JP2002258916A - シーケンス処理機能付き静止形電力変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部リレー回路やコントローラの増設を要す
ることなく電力変換器自体でシーケンスを作成する。 【解決手段】 インバータ等の静止形電力変換器のシー
ケンス作成に必要な複数の入力信号、論理、出力信号を
設定値として、シーケンスの各ステップごとに複数のパ
ラメータに前記設定値をそれぞれ対応させて定義したパ
ラメータ定義手段１１０と、この定義手段１１０を参照
して、入力信号に対応するパラメータについて設定値を
選択する入力選択手段１２１と、出力信号に対応するパ
ラメータについて設定値を選択する出力選択手段１２２
と、論理に対応するパラメータについて設定値を選択す
る論理選択手段１２３と、各手段１２１，１２２，１２
３による選択結果を統合してシーケンスを作成する統合
手段１４０とを静止形電力変換器の制御部内に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自己の運転用あ
るいはモニタ用のシーケンス作成機能を制御部内のＣＰ
Ｕやメモリ等により実現可能とした可変速駆動用インバ
ータ等のシーケンス処理機能付き静止形電力変換器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のインバータ制御装置の基
本的構成を示すブロック図である。図９において、１０
は各種パラメータの設定操作や運転状態のモニタ表示等
を行うタッチパネルであり、インバータ制御部２０に接
続されている。インバータ制御部２０は、ＣＰＵや不揮
発性メモリ、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリを備えてお
り、インバータ全体の制御を行う。ここで、不揮発性メ
モリはタッチパネル１０から入力されたパラメータを記
憶し、ＰＲＯＭにはインバータを制御するためのソフト
ウェアが格納されていると共に、ＲＡＭには主にプログ
ラムを実行する際に使用するデータが格納されている。

【０００３】アナログ設定器３０は例えば可変抵抗であ
り、周波数指令等のアナログ入力（Ａi）信号５１をイ
ンバータ制御部２０に入力する。ディジタル設定器４０
は例えばリレー接点であり、インバータの運転指令や多
段速度指令等のディジタル入力（Ｄi）信号６１をイン
バータ制御部２０に入力する。また、アナログ出力（Ａ
o）信号５２はインバータの出力周波数等であり、ディ
ジタル出力（Ｄo）信号６２はインバータの運転中信号
や出力周波数が所定値に到達したことを示す周波数到達
信号等である。これらの出力信号はインバータの主回路
や各種の表示器等に供給される。

【０００４】インバータの運転に当たっては、アナログ
設定器３０及びディジタル設定器４０により周波数指令
や運転指令をアナログ入力信号５１，ディジタル入力信
号６１としてインバータ制御部２０に入力し、対応する
アナログ出力信号５２、ディジタル出力信号６２を生成
することで制御動作が実行される。その際、インバータ
の所定の運転条件を実現するために、外部の条件やアナ
ログ出力信号５２、ディジタル出力信号６２の内容等も
組み合わせて、外部のリレー回路により運転シーケンス
を作成することが行われている。更に、インバータや機
械の運転中、停止中、故障中などの状態を示す状態信号
等のモニタ用の信号作成用のシーケンスも同様に作成し
ている。

【０００５】また、上記シーケンスが複雑になって外部
のリレー回路の数が増加したりその回路構成が複雑にな
る危惧がある場合には、リレー回路に代えて、あるいは
リレー回路と共に、簡単な構成のコントローラ（ＰＬ
Ｃ）を使用することもある。上記ＰＬＣの機能をインバ
ータ制御部内に備えたものも存在するが、その場合、ラ
ダー入力等に対応した支援ローダが別途必要になるの
で、インバータ制御部が単体で各種の設定を行ってシー
ケンスを作成することは不可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため従来では、外
部のリレー回路や簡単なコントローラを用いて運転用あ
るいはモニタ用のシーケンスを作成する方法に依存せざ
るを得ないが、これらのリレー回路やコントローラ、配
線用ケーブル等のハードウェア自体のコストと、配線作
業の工賃によるコストが、システム全体のコストを押し
上げる要因となっていた。そこで本発明は、運転用ある
いはモニタ用のシーケンスをインバータ等の静止形電力
変換器の制御部単体で容易に作成、変更可能にした、シ
ーケンス処理機能付き静止形電力変換器を提供しようと
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、図１に示される構成要素の
うち、少なくともパラメータ定義手段１１０、入力選択
手段１２１、出力選択手段１２２、論理選択手段１２３
及び統合手段１４０を備えており、これらの各手段は、
インバータ等の静止形電力変換器の制御部１００に設け
られたＣＰＵやメモリ等によって具体化される。

【０００８】ここで、パラメータ定義手段１１０は、静
止形電力変換器の運転用あるいはモニタ用のシーケンス
作成に必要な複数の入力信号、論理、出力信号を設定値
として、運転用あるいはモニタ用のシーケンスの各ステ
ップごとに複数のパラメータに設定値をそれぞれ対応さ
せて定義したものである。

【０００９】入力選択手段１２１は、パラメータ定義手
段１１０を参照して、入力信号に対応するパラメータに
ついて設定値を選択する。また、出力選択手段１２２
は、パラメータ定義手段１１０を参照して、出力信号に
対応するパラメータについて設定値を選択する。論理選
択手段１２３は、パラメータ定義手段１１０を参照し
て、論理積や論理和等の論理に対応するパラメータにつ
いて設定値を選択する。統合手段１４０は、前記入力選
択手段１２１、出力選択手段１２２及び論理選択手段１
２３による選択結果を統合することにより、運転用ある
いはモニタ用のシーケンスを作成するものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、図１に示される構
成要素のうち、少なくともパラメータ定義手段１１０、
入力選択手段１２１、出力選択手段１２２、論理選択手
段１２３、タイマ選択手段１２４及び統合手段１４０を
備えている。この発明におけるパラメータ定義手段１１
０は、、請求項１の発明における定義内容のほか、静止
形電力変換器の運転用あるいはモニタ用のシーケンス作
成に必要な複数のタイマ種類及びタイマ時限を設定値と
して、シーケンスの各ステップごとに各パラメータにタ
イマ種類及びタイマ時限をそれぞれ対応させた定義内容
を有している。

【００１１】また、タイマ選択手段１２４は、パラメー
タ定義手段１１０を参照して、タイマ種類及びタイマ時
限に対応するパラメータについて設定値を選択する。そ
して、統合手段１４０は、入力選択手段１２１、出力選
択手段１２２、論理選択手段１２３、タイマ選択手段１
２４による選択結果を統合することにより、シーケンス
を作成するものである。

【００１２】請求項３記載の発明は、入力選択手段１２
１または出力選択手段１２２による選択結果を一時的に
記憶するバッファ等の一時記憶手段１３０を、静止形電
力変換器の制御部１００内に備えたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。なお、この実施形態は静止形電力変換器
としてインバータを対象としているが、本発明はインバ
ータ以外に各種コンバータやチョッパ等の静止形電力変
換器に適用することができる。

【００１４】まず、図２（ａ）は、本発明の実施形態に
おいて、インバータの運転用あるいはモニタ用のシーケ
ンスを作成するために必要な複数のパラメータと、各パ
ラメータの内容を対応させた一覧表であり、その内容は
後述する図４の一部をなすものである。図２（ａ）にお
いて、例えばパラメータ７１ａは論理７１ｃの入力信号
１に、７１ｂは入力信号２に、７１ｃは論理に、７１ｄ
は論理７１ｃの出力信号に、７１ｆはタイマ設定値にそ
れぞれ対応させる。

【００１５】図２（ｂ）は、パラメータ７１ａ，７１ｂ
に対応する入力信号１，入力信号２をパラメータ７１ｃ
に対応する論理（この場合は論理積）に与えてパラメー
タ７１ｄに対応する出力信号を得るシーケンスを示して
いる。また、図３は、図２（ｂ）の構成にタイマを追加
した例であり、パラメータ７１ｅに対応するタイマ種類
とパラメータ７１ｆに対応するタイマ時限とが選択され
たタイマを論理の出力側に設け、タイマの出力信号をパ
ラメータ７１ｄに対応する出力信号としたシーケンスで
ある。

【００１６】図４は、請求項におけるパラメータ定義手
段に相当し、複数のパラメータと、それらが意味する内
容と、これらの内容の設定値（０，１，２，３，４，
５、または０．０００〜１０．０００［ｓ］）がどの端
子や指令等に対応するかを示すものであり、例えばタッ
チパネルを用いてインバータ制御部に対して設定操作を
行うことにより作成され、その結果は不揮発性メモリ等
に格納されている。

【００１７】図４におけるパラメータには７１ａ〜７１
ｆ，７２ａ〜７２ｆ，７３ａ〜７３ｆ，……が設けられ
ており、例えばパラメータ７１ａ〜７１ｆは一連のシー
ケンスのうちの１ステップ目に使用され、７２ａ〜７２
ｆは２ステップ目、７３ａ〜７３ｆは３ステップ目に使
用される。

【００１８】図４において、パラメータ７１ａ，７２
ａ，……に対応する入力信号１及びパラメータ７１ｂ，
７２ｂ，……に対応する入力信号２は、それぞれ、入力
なしのほか、インバータ制御部のディジタル入力端子Ｘ
１，Ｘ２、一時記憶用バッファとしてのバッファ１、デ
ィジタル出力端子Ｙ１のほか、インバータ内部の状態で
ある運転準備状態ＲＤＹの選択が可能である。また、パ
ラメータ７１ｃ，７２ｃ，……に対応する論理は、入力
信号１、入力信号２に対する論理演算の種類であり、論
理なしのほか、ＡＮＤ（論理積）、ＯＲ（論理和）、Ｎ
ＯＲ（否定論理和）、またはＮＡＮＤ（否定論理積）の
選択が可能である。

【００１９】パラメータ７１ｄ，７２ｄ，……に対応す
る出力信号は、上記論理演算の結果として何を割り当て
るかを選択するものであり、出力なしのほか、負荷であ
る電動機等に対する正転運転指令端子ＦＷＤ、逆転運転
指令端子ＲＥＶ、一時記憶手段としてのバッファ１、ま
たはディジタル出力端子Ｙ２の選択が可能である。

【００２０】パラメータ７１ｅ，７２ｅ，……に対応す
るタイマ種類は、必要に応じて使用されるタイマの種類
を選択するためのものであり、タイマなしのほか、オン
ディレイタイマ、またはオフディレイタイマの選択が可
能である。パラメータ７１ｆ，７２ｆ，……に対応する
タイマ時限は、上記タイマの設定時限を選択するための
ものであり、０．０００〜１０．０００［ｓ］の範囲で
選択が可能になっている。

【００２１】次に、図５は本実施形態において実現しよ
うとするシーケンス回路の構成を示すものである。この
回路の動作は、入力端子（入力信号）Ｘ１，Ｘ２及び運
転準備状態ＲＤＹがＯＮした条件でタイマ（オンディレ
イタイマ）Ｔ１が０．２秒後にＯＮし、この条件で正転
運転指令端子（正転運転指令）ＦＷＤをオンするという
ものである。なお、図５におけるＲＹ１はバッファ１と
してのリレーである。

【００２２】図５の回路のシーケンスは、図６（ａ）に
よる第１ステップと、図６（ｂ）による第２ステップと
によって実現される。まず、図６（ａ）の第１ステップ
では、パラメータ７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄにそ
れぞれ１，２，１，３を設定する。これらのパラメータ
の設定は、図４から明らかなように、入力信号１として
入力端子Ｘ１を、入力信号２として入力端子Ｘ２を、論
理としてＡＮＤを、出力信号としてバッファ１を割り当
てることを意味する。

【００２３】同様に、図６（ｂ）の第２ステップでは、
パラメータ７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，
７２ｆにそれぞれ３，５，１，１，１，０．２［ｓ］を
設定する。これらのパラメータの設定は、図４から明ら
かなように、入力信号１としてバッファ１（リレーＲＹ
１）を、入力信号２として運転準備状態ＲＤＹを、論理
としてＡＮＤを、出力信号として正転運転指令端子（正
転運転指令）ＦＷＤを、タイマ種類としてオンディレイ
タイマを、タイマ時限として０．２秒を割り当てること
を意味する。

【００２４】図６（ａ）の第１ステップから図６（ｂ）
の第２ステップに移行する際には、請求項における一時
記憶手段としてバッファ１が、第１ステップの出力信号
（パラメータ７１ｄ）並びに第２ステップの入力信号
（パラメータ７２ａ）を一時的に記憶することとなる。
なお、タイマ時限は、上述したようにパラメータ７２ｆ
を用いるのではなく、アナログ入力信号により設定して
も良い。

【００２５】次に、本発明をモニタ用シーケンスとした
場合について説明する。図７は本実施形態において実現
しようとするシーケンス回路の異なる一例を示すもので
ある。この回路は、インバータ運転中／商用電源運転切
換の状態信号のモニタ用のシーケンス回路を実現しよう
とするものである。

【００２６】この回路の動作は、インバータ運転信号Ｙ
１、商用電源運転信号Ｙ１のいずれか一方がＯＮした条
件で運転中ランプを点灯するためのディジタル出力信号
Ｙ２を出力し、インバータ運転信号Ｙ１、商用電源運転
信号Ｙ１が両方ともＯＦＦした条件で停止中ランプを点
灯するためのディジタル出力信号Ｙ２を出力し、インバ
ータの故障を示す複数の信号Ｙ１（インバータトリップ
信号、サーマルリレー信号等）のいずれかがＯＮした条
件で故障ランプを点灯するためのディジタル出力信号Ｙ
２を出力するというものである。図７の回路のシーケン
スは、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）によって実現され
る。

【００２７】図８（ａ）では、パラメータ７３ａ，７３
ｂ，７３ｃ，７３ｄにそれぞれ４，４，２，４を設定す
る。これらのパラメータの設定は、入力信号１としてイ
ンバータ運転のディジタル出力端子Ｙ１を、入力信号２
として商用電源運転のディジタル出力端子Ｙ１を、論理
としてＯＲを、出力信号として運転中ランプを点灯する
ためのディジタル出力端子Ｙ２を割り当てることを意味
する。

【００２８】図８（ｂ）では、パラメータ７４ａ，７４
ｂ，７４ｃ，７４ｄにそれぞれ４，４，３，４を設定す
る。これらのパラメータの設定は、入力信号１としてイ
ンバータ運転のディジタル出力端子Ｙ１を、入力信号２
として商用電源運転のディジタル出力端子Ｙ１を、論理
としてＮＯＲを、出力信号として停止中ランプを点灯す
るためのディジタル出力端子Ｙ２を割り当てることを意
味する。

【００２９】図８（ｃ）では、パラメータ７５ａ，７５
ｂ，７５ｃ，７５ｄにそれぞれ４，４，２，４を設定す
る。これらのパラメータの設定は、入力信号１として例
えばインバータトリップ信号のディジタル出力端子Ｙ１
を、入力信号２として例えばサーマルリレーのディジタ
ル出力端子Ｙ１を、論理としてＯＲを、出力信号として
故障ランプを点灯するためのディジタル出力端子Ｙ２を
割り当てることを意味する。

【００３０】更に、パラメータ７１ｃ，７２ｃ，７３
ｃ，……の論理を比較器とし、入力信号１をアナログ入
力やアナログ出力とし、入力信号２をパラメータとすれ
ば、アナログ信号に対する運転やモニタなどの条件を出
力するシーケンスも作成することができる。

【００３１】上記のように、本発明の実施形態によれ
ば、インバータに対する所望の運転用あるいはモニタ用
のシーケンスに従い、入力信号、論理、出力信号、タイ
マ種類、タイマ時限にそれぞれ対応するパラメータを選
択してタッチパネル等から適宜設定することにより、イ
ンバータ制御部のＣＰＵがこれらの選択結果（設定結
果）を統合して所期のシーケンスを作成する。このた
め、複雑なシーケンスであっても外部のリレー回路やコ
ントローラを増設することなく容易にその作成を行うこ
とができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、インバー
タ等の静止形電力変換器の運転用あるいはモニタ用のシ
ーケンスを電力変換器の制御部内で作成することがで
き、外部のリレー回路やコントローラ等の増設、回路構
成の複雑化を招くことがないため、システム全体のコス
トを低減させることができる。また、タイマ種類やタイ
マ時限の選択機能を付加することで、複雑なシーケンス
の実現も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す構成図である。

【図２】本発明の実施形態における各パラメータの内容
を示す一覧表（図２（ａ））、及び、シーケンスの一例
を示す図（図２（ｂ））である。

【図３】本発明の実施形態におけるシーケンスの他の例
を示す図である。

【図４】本発明の実施形態におけるパラメータ定義手段
の説明図である。

【図５】本発明の実施形態により実現するシーケンス回
路の一例を示す図である。

【図６】図５の回路を実現する場合の第１ステップ（図
６（ａ））及び第２ステップ（図６（ｂ））のシーケン
スを示す図である。

【図７】本発明の実施形態により実現するシーケンス回
路の異なる一例を示す図である。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は図７の回路を実現する場合の
シーケンスを示す図である。

【図９】従来のインバータ制御装置の基本的構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１００ 静止形電力変換器の制御部 １１０ パラメータ定義手段 １２１ 入力選択手段 １２２ 出力選択手段 １２３ 論理選択手段 １２４ タイマ選択手段 １３０ 一時記憶手段 １４０ 統合手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静止形電力変換器のシーケンス作成に必
   要な複数の入力信号、論理、出力信号を設定値として、
   シーケンスの各ステップごとに複数のパラメータに前記
   設定値をそれぞれ対応させて定義したパラメータ定義手
   段と、 前記パラメータ定義手段を参照して、入力信号に対応す
   るパラメータについて設定値を選択する入力選択手段
   と、 前記パラメータ定義手段を参照して、出力信号に対応す
   るパラメータについて設定値を選択する出力選択手段
   と、 前記パラメータ定義手段を参照して、論理に対応するパ
   ラメータについて設定値を選択する論理選択手段と、 前記入力選択手段、出力選択手段及び論理選択手段によ
   る選択結果を統合してシーケンスを作成する統合手段
   と、 を静止形電力変換器の制御部内に備えたことを特徴とす
   るシーケンス処理機能付き静止形電力変換器。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシーケンス処理機能付き
   静止形電力変換器において、 パラメータ定義手段は、静止形電力変換器のシーケンス
   作成に必要な複数のタイマ種類及びタイマ時限を設定値
   として、シーケンスの各ステップごとに各パラメータに
   タイマ種類及びタイマ時限をそれぞれ対応させて定義
   し、 静止形電力変換器の制御部は、このパラメータ定義手段
   を参照して、タイマ種類及びタイマ時限に対応するパラ
   メータについて設定値を選択するタイマ選択手段を更に
   備え、 前記統合手段は、前記入力選択手段、出力選択手段、論
   理選択手段及びタイマ選択手段による選択結果を統合し
   てシーケンスを作成することを特徴とするシーケンス処
   理機能付き静止形電力変換器。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のシーケンス処理
   機能付き静止形電力変換器において、 入力選択手段または出力選択手段による選択結果を一時
   的に記憶する一時記憶手段を、静止形電力変換器の制御
   部内に備えたことを特徴とするシーケンス処理機能付き
   静止形電力変換器。