JP3377673B2

JP3377673B2 - インバータ装置

Info

Publication number: JP3377673B2
Application number: JP05052096A
Authority: JP
Inventors: 聡子石井; 常博遠藤; 英則杉野; 宣長鈴木; 洋藤井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-03-07
Filing date: 1996-03-07
Publication date: 2003-02-17
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JPH09247948A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の予め規定さ
れている制御項目を逐次選択し、選択された制御項目毎
にそれぞれ運転条件を設定し、これら設定さた運転条件
に基づいて動作が制御されるインバータ装置に係り、特
に誘導電動機の駆動に好適な汎用のインバータ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インバータ装置を用いることにより、商
用交流電源から任意の電圧で任意の周波数の交流電力を
簡単に得ることができるので、従来から誘導電動機の駆
動に広く用いられており、このため、特別な仕様のイン
バータ装置の外に、汎用のインバータ装置も市場に多く
提供されている。

【０００３】ところで、このような汎用インバータ装置
では、広く各種の用途に使用されるため、それぞれの用
途に最適な運転条件をユーザー側で設定する機能が設け
られているのが通例である。なお、この運転条件として
は、例えば加速時間(周波数の増加速度に対応)、減速時
間(周波数の低下速度に対応)、最高周波数(最高回転速
度に対応)、さらには周波数／電圧特性などの各制御項
目にわたり、それぞれに数値が設定される。

【０００４】そして、このため、従来の汎用インバータ
装置では、入力装置として、パラメータ選択キー、デー
タ選択キー、及びデータ確定キーを用いていた。そし
て、パラメータ選択キーにより制御項目を選択し、デー
タ選択キーにより運転条件を定める数値を入力し、デー
タ確定キーにより、制御装置内に取り込むようになって
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、運転条件
の設定操作の容易性について配慮がされておらず、数値
設定が煩雑で多大の時間を要するという問題があった。
すなわち、従来技術では、必要とする運転条件の設定に
パラメータ選択キー、データ選択キー、及びデータ確定
キーを採用しているため、例えば、加速時間や減速時間
などの制御項目で、運転条件の設定範囲が広い場合や、
設定すべき数値に微調整が必要な場合には、データ選択
キーの操作が多数回必要になり、このため、操作が大変
面倒で、時間も多く掛ってしまうのである。

【０００６】本発明の目的は、設定操作が簡単で、制御
項目の選択範囲が広い場合や、設定すべき数値に微調整
が必要な場合でも、容易に、しかも短時間で確実な設定
操作が得られるようにしたインバータ装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の予め
規定されている制御項目を逐次選択し、選択された制御
項目毎にそれぞれ運転条件を設定し、これら設定さた運
転条件に基づいて動作が制御されるインバータ装置にお
いて、下記の〜の手段を設け、ここで、更にの手
段について、一方では、前記操作部材が軸方向に移動可
能なつまみを備えたつまみ回転式のパルス発生器で構成
し、他方では、その操作部材を、前面に押しボタン部材
を備えたつまみで構成すると共に、同じく前記の手段
については、一方では、前記第１の入力手段のつまみの
軸方向の移動操作により動作されるスイッチで構成し、
他方では、前記つまみに備えられている押しボタン部材
で操作されるスイッチで構成することにより達成され
る。

【０００８】操作部材の回動量と回動方向に対応し
たパルス信号を発生する第１の入力手段。前記入力手段から発生されるパルス信号により逐次
表示内容が変更される表示手段。前記表示手段による表示を前記複数の制御項目の表
示にした上で、該表示を前記入力手段からのパルス信号
により逐次次の制御項目に変更させせてゆく第１の処理
モードと、前記表示手段による表示を前記運転条件の入
力に必要な数値の表示にした上で、該数値を前記入力手
段からのパルス信号により逐次異なった数値に変更させ
てゆく第２の処理モードとを選択して実行する演算手
段。該演算手段に前記処理モードの切換えを指示し、前
記表示手段に表示された数値をインバータ制御用の運転
条件として取り込む処理の実行を指示する第２の入力手
段。この結果、の演算手段は、の第１の入力手段の、例
えばつまみなどの操作部材がユーザーにより回動された
とき、の表示手段による表示が、順次、加速時間⇒減
速時間などの制御項目を表わす表示に次ぎ次ぎと変って
ゆく状態と、同じく“１０”⇒“１１”などの運転条件
を表わす数値が次ぎ次ぎと変ってゆく状態が得られるよ
うに働く。

【０００９】そこで、ユーザーは、つまみを回動操作し
て必要な制御項目が表示されたときの第２の入力手段
を操作するだけで、その制御項目を選択でき、次いで、
つまみを回動操作して必要な数値が表示されたとき、
の第２の入力手段を操作するだけで、運転条件を設定す
ることができることになり、従って、運転条件の設定や
変更が簡単にでき、短時間で設定、変更ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるインバータ装
置について、図示の実施形態により詳細に説明する。図
１は、インバータ装置の動作基本部分を大まかにブロッ
クで示したもので、図において、１がインバータ装置全
体を表わしており、従って、このインバータ装置１は、
図示のように大別して、順変換部１Ａ、平滑コンデンサ
１Ｂ、逆変換部１Ｃ、それに運転パラメータ設定部１Ｄ
で構成されている。

【００１１】まず、順変換部１Ａは、三相ブリッジ形の
整流器で構成され、交流電源から供給された三相ＲＳＴ
の交流電力を整流して直流電力に変換する働きをする。
平滑コンデンサ１Ｂは、順変換部１Ａから出力された直
流電力を平滑化する働きをする。

【００１２】逆変換部１Ｃは、三相の各スイッチングア
ームで構成され、各アームを構成するスイッチング素子
のスイッチング動作により、入力された直流電力を任意
の周波数で任意の電圧の三相ＵＶＷの交流電力に変換し
て、図示してない、例えば誘導電動機などの負荷に供給
する働きをする。

【００１３】ここで、この逆変換部１Ｃの各スイッチン
グ素子のスイッチング動作は、図示してない制御部から
の制御信号により行なわれるが、このときの制御動作
は、複数の予め規定されている制御項目を逐次選択し、
選択された制御項目毎にそれぞれ運転条件を設定し、こ
れら設定さた運転条件に基づいて行なわれるようになっ
ており、このための制御項目の選択と、運転条件の設定
を行なうのが運転パラメータ設定器１Ｄである。

【００１４】図２は、運転パラメータ設定器１Ｄの外形
構成を示したもので、図において、２はデータ選択手段
となる回転式パルス発生器のつまみ、３はデータ確定キ
ー、４は運転キー、５は停止／ＳＴＯＰキー、そして６
は表示器である。なお、この図において、図２(a)は正
面から見た図で、同図(b)は側面図、そして同図(c)は底
面図である。

【００１５】次に、この運転パラメータ設定器１Ｄによ
るインバータ装置１Ａの運転条件を設定する手順につい
て説明する。ここで、以下、パラメータとは、上記した
制御項目のことで、データとは、上記した運転条件のこ
とである。

【００１６】まず、パラメータの選択を行う。図示して
ない電源が投入されると、“POWER”と表記してあるパ
イロットランプが点灯するので、これを確認した上で、
表示器６の表示がパラメータ選択モードになっているか
を確認する。なお、この実施形態例では、電源立ち上げ
時での初期設定により、最初は、装置内では必ずパラメ
ータ選択モードが設定されるようになっているので、こ
のときは表示器６の表示はパラメータ選択モードになっ
ている筈であるが、一応確認する。

【００１７】ここで、この実施形態例では、７セグメン
ト形の表示器６が用いられているので、複数種規定して
あるパラメータについて、それぞれ加速時間：Ｆ１減速時間：Ｆ２最高周波数：Ｆ３周波数／電圧特性：Ｆ４と規定し、それぞれ“Ｆ１”、“Ｆ２”、“Ｆ３”、
“Ｆ４”という表示が対応して表示されるようになって
いる。そこで、まず、このときは、表示器６の表示が、
これら“Ｆ１”、“Ｆ２”、“Ｆ３”、“Ｆ４”の何れ
かになっていることを確認することになる。

【００１８】一方、このときの表示が、パラメータ選択
モードになっていなかったときは、データ確定キー３を
１回押すことにより、パラメータ選択モードの表示に切
換えることができる。

【００１９】次に、この状態で、つまみ２を回してやる
と、そのとき表示されているパラメータから逐次、次ぎ
のパラメータの表示に変って行きく。すなわち、いま、
表示されているパラメータが“Ｆ１”で、この状態でつ
まみ２を右に回転させたとすると、表示は、 “Ｆ１”⇒“Ｆ２”⇒“Ｆ３”⇒“Ｆ４”⇒“Ｆ１”⇒
…… と変り、反対に、左に回転させたときには、 “Ｆ１”⇒“Ｆ４”⇒“Ｆ３”⇒“Ｆ２”⇒“Ｆ１”⇒
…… と変化するのである。

【００２０】そこで、このようにして、選択したいパラ
メータが表示されたら、そのときデータ確定キー３を押
してやると、表示器６に表示されているパラメータが選
択され、ここで装置内の状態はデータ選択モードに切換
わり、表示器６にはデータが表示される。

【００２１】そこで、次にデータの設定を行なう。この
実施形態例では、このデータとして、各パラメータ毎に
次ぎの通りの数値が設定できるようになっている。Ｆ１：１〜９９９ (従って、加速時間は１〜９９９秒
の範囲で１秒ステップ毎に設定可能) Ｆ２：１〜９９９ (従って、減速時間は１〜９９９秒
の範囲で１秒ステップ毎に設定可能) Ｆ３：１０〜１２０ (従って、最大周波数は、１０〜
１２０Ｈｚの範囲で１Ｈｚステップ毎に設定可能) Ｆ４：１〜４ (従って、周波数／電圧特性は、４種類
の特性から選択可能) なお、ここで、周波数／電圧特性の種類としては、周波
数に対する電圧の比が一定のものと、この比が変化する
もの、そして、この比の変化がリニヤなものとノンリニ
ヤなものなどがある。

【００２２】そこで、続いて表示器６を見ながらつまみ
２を回転させ、このとき選択したパラメータについて希
望する数値が表示されるようにする。このときも、つま
み２を右回転させれば、数値は多くなり、左回転させれ
ば、小さくなる。

【００２３】こうして希望する数値が表示されたら、そ
こで再度、データ確定キー３を押してやると、今度は、
このとき表示器６に表示されている数値が、装置内に、
パラメータのデータとして設定されることになる。そし
て、これにより、再びパラメータ選択モードに移り、次
のパラメータを選択することができるようになるのであ
る。

【００２４】次に、運転パラメータ設定器１Ｄの他の部
分の機能について説明すると、まず運転キー４は、イン
バータ装置１を動作させ、誘導電動機を駆動するための
運転開始を指令するキーで、このキーが押されることに
より、上記したようにして選択されたパラメータ毎に設
定されたデータに基づいてインバータ装置１が制御さ
れ、運転が開始されることになる。

【００２５】次に、停止／ＳＴＯＰキー５は、誘導電動
機を停止させるため、インバータ装置１の停止を指令し
たり、誘導電動機或いはインバータ装置１の異常により
トリップしたときに、トリップ状態の解除を指令するた
めのキーである。

【００２６】さらに、表示器６は、上述したようなパラ
メータ選択とデータ設定の表示に用いられる他、運転時
でのインバータ出力の周波数、電流、回転方向などを表
示するのにも用いられる。

【００２７】次に、図３は、運転パラメータ設定器１Ｄ
のブロック構成図で、図において、２Ａは回転式パルス
発生器でロータリーエンコーダなどとも呼ばれているも
の、７は回転方向を判定するためのＤＦＦ(Ｄフリップ
・フロップ)、８はパルス信号を計数するカウンタ、９
はインバータを駆動するためのＭＣＵ(マイクロコンピ
ュータ：マイコン)であり、データ確定キー３は、図２
に示した通りである。

【００２８】回転式パルス発生器２Ａには、前述の通
り、図２に示してあるつまみ２が設けてあり、これを回
転させることによりＸ、Ｙの２種のパルス信号が出力さ
れるようになっている。なお、以下、この回転式パルス
発生器２Ａとしては、インクリメント方式のエンコーダ
を用いた場合について説明するが、本発明は、アブソリ
ュート方式のエンコーダを用いて実施してもよい。

【００２９】そして、これらのパルス信号Ｘ、ＹはＤＦ
Ｆ７に入力され、さらにパルス信号Ｘは、カウンタ８に
も入力されるようになっている。

【００３０】まず、回転式パルス発生器２Ａから出力さ
れるパルス信号Ｘ、Ｙは、図４に示すように、位相が９
０度ずれており、パルス周期Ｔに対して、１／４Ｔの位
相差を持っている。そしてこのとき、回転式パルス発生
器２Ａの回転方向に応じて、位相差方向が反転し、例え
ば右回転期間Ｒでは、図４に示すように、パルス信号Ｘ
が進み位相で発生し、左回転期間Ｌでは、パルス信号Ｙ
が進み位相になる。

【００３１】一方、ＤＦＦ７は、信号Ｙが“０”のと
き、信号Ｘが“０”から“１”に立ち上がったとする
と、図４に示すように、Ｑ出力の信号Ｚは“０”にな
り、信号Ｙが“１”のときに信号Ｘが“０”から“１”
に立ち上がったらＱ出力の信号Ｚが“１”になる。

【００３２】従って、このＤＦＦ７の出力Ｑのレベルに
より、回転式パルス発生器２Ａの回転方向を判定するこ
とができる。そこで、このＤＦＦ７の出力信号Ｚは、回
転式パルス発生器２Ａの回転方向判定信号としてＭＣＵ
９のＩ／ＯポートＰ０に入力され、このＭＣＵ９におい
て、信号ＺがＬレベルならば右回転、Ｈレベルならば左
回転と判定する。

【００３３】次に、カウンタ８に入力されたパルス信号
Ｘは、このカウンタ８によりカウントされ、４ビットの
カウントデータＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が出力される。

【００３４】従って、このカウンタ８から出力されたデ
ータＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４により回転式パルス発生器
２Ａの回転量を知ることができ、これらのデータは、Ｍ
ＣＵ９のＰ１〜Ｐ４のＩ／Ｏポートに入力される。

【００３５】ＭＣＵ９は、運転パラメータ設定器１Ｄに
よる処理に関して、ある周期をもって走るソフトを搭載
しており、これには、まず、Ｉ／ＯポートＰ１〜Ｐ４の
信号を読み込み、Ｉ／ＯポートＰ１〜Ｐ４の信号に変化
があるかを認識するＳＯＦＴ１と、データ選択モードに
おいて、回転式パルス発生器２Ａからのデータの変化を
読み込み、データを格納し、処理をするためのＳＯＦＴ
２、それにパラメータやデータを表示するためのＳＯＦ
Ｔ３がある。

【００３６】このとき、ＭＣＵ９のＰ０〜Ｐ４のＩ／Ｏ
ポートでは、入力信号のレベルがＨレベルかＬレベルか
しか識別できない。そこで、ＳＯＦＴ１では、Ｉ／０ポ
ートＰ１〜Ｐ４の何れか１個でもデータに変化があれ
ば、回転式パルス発生器２Ａが回動されているものと判
断し、Ｉ／０ポートＰ１〜Ｐ４のデータに変化がなけれ
ば、回動操作されていないものと判断する。

【００３７】そして、Ｉ／０ポートＰ１〜Ｐ４の信号を
読み込み、これらのポートＰ１〜Ｐ４の信号に変化があ
った場合、現在、表示器６の表示が、パラメータ選択モ
ードになっているのか、データ選択モードになっている
のかを判断する。

【００３８】次に、ＳＯＦＴ２では、現在表示されてい
るパラメータに対応した数値データの設定を行なう。例
えば、現在の表示されているのがパラメータＦ３、すな
わち、最高周波数を設定するためのパラメータのデータ
選択モードであったとした場合、回転式パルス発生器２
Ａが回転している方向を識別し、右回転であれば表示さ
れている数値に１を加え、左回転ならば、１を引くので
ある。

【００３９】ここで、前記数値が最大値に達した場合に
は、さらに右に回転させてもカウントされず、左に回転
させない限り数値の変化は得られないようにしてあり、
同様に、左に回転させて数値が最小値に達したときは、
右に回転しない限りデータの変化は起こらないようにし
てある。そして、この数値データは指定されたレジスタ
に入り、３のデータ確定キーを押したときのみメモリに
格納される。

【００４０】ＳＯＦＴ３は、現在どのモードが表示され
ているのかを識別し、更に指定されたモードを表示する
処理を行なう。

【００４１】従って、この実施形態例によれば、パラメ
ータやデータを選択する際、従来技術のように、何回も
操作キーを押すのではなく、回転式パルス発生器２Ａの
つまみ２を左右に回転させるだけで、パラメータの選択
とデータの設定を容易に行なうことができる。

【００４２】また、この実施形態例によれば、いわゆる
ボリューム感覚でデータを選択することができるため、
微調整も容易にできるという利点がある。

【００４３】次に、図５は、本発明の他の実施形態によ
る運転パラメータ設定器１を示したもので、図２で説明
した実施形態例では、データ確定キー３が回転式パルス
発生器２Ａのつまみ２とは別に独立したキーとして設け
てあったが、この図５の実施形態例では、回転式パルス
発生器２Ａとデータ確定キー３とを一体化したものであ
る。

【００４４】このため、回転式パルス発生器２Ａは、そ
の回転軸が、図の矢印で示すように軸方向に移動可能に
作られていて、矢印方向に動かすことにより、図示して
ないスイッチ機構が操作され、データ確定キーと同様に
信号を発生するように構成されている。なお、この図５
では、つまみ２が引き出された状態を示したものであ
る。

【００４５】これにより、この実施形態例では、つまみ
２を引き出したり、押し込んだりすることでデータ確定
キー３の機能と同じ働きが得られることになる。つま
り、回転式パルス発生器２Ａのつまみ２を回転させて、
パラメータを選択し、このつまみ２をＡ位置に引き出す
とパラメータが確定され、データ選択モードに移行し、
再度、つまみ２を回転させてデータを選択し、つまみ２
をＢ位置に押し戻すとデータが確定されることになる。

【００４６】この結果、データ確定キーを別に設けなく
ても、回転式パルス発生器２Ａのつまみ２を摘んだまま
で、パラメータの選択とデータの設定を行なうことがで
きるという効果を得ることができる。

【００４７】次に、図６は、本発明の更に別の実施形態
例で、回転式パルス発生器２Ａのつまみ２の正面に、押
しボタン状のスイッチからなるデータ確定キー３Ａを設
けたものである。従って、操作の方法としては、図２の
実施形態例と同じで、つまみ２を回転させて、パラメー
タやデータを選択し、回転式データ選択手段２の押しボ
タンを押すとパラメータやデータが確定され、データ選
択モードやパラメータ選択モードに移行するようにな
る。

【００４８】この図６の実施形態例によれば、操作方法
は図２の場合と同じであるが、別途データ確定キーを設
けるスペースが不要になるという利点を得ることができ
る。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、インバータ装置の運転
パラメータやデータを選択するために操作キーを何回も
押す手間がなくなると共に、回転式の入力であるため微
調整が行い易く、パラメータやデータの変更も容易にで
きる。そして、この結果、パラメータの設定が難しいと
いわれているインバータ装置の操作を容易にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインバータ装置の概略構成を示す
回路図である。

【図２】本発明によるインバータ装置の第１の実施形態
例における運転パラメータ設定器の説明図である。

【図３】本発明によるインバータ装置の第１の実施形態
例における運転パラメータ設定器のブロック図である。

【図４】本発明によるインバータ装置の第１の実施形態
例における運転パラメータ設定器の動作を説明するため
のタイムチャートである。

【図５】本発明によるインバータ装置の第２の実施形態
例における運転パラメータ設定器の説明図である。

【図６】本発明によるインバータ装置の第３の実施形態
例における運転パラメータ設定器の説明図である。

【符号の説明】

１インバータ装置１Ａ順変換部１Ｂ平滑コンデンサ１Ｃ逆変換部１Ｄ運転パラメータ設定器２つまみ２Ａ回転式パルス発生器３データ確定キー４運転キー５停止／ＳＴＯＰキー６表示器７ＤＦＦ(Ｄフリップ・フロップ) ８カウンタ９ＭＣＵ(マイクロコンピュータ：マイコン）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉野英則千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者鈴木宣長千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者藤井洋千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (56)参考文献特開平７−194182（ＪＰ，Ａ) 実開平４−47397（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−33686（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 G06F 3/02 H02P 5/41

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の予め規定されている制御項目を逐
次選択し、選択された制御項目毎にそれぞれ運転条件を
設定し、これら設定さた運転条件に基づいて動作が制御
されるインバータ装置において、操作部材の回動量と回動方向に対応したパルス信号を発
生する第１の入力手段と、この入力手段から発生されるパルス信号により逐次表示
内容が変更される表示手段と、前記表示手段による表示を前記複数の制御項目の表示に
した上で、該表示を前記入力手段からのパルス信号によ
り逐次次の制御項目に変更させせてゆく第１の処理モー
ドと、前記表示手段による表示を前記運転条件の入力に
必要な数値の表示にした上で、該数値を前記入力手段か
らのパルス信号により逐次異なった数値に変更させてゆ
く第２の処理モードとを選択して実行する演算手段と、該演算手段に前記処理モードの切換えを指示し、前記表
示手段に表示された数値をインバータ制御用の運転条件
として取り込む処理の実行を指示する第２の入力手段を
設け、前記第１の入力手段を、軸方向に移動可能なつまみを備
えたつまみ回転式のパルス発生器で構成し、前記第２の入力手段を、前記つまみの軸方向の移動操作
により動作されるスイッチで構成したことを特徴とする
インバータ装置。
【請求項２】複数の予め規定されている制御項目を逐
次選択し、選択された制御項目毎にそれぞれ運転条件を
設定し、これら設定さた運転条件に基づいて動作が制御
されるインバータ装置において、操作部材の回動量と回動方向に対応したパルス信号を発
生する第１の入力手段と、この入力手段から発生されるパルス信号により逐次表示
内容が変更される表示手段と、前記表示手段による表示を前記複数の制御項目の表示に
した上で、該表示を前記入力手段からのパルス信号によ
り逐次次の制御項目に変更させせてゆく第１の処理モー
ドと、前記表示手段による表示を前記運転条件の入力に
必要な数値の表示にした上で、該数値を前記入力手段か
らのパルス信号により逐次異なった数値に変更させてゆ
く第２の処理モードとを選択して実行する演算手段と、該演算手段に前記処理モードの切換えを指示し、前記表
示手段に表示された数値をインバータ制御用の運転条件
として取り込む処理の実行を指示する第２の入力手段を
設け、前記第１の入力手段を、前面に押しボタンが設けてある
つまみを備えたつまみ回転式のパルス発生器で構成し、前記第２の入力手段を、前記押しボタンにより操作され
るスイッチで構成したことを特徴とするインバータ装
置。