JP2000184787A - 複数台モ―タ―可変速容量制御装置 - Google Patents

複数台モ―タ―可変速容量制御装置

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JP2000184787A
JP2000184787A JP10376040A JP37604098A JP2000184787A JP 2000184787 A JP2000184787 A JP 2000184787A JP 10376040 A JP10376040 A JP 10376040A JP 37604098 A JP37604098 A JP 37604098A JP 2000184787 A JP2000184787 A JP 2000184787A
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JP
Japan
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inverter
motor
operation circuit
motors
capacity
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JP10376040A
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English (en)
Inventor
Akira Nishimura
章 西村
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Ryuki Engineering Inc.
Original Assignee
Ryuki Engineering Inc.
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1台のインバータで複数台のモーターをショ
ックレスで運転継続させ,大幅なコストダウンが可能な
複数台モーター可変速容量制御装置を提供する。 【解決手段】 商用電源を1台のインバータを介して複
数台のモーターに接続し,これらのモーターのう,1台
のモーターには,商用電源を直結し,インバータと各モ
ーターの接続回路及び上記商用電源の直結回路には,プ
ログラマブルコントローラからの信号で制御されるコン
タクタを接続し,商用電源が直結されたモーターの負荷
容量がインバータ定格容量まで達した時点で,同モータ
ーをその運転回路がインバータ運転回路から商用運転回
路に切替えられるようにして運転し,残りのモーターを
インバータ運転回路で運転するようにプログラマブルコ
ントローラから各コンタクタへ信号を送信する回路を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は,複数台モーター
可変速容量制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 インバータは,モーターの可変速用に
広く普及しており,特に,ファン,ポンプなど2乗低減
トルク特性の機器では,省エネルギー効果が大きいた
め,多用されている。2軸反転ファン,すなわち,回転
羽根を互いに逆向きに取付けた一対のファンを対向さ
せ,この各ファンを駆動する2台のモーターの回転軸を
互いに逆回りに回転させて,エアを軸流に送風するタイ
プのファンや,2段軸流ファン,すなわち,回転羽根を
同じ向きに取付けた一対のファンを前後に間隔を置いて
設置し,この各ファンを駆動する2台のモーターの回転
軸を同一方向に回転させて,エアを軸流に送風するタイ
プのファンなど,モーターを複数台使用している機器で
は,これまで図9に示すように1台のモーターに対し1
台のインバータINVを使用し,複数台のインバータを
同期制御することが一般的に行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 上記従来の制御方法
には,次のような問題点があった。 (1) インバータは,高価なため,構成付属品を含めたコ
ストが高い。 (2) インバータは,発熱が大きく,冷却ファンを採用し
たり,ケーシングを大きくする必要があり,盤寸法が大
きく,重量もかさむなど設置が難しかった。 (3) インバータ特有の高調波ノイズによる障害が近年多
発し,高調波対策を行う必要がある。高調波発生量はイ
ンバータ容量に比例し,費用も高い。 (4) 一般的にファン,ポンプのインバータ可変速容量制
御の場合は,一定のベースロード(ベース負荷)があ
り,高容量(最大負荷)の稼働率は低く,インバータ1
台分の容量で運転していることが多く,不経済であっ
た。 本発明は,上記の点に鑑み,1台のインバータと商用回
路とを組み合わせることにより,上記従来の問題点を解
消しうる複数台モーター可変速容量制御装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ために,本発明は,商用電源を1台のインバータを介し
て複数台のモーターに接続し,これらのモーターのう
ち,1台のモーターには,商用電源を直結し,インバー
タと各モーターの接続回路及び上記商用電源の直結回路
には,プログラマブルコントローラからの信号で制御さ
れるコンタクタを接続し,商用電源が直結されたモータ
ーの負荷容量がインバータ定格容量まで達した時点で,
同モーターをその運転回路がインバータ運転回路から商
用運転回路に切替えられるようにして運転し,残りのモ
ーターをインバータ運転回路で運転するようにプログラ
マブルコントローラから各コンタクタへ信号を送信する
回路を設ける点に特徴を有するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】 以下図1ないし図8にもとづい
て本発明の実施の形態を説明すると,図1において,
1,2はダクト3内に設置した2軸反転ファンで,例え
ば,トンネル工事において長距離のダクト送風換気を行
うものである。M1はダクト3内の吸込側でファン1を
駆動するように設置したファンモーター,M2はダクト
3内の吐出側でファン2を駆動するように設置したファ
ンモーター,INVはインバータ盤4に設置した1台の
インバータで,商用電源5とファンモーターM1,ファ
ンモーターM2との間に接続されて,インバータ運転回
路6,7を形成している。
【0006】 8は商用電源5をインバータINVを介
さずにファンモーターM1に直結する商用運転回路,M
C1は商用運転回路8に接続した吸込側モーター商用電
源駆動用コンタクタ,MC2はインバータ運転回路6に
接続した吸込側モーターインバータ駆動用コンタクタ,
MC3はインバータ運転回路7に接続した吐出側モータ
ーインバータ駆動用コンタクタで,これらのコンタクタ
MC1,MC2,MC3はインバータ盤4に設置してあ
る。
【0007】 PLCはインバータ盤4に設置したプロ
グラマブルコントローラで,インバータINVと,コン
タクタMC1と,コンタクタMC2と,コンタクタMC
3とにデジタル信号をそれぞれ送信するように接続して
ある。T1は吐出側モータースタートタイマ,T2はイ
ンバータ→商用電源切替タイマ,T3は商用電源→イン
バータ切替タイマ,T4はインターバルタイマで,これ
らのタイマT1,T2,T3,T4はインバータ盤4に
設置し,プログラマブルコントローラPLCにデジタル
信号を送信するように接続してある。
【0008】 CMPはインバータ盤4に設置したコン
パレータで,トンネル内に設置した粉塵濃度を検出する
ダストセンサDSとプログラマブルコントローラPLC
の間においてダストセンサDSからプログラマブルコン
トローラPLCへアナログ信号を送信するように接続し
てある。
【0009】 本発明は,以上の基本構成により,イン
バータによる可変速容量制御と商用運転回路による運転
を組み合わせ,1台のインバータユニットによる複数台
のモーター制御をプログラマブルコントローラ(シーケ
ンスコントローラ)で指令し,自動的に制御する。負荷
容量がインバータ定格容量まで達した時点(商用運転周
波数と同一)で,そのモーター,すなわち,モーターM
1の運転回路をインバータ運転回路6から商用運転回路
8に切替え,ショックレスで運転を継続させると同時
に,インバータ運転回路7は,もう1台のモーター,す
なわち,モーターM2に接続切替えする。1台のモータ
ーM1が商用運転,もう1台のモーターM2がインバー
タ可変速運転とすることで,連続的な容量制御が可能に
なる。なお,容量を下げるときは,この逆の制御を行
う。
【0010】 上記の基本構成よりなる複数台モーター
可変速容量制御装置では,ダストセンサーDSがトンネ
ル内の粉塵濃度に応じて検出する信号がコンパレータC
MPを経てプログラマブルコントローラPLCに送信さ
れ,濃度が低い場合には,吸込側ファンモーターM1の
1台が低速,中速,高速のいずれかで自動運転され,粉
塵濃度が高い場合には,吸込側ファンモーターM1と吐
出側ファンモーターM2 の2台が低速,中速,高速のい
ずれかで自動運転される。
【0011】 次に,上記自動運転のプログラムフロー
を図2ないし図7にもとづいて説明すると,図2に示す
ように先ず,運転処理が行われ,次いで,速度選択処理
が行われる。その結果から動作選択が行われる。選択さ
れる動作は,低速→中速切替,中速→高速切替,
高速→中速切替,中速→低速切替の4動作に分かれ
る。
【0012】 の動作フローは,図3に示すように9
の部分で商用電源周波数(60Hz/50Hz)にイン
バータINVの周波数を上げる。すると,インバータ運
転信号がoff,インバータフリーラン信号がonにな
り,次いで,吸込側モーターインバータ駆動用コンタク
タMC2がoffになる。そして,タイマーT2がスタ
ートし,10の部分でインバータ運転回路6の残留電圧
を抜くタイムラグを経た後,吸込側モーター商用電源駆
動用コンタクタMC1がonになって,吸込側ファンモ
ーターM1が低速から中速に切替わるように運転され
る。このの動作では,ファンモーターM1がインバー
タ運転から商用運転に切替えられるとともに,ファンモ
ーターM2がインバータ運転される。
【0013】 の動作フローは,図4に示すように1
1の部分でタイマーT3によりファンモーターM1の切
替時,同モーターM1の商用起動電流が下がるまでのタ
イムラグを経て吐出側モーターインバータ駆動用コンタ
クタMC3がonになり,商用電源→インバータ切替信
号がon,インバータ運転信号がon,インバーターフ
リーラン信号がoffになった後,商用電源→インバー
タ切替信号がoffになって,吐出側ファンモーターM
2が中速から高速に切替わるように運転される。
【0014】 の動作フローは,図5に示すようにイ
ンバータ運転信号がoff,インバーターフリーラン信
号がonになった後,吐出側モーターインバータ駆動用
コンタクタMC3がonになって,吐出側ファンモータ
ーM2が高速から中速に切替わるように運転される。
【0015】 の動作フローは,図6に示すように吸
込側モーター商用電源駆動用コンタクタMC1がoff
になり,12の部分で,タイマーT3がスタートし,イ
ンバータ運転回路7の残留電圧を抜くタイムラグを経て
吸込側モーターインバータ駆動用コンタクタMC2がo
nになった後,商用電源→インバータ切替信号がon,
インバータ運転信号がon,インバータフリーラン信号
がoffになり,商用電源→インバータ切替信号がof
fになって,吸込側ファンモーターM1が中速から低速
に切替わるように運転される。このの動作では,ファ
ンモーターM2への電力が切られ,ファンモーターM1
が商用運転からインバータ運転に切替えられる。
【0016】 上記4動作のうち,の動作との動作
を組み合わせると,ファンモーターM1の1台運転から
ファンモーターM1,ファンモーターM2の2台運転に
変わり,の動作との動作を組み合わせると,ファン
モーターM1,ファンモーターM2の2台運転からファ
ンモーターM1の1台運転に変わる。
【0017】 ファンモーターM1,ファンモーターM
2の運転を停止するフローは,図7に示すように停止ス
イッチをonにし,その信号によりインバータ運転信号
をoff,インバータフリーラン信号onにした後,前
記3つのコンタクタMC1,MC2,MC3をoffに
する。
【0018】 上記発明の実施の形態の項では,ダスト
センサーDSからの信号で制御装置を自動運転する例を
示したが,本発明は,手動で制御装置を運転することも
あり,その場合は,操作盤からプログラマブルコントロ
ーラPLCに信号を送信するようにする。
【0019】 本発明の仕様例を示すと,次の通りであ
る。 (1) 品名 :シングルインバータ盤 (2) 型式 :RE−55S (3) 適用ファン :400V 50Kw×2 ファン (4) 電源 :AC400V 3φ 110Kw (5) 出力 :商用 55Kw インバータ 55Kw (6) 保護構造 :屋外自立型,防塵防雨 (7) 盤寸法 :1200W×500D×1500H (8) 重量 :500Kg
【0020】 本発明装置により,55Kw×2台のフ
ァンを実際に制御運転したところ,図8に示すように曲
線Aが1台のファンの制御性能と2台のファンの制御性
能の切替となり,連続的な曲線Bで示すような性能が得
られた。
【0021】 上記発明の実施の形態の項では,1台の
インバータINVで2台のファンモーターを運転する例
を示したが,本発明は,これに限定されるものではな
く,1台のインバータINVで3台以上のモーターを運
転することもあり,その場合は,モーターが1台増すご
とにコンタクタを一対ずつ追加すればよい。また,本発
明は,複数のファンを制御運転するほか,複数のポン
プ,コンベア,振動機その他の機械の制御運転に実施す
ることもある。
【0022】
【発明の効果】 本発明は,叙上のように構成したか
ら,次のような効果を奏する。 (1) 1台のインバータを使用し,連続的な容量制御を行
えるため,装置を大幅にコストダウンできる。 (2) インバータからの発熱が少なく,冷却ファンを採用
したり,ケーシングを大きくしなくて済み,盤寸法を小
さくし,軽量にできるため,設置が容易になる。 (3) 高調波ノイズの発生がインバータ1台分で済むた
め,低減対策費用が半分になる。 (4) インバータ放熱によるエネルギー損失が少なくな
る。 (5) モーター始動は全てインバータで起動するため,ソ
フトスタートとなり,フリッカー(電圧陥没)が生じな
い。 (6) GD2 ,すなわち,はずみ車効果の大きい負荷の回
転数制御,例えば,振動ふるいなどは,始動トルクが大
きいため,800%以上の始動電流が必要となるため,
インバータ容量を大きくする必要がある。このような場
合は,商用電源始動後にインバータ回転数制御が可能に
なり,インバータ容量を1/5にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置の基本構成を示す回路図である。
【図2】 本発明装置のプログラムフローを示す図であ
る。
【図3】 上記プログラムフローによって選択された
の動作フローを示す図である。
【図4】 上記プログラムフローによって選択された
の動作フローを示す図である。
【図5】 上記プログラムフローによって選択された
の動作フローを示す図である。
【図6】 上記プログラムフローによって選択された
の動作フローを示す図である。
【図7】 本発明装置による制御運転を停止するフロー
を示す図である。
【図8】 本発明装置の性能の一例を示す性能曲線図で
ある。
【図9】 従来装置の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 吸込側ファン 2 吐出側ファン 3 ダクト 4 インバータ盤 M1 吸込側ファンモーター M2 吐出側ファンモーター INV インバータ 5 商用電源 6 ファンモーターM1のインバータ運転回路 7 ファンモーターM2のインバータ運転回路 8 ファンモーターM1の商用運転回路 MC1 吸込側モーター商用電源駆動用コンタクタ MC2 吸込側モーターインバータ駆動用コンタクタ MC3 吐出側モーターインバータ駆動用コンタクタ PLC プログラマブルコントローラ T1 吐出側モータースタートタイマ T2 インバータ→商用電源切替タイマ T3 商用電源→インバータ切替タイマ T4 インターバルタイマ CMP コンパレータ DS ダストセンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用電源を1台のインバータを介して複
    数台のモーターに接続し,これらのモーターのうち,1
    台のモーターには,商用電源を直結し,インバータと各
    モーターの接続回路及び上記商用電源の直結回路には,
    プログラマブルコントローラからの信号で制御されるコ
    ンタクタを接続し,商用電源が直結されたモーターの負
    荷容量がインバータ定格容量まで達した時点で,同モー
    ターをその運転回路がインバータ運転回路から商用運転
    回路に切替えられるようにして運転し,残りのモーター
    をインバータ運転回路で運転するようにプログラマブル
    コントローラから各コンタクタへ信号を送信する回路を
    設けてなる複数台モーター可変速容量制御装置。
JP10376040A 1998-12-18 1998-12-18 複数台モ―タ―可変速容量制御装置 Pending JP2000184787A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7207183B2 (en) 2004-04-12 2007-04-24 York International Corp. System and method for capacity control in a multiple compressor chiller system
US7793509B2 (en) 2004-04-12 2010-09-14 Johnson Controls Technology Company System and method for capacity control in a multiple compressor chiller system
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