JP2000080999A - インバ―タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はターボ機械を駆動するインバータと
その応用装置に関し、その目的とするところは、該イン
バータに外部から速度指令することなく、予め負荷パタ
ーンに基づく運転プログラムを有して、小型軽量、安価
なターボ機械用インバータを実現すること。 【解決手段】 ターボ機械用インバータはコンバータＣ
ＮＶとインバータＩＮＶとで主回路を構成し、負荷状態
を検出するシャント抵抗ＳＨと、予め、負荷状態に応じ
て、どんな速度で運転するかを決定する負荷状態と速度
との関係を設定するコンソールＣＯＮＳとインバータを
制御し、データを格納するマイクロコンピュータＭＣ
Ｕ、表示回路ＬＣＤ、点孤回路及び電流制御回路Ｇ、安
定化電源ＡＶＲ、外部から運転指令信号を入力し、ＭＣ
Ｕに送信するフォトカプラＦＴＣより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はターボ機械を駆動するイ
ンバータとその応用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ターボ形ポンプ、ターボ形送風機等のタ
ーボ機械は、給水量、風量は運転速度に、給水圧、風圧
は運転速度の２乗に、これらの出力は運転速度の３乗に
比例する。このことは負荷量の低減に伴って、運転速度
も下げられることを示しておりこれによって、省エネル
ギーを図ることができる等のメリットがある。

【０００３】そこで上記ターボ機械をインバータで速度
制御して駆動すると、容易に給水量、給水圧、風量及び
風圧を負荷変動に応じて制御できる。このため、今後、
増々インバータによる速度制御が増えてくるものと考え
られる。

【０００４】これらのうち、給水装置にインバータを使
用した例を図１〜図３により説明する。図１は給水装置
の構成図であり、同給水装置は給水管１、６、ポンプ
３、モータ４、圧力タンク７、仕切弁２−１、２−２、
急閉式逆止め弁５、圧力センサ８、圧力計９、図３に示
す制御装置から構成されている。図２は同給水装置の運
転特性図であり、縦軸に圧力Ｈ、横軸に水量Ｑを取って
示したものである。曲線Ａはポンプの運転速度がＮAの
時のＱ−Ｈ特性曲線であり、同様に曲線Ｂ，Ｃはそれぞ
れ運転速度がＮB，ＮCの時のＱ−Ｈ特性曲線である。実
際のポンプの運転速度は無段階であるが、これらの曲線
Ａ，Ｂ，Ｃは便宜上、段階的な速度での性能を示したも
のである。又、ＨOは最大給水量ＱAを出した場合に、最
高位水栓で十分に水を使用することが可能な必要最低圧
力（全揚程）である。

【０００５】同図に於いて、ポンプは使用水量がＱA→
ＱB→Ｏと変化した場合に本例ではポンプ吐出し圧力を
ＨO一定に保ち、イ（運転速度ＮA）、ロ（運転速度Ｎ
B）、ハ（運転速度ＮC）と運転するものである。図３は
前述の給水装置の制御回路図を示し、ＰＷは電源、ＥＬ
Ｂは漏電しゃ断器、ＩＮＶはインバータである。ＣＯＮ
Ｓはコンソールであり、同インバータの制御定数（例え
ば加減速時間、Ｖ／Ｆ特性など）設定部及び表示部であ
る。ＩＭは図１に示すモータ４、ＳＳは起動用スイッ
チ、ＳＴＸはリレー、ＣＵは制御ユニットであり、マイ
クロプロセッサＣＰＵ、メモリＭ、入出力ポートＰＩＯ
−１、ＰＩＯ−２，ＰＩＯ−３，安定化電源ＡＶＲ、デ
ジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）Ｄ／Ａ、アナ
ログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）Ａ／Ｄ、定数設
定部ＳＷを備えている。これらの図に於いて、仕切弁２
−２のみを閉じて、漏電しゃ断器にＥＬＢを投入し、ス
イッチＳＳを閉じると、インバータＩＮＶの主電源Ｒ，
Ｓ，Ｔ端子に電力が供給され、リレーＳＴＸの接点が閉
じ、同インバータＩＮＶのＦＷ端子とＣＯＭ端子が短絡
され、又、安定化電源ＡＶＲから制御ユニットＣＵへ電
源が供給され運転準備が完了する。この状態から仕切弁
２−２を開き、また、末端需要家側で水が使用されてい
ると、給水圧力が低下し圧力センサ８がこれを検出す
る。圧力センサ８の検出した圧力信号はＡ／Ｄ変換を介
して、入出力ポートＰＩＯ−２よりマイクロプロセッサ
ＣＰＵのレジスタに読込み、メモリＭに格納される。こ
のデータが予め定数設定部ＳＷにより設定されメモリＭ
に格納してある始動圧力より低い場合には、前記ＣＰＵ
は例えば図２に示す運転速度ＮＣの信号を入出力ポート
ＰＩＯ−１よりＤ／Ａ変換器を介してインバータＩＮＶ
の速度入力端Ｏ，Ｌに出力する。このためインバータは
運転速度ＮCに対応した周波数及び電圧をモータＩＭに
出力する。こうして、ポンプ３は運転速度ＮCで運転す
る。この後、使用水量が変動して、給水圧力が変動する
と前記したように圧力センサ８がこれを検出し、これ
と、予め定数設定部ＳＷにより設定し、メモリに格納し
てある吐出し目標圧力ＨOと比較し、両者が等しくなる
ようＣＰＵはインバータに加減速指令を行い、給水圧力
をＨOに一定に保って給水を行ってゆくものである。

【０００６】尚これらの公知例に特公昭５９−５４７９
７、特公昭５７−１１３９９２、特公昭５９−６５５９
１等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べたよう
に、ターボ機械に汎用インバータを使用する狙いは圧
力、風圧等の制御と省エネルギー化であり、このためそ
のインバータ周辺にマイコンを使用した高価な制御装置
が必要である。特に、同インバータはどんな速度で運転
するかを外部から、速度入力端子Ｏ，Ｌに指令せねばな
らない。このために、負荷状態に応じて、公知例に引用
したようなインバータ周辺での速度制御が必要となって
いる。

【０００８】また、負荷状態を検出する手段として、圧
力センサや流量センサを配管に取付けているが、これが
高価であり、取付作業工数も製品コストを高めている。

【０００９】最近ではターボ機械の小形化、装置全体の
コストダウンが強く要求される。そこで本発明の目的は １）インバータ速度指令入力端子Ｏ，Ｌを省略し、複雑
な周辺回路を設けなくても、インバータ自身が負荷状態
に合った最適な運転を行なえるようにする、 ２）周辺
制御回路をなくし、簡単な回路構成で、小形軽量、低コ
スト化を図る、 ３）インバータの起動指令端子ＦＷ，
ＣＯＭ端子に、外部から運転指令手段を 接続するの
みで、全自動運転ができるようにする、４）負荷状態の
検出と、どのようなパターンで運転するかをインバータ
自身で行えるようにする、ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、インバータ
を具備し該インバータによりターボ機械を速度制御する
ターボ機械制御装置において、前記インバータの内部状
態量を前記ターボ機械の制御状態量と対応させて目標値
として前記インバータの内部に記憶する記憶手段と、前
記内部状態量を前記インバータの内部で検出する検出手
段と、検出されたインバータの内部状態量を前記記憶さ
れた目標値に一致させるように制御する制御手段を前記
インバータの内部に備えたことを特徴とし、好ましい実
施態様によれば次のようになる。

【００１１】１）インバータ外部からの速度指令を不要
とするために、内部に設けた記憶手段に、予め速度指令
のアルゴリズムを記憶しておき、これに基いて、速度指
令する。ここで言う速度指令のアルゴリズムとは、予め
負荷状態（インバータの内部状態量）に対応してインバ
ータの速度を決定しておき、この関係に基いて、負荷状
態とインバータ速度を設定するコンソールがあり、この
設定したデータを格納する記憶手段があり、インバータ
内部に負荷状態を検出する手段があって、記憶手段に格
納している負荷状態とインバータ速度との関係が検出手
段が検出した実際の負荷状態と実速度との関係が経時変
化とともに一致することを意味する。

【００１２】２）負荷の開始が何を契機としているかの
信号を圧力や流量等の信号量で外部からインバータへ出
力する。インバータはこの信号があれば運転、なければ
停止する。

【００１３】３）ターボ機械の負荷特性は負荷増大に伴
って右上りの曲線であり、回転数を変えても同じであ
る。よって、予め、運転負荷パターンとインバータシャ
ント電圧変化（インバータ内部電流の変化に対応）との
関係を求めておき、これとインバータ速度とを関係付
け、且つ、これに基いて、請求項１）項に記載したよう
にアルゴリズム化する。

【００１４】

【作用】インバータ外部の状態量と速度との関係に代え
て、インバータ内部の状態量と速度との関係を記憶する
記憶手段をインバータの内部に持ち、インバータ内部の
状態量に基づいてインバータの内部で速度指令が作成さ
れる。これによりインバータの外部からの速度指令が不
要になる。

【００１５】また好ましい実施態様では、コンソールは
予めインバータが負荷状態に応じて、どんな速度で運転
するかを設定する。インバータ内部の記憶手段はこの設
定したデータを格納するとともに、運転プログラムが格
納されている。同インバータの負荷状態はシャント抵抗
間電圧の変化により検出する。

【００１６】また、ＦＷ、ＣＯＭ入力端子はインバータ
運転指令入力端子であり、この信号が入力するとともに
前述の設定条件に基いて運転する。

【００１７】ターボ機械を駆動する際には前述したＦ
Ｗ，ＣＯＭ入力端子に圧力、流量などのセンサー信号を
入力する。これによりターボ機械の負荷状態とこれによ
って予め、決めておいた速度に従って運転する。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図５〜図１１を使用して説
明する。本発明の実施例の図５はターボ機械用インバー
タであり、Ｒ，Ｓ，Ｔは交流電源入力端子、Ｕ，Ｖ，Ｗ
は負荷モータ４への接続端子、ＣＮＶはコンバータ部で
あり、交流電源を直流に変換する回路モジュールを示
す。ＲＳは電源投入時の突入電流抑制用抵抗、ＣＢは平
滑コンデンサー、ＳＨは負荷状態を検出するシャント抵
抗、ＩＮＶ１はトランジスタモジュールなどから成るイ
ンバータであり、後で述べる点弧回路、電流制御回路Ｇ
の指令により、コンバータにより変換した直流を負荷モ
ータが所望の周波数、電圧に変換するインバータであ
る。ＭＣＵはインバータ装置を監視、制御するためのマ
イクロコンピュータであり、例えばワンチップマイコン
等を使用する。ＡＶＲは安定な直流制御電源を供給する
ための安定化電源、ＦＴＣはフォトカプラー、Ｒ1，Ｒ2
は抵抗、Ｄ1，Ｄ2はダイオード、Ｃ１はコンデンサ、Ｃ
ＯＮＳは負荷特性を設定する、あるいはインバータの加
減速時間、Ｖ／Ｆ特性（インバータの出力電圧と周波数
の関係比）等を設定するコンソール、ＬＣＤは表示部、
ＦＷ及びＣＯＭ端子は運転指令端子である。

【００１９】尚、ＭＣＵは信号端子ＣＮＯとＣＮＧから
入力されるシャントＳＨ間の電圧を読込む。また運転指
令信号は端子ＦＷ，ＣＯＭ間がショートされた時フォト
カプラーＦＴＣがＯＮすることにより信号レベルがＨか
らＬとなる信号ＰＮ５を読込む。さらにＭＣＵより信号
ＳＧ１を介して点弧回路へインバータ周波数を指令し、
さらに、信号ＳＧ２を介して、電流制御回路Ｇを駆動
し、インバータ出力電圧を制御する。また負荷状態を検
出する検出手段はシャント抵抗ＳＨに代えて、ホール素
子などを使用した電流検出器ＣＴとすることもできる。

【００２０】図６は本発明のインバータ（図５）をター
ボ機械である給水装置に応用した例であり、運転指令手
段として、圧力検出手段のリレーＰＳのＯＮ，ＯＦＦ信
号を同インバータのＦＷとＣＯＭ端子との間に入力する
ものであり、極めて簡単な回路構成となっている。

【００２１】図７は本発明の実施例のポンプ装置の代表
的モデルの性能曲線図であり、負荷状態をインバータの
シャント抵抗ＳＨの両端電圧で表したものである。同図
に於いて、図２と同一符号で示すものは同じものである
から説明を省く。同図に於いて、Ｑ1は給水系に所望な
最大使用水量、同様にＨＴは給水系に最大水量を流した
場合に所望な揚程であり、実揚程Ｈa，所要末端圧力Ｈ
p，配管損失Ｈfを含んでいる（イ点）。さらに、l1はこ
の給水系に水を流した場合の配管損失曲線（ロード曲
線）であり、負荷状態を圧力Ｈと水量Ｑで示したもので
ある。使用水量Ｑ3（水量０）の時、配管損失は０であ
り、座標ハが定まり、使用水量Ｑ2で所望な全揚程はＨ1
（配管損失はＨ1−（Ｈp＋Ｈa））であり、座標ロが定
まる。これらの座標ハ、ロ、イを結んでロード曲線ｌ1
が求まる。また、ポンプは運転速度Ｎ1（通常は最高速
度）のもとで、最大使用水量Ｑ1、全揚程ＨＴを満足す
るＱ−Ｈ性能曲線Ａを有するものが選定される。

【００２２】ポンプは使用水量（負荷）がＱ1→Ｑ2→Ｑ
3と変化した場合、ロード曲線ｌ1上をイ（Ｑ1，Ｈ0）→
ロ（Ｑ2，Ｈ1）→ハ（Ｑ3、Ｈ2）と運転する。

【００２３】これらの負荷状態の変化に伴い、当然、イ
ンバータの負荷状態を表わすシャント抵抗の電圧も変化
する。この変化を前記したロード曲線ｌ1と関連付けて
示したものが同図のロード曲線ｌ2である。これは縦軸
にシャントＳＨの電圧ＳＶを取って示してあり、曲線Ｄ
はポンプの運転速度をＮ1に固定した状態で使用水量を
Ｑ1→Ｑ2→Ｑ3と変化させた場合のＱ−ＳＶ曲線を示し
ている。同様に、曲線Ｅ，Ｆはそれぞれポンプの運転速
度をＮ2，Ｎ3に固定した状態で使用水量を同様に変化さ
せた場合のＱ−ＳＶ曲線である。

【００２４】尚、前述のロード曲線ｌ2は座標ニ、ホ、
ヘを結ぶ曲線により得られる。

【００２５】即ち、ロード曲線ｌ1上の座標イに対し
て、ロード曲線ｌ2上の座標ニが対応している。同様に
座標ロに対して、座標ホが、座標ハに対して、座標ヘが
それぞれ対応している。換言すると、使用水量Ｑ1の
時、インバータの運転速度がＮ1のもとでシャントＳＨ
の電圧がＳＶ1になっておれば、給水系が所望な圧力Ｈ
Ｔを満足していることを意味している。同様に、使用水
量がＱ2の時、インバータ運転速度がＮ2でシャント電圧
ＳＶ2で運転されておれば、給水系が所望な圧力Ｈ1を満
足しており、使用水量Ｑ3、インバータ速度Ｎ3、シャン
ト電圧ＳＶ3であれば給水圧力Ｈ2を満足している。この
ことはインバータ内のマイクロコンピュータＭＣＵのメ
モリに予めロード曲線ｌ2を例えばＳＶとＮとの関数又
はテーブル化したものを、コンソールＣＯＮＳを用いて
設定して記憶しておき、検出したシャント電圧ＳＶが記
憶してあるシャント電圧に一致するようにインバータの
運転速度Ｎを制御すれば良い。

【００２６】これらの特性はポンプ特有の性能であり、
個々のポンプにより異なるため、予めそれぞれのポンプ
について、使用水量に応じた所望圧力との関係（配管抵
抗曲線ｌ1）に対応して、その時の運転速度とインバー
タのシャント抵抗ＳＨの電圧ＳＶとの関係（ロード曲線
ｌ2）を決め、このロード曲線ｌ2に基いて、ポンプをど
のように運転させるかを決定しておく。

【００２７】そして、これらの結果の例を整理してまと
めたものを表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施に於いては予めモデルＡ，Ｂ，Ｃ…に
ついて、前述のように図５に示すコンソールＣＯＮＳに
より表１に示すデータを設定する。この例では３点のデ
ータであるが、適正に５点にする等考えても良いもので
あって３点に限定されるものではない。モデルＡを例に
とって説明すると、流量Ｑ1，圧力Ｈ0のとき、速度Ｎ1
にはＮA1，シャント抵抗の電圧ＳＶ1にはＳＶA1が記憶
される。また流量Ｑ2，力Ｈ2のとき、速度Ｎ2にはＮA
2，シャント抵抗の電圧ＳＶ2にはＳＶA2が記憶される。
また流量Ｑ3，圧力Ｈ3のとき、速度Ｎ3にはＮA3，シャ
ント抵抗の電圧ＳＶ2にはＳＶA3が記憶される。

【００３０】図８は制御のアルゴリズムを説明するため
に、代表的モデルについて、図７に示す性能曲線図を拡
大して示したものである。今、便宜上、使用水量Ｑ1、
所要圧力Ｈ01、運転速度Ｎ1で座標１（Ｑ1、Ｈ01）にい
るものとする。このときロード曲線ｌ2上では当然、イ
ンバータの運転速度Ｎ1、シャント抵抗間電圧ＳＶ1で座
標６（Ｎ1，ＳＶ1）で運転しているものとする。この状
態で使用水量がＱ1からＱ5に減少した場合のアルゴリズ
ムを考える。

【００３１】（１）初期値（図８より） Ｎ1時のシャント電圧目標値はＳＶ1，Ｎ2時のシャント
電圧目標値はＳＶ2，Ｎ3時のシャント電圧目標値はＳＶ
3，となるようにＮ1とＳＶ1，Ｎ2とＳＶ2，Ｎ3とＳＶ3
を対応させて記憶する。（表１に相当するテーブルを記
憶する。）あるいは負荷ロード曲線ｌ2の関数として、 ＳＶ＝ｆ（Ｎ）………（１）式 を前述したマイクロプロセッサのメモリに格納してお
く。

【００３２】（２）使用水量Ｑ1→Ｑ5に変化 運転速度がＮ1であるから、ポンプ特性曲線Ａ上の座標
１は座標２に移動する。これに伴い、インバータシャン
ト抵抗間電圧が曲線Ｄ上の座標６（Ｎ1，ＳＶ1）から座
標７（Ｎ1，ＳＶ1’）に移動する。

【００３３】ここで、インバータシャント電圧ＳＶ1’
を検出する。

【００３４】（３）目標値であるＳＶ1と検出したＳＶ
1’とを比較する。この結果、ＳＶ1＞ＳＶ1’であるか
ら、現在の速度からΔＮ（速度制御の最小分解能、例え
ば１ｂｉｔ）だけ減速する。尚、ＳＶ1〓ＳＶ1’であれ
ば現状速度を維持、ＳＶ1＞ＳＶ1’であれば現在の速度
からΔＮだけ増速すれば良いことは容易に分る。この状
態では運転速度はＮ4（Ｎ1−ΔＮ→Ｎ4）となり、ポン
プの性能曲線はＡ’となり座標は２から３に移動する。
又、Ｎとシャント電圧との曲線はＤ’となり、座標は７
（Ｎ1，ＳＶ1’）から８（Ｎ4，ＳＶ4’）に移動する。
Ｎ4に於ける目標シャント電圧は前述の（１）式からＳ
Ｖ〓ｆ（Ｎ4）≡ＳＶ4が得られる。合せて、シャント電
圧ＳＶ4’を検出する。

【００３５】（４）目標値であるＳＶ4と検出したＳＶ
4’と比較する。この結果、ＳＶ4〉ＳＶ4’であるか
ら、さらに現在の速度から△Ｎだけ減じる。これによ
り、運転速度はＮ5（Ｎ4−ΔＮ→Ｎ5）となり、ポンプ
性能曲線はＡ″となり、座標は曲線Ａ″上の４へ移動
し、Ｎ−ＳＶ曲線はＤ″となり、座標８（Ｎ4、ＳＶ
4’）から座標９（Ｎ5、ＳＶ5’）ヘ移動する。

【００３６】Ｎ4に於ける目標シャント電圧は（１）式
から、ＳＶ＝ｆ（Ｎ5）≡ＳＶ5が得られる。合せて、シ
ャント電圧ＳＶ5’を検出する。

【００３７】（５）再再度、目標値であるＳＶ5と検出
したＳＶ5’と比較する。この結果はＳＶ5〉ＳＶ5’で
あり、詳細な説明は省くが前述の要領により、ΔＮだけ
減速し、配管抵抗曲線ｌ1上の座標５に、負荷ロ−ド曲
線ｌ2上の座標１０に収束する。

【００３８】この結果、運転速度はＮ6となり、目標シ
ャント電圧はＳＶ6（＝ｆ（Ｎ6））となり、検出したシ
ャント電圧ＳＶ6’と一致する。よって、ＳＶ6’＝ＳＶ
6となり、この使用量Ｑ5の状態では運転速度Ｎ6で安定
する。

【００３９】図９、図１０、図１１は前述のアルゴリズ
ムを具現化するためのフロ−チャ−トを示し、これに基
づいたプログラムが予めインバータ内のマイクロコンピ
ュータＭＣＵに記憶してある。図９に於いて、ステップ
１００で前述したアルゴリズムの初期設定を実行する。
この後、ステップ１０１で割込み待処理を実行する。割
込みがかかると図１０に示す処理を実行する。この割込
み処理は例えばタイマ割込み等で実施する。ステップ２
０１で、コンソールＣＯＮＳのモード確認を行い、ステ
ップ２０２〜２０４でどの表示モードか判定し、この判
定結果に基いて、例えばステップ２０５でシャント電圧
表示、ステップ２０６で電流表示、ステップ２０７で周
波数表示を行う。ステップ２０２での判定結果、表示モ
ードでなければ、ステップ２０８へ進み、ここで、定数
設定モードか否か判定し、定数設定モードであればステ
ップ２０９へ進み、表１に基いて、運転速度とシャント
電圧との関係を例えばＮ1＝ＳＶ1，Ｎ3＝ＳＶ3等の各種
データを設定し、関数ＳＶ＝ｆ（Ｎ）（（１）式）を求
めてメモリに記憶しておく。他の定数として、インバー
タ運転上必要なデータとして、最低速度、最高速度、Ｖ
／Ｆ特性、インバータ加速時間、減速時間等を設定す
る。設定が終了したらＳＥＴ＝０ＦＦＨと設定する。こ
れが終了したらステップ２１０で、割込から復帰され、
ステップ１０１へもどる。

【００４０】次に、ステップ１０２へ進み、ここでＳＥ
Ｔ＝０ＦＦＨであるか判定し、０ＦＦＨでなければ、定
数設定が終了するまで、ステップ１０１をループする。
このループの実行中に、ＩＮＴ１の割込み処理を実行す
る。即ち、外部から運転指令信号、例ば始動条件が確立
し、図６に示す圧力検出手段ＰＳが閉路すると、インバ
ータ端子ＦＷとＣＯＭが短絡され、フォトカプラーＦＴ
ＣがＯＮして、ＰＮ５が０となる。

【００４１】フローチャート図１１で示すように、２１
３ステップでのＰＮ５のビットチェック実行結果、２１
５ステップへ進み、ここで運転可能状態を示すＳＴＡＲ
Ｔ＝０ＦＦＨを実行する。そうでなければ２１４ステッ
プでＳＴＡＲＴ＝００Ｈを実行し、２１６ステップでこ
のループを抜ける。

【００４２】次に、１０３ステップでＳＴＡＲＴ＝０Ｆ
ＦＨか判定し、００Ｈであれば０ＦＦＨとなるまで１０
３〜１０１ステップを実行する。０ＦＦＨとなると始動
条件が確立したものとみなし、１０４ステップへ進む。
ここで、初期速度例えばＮ＝Ｎ5で運転を始め、この時
の目標シャント電圧ＳＶ＝ＳＶ1と設定し、メモリに格
納する。１０５ステップでシャント電圧を検出する。
（この結果をＳＶ’とする。）さらに、次の１０６ステ
ップで、目標値であるＳＶと検出したＳＶ’とを比較す
る。比較した結果、次の条件ジャンプを実行する。

【００４３】 ＳＶ＞ＳＶ’ならば１０７ステップへジャンプ ＳＶ＝ＳＶ’ならば１１１ステップへジャンプ ＳＶ＜ＳＶ’ならば１０９ステップへジャンプ １０７ステップでは前述したアルゴリズムの通り、現状
の速度よりΔＮ（最小分解能）だけ減じて（Ｎ−ΔＮ→
Ｎ）減速処理を実行し、１０８ステップでは変速後の運
転速度に基いて、次の目標値となるシャント電圧を演算
式（（１）式）から求め、新値に更新する。即ち、ＳＶ
＝ｆ（Ｎ−ΔＮ）→新しいシャント電圧ＳＶに更新し、
１１１ステップへ進む。１０９ステップでの処理は１０
７ステップでの処理とは逆にΔＮだけ増速処理を実行
し、１１０ステップでこの変速後の運転速度からＳＶ＝
ｆ（Ｎ＋ΔＮ）による目標値の更新を行う。１１１ステ
ップで系の安定に必要な所定時間Δｔの待ち時間処理を
実行後、１１２ステップではＳＴＡＲＴ＝００Ｈか否か
判定し、００Ｈならば１１３ステップで停止処理を実行
して、１０２ステップへ進み、００Ｈでなければ１０５
ステップへ戻り、これ以降の処理を実行する。以上によ
り、アルゴリズムで説明したように所定値に収束する。

【００４４】以上説明した実施例によれば次の効果があ
る。

【００４５】（１）インバータの外部からの速度指令入
力端子及び、これの回路を省略したので、周辺の複雑な
制御回路が不要となり、低コスト化、小形軽量化が実現
でき、回路簡略化により信頼性が向上する。

【００４６】（２）運転負荷状態を予めポンプとインバ
ータ特性の関係に基いてロード曲線を決定しておき、コ
ンソールにより、インバータに直接設定して記憶し、実
際の負荷状態はインバータのシャント電圧により検出
し、この検出したシャント電圧と前記した設定した負荷
状態（ロード曲線）とが一致するように制御するので、
ターボ機械に最適な運転が可能となる。

【００４７】（３）（１）、（２）により、簡単な運転
指令手段で全自動運転が可能となる。さらに、このター
ボ機械を冷却水用等の補機として使用する際には主機と
の連動運転となり、主機から運転指令信号を貰えば、セ
ンサレスの極めて簡単な装置となる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、インバータ外部の状態
量と速度との関係に代えて、インバータ内部の状態量と
速度との関係を記憶する記憶手段をインバータの内部に
持ち、インバータ内部の状態量に基づいてインバータの
内部で速度指令が作成されるので、これによりインバー
タの外部からの速度指令が不要になる。

【００４９】したがって次のような効果がある。

【００５０】１）インバータ速度指令入力端子Ｏ，Ｌを
省略し、複雑な周辺回路を設けなくても、インバータ自
身が負荷状態に合った最適な運転を行なえるようにする
ことができる。

【００５１】２）周辺制御回路をなくし、簡単な回路構
成で、小形軽量、低コスト化を図ることができる。

【００５２】３）インバータの起動指令端子ＦＷ，ＣＯ
Ｍ端子に、外部から運転指令手段を接続するのみで、全
自動運転ができるようにすることができる。

【００５３】４）負荷状態の検出と、どのようなパター
ンで運転するかをインバータ自身で行えるようにするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】給水装置の構成図である。

【図２】給水装置の運転特性図である。

【図３】従来の給水装置の制御回路図である。

【図４】従来の汎用インバータの概念図である。

【図５】本発明のターボ機械用インバータの概念図であ
る。

【図６】本発明のターボ機械用インバータを給水装置に
応用した場合の回路図である。

【図７】本発明のターボ機械用インバータでポンプを駆
動した場合の特性曲線図である。

【図８】本発明実施例のアルゴリズムに従って同ポンプ
を運転した際の負荷ロード曲線を示した特性図である。

【図９】本発明実施例のアルゴリズム及び運転のプログ
ラムを示すフローチャートである。

【図１０】本発明実施例のアルゴリズム及び運転のプロ
グラムを示すフローチャートである。

【図１１】本発明実施例のアルゴリズム及び運転のプロ
グラムを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…給水管、２−１…仕切弁、２−２…仕切弁、３…ポ
ンプ、４…モータ、５…急閉式逆止め弁、６…給水管、
７…圧力タンク、８…圧力センサ、９…点弧回路及び電
流制御回路、ＥＬＢ…漏電しゃ断器、ＩＮＶ…インバー
タ、ＡＶＲ…安定化電源ユニット、ＣＮＶ…コンバー
タ、ＳＨ…シャント抵抗、ＣＰＵ…マイクロプロセッ
サ、ＭＣＵ…マイクロコンピュータ、ＣＯＮＳ…コンソ
ール、ＬＣＤ…表示回路、ＦＴＣ…フォトカプラー。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力制御を行うターボ機械の回転速度を
   制御するインバータ装置において、前記圧力の変化に応
   じて変化する前記インバータ装置の内部電流の値を検出
   する手段と、該手段により検出された前記内部電流の値
   に応じて前記ターボ機械の回転速度を制御して前記圧力
   を目標値に制御する手段とを備えることを特徴とするイ
   ンバータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記圧力と前記ター
   ボ機械の回転速度との関係に対応した前記内部電流の値
   と前記ターボ機械の回転速度との関係を記憶した手段を
   備え、該手段に記憶されている前記関係に基づいて前記
   ターボ機械の回転速度を決定することを特徴とするイン
   バータ装置。
3. 【請求項３】 ターボ機械を速度制御するインバータ装
   置において、前記インバータ装置または前記ターボ機械
   の負荷状態に関連して変化する前記インバータ装置の内
   部状態量の値を検出する手段と、該手段により検出され
   た値が所定の目標値となるように前記ターボ機械を速度
   制御する手段とを備えることを特徴とするインバータ装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記ターボ機械の出
   力負荷と前記ターボ機械の回転速度との関係に対応した
   前記内部状態量と前記ターボ機械の回転速度との関係を
   記憶した手段を備え、該手段に記憶されている前記関係
   に基づいて前記ターボ機械の回転速度を決定することを
   特徴とするインバータ装置。
5. 【請求項５】 ターボ機械を速度制御するインバータ装
   置において、前記インバータ装置の内部状態量を監視す
   る手段と、該内部状態量が所定の負荷特性となるように
   前記ターボ機械を速度制御する手段とを備えることを特
   徴とするインバータ装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記ターボ機械の出
   力負荷と該ターボ機械の回転速度との間に定められた負
   荷特性に対応する関係として前記所定の負荷特性を記憶
   したし記憶手段を備えることを特徴とするインバータ装
   置。