1kHzに
設定するようにしている。
When a DC brushless motor is used as the motor 1 in FIG. 1, the relationship between the speed signal f and the noise value of the motor 1 is as shown in FIG. As shown in FIG. 7, when the speed signal f is 75% or more, the carrier frequency signal fc is set to 15 kHz, and the speed signal f is set to 75%.
If it is less than 1, the carrier frequency signal fc is set to 1 kHz.

【0045】速度信号fが75%より小さい場合には、
キャリア周波数信号fcは1kHzに設定されるが、こ
のように速度信号fが小さい場合には、騒音が大きくな
ってしまう。そこで、速度信号fが小さい間はキャリア
周波数fcを15kHzで運転することにより、騒音レ
ベルは破線で示すように小さくなる。
When the speed signal f is smaller than 75%,
The carrier frequency signal fc is set to 1 kHz. However, when the speed signal f is small, noise increases. Therefore, while the speed signal f is small, the noise level is reduced as indicated by a broken line by operating the carrier frequency fc at 15 kHz.

【0046】以上のようにして、速度信号fに応じてキ
ャリア周波数fcを変化させることにより、発熱防止と
騒音防止とを両立させることができる。次に、本発明の
第2の実施の形態について図9のフローチャートを参照
して説明する。前述した第1の実施の形態においては、
速度信号fの大きさに応じてキャリア周波数fcを切り
換えるようにしたが、この第2の実施の形態において
は、インバータ21の周囲温度Θを検出する温度検出手
段としての温度センサ61を設け、この周囲温度Θと所
定温度Θoとを比較する(ステップS31)。
As described above, by changing the carrier frequency fc according to the speed signal f, both prevention of heat generation and prevention of noise can be achieved. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. In the first embodiment described above,
Although the carrier frequency fc is switched in accordance with the magnitude of the speed signal f, in the second embodiment, a temperature sensor 61 is provided as temperature detecting means for detecting the ambient temperature の of the inverter 21. The ambient temperature Θ is compared with the predetermined temperature Θo (step S31).

【0047】ここで、温度センサ61はインバータ21
の周囲温度を検出するようにインバータ21の周辺部位
に設置され、図示しないA/D変換器を介してCPU4
2に取り込まれる。
Here, the temperature sensor 61 is connected to the inverter 21.
Is installed in the vicinity of the inverter 21 so as to detect the ambient temperature of the CPU 4 and the CPU 4 through an A / D converter (not shown).
2

【0048】そして、この温度センサ61により検出さ
れた周囲温度が所定温度以上のときにはキャリア周波数
fc=1kHzとして制御を行ない(ステップS3
2)、その周囲温度が所定値未満の場合には、キャリア
周波数fc=15kHzで運転を行なうようにしている
(ステップS33)。
When the ambient temperature detected by the temperature sensor 61 is equal to or higher than a predetermined temperature, control is performed with the carrier frequency fc = 1 kHz (step S3).
2) If the ambient temperature is lower than the predetermined value, the operation is performed at the carrier frequency fc = 15 kHz (step S33).

【0049】一般的に、インバータ21の制御盤内部の
温度は50℃程度以下になるように冷却が行なわれてい
る。ところが、季節や昼夜の差によりインバータ21の
周囲温度は40℃近く変動する。この第2の実施の形態
では、冬季や夜間まど、それほど発熱対策を行なわなく
ても容易に50℃以下にできる場合には、キャリア周波
数fc=15kHzで運転するようにしてるので、騒音
レベルを低減させることを優先している。
Generally, cooling is performed so that the temperature inside the control panel of inverter 21 is about 50 ° C. or less. However, the ambient temperature of the inverter 21 fluctuates by about 40 ° C. due to the season and the difference between day and night. In the second embodiment, when the temperature can be easily reduced to 50 ° C. or less during winter or night without taking much heat measures, the operation is performed at the carrier frequency fc = 15 kHz. Priority is given to reduction.

【0050】なお、上記した第1の実施の形態及び第2
の実施の形態においては、速度信号fあるいはインバー
タ21の周囲温度Θに応じてキャリア周波数fcを2段
階に切り換えるようにしたが、キャリア周波数fcの切
り換えは2段階に限らず、3以上の段階に切り換えるよ
うにしても良い。
The first embodiment and the second embodiment
In the embodiment, the carrier frequency fc is switched in two stages in accordance with the speed signal f or the ambient temperature の of the inverter 21. However, the switching of the carrier frequency fc is not limited to two stages but may be performed in three or more stages. Switching may be performed.

【0051】さらに、上記した実施の形態においては、
速度信号fあるいはインバータ21の周囲温度Θに応じ
てキャリア周波数fcを切り換えるようにしたが、切り
換えるパラメータはキャリア周波数fcに限らず、他の
パラメータを切り換えるようにしても良い。
Further, in the above embodiment,
Although the carrier frequency fc is switched according to the speed signal f or the ambient temperature の of the inverter 21, the parameter to be switched is not limited to the carrier frequency fc, and another parameter may be switched.

【0052】さらに、上記した実施の形態においては、
インバータ21のパラメータとしての起動信号S、速度
信号f及びキャリア周波数fcを通信I/F47、51
を介して送信するようにしたが、特に通信I/F47、
51を介して行なわなくても良い。
Further, in the above embodiment,
The start-up signal S, the speed signal f, and the carrier frequency fc as parameters of the inverter 21 are transmitted to the communication I / Fs 47, 51
, But the communication I / F 47,
It does not have to be performed via 51.

【0053】[0053]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、ポンプの
運転周波数に応じてインバータのパラメータであるキャ
リア周波数を切り換えるようにしたので、ポンプから発
っせられる騒音と発熱の低減の両立を計ることができ
る。
According to the first aspect of the present invention, the carrier frequency, which is a parameter of the inverter, is switched according to the operating frequency of the pump, so that both noise generated by the pump and reduction of heat generation can be achieved. be able to.

【0054】請求項2記載の発明によれば、インバータ
の周囲温度に応じてインバータのパラメータであるキャ
リア周波数を切り換えるようにしたので、ポンプから発
っせられる騒音と発熱の低減の両立を計ることができ
る。
According to the second aspect of the present invention, since the carrier frequency, which is a parameter of the inverter, is switched according to the ambient temperature of the inverter, it is possible to achieve both the noise generated by the pump and the reduction of heat generation. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる可変速ポン
プ装置の全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a variable speed pump device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態に係わるキャリア周波数の切り換
え制御を説明するためのフローチャート。
FIG. 2 is a flowchart for explaining carrier frequency switching control according to the embodiment;

【図3】同実施の形態に係わる自動運転の入/切制御を
説明するためのフロ−チャ−ト。
FIG. 3 is a flowchart for explaining on / off control of automatic operation according to the embodiment.

【図4】同実施の形態に係わる自動発停制御を説明する
ためのフロ−チャ−ト。
FIG. 4 is a flowchart for explaining automatic start / stop control according to the embodiment;

【図5】同実施の形態に係わる速度信号fとインバータ
の損失との関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a speed signal f and a loss of an inverter according to the embodiment.

【図6】同実施の形態に係わる速度信号fと可変速ポン
プ装置の騒音レベルとの関係を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the speed signal f and the noise level of the variable speed pump device according to the embodiment.

【図7】同実施の形態に係わる速度信号fと可変速ポン
プ装置の騒音レベルとの関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between the speed signal f and the noise level of the variable speed pump device according to the embodiment.

【図8】同実施の形態に係わるインバータの出力電力波
形図。
FIG. 8 is an output power waveform diagram of the inverter according to the embodiment.

【図9】本発明の第2の実施の形態に係わるキャリア切
り換え制御を説明するためのフローチャート。
FIG. 9 is a flowchart illustrating carrier switching control according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…モータ、 2…給水ポンプ、 21…インバータ、 21a…第1の制御回路、 21b…主回路、 21c…第2の制御回路 22,42…CPU。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 2 ... Water supply pump, 21 ... Inverter, 21a ... 1st control circuit, 21b ... Main circuit, 21c ... 2nd control circuit 22, 42 ... CPU.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 義久 愛知県岡崎市橋目町御領田1番地 株式会 社川本製作所岡崎工場内 Fターム(参考) 3H045 AA09 AA23 BA03 BA07 BA38 BA43 CA04 CA06 CA24 DA07 EA13 EA14 EA16 EA26 EA36 EA41 5H576 AA05 BB04 EE18 EE30 FF01 FF05 GG02 HA02 HB01 JJ17 KK06 LL43 LL48 LL49  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshihisa Shimada 1-Gorita, Hashime-cho, Okazaki-shi, Aichi F-term in Okazaki Plant of Kawamoto Manufacturing Co., Ltd. 3H045 AA09 AA23 BA03 BA07 BA38 BA43 CA04 CA06 CA24 DA07 EA13 EA14 EA16 EA26 EA36 EA41 5H576 AA05 BB04 EE18 EE30 FF01 FF05 GG02 HA02 HB01 JJ17 KK06 LL43 LL48 LL49

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可変速ポンプを駆動する電動機の運転周
波数を制御するインバータ制御手段と、 上記ポンプの運転状況に応じて上記ポンプの運転周波数
を算出して上記インバータ制御手段に出力すると共に、
上記可変速ポンプの起動及び停止を自動的に行なう自動
発停制御手段と、 上記ポンプの運転周波数の大きさに応じて上記インバー
タ制御手段に出力するキャリア周波数を増減するキャリ
ア周波数制御手段とを具備したことを特徴とする可変速
ポンプ装置。
An inverter control means for controlling an operation frequency of an electric motor for driving a variable speed pump; an operation frequency of the pump calculated according to an operation state of the pump, and output to the inverter control means;
Automatic start / stop control means for automatically starting and stopping the variable speed pump; and carrier frequency control means for increasing / decreasing a carrier frequency output to the inverter control means in accordance with the operation frequency of the pump. A variable speed pump device characterized by the following.
【請求項2】 可変速ポンプを駆動する電動機の運転周
波数を制御するインバータ制御手段と、 上記ポンプの運転状況に応じて上記ポンプの運転周波数
を算出して上記インバータ制御手段に出力すると共に、
上記可変速ポンプの起動及び停止を自動的に行なう自動
発停制御手段と、 上記インバータ制御手段の周囲温度に応じて上記インバ
ータ制御手段に出力するキャリア周波数を増減するキャ
リア周波数制御手段とを具備したことを特徴とする可変
速ポンプ装置。
2. An inverter control means for controlling an operation frequency of an electric motor for driving a variable speed pump, an operation frequency of the pump is calculated in accordance with an operation state of the pump, and the calculated operation frequency is outputted to the inverter control means.
Automatic start / stop control means for automatically starting and stopping the variable speed pump; and carrier frequency control means for increasing / decreasing a carrier frequency output to the inverter control means according to an ambient temperature of the inverter control means. A variable speed pump device characterized by the above-mentioned.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048780A1 (en) * 2002-11-28 2004-06-10 Tacmina Corporation Metered quantity transfer device
WO2017056652A1 (en) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社日立産機システム Rotary electric machine and rotary electric machine assembly

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