JP3373295B2 - ターボ機械制御方法とターボ機械装置 - Google Patents
ターボ機械制御方法とターボ機械装置Info
- Publication number
- JP3373295B2 JP3373295B2 JP12221494A JP12221494A JP3373295B2 JP 3373295 B2 JP3373295 B2 JP 3373295B2 JP 12221494 A JP12221494 A JP 12221494A JP 12221494 A JP12221494 A JP 12221494A JP 3373295 B2 JP3373295 B2 JP 3373295B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbomachine
- inverter
- speed
- controlling
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/0245—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
- F04D15/0254—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump the condition being speed or load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/008—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボ機械制御方法と
ターボ機械装置に関するものである。
ターボ機械装置に関するものである。
【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。
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、上記ターボ形ポンプ等のターボ機
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。
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４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を、横軸に水量Ｑをとっ
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。
用した例を図１〜図４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を、横軸に水量Ｑをとっ
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】同図において、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。これらの図において、仕切弁２
−２のみを閉じて、漏電しゃ断器ＥＬＢを投入し、起動
用スイッチ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、また、安定化電源ＡＶＲから制御ユニットＣ
Ｕ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
マイクロプロセッサ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の速度指令入力端子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で運転される。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からメモリＭに格納されている吐出し目標圧
力ＨOとを比較し、両者が等しくなるよう、マイクロプ
ロセッサＣＰＵはインバータＩＮＶ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。
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。これらの図において、仕切弁２
−２のみを閉じて、漏電しゃ断器ＥＬＢを投入し、起動
用スイッチ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、また、安定化電源ＡＶＲから制御ユニットＣ
Ｕ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
マイクロプロセッサ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の速度指令入力端子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で運転される。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からメモリＭに格納されている吐出し目標圧
力ＨOとを比較し、両者が等しくなるよう、マイクロプ
ロセッサＣＰＵはインバータＩＮＶ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】図４は図３に示したターボ形ポンポ、ター
ボ形送風機を駆動する従来のターボ機械用インバータを
より詳細に示した図であり、Ｒ、Ｓ、Ｔは交流電源入力
端子、Ｕ、Ｖ、Ｗは負荷であるモータ４への接続端子、
ＣＮＶはコンバータ部であり、交流電源を直流電源に変
換する回路モジュールを示す。ＲＳは電源投入時での突
入電流抑制抵抗、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、ＩＮＶはトランジスタモ
ジュール等からなるインバータであり、点孤回路・電流
制御回路Ｇからの指令により、コンバータＣＮＶからの
直流電源を所望の周波数、電圧に変換した上、モータ４
に出力するためのものである。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が使用される。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、ＣＯＮＳ１は負荷特性を
設定したり、インバータＩＮＶの加減速時間、Ｖ／Ｆ特
性（インバータＩＮＶの出力電圧と周波数の関係比）等
を設定するコンソール、ＣＯＮＳ２は表示部、ＦＷ，Ｃ
ＯＭは起動指令入力端子である。そして、従来のターボ
機械用インバータは速度指令入力端子Ｏ，Ｌを備え、速
度指令入力端子Ｏから入力されたアナログ速度指令はＡ
／Ｄ変換器によりデジタル速度指令に変換された上、マ
イクロコンピュータＭＣＵに入力される。なお、これら
の公知例としては、特開昭５９−５４７９７号公報や特
開昭５７−１１３９９２号公報、特開昭５９−６５５９
１号公報等が挙げられるものとなっている。
ボ形送風機を駆動する従来のターボ機械用インバータを
より詳細に示した図であり、Ｒ、Ｓ、Ｔは交流電源入力
端子、Ｕ、Ｖ、Ｗは負荷であるモータ４への接続端子、
ＣＮＶはコンバータ部であり、交流電源を直流電源に変
換する回路モジュールを示す。ＲＳは電源投入時での突
入電流抑制抵抗、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、ＩＮＶはトランジスタモ
ジュール等からなるインバータであり、点孤回路・電流
制御回路Ｇからの指令により、コンバータＣＮＶからの
直流電源を所望の周波数、電圧に変換した上、モータ４
に出力するためのものである。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が使用される。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、ＣＯＮＳ１は負荷特性を
設定したり、インバータＩＮＶの加減速時間、Ｖ／Ｆ特
性（インバータＩＮＶの出力電圧と周波数の関係比）等
を設定するコンソール、ＣＯＮＳ２は表示部、ＦＷ，Ｃ
ＯＭは起動指令入力端子である。そして、従来のターボ
機械用インバータは速度指令入力端子Ｏ，Ｌを備え、速
度指令入力端子Ｏから入力されたアナログ速度指令はＡ
／Ｄ変換器によりデジタル速度指令に変換された上、マ
イクロコンピュータＭＣＵに入力される。なお、これら
の公知例としては、特開昭５９−５４７９７号公報や特
開昭５７−１１３９９２号公報、特開昭５９−６５５９
１号公報等が挙げられるものとなっている。
【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、ターボ形ポンプ等のターボ機械に汎用インバータを
使用する狙いは、圧力や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はマイコンを
使用した高価な制御装置が必要である。特に、同インバ
ータが如何なる速度で運転されるべきかを、外部から速
度指令入力端子Ｏ，Ｌを介し指令しなければならない。
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。
に、ターボ形ポンプ等のターボ機械に汎用インバータを
使用する狙いは、圧力や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はマイコンを
使用した高価な制御装置が必要である。特に、同インバ
ータが如何なる速度で運転されるべきかを、外部から速
度指令入力端子Ｏ，Ｌを介し指令しなければならない。
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。
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や装置全体
のコストダウンが強く要求されている。そこで、本発明
の目的は １）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入
力端子ＦＷ，ＣＯＭ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、如何なる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。
のコストダウンが強く要求されている。そこで、本発明
の目的は １）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入
力端子ＦＷ，ＣＯＭ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、如何なる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】そこで、本発明によるタ
ーボ機械制御方法は、吐出圧力の制御を行うターボ機械
の回転速度をインバータで制御するに際し、前記吐出圧
力を所定の目標値に制御するための目標吐出圧力と回転
速度の関係に対応させて目標電流と回転速度の関係を予
め記憶し、前記吐出圧力の変化に応じて変化する前記イ
ンバータの内部電流の値を検出し、検出される該値と前
記記憶された目標電流との大小を比較し、前記ターボ機
械の回転速度を増加又は減少させて前記吐出圧力を制御
するようにしたものである。
ーボ機械制御方法は、吐出圧力の制御を行うターボ機械
の回転速度をインバータで制御するに際し、前記吐出圧
力を所定の目標値に制御するための目標吐出圧力と回転
速度の関係に対応させて目標電流と回転速度の関係を予
め記憶し、前記吐出圧力の変化に応じて変化する前記イ
ンバータの内部電流の値を検出し、検出される該値と前
記記憶された目標電流との大小を比較し、前記ターボ機
械の回転速度を増加又は減少させて前記吐出圧力を制御
するようにしたものである。
【００１１】また、本発明によるターボ機械装置は、タ
ーボ機械やこのターボ機械の回転速度を制御するインバ
ータの他、前記吐出圧力の変化に応じて変化する前記イ
ンバータ内部の電流の値を検出する手段と、前記吐出圧
力を所定の目標値に制御するための目標吐出圧力と回転
速度の関係に対応させて目標電流と回転速度の関係を予
め記憶した手段と、検出される上記電流の値と前記記憶
された目標電流との大小を比較し、前記ターボ機械の回
転速度を増加又は減少させて前記吐出圧力を制御する手
段とを備えさせるようにしたものである。
ーボ機械やこのターボ機械の回転速度を制御するインバ
ータの他、前記吐出圧力の変化に応じて変化する前記イ
ンバータ内部の電流の値を検出する手段と、前記吐出圧
力を所定の目標値に制御するための目標吐出圧力と回転
速度の関係に対応させて目標電流と回転速度の関係を予
め記憶した手段と、検出される上記電流の値と前記記憶
された目標電流との大小を比較し、前記ターボ機械の回
転速度を増加又は減少させて前記吐出圧力を制御する手
段とを備えさせるようにしたものである。
【００１２】
【００１３】
【作用】吐出圧力を所定の目標値に制御するための目標
吐出圧力と回転速度の関係に対応させた目標電流と回転
速度の関係を予め求めておく場合は、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
れることから、インバータ外部からの速度指令は不要と
されるものである。
吐出圧力と回転速度の関係に対応させた目標電流と回転
速度の関係を予め求めておく場合は、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
れることから、インバータ外部からの速度指令は不要と
されるものである。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図５〜図１１を使用
して説明する。本発明の実施例である図５はターボ形ポ
ンプ、ターボ形送風機を駆動するターボ機械用インバー
タを示したものであり、Ｒ，Ｓ，Ｔは交流電源入力端
子、Ｕ，Ｖ，Ｗはモータ４への接続端子、ＣＮＶはコン
バータ部であり、交流電源を直流電源に変換する回路モ
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、ＩＮＶ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からの指令により、コンバータＣＮＶからの
直流電源を所望の周波数、電圧に変換した上、モータ４
に出力するためのものである。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が使用される。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、ＣＯＮＳは負荷特性を設
定したり、インバータＩＮＶの加減速時間、Ｖ／Ｆ特性
（インバータＩＮＶ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，ＣＯＭは
起動指令入力端子である。
して説明する。本発明の実施例である図５はターボ形ポ
ンプ、ターボ形送風機を駆動するターボ機械用インバー
タを示したものであり、Ｒ，Ｓ，Ｔは交流電源入力端
子、Ｕ，Ｖ，Ｗはモータ４への接続端子、ＣＮＶはコン
バータ部であり、交流電源を直流電源に変換する回路モ
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、ＩＮＶ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からの指令により、コンバータＣＮＶからの
直流電源を所望の周波数、電圧に変換した上、モータ４
に出力するためのものである。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が使用される。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、ＣＯＮＳは負荷特性を設
定したり、インバータＩＮＶの加減速時間、Ｖ／Ｆ特性
（インバータＩＮＶ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，ＣＯＭは
起動指令入力端子である。
【００１５】なお、マイクロコンピュータＭＣＵは信号
端子ＣＮＯ，ＣＮＧから入力されるシャント抵抗ＳＨの
両端間電圧を読込む。また、運転指令信号は、起動指令
入力端子ＦＷ，ＣＯＭ間がショートされた時、フォトカ
プラーＦＴＣがＯＮされ、信号レベルがＨからＬとなる
信号ＰＮ５を読込むことで、マイクロコンピュータＭＣ
Ｕに取込まれる。更に、マイクロコンピュータＭＣＵか
ら信号ＳＧ１を介して点弧回路へインバータ周波数を指
令し、更にまた、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。尤も、負荷
状態を検出する検出手段としては、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も使
用可となっている。
端子ＣＮＯ，ＣＮＧから入力されるシャント抵抗ＳＨの
両端間電圧を読込む。また、運転指令信号は、起動指令
入力端子ＦＷ，ＣＯＭ間がショートされた時、フォトカ
プラーＦＴＣがＯＮされ、信号レベルがＨからＬとなる
信号ＰＮ５を読込むことで、マイクロコンピュータＭＣ
Ｕに取込まれる。更に、マイクロコンピュータＭＣＵか
ら信号ＳＧ１を介して点弧回路へインバータ周波数を指
令し、更にまた、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。尤も、負荷
状態を検出する検出手段としては、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も使
用可となっている。
【００１６】図６は本発明のインバータ（図５）をター
ボ形ポンプである給水装置に応用した例であり、運転指
令手段としては圧力検出手段のリレーが設けられ、その
リレー接点ＰＳが起動指令入力端子ＦＷ，ＣＯＭ間に挿
入接続されており、極めて簡単な回路構成となってい
る。
ボ形ポンプである給水装置に応用した例であり、運転指
令手段としては圧力検出手段のリレーが設けられ、その
リレー接点ＰＳが起動指令入力端子ＦＷ，ＣＯＭ間に挿
入接続されており、極めて簡単な回路構成となってい
る。
【００１７】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の両端間電圧で表したものである。同
図において、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。同図において、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
Ｈp，配管損失Ｈfを含んでいる（イ点）。更に、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）の下で、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。
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の両端間電圧で表したものである。同
図において、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。同図において、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
Ｈp，配管損失Ｈfを含んでいる（イ点）。更に、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）の下で、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。
【００１８】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。
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。
【００１９】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ＳＨの両端間
電圧も変化する（インバータ内部電流も変化する）。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
ント抵抗ＳＨの両端間電圧ＳＶをとって示してあり、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と変化させた場合での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でのＱ−ＳＶ曲線である。
ンバータの負荷状態を表わすシャント抵抗ＳＨの両端間
電圧も変化する（インバータ内部電流も変化する）。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
ント抵抗ＳＨの両端間電圧ＳＶをとって示してあり、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と変化させた場合での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でのＱ−ＳＶ曲線である。
【００２０】なお、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。
ホ、ヘを結ぶ曲線により得られる。
【００２１】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の下でシャント抵抗Ｓ
Ｈの両端間電圧がＳＶ1になっておれば、給水系が所望
な圧力ＨＴ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、
両端間電圧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、両端間電圧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、またはテーブル化したものを、コンソー
ルＣＯＮＳを用い設定記憶しておき、検出したシャント
抵抗ＳＨの両端間電圧ＳＶが記憶してある両端間電圧に
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。
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の下でシャント抵抗Ｓ
Ｈの両端間電圧がＳＶ1になっておれば、給水系が所望
な圧力ＨＴ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、
両端間電圧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、両端間電圧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、またはテーブル化したものを、コンソー
ルＣＯＮＳを用い設定記憶しておき、検出したシャント
抵抗ＳＨの両端間電圧ＳＶが記憶してある両端間電圧に
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。
【００２２】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の両端間電圧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
プを如何に運転させるかを決定しておく。
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の両端間電圧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
プを如何に運転させるかを決定しておく。
【００２３】以下の表１は、それら結果の例を整理して
纏めて示したものである。
纏めて示したものである。
【表１】
【００２４】実施においては、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ＣＯＮ
Ｓ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点にする等でも良く、３
点に限定されるものではない。モデルＡを例に採って説
明すると、流量Ｑ1，圧力Ｈ0の時、速度Ｎ1にはＮA1，
シャント抵抗ＳＨの両端間電圧ＳＶ1にはＳＶA1が記憶
される。また、流量Ｑ2，圧力Ｈ1のとき、速度Ｎ2には
ＮA2，両端間電圧ＳＶ2にはＳＶA2が記憶される。更
に、流量Ｑ3，圧力Ｈ3のとき、速度Ｎ3にはＮA3，両端
間電圧ＳＶ3にはＳＶA3が記憶される。
について、前述のように、図５に示すコンソールＣＯＮ
Ｓ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点にする等でも良く、３
点に限定されるものではない。モデルＡを例に採って説
明すると、流量Ｑ1，圧力Ｈ0の時、速度Ｎ1にはＮA1，
シャント抵抗ＳＨの両端間電圧ＳＶ1にはＳＶA1が記憶
される。また、流量Ｑ2，圧力Ｈ1のとき、速度Ｎ2には
ＮA2，両端間電圧ＳＶ2にはＳＶA2が記憶される。更
に、流量Ｑ3，圧力Ｈ3のとき、速度Ｎ3にはＮA3，両端
間電圧ＳＶ3にはＳＶA3が記憶される。
【００２５】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。この時、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ＤＨの両端間
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。
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。この時、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ＤＨの両端間
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。
【００２６】（１）初期値（図８より）
Ｎ1時でのシャント抵抗ＳＨの両端間電圧の目標値はＳ
Ｖ1，Ｎ2時でのその目標値はＳＶ2，Ｎ3時でのその目標
値はＳＶ3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コンピュータＭＣＵのメモリに格納
しておく。
Ｖ1，Ｎ2時でのその目標値はＳＶ2，Ｎ3時でのその目標
値はＳＶ3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コンピュータＭＣＵのメモリに格納
しておく。
【００２７】（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、シャント抵抗ＳＨ
の両端間電圧が曲線Ｄ上の座標６（Ｎ1，ＳＶ1）から座
標７（Ｎ1，ＳＶ1’）に移動する。ここで、その両端間
電圧ＳＶ1’を検出する。
１は座標２に移動する。これに伴い、シャント抵抗ＳＨ
の両端間電圧が曲線Ｄ上の座標６（Ｎ1，ＳＶ1）から座
標７（Ｎ1，ＳＶ1’）に移動する。ここで、その両端間
電圧ＳＶ1’を検出する。
【００２８】（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。なお、ＳＶ1＝ＳＶ1’であ
れば、現状速度を維持し、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判
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。また、Ｎと両端間電圧との曲線はＤ’と
なり、座標は７（Ｎ1，ＳＶ1’）から８（Ｎ4，ＳＶ
4’）に移動する。Ｎ4における目標両端間電圧は前述の
（１）式から、ＳＶ＝ｆ（Ｎ4）≡ＳＶ4が得られる。併
せて、両端間電圧ＳＶ4’を検出する。
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。なお、ＳＶ1＝ＳＶ1’であ
れば、現状速度を維持し、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判
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。また、Ｎと両端間電圧との曲線はＤ’と
なり、座標は７（Ｎ1，ＳＶ1’）から８（Ｎ4，ＳＶ
4’）に移動する。Ｎ4における目標両端間電圧は前述の
（１）式から、ＳＶ＝ｆ（Ｎ4）≡ＳＶ4が得られる。併
せて、両端間電圧ＳＶ4’を検出する。
【００２９】（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、更に現在の速度から△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、ＳＶ4’）から
座標９（Ｎ5、ＳＶ5’）ヘ移動する。Ｎ4における目標
両端間電圧は（１）式から、ＳＶ＝ｆ（Ｎ5）≡ＳＶ5が
得られる。併せて、両端間ＳＶ5’を検出する。
4’と比較する。この結果、ＳＶ4＞ＳＶ4’であるか
ら、更に現在の速度から△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、ＳＶ4’）から
座標９（Ｎ5、ＳＶ5’）ヘ移動する。Ｎ4における目標
両端間電圧は（１）式から、ＳＶ＝ｆ（Ｎ5）≡ＳＶ5が
得られる。併せて、両端間ＳＶ5’を検出する。
【００３０】（５）再々度、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。この結果、運転速度
はＮ6となり、目標シャント電圧はＳＶ6（＝ｆ（Ｎ
6））となり、検出した両端間電圧ＳＶ6’と一致する。
よって、ＳＶ6’＝ＳＶ6となり、この使用量Ｑ5の状態
では運転速度Ｎ6で安定する。
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。この結果、運転速度
はＮ6となり、目標シャント電圧はＳＶ6（＝ｆ（Ｎ
6））となり、検出した両端間電圧ＳＶ6’と一致する。
よって、ＳＶ6’＝ＳＶ6となり、この使用量Ｑ5の状態
では運転速度Ｎ6で安定する。
【００３１】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マイクロコンピュ
ータＭＣＵに記憶してある。図９において、ステップ１
００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。
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マイクロコンピュ
ータＭＣＵに記憶してある。図９において、ステップ１
００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。
【００３２】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２０１で、コンソールＣＯＮＳのモー
ド確認を行い、ステップ２０２〜２０４で何れの表示モ
ードかを判定し、この判定結果に基いて、例えばステッ
プ２０５でシャント抵抗ＳＨの両端間電圧表示、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
否かを判定し、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抵抗ＳＨの
両端間電圧との関係を、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へ戻る。
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２０１で、コンソールＣＯＮＳのモー
ド確認を行い、ステップ２０２〜２０４で何れの表示モ
ードかを判定し、この判定結果に基いて、例えばステッ
プ２０５でシャント抵抗ＳＨの両端間電圧表示、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
否かを判定し、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抵抗ＳＨの
両端間電圧との関係を、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へ戻る。
【００３３】次に、ステップ１０２へ進み、ここで、Ｓ
ＥＴ＝０ＦＦＨであるかを判定し、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、ＩＮＶへの割込み処理を
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に示すリレー接点ＰＳが閉路すると、起
動指令入力端子ＦＷ，ＣＯＭ間が短絡され、フォトカプ
ラーＦＴＣがＯＮされる結果として、信号ＰＮ５はその
ビット状態が０となる。
ＥＴ＝０ＦＦＨであるかを判定し、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、ＩＮＶへの割込み処理を
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に示すリレー接点ＰＳが閉路すると、起
動指令入力端子ＦＷ，ＣＯＭ間が短絡され、フォトカプ
ラーＦＴＣがＯＮされる結果として、信号ＰＮ５はその
ビット状態が０となる。
【００３４】図１１にフローチャートとして示すよう
に、２１３ステップでは信号ＰＮ５のビット状態がチェ
ックされているが、そのチェック結果として０状態にあ
れば、２１５ステップへ進み、ここで運転可能状態を示
すべく、ＳＴＡＲＴはＳＴＡＲＴ＝０ＦＦＨに設定され
るも、そうでなければ、２１４ステップで運転不可状態
を示すべく、ＳＴＡＲＴはＳＴＡＲＴ＝００Ｈに設定さ
れた上、２１６ステップでこのループを抜けるものとな
っている。
に、２１３ステップでは信号ＰＮ５のビット状態がチェ
ックされているが、そのチェック結果として０状態にあ
れば、２１５ステップへ進み、ここで運転可能状態を示
すべく、ＳＴＡＲＴはＳＴＡＲＴ＝０ＦＦＨに設定され
るも、そうでなければ、２１４ステップで運転不可状態
を示すべく、ＳＴＡＲＴはＳＴＡＲＴ＝００Ｈに設定さ
れた上、２１６ステップでこのループを抜けるものとな
っている。
【００３５】次に、１０３ステップではＳＴＡＲＴが０
ＦＦＨであるかが判定され、００Ｈであれば、０ＦＦＨ
となるまで１０３〜１０１ステップを実行する。０ＦＦ
Ｈとなると、始動条件が確立したものと見なし、１０４
ステップへ進む。ここで、初期速度、例えばＮ＝Ｎ1で
運転を始め、この時のシャント抵抗ＳＨの目標両端間電
圧ＳＶをＳＶ1と設定し、メモリに格納する。次に、１
０５ステップではシャント抵抗ＳＨの両端間電圧を検出
した上（この結果をＳＶ’とする）、更に、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。
ＦＦＨであるかが判定され、００Ｈであれば、０ＦＦＨ
となるまで１０３〜１０１ステップを実行する。０ＦＦ
Ｈとなると、始動条件が確立したものと見なし、１０４
ステップへ進む。ここで、初期速度、例えばＮ＝Ｎ1で
運転を始め、この時のシャント抵抗ＳＨの目標両端間電
圧ＳＶをＳＶ1と設定し、メモリに格納する。次に、１
０５ステップではシャント抵抗ＳＨの両端間電圧を検出
した上（この結果をＳＶ’とする）、更に、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。
【００３６】
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、次の目標値となる両端間電圧を演算式
（（１）式）から求め、新値に更新する。即ち、ＳＶ＝
ｆ（Ｎ−ΔＮ）→新しい両端間電圧ＳＶに更新し、１１
１ステップへ進む。一方、１０９ステップでの処理で
は、１０７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。１１
１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が００Ｈ
か否かを判定し、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。
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、次の目標値となる両端間電圧を演算式
（（１）式）から求め、新値に更新する。即ち、ＳＶ＝
ｆ（Ｎ−ΔＮ）→新しい両端間電圧ＳＶに更新し、１１
１ステップへ進む。一方、１０９ステップでの処理で
は、１０７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。１１
１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が００Ｈ
か否かを判定し、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。
【００３７】以上説明した実施例によれば次の効果があ
る。
る。
【００３８】（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。
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。
【００３９】（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内のシャント抵抗両端間電圧
により検出し、この検出した両端間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、制御す
るので、ターボ機械に最適な運転が可能となる。
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内のシャント抵抗両端間電圧
により検出し、この検出した両端間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、制御す
るので、ターボ機械に最適な運転が可能となる。
【００４０】（３）上記（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。更に、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。
運転指令手段で全自動運転が可能となる。更に、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。
【００４１】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、インバータ内部の状態量と速度との関係から、イン
バータ内部で速度指令が作成されるので、インバータ外
部からの速度指令が不要になる。
ば、インバータ内部の状態量と速度との関係から、イン
バータ内部で速度指令が作成されるので、インバータ外
部からの速度指令が不要になる。
【００４２】したがって次のような効果がある。
【００４３】１）インバータの速度指令入力端子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。
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。
【００４４】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。
成で、小形軽量、低コスト化を図ることができる。
【００４５】３）インバータの起動指令入力端子ＦＷ，
ＣＯＭに、外部から運転指令手段を接続するのみで、全
自動運転が可能となる。
ＣＯＭに、外部から運転指令手段を接続するのみで、全
自動運転が可能となる。
【００４６】４）負荷状態の検出と、如何なるパターン
で運転するかをインバータ自身で行えるようになる。
で運転するかをインバータ自身で行えるようになる。
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
グラムを示すフローチャートである。
１，６…給水管、２−１，２−２…仕切弁、３…ポン
プ、４…モータ、５…急閉式逆止め弁、７…圧力タン
ク、８…圧力センサ、Ｇ…点弧回路・電流制御回路、Ｅ
ＬＢ…漏電しゃ断器、ＩＮＶ…インバータ、ＡＶＲ…安
定化電源、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、Ｆ
ＴＣ…フォトカプラー。
プ、４…モータ、５…急閉式逆止め弁、７…圧力タン
ク、８…圧力センサ、Ｇ…点弧回路・電流制御回路、Ｅ
ＬＢ…漏電しゃ断器、ＩＮＶ…インバータ、ＡＶＲ…安
定化電源、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、Ｆ
ＴＣ…フォトカプラー。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04D 49/00 - 51/00
F04D 15/00
F04D 27/00
Claims (4)
- 【請求項１】 吐出圧力の制御を行うターボ機械の回転
速度をインバータで制御するターボ機械制御方法におい
て、 前記吐出圧力を所定の目標値に制御するための目標吐出
圧力と回転速度の関係に対応させて目標電流と回転速度
の関係を予め記憶し、前記吐出圧力の変化に応じて変化
する前記インバータの内部電流の値を検出し、検出され
る該値と前記記憶された目標電流との大小を比較し、前
記ターボ機械の回転速度を増加又は減少させることを特
徴とするターボ機械制御方法。 - 【請求項２】 ターボ機械をインバータで速度制御する
ターボ機械制御方法において、 ターボ機械の出力負荷を所定の目標値に制御するための
前記ターボ機械の目標出力負荷と前記ターボ機械の回転
速度の関係に対応させて前記インバータの目標電流と前
記ターボ機械の回転速度の関係を予め記憶し、前記イン
バータ、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の内部電流の値を検出し、検出さ
れる該値と前記記憶された目標電流との大小を比較し、
前記ターボ機械の回転速度を増加又は減少させて前記出
力負荷を制御することを特徴とするターボ機械制御方
法。 - 【請求項３】 吐出圧力制御を行うターボ機械と、該タ
ーボ機械の回転速度を制御するインバータとを備えるタ
ーボ機械装置において、 前記吐出圧力の変化に応じて変化する前記インバータの
内部電流の値を検出する手段と、前記吐出圧力を所定の
目標値に制御するための目標吐出圧力と回転速度の関係
に対応させて目標電流と回転速度の関係を予め記憶した
手段と、検出される上記内部電流の値と前記記憶された
目標電流との大小を比較し、前記ターボ機械の回転速度
を増加又は減少させて前記吐出圧力を制御する手段とを
備えることを特徴とするターボ機械装置。 - 【請求項４】 ターボ機械と、該ターボ機械を速度制御
するインバータとを備えるターボ機械装置において、 前記インバータ、または前記ターボ機械の負荷状態に関
連して変化するインバータの内部電流の値を検出する手
段と、ターボ機械の出力負荷を所定の目標値に制御する
ための前記ターボ機械の目標出力負荷と前記ターボ機械
の回転速度の関係に対応させて目標電流と前記ターボ機
械の回転速度の関係を予め記憶する手段と、検出される
上記内部電流の値と前記記憶された目標電流との大小を
比較し、前記ターボ機械の回転速度を増加又は減少させ
て前記出力負荷を制御する手段とを備えることを特徴と
するターボ機械装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12221494A JP3373295B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ターボ機械制御方法とターボ機械装置 |
| TW084100846A TW280853B (ja) | 1994-06-03 | 1995-01-28 | |
| KR1019950003200A KR0143929B1 (ko) | 1994-06-03 | 1995-02-20 | 인버터를 갖는 유량 공급 시스템 및 그 제어방법 |
| CN95102044A CN1060253C (zh) | 1994-06-03 | 1995-02-20 | 旋转机械控制器及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12221494A JP3373295B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ターボ機械制御方法とターボ機械装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27071999A Division JP3768045B2 (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | インバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332277A JPH07332277A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3373295B2 true JP3373295B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=14830386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12221494A Expired - Lifetime JP3373295B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ターボ機械制御方法とターボ機械装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373295B2 (ja) |
| KR (1) | KR0143929B1 (ja) |
| CN (1) | CN1060253C (ja) |
| TW (1) | TW280853B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5172245B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2013-03-27 | 株式会社日立産機システム | 給水装置 |
| JP2012052444A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Fuji Electric Co Ltd | 給水装置 |
| JP2012154286A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 給水装置 |
| JP5606989B2 (ja) * | 2011-04-28 | 2014-10-15 | 株式会社日立産機システム | 可変速駆動装置および給水装置 |
| KR20180078049A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 포스코에너지 주식회사 | 폐열회수 장치와, 폐열회수 시스템 및, 이를 포함한 복합발전 플랜트 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP12221494A patent/JP3373295B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-01-28 TW TW084100846A patent/TW280853B/zh not_active IP Right Cessation
- 1995-02-20 CN CN95102044A patent/CN1060253C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-20 KR KR1019950003200A patent/KR0143929B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1060253C (zh) | 2001-01-03 |
| CN1119249A (zh) | 1996-03-27 |
| TW280853B (ja) | 1996-07-11 |
| KR960001500A (ko) | 1996-01-25 |
| JPH07332277A (ja) | 1995-12-22 |
| KR0143929B1 (ko) | 1998-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2015393C (en) | Compressor control system to improve turndown and reduce incidents of surging | |
| JPH0650268A (ja) | 圧縮機の主駆動機の制御装置及び制御方法 | |
| US6353299B1 (en) | Control algorithm for brushless DC motor/blower system | |
| JP2005083294A (ja) | 空気圧縮機及びその制御方法 | |
| JP3373295B2 (ja) | ターボ機械制御方法とターボ機械装置 | |
| JP3768045B2 (ja) | インバータ | |
| JP5159187B2 (ja) | 可変速給水装置 | |
| JPH0988871A (ja) | 回転機械制御装置及びその制御方法 | |
| JP3569115B2 (ja) | 給水システムの末端圧力一定制御装置 | |
| JPH08159079A (ja) | 圧力変動抑制機能付回転数制御給水システム | |
| JP4043184B2 (ja) | 圧縮機の制御方法 | |
| JP4676721B2 (ja) | ポンプ装置 | |
| JP3167004B2 (ja) | 水道用給水システムの末端圧力一定制御装置 | |
| JP4678799B2 (ja) | 給水装置及び給水装置制御方法 | |
| JPH08159078A (ja) | 少水量停止機能付回転数制御給水システム | |
| JP3930930B2 (ja) | インバータ付給水ポンプ装置及びその運転方法 | |
| KR100388655B1 (ko) | 공기조화기의 제어 시스템 및 그 제어방법 | |
| JPH10205456A (ja) | 回転機械制御装置およびその制御方法 | |
| JP3533428B2 (ja) | ポンプ装置及びポンプの制御装置 | |
| AU2014202092A1 (en) | Pump apparatus | |
| JP2923250B2 (ja) | 水道用給液装置とそのポンプ制御方法 | |
| JP2781527B2 (ja) | 圧力タンク式給水装置のポンプ制御方法 | |
| JP3324794B2 (ja) | 給水ポンプ制御装置 | |
| JP2516193B2 (ja) | 圧力タンク式給水装置 | |
| JP3423342B2 (ja) | ポンプの流量制限制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071122 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |