JP2016225985A - インバータ制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】インバータが他のインバータで発生した問題点または通信異常を点検できるようにするインバータ制御方法を提供する。
【解決手段】インバータ制御方法は、通信マスターが通信マスター信号を生成して通信スレーブに送信するステップ、通信スレーブが通信マスター信号を受信すると、自身に受信される信号であるか否かを確認するステップ、及び当該確認の結果によって通信マスター信号に対する応答信号をインバータシステムのインバータに送信するステップを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、インバータ制御方法に関する。
複数台のインバータが連結(接続)されたインバータシステムにおいては、マスター/フォロワ機能を利用して、複数台のインバータを、一つのマスターインバータと、残りのフォロワインバータとに区別する。その後、一つのマスターインバータが、残りのフォロワインバータの動作を監視、または一つのマスターインバータが要する命令またはデータを伝送するようにする。
このために、マスターインバータ及びフォロワインバータは、通信で互いに連結(接続)されており、通信データを授受するようになる。マスターインバータ及びフォロワインバータが通信データを授受するためには、一つのインバータが通信マスターとして動作し、残りのインバータが通信スレーブとして動作する。
通信マスターは、通信データを通信スレーブに送信する。そして、通信スレーブは、通信マスター信号に書かれた相手局番に自身の局番情報が作成されていれば(すなわち、通信マスター信号に書かれた相手局番に自身の局番情報が含まれていれば)、通信マスターから受信を受けた通信データに対する応答データを通信マスターに送ることとなる。このような過程を通して、通信マスターは、全ての通信スレーブの情報を格納しているが、通信マスターに問題が発生したか、または通信が切れた場合、通信スレーブが通信マスターの役割をすることができないという問題点がある。このような理由で、インバータシステムのインバータが通信マスターを変更するのに困難があった。
このような問題点は、インバータシステムの使用者に不便を感じさせることもある。例えば、モータまたはインバータに異常が発生した場合、現在の技術は、それぞれのインバータで自身の故障モードだけ示すため、使用者は、設けられている全てのインバータを一々点検しなければならない問題点が発生することとなる。
インバータシステムは、有機的に動作するため、万が一発生し得るモータの異常またはインバータの異常に対処できるようにインバータ内に安全機能を搭載している。このような安全機能としてインターロック(Interlock)機能がある。インターロック機能は、モータに異常が発生した場合、異常が発生したモータの駆動を止めて、停止状態にある他のモータで代替動作する安全機能である。
このような機能を使用者が活性化(有効化)した場合、モータに異常が発生しても外部的にはモータがポンプシステムを駆動しているので、異常の有無を直ちに確認することが難しいところがある。
このように、従来の技術は、インバータが自身のインバータ情報だけを格納しているため、システムの他のインバータの異常またはモータの異常、そして通信の異常に直ちに対処することができなかった。
本発明は、インバータシステムにおいて、インバータが送信する通信信号をインバータシステムの全てのインバータが受信して処理することで、インバータが他のインバータで発生した問題点または通信異常を点検できるようにするインバータ制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、インバータシステムの全てのインバータが他のインバータの情報を格納しているため、通信マスターに設定されたインバータが故障しても、他のインバータが通信マスターの役割を代わりに実行できるようにするインバータ制御方法を提供することを目的とする。
本発明が解決しようとする課題は、以上において言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は、下記の記載から当業者が明確に理解できるだろう。
実施形態の中で、多数(複数)のインバータを含むインバータシステムにおいて、通信マスターに設定された一つのインバータが通信スレーブに設定された他のインバータを制御するインバータ制御方法は、通信マスターが通信マスター信号を生成して通信スレーブに送信するステップ、前記通信スレーブが前記通信マスター信号を受信すると、自身に受信される信号であるか否かを確認するステップ、及び前記確認の結果によって前記通信マスター信号に対する応答信号を前記インバータシステムのインバータに送信するステップを含む。
その他、実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び添付の図面に含まれている。
本発明の利点および/または特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現され、単に、本実施形態は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。明細書全体にわたって類似した参照符号は、類似した構成要素を指す。
本発明によると、インバータシステムにおいて、インバータが送信する通信信号をインバータシステムの全てのインバータが受信して処理することで、インバータが他のインバータで発生した問題点または通信異常を点検することができるという効果がある。
また、本発明によると、インバータシステムの全てのインバータが他のインバータの情報を格納しているため、通信マスターに設定されたインバータが故障しても、他のインバータが通信マスターの役割を代わりに果たすことができるという効果がある。
従来のポンプシステムを説明する図である。 マスター/フォロワ機能での通信マスターと通信スレーブを示す構成図である。 通信マスターと通信スレーブとの間で送受信されるデータを説明するための図である。 通信マスターと通信スレーブとの間で送受信されるデータを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る通信マスターと通信スレーブとの間で送受信されるデータを説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るインバータ制御方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
以下においては、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、従来のポンプシステムを説明する図である。図1の実施形態は、複数のインバータが通信で有機的に動作している実施形態である。
図1を参照すると、ポンプシステムは、インバータ10_1、10_2、10_3、…、10_N、及びインバータ10_1、10_2、10_3、…、10_Nのそれぞれに連結(接続)されるモータ11_1、11_2、11_3、…、11_Nを含む。
インバータ10_1、10_2、10_3、…、10_Nのそれぞれは、インバータ信号入出力ボード12_1、12_2、12_3、…、12_Nを含む。インバータ信号入出力ボード12_1、12_2、12_3、…、12_Nのそれぞれには、インバータ10_1、10_2、10_3、…、10_Nに必要な種々の信号及び電源を、入力或いは連結(接続)することができるように設計されている。
インバータ信号入出力ボード12_1、12_2、12_3、…、12_Nのそれぞれは、複数台が連結(接続)されたインバータシステムにおいて重要な情報の送受信を受けるために一つの通信線で連結(接続)され、送受信を受けた情報を利用してポンプシステムに所望の力を加えることとなる。
図1のように、インバータ10_1、10_2、10_3、…、10_Nが互いに通信して制御されるためには、マスター/フォロワ機能を用いなければならない。マスター/フォロワ機能は、インバータ10_1、10_2、10_3、…、10_Nのいずれか一つのインバータ(例えばインバータ10_1)がマスターインバータとして動作し、残りのインバータ10_2、10_3、…、10_Nがフォロワインバータとして動作することとなる。
また、インバータ10_1、10_2、10_3、…、10_Nのそれぞれのパラメータを設定するために、インバータ信号入出力ボード12_1、12_2、12_3、…、12_Nに位置するキーパッドが用いられる。
上記のように、インバータのマスター/フォロワ機能を用いるようになると、有機的な制御のために通信データを授受するようになり、インバータの設定によって一つの通信マスターと残りの通信スレーブとで構成されるようになる。
図2は、マスター/フォロワ機能での通信マスターと通信スレーブを示す構成図である。
図2を参照すると、一台の通信マスター20と複数台の通信スレーブ21_1、21_2、…、21_Nが存在し、通信マスター20と通信スレーブ21_1、21_2、…、21_Nは、一つの通信ライン22に連結(接続)されている。ここで、両方向通信(双方向通信)のための通信ライン22は、485通信(シリアル通信の一例)やCAN通信等で具現され得る。
図1及び図2を連係して説明すると、インバータ10_1、10_2、10_3、…、10_Nのうちマスターインバータ10_1を通信マスター20に設定したと仮定すると、残りのフォロワインバータ10_2、10_3、…、10_Nは、通信スレーブ21_1、21_2、…、21_Nとして動作することとなる。
このような実施形態とは異なり、マスターインバータ10_1と通信マスター20は、必ずしも同一でなくてもよい。例えば、フォロワインバータ10_2、10_3、…、10_Nのいずれか一つのインバータ(例えばインバータ10_2)を通信マスター20に設定したと仮定すると、マスターインバータ10_1及び残りのフォロワインバータ10_3、…、10_Nが、通信スレーブ21_1、21_2、…、21_Nとして動作することとなる。
図3及び図4は、通信マスターと通信スレーブとの間で送受信されるデータを説明するための図である。
図3及び図4を参照すると、一般に、通信マスターMがシステムに連結(接続)された通信スレーブS1、S2、…、Snに必要な情報を要求するために通信データ30、31、32をそれぞれ送信することとなる。通信スレーブS1、S2、…、Snは、専ら通信マスターMの通信データを処理して要求する情報を分析し、応答信号を通信マスターMに送信する。
通信マスターMが送信する通信マスター信号30は、図4のように、相手局番30_1と主要データ30_2及びエラーチェック30_3を含む。通信スレーブS1、S2、…、Snは、通信マスターMの通信マスター信号30の受信を受けて処理することとなる。より具体的には、通信スレーブS1、S2、…、Snは、通信マスター信号30に書かれた相手局番30_1に通信スレーブ自身の局番情報が作成されていれば(すなわち、通信マスター信号30に書かれた相手局番30_1に通信スレーブ自身の局番情報が含まれていれば)、通信マスターMから受信を受けた通信マスター信号30に対する応答信号33、34、35を通信マスターMに送ることとなる。このとき、応答信号33、34、35は、通信マスターMから受信を受けた通信マスター信号30に対する信号に自身の状態情報を載せてマスターに伝達される。
通信マスターMが送信する通信マスター信号30のデータ36のうち相手局番に通信スレーブ1(S1)の局番情報を作成して伝達したと仮定すると、通信スレーブ1(S1)は、通信マスターMからの通信マスター信号30を受信する。その後、通信マスター信号30のデータ36のうち相手局番に自身の局番情報が作成されていることを確認し、応答信号33を通信マスターMに送信することとなる。すると、通信マスターMは、応答信号33を参照して通信スレーブ1(S1)に対する状態情報を格納することとなる。
また、通信マスターMが通信マスター信号31のデータ36に通信スレーブ2(S2)の局番情報を作成して伝達したと仮定すると、通信スレーブ2(S2)は、通信マスターMから受信した通信マスター信号30、31のうち通信マスター信号31のデータ36の相手局番に自身の局番情報が作成されていることを確認する。その後、通信マスター信号31に対する応答信号34を通信マスターMに送信することとなる。すると、通信マスターMは、応答信号34を参照して通信スレーブ2(S2)に対する状態情報を格納することとなる。
その後、通信マスターMは、次の通信スレーブn(Sn)に通信マスター信号32を送信することとなり、通信スレーブn(Sn)は、通信マスターMから受信された通信マスター信号30、31、32の受信を受ける。通信マスター信号30、31、32を受信した後、自身の局番情報が作成された通信マスター信号32に対してのみ応答信号35を作成し、通信マスターMに送信することとなる。このとき、通信スレーブn(Sn)は、図4のように、自身の状態情報35_1を含む応答信号を生成し、通信マスターMに送信することができる。すると、通信マスターMは、応答信号35を参照して通信スレーブn(Sn)に対する状態情報を格納することとなる。
上記のように、通信マスターMは、通信スレーブS1、S2、…、Snから応答信号33、34、35を受信すると、応答信号33、34、35に基づいて当該応答信号を送信した通信スレーブS1、S2、…、Snの状態情報を格納することとなる。しかし、通信マスターMが全ての通信スレーブS1、S2、…、Snの情報を有しているため、通信マスターMに問題が発生したか、または通信が切れた場合、通信スレーブS1、S2、…、Snが通信マスターMの役割をすることができないという問題点がある。
図5は、本発明の一実施形態に係る通信マスターと通信スレーブとの間で送受信されるデータを説明するための図である。図5の実施形態においては、インバータシステムのインバータのうちのマスターインバータが通信マスターに設定されており、残りのフォロワインバータが通信スレーブに設定されて通信信号を送受信することができる。また、図5とは異なる他の実施形態として、フォロワインバータのうちの一つのインバータが通信マスターに設定され、マスターインバータ及び残りのフォロワインバータが通信スレーブに設定されて通信信号を送受信する構成とすることもできる。
通信マスターMは、発信局番情報506、データ情報507、応答を所望する相手局番情報508及びエラーチェック509で構成されている通信マスター信号500を通信スレーブSに送信する。
通信スレーブS(S1、S2、…、Sn)は、通信マスターMの通信マスター信号500の受信を受けて処理し、格納することとなる。そして、通信マスター信号500の応答を所望する相手局番情報508に自身の局番情報が作成されていれば(すなわち、通信マスター信号500に含まれる相手局番情報508に自身の局番情報が含まれていれば)、通信マスター信号500の発信局番情報506を参照して応答信号を送信することとなる。
このとき、通信スレーブS1は、発信局番情報510、データ情報511、応答を所望する相手局番情報512及びエラーチェック513で構成されている応答信号をブロードキャストで作成し、インバータシステムに連結(接続)された全てのインバータにデータを送信することとなる。すなわち、通信スレーブSは、応答信号をブロードキャストで送信する。
通信マスターが通信スレーブ1(S1)に応答を所望する場合、通信マスターは、発信局番情報506、データ情報507、通信スレーブ1(S1)の局番情報508及びエラーチェック509を含む通信マスター信号500をブロードキャストで作成し、通信ラインに送信する。すなわち、通信マスターは、通信マスター信号500を、通信ラインにブロードキャストで送信する。
通信スレーブ1(S1)は、通信マスターの通信マスター信号500の受信を受けて処理し、格納する。通信スレーブ1(S1)は、通信マスター信号500の応答を所望する相手局番情報508にスレーブ1(S1)の局番情報が作成されていれば、通信マスター信号500の発信局番情報506を参照して応答信号503を送信することとなる。このとき、通信スレーブ1(S1)は、スレーブ1(S1)の局番情報510、データ情報511、通信マスターの局番情報512及びエラーチェック513で構成されている応答信号503をブロードキャストで作成し、インバータシステムに連結(接続)された全てのインバータにデータを送信することとなる。すなわち、通信スレーブ1(S1)は、応答信号503をブロードキャストで送信する。
すると、通信マスターは、通信スレーブ1(S1)から所望の情報を得ることとなり、併せて、インバータシステムに連結(接続)された他のインバータは、通信マスターと通信スレーブ1(S1)の情報を全て処理して格納できるようになる。
通信マスターMが通信スレーブ2(S2)に応答を所望する場合、通信マスターは、発信局番情報514、データ情報515、通信スレーブ2(S2)の局番情報516及びエラーチェック517を含む通信マスター信号501を通信ラインに送信する。
通信スレーブ2(S2)は、通信マスターMから通信マスター信号501の受信を受けて処理し、格納する。通信スレーブ2(S2)は、通信マスター信号501の応答を所望する相手局番情報516にスレーブ2(S2)の局番情報が作成されていれば、通信マスター信号501の発信局番情報514を参照して応答信号504を送信することとなる。このとき、通信スレーブ2(S2)は、スレーブ2(S2)の局番情報518、データ情報519、通信マスターの局番情報520及びエラーチェック521で構成されている応答信号504をブロードキャストで作成し、インバータシステムに連結(接続)された全てのインバータにデータを送信することとなる。すなわち、通信スレーブ2(S2)は、応答信号504をブロードキャストで送信する。
すると、通信マスターは、通信スレーブ2(S2)から所望の情報を得ることとなり、インバータシステムに連結(接続)された他のインバータは、通信マスター、通信スレーブ1(S1)及び通信スレーブ2(S2)の情報を全て処理して格納できるようになる。
通信マスターが通信スレーブn(Sn)に応答を所望する場合、通信マスターは、発信局番情報522、データ情報523、通信スレーブn(Sn)の局番情報524及びエラーチェック525を含む通信マスター信号502をブロードキャストで作成し、通信ラインに送信する。すなわち、通信マスターは、通信マスター信号502を、通信ラインにブロードキャストで送信する。
通信スレーブn(Sn)は、通信マスターから通信マスター信号502の受信を受けて処理し、格納する。通信スレーブn(Sn)は、通信マスター信号502の応答を所望する相手局番情報524にスレーブn(Sn)の局番情報が作成されていれば、通信マスター信号502の発信局番情報522を参照して応答信号505を送信することとなる。このとき、通信スレーブn(Sn)は、スレーブn(Sn)の局番情報526、データ情報527、通信マスターの局番情報528及びエラーチェック529で構成されている応答信号505をブロードキャストで作成し、インバータシステムに連結(接続)された全てのインバータにデータを送信することとなる。すなわち、通信スレーブn(Sn)は、応答信号505をブロードキャストで送信する。
すると、通信マスターは、通信スレーブn(Sn)から所望の情報を得ることとなり、インバータシステムに連結(接続)された他のインバータは、通信マスター、通信スレーブ1(S1)、通信スレーブ2(S2)及び通信スレーブn(Sn)の情報を全て処理して格納できるようになる。
図6は、本発明に係るインバータ制御方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。図6の実施形態においては、インバータシステムのインバータのうちマスターインバータが通信マスターとして動作し、残りのフォロワインバータが通信スレーブとして動作して通信信号を送受信することができる。また、図6とは異なる他の実施形態として、インバータシステムのフォロワインバータのうちの一つのインバータが通信マスターとして動作し、マスターインバータ及び残りのフォロワインバータが通信スレーブとして動作して通信信号を送受信する構成とすることもできる。
図6を参照すると、通信マスターは、通信マスター信号を生成して(ステップS610)通信スレーブに送信する(ステップS620)。このとき、通信マスターは、発信局番情報、データ情報、応答を所望する相手局番情報及びエラーチェックを含む通信マスター信号を生成して通信スレーブに送信することができる。
通信スレーブは、通信マスターから通信マスター信号を受信すると、通信マスター信号が自身に受信される信号であるかを確認する(ステップS630)。通信スレーブは、通信マスター信号が自身に受信される信号であれば、通信マスター信号に対する応答信号をインバータシステムのインバータ(例えば全てのインバータ)に送信する(ステップS640)。すなわち、通信スレーブは、上記確認の結果によって(具体的には、上記確認の結果が肯定的である場合に)、通信マスター信号に対する応答信号をインバータシステムのインバータに送信する。
このとき、通信スレーブは、通信マスター信号の応答を所望する相手局番情報に自身の局番情報が作成されていれば(すなわち、通信マスター信号の相手局番情報に自身の局番情報が含まれていれば)、通信マスター信号が自身に受信される信号であると確認することができる。通信スレーブは、通信マスター信号が自身に受信される信号であると確認すると、発信局番情報、データ情報、通信マスターの局番情報及びエラーチェックを含む応答信号を生成してインバータシステムのインバータに送信することができる。このように、本発明は、インバータシステムにおいて、インバータが送信する通信信号をインバータシステムの全てのインバータが受信して処理することで、インバータが他のインバータで発生した問題点または通信異常を点検することができる。また、本発明は、通信マスターに設定されたインバータが故障しても、他のインバータが通信マスターの役割を代わりに果たすことができる。
本発明によると、インバータシステムにおいて、インバータが送信する通信信号をインバータシステムの全てのインバータが受信して処理することで、インバータが他のインバータで発生した問題点または通信異常を点検することができるという効果がある。
また、本発明によると、インバータシステムの全てのインバータが他のインバータの情報を格納しているため、通信マスターに設定されたインバータが故障しても、他のインバータが通信マスターの役割を代わりに果たすことができるという効果がある。
これまで、本発明に係る具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲を外れない限り、種々の変形が可能であることはもちろんである。それゆえ、本発明の範囲は、説明された実施形態に限定して定められてはならず、後述の特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものにより定められるべきである。
以上のように、本発明は、限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、これは、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から様々な修正及び変形が可能である。従って、本発明の思想は、下記に記載の特許請求の範囲によってのみ把握されるべきであり、その均等または等価的変形はいずれも本発明の思想の範疇に属するといえるだろう。
本発明は、インバータ制御方法に利用することが可能である。
10_1〜10_N: インバータ
20,M: 通信マスター
21_1〜21_N,S1〜Sn: 通信スレーブ
30〜32,500〜502: 通信マスター信号
33〜35,503〜505: 応答信号
506,510,514,518,522,526: 発信局番情報
507,511,515,519,523,527: データ情報
508,512,516,520,524,528: 相手局番情報
509,513,517,521,525,529: エラーチェック

Claims (5)

  1. 複数のインバータを含むインバータシステムにおいて、通信マスターに設定された一つのインバータが通信スレーブに設定された他のインバータを制御するインバータ制御方法において、
    前記通信マスターが通信マスター信号を生成して前記通信スレーブに送信するステップ;
    前記通信スレーブが前記通信マスター信号を受信すると、自身に受信される信号であるか否かを確認するステップ;及び
    前記確認の結果によって前記通信マスター信号に対する応答信号を前記インバータシステムのインバータに送信するステップを含む、
    インバータ制御方法。
  2. 前記通信マスターが前記通信マスター信号を前記通信スレーブに送信するステップは、
    発信局番情報、データ情報、応答を所望する相手局番情報及びエラーチェックを含む前記通信マスター信号を生成し、前記通信スレーブに送信するステップを含むことを特徴とする、
    請求項1に記載のインバータ制御方法。
  3. 前記通信スレーブが前記通信マスター信号を受信すると、自身に受信される信号であるか否かを確認するステップは、
    前記通信マスター信号の応答を所望する前記相手局番情報に自身の局番情報が作成されていれば、前記通信マスター信号が自身に受信される信号であると確認するステップを含むことを特徴とする、
    請求項2に記載のインバータ制御方法。
  4. 前記確認の結果によって前記通信マスター信号に対する前記応答信号を前記インバータシステムのインバータに送信するステップは、
    発信局番情報、データ情報、前記通信マスターの局番情報及びエラーチェックを含む前記応答信号を生成し、前記インバータシステムの複数のインバータに送信するステップを含むことを特徴とする、
    請求項2または3に記載のインバータ制御方法。
  5. 前記通信マスターに設定されたインバータに故障が発生した場合、前記通信スレーブに設定されたインバータのいずれか一つが前記通信マスターに設定されることを特徴とする、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載のインバータ制御方法。
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