JP3583318B2 - ポンプの駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、井戸、貯水槽等の水位が所定水位以下に減少した状態を検出して、ポンプの駆動を停止させるポンプの駆動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、井戸ポンプの駆動制御装置に井戸水の液面を検出する液面検出手段を設けて、井戸水の水位が所定水位以下に低下したときには井戸ポンプの空転を防止するために、その駆動を停止させる。前記液面検出手段を設けることなく、ポンプモータの駆動電流から液面高さを求めることもできるが、装置構成が複雑でコスト高となるため、特殊な揚水システムを構築する以外では液面検出手段を設けた方が得策といえる。この液面検出手段としては、フロートにより液面を検出する方式、水位検出電極により水位を検出する方式等が採用されている。前記フロートを用いた方式は、井戸内に落ちた異物によるゴミ詰まりなどによって誤動作を生じる恐れがあり、水位検出電極による方式が安定性において優れたものといえる。この水位検出電極による方式では、井戸内に高低差を設けて配設された複数の電極間に水の短絡によって電流が流れることによる電食を避けるため、電極間には交流電流を流し、この交流電流を整流平滑化した直流電圧を基準電圧と比較して、電極間が水により短絡されているか否かによって変化する直流電圧から水位を検出してポンプの駆動を制御する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成される水位検出電極によりポンプ駆動制御を行うとき、交流電源の投入時や瞬時の停電後の復電時に、ポンプ駆動制御回路の比較器に入力される整流出力電圧は、水位検出電極間が水の電気抵抗(R)によって短絡された整流出力により平滑コンデンサ(C)を充電するRC回路の時定数で決定される時間で平滑コンデンサが充電されることになるので、充電されるまでの立ち上がり時間を要し、この整流出力電圧が入力される以前に基準電圧が入力されるため、比較器は水位検出電極間がOFFの状態、即ち、井戸内に水がない渇水状態と判断してポンプを停止させてしまうので、リセット操作により起動させる必要があった。
【0004】
本発明の目的とするところは、電源投入時や停電からの復電時に誤検出を生じさせない水位検出動作を行うことができるようにしたポンプの駆動制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、水位が所定位置より低下した状態を検出してポンプの駆動を停止させるポンプの駆動制御装置において、交流電源から取り出された第1の交流電力を井戸内の所定位置に高低差を設けて配設された複数の水位検出電極の間を通して整流器に接続し、水による水位検出電極間の短絡による整流器からの出力を平滑コンデンサにより平滑して第1の直流電圧を作成し、これを比較器に入力して基準電圧と比較することにより、減水による前記水位検出電極間の開放を検知し、この比較器の検知出力によりポンプの運転を制御するポンプ駆動制御回路と、前記交流電源から取り出された第2の交流電力を整流して第2の直流電圧を作成し、これを前記基準電圧として供給すると共に前記ポンプ駆動制御回路の電源電力として供する直流電源回路と、前記交流電源ON時に前記第2の直流電圧がコンデンサを介してトランジスタのベースに入力されることによりトランジスタスイッチを起動させ、このトランジスタスイッチにより前記平滑コンデンサを第2の直流電圧により充電する起動制御回路とを具備してなることを特徴とする。
【0006】
この構成によれば、電源投入時あるいは停電後の復電時には、起動制御回路に設けられたトランジスタはベースにコンデンサから瞬間的な電流が流れることによってトランジスタスイッチとして動作し、第2の直流電圧を平滑コンデンサに接続して充電するので、第1の交流電力を整流した整流出力が平滑コンデンサに充電されるまでの立ち上がりの遅れが防止され、第1の直流電圧が基準電圧と同時に比較器に入力されるので、平滑コンデンサへの充電に伴って起動時の立ち上がりが遅れて第1の直流電圧がないことによる起動時の水位検出の誤動作はなく、電源ON時にポンプ駆動制御回路が水が有るのに無いと判断する誤動作は生じない。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0008】
本実施形態に係るポンプの駆動制御装置は、井戸内の水位が所定水位以下に低下したときに井戸ポンプの空転を防止するために井戸ポンプの駆動を停止させる駆動制御装置として構成されている。
【0009】
図1において、井戸ポンプ1の駆動電源となる交流電源2からトランス3により第1の交流電力AC1と第2の交流電力AC2とを取り出し、第1の交流電力AC1は、これを井戸水位の検出に用いて、検出出力により井戸ポンプ1の駆動を制御するポンプ駆動制御回路10が構成されている。また、第2の交流電力AC2は、整流器4及び平滑コンデンサC2 により第2の直流電圧DC2を作成する直流電源回路12に接続され、この第2の直流電圧DC2は、前記ポンプ駆動制御回路10の電源電力として供給されるように構成されている。
【0010】
ポンプ駆動制御回路10は、前記第1の交流電力AC1を水位検出電極6を介して整流器5に接続し、水位検出電極6の電極E0 と電極E1 または電極E2 との間が井戸水により短絡されている間のみ整流器5から整流出力が得られる状態をコンパレータ(比較器)7により検出し、コンパレータ7の出力端子に接続されたトランジスタQ1 によりリレー8を動作させて井戸ポンプ1の運転を制御している。即ち、前記整流器5の整流出力は平滑コンデンサC1 により平滑された第1の直流電圧DC1としてコンパレータ7のマイナス入力端子に入力され、プラス入力端子に第2の直流電圧DC2を抵抗器R1 と抵抗器R2 とで分圧して入力される基準電圧と比較して、前記水位検出電極6の電極E0 と電極E1 または電極E2 との間が井戸水により短絡されている状態、即ち井戸内に所定量の水が有る状態では、マイナス入力端子に入力される第1の直流電圧DC1の方が高い状態に設定されているので、コンパレータ7の出力端子はLレベルとなる。このとき出力端子に接続されているトランジスタQ1 はOFFの状態であり、接続されているリレー8は作動しない。前記リレー8は、井戸ポンプ1の電磁開閉器9をOFF制御するリレー接点xを開閉するので、トランジスタQ1 がOFF状態にあるとき、即ち、井戸内に所定量の水がある状態では、井戸ポンプ1は動作状態に維持される。
【0011】
前記水位検出電極6は、井戸内の低い位置から電極E0 、E2 、E1 の順に配設され、井戸内の水位が高い状態から低下する方向では、電極E2 の配設位置より水位が低下したとき電極E2 と電極E0 との間の水による短絡状態がなくなるので、整流器5からの出力電圧がなくなり、コンパレータ7のマイナス入力端子に入力される第1の直流電圧DC1よりプラス入力端子の基準電圧の方が高くなるので、出力端子はHレベルとなり、トランジスタQ1 はONとなってリレー8を動作させ、電磁開閉器9により井戸ポンプ1の動作は停止される。
【0012】
逆に、井戸内の水位が低い状態から上昇する方向では、電極E2 の配設位置まで水位が上昇して電極E2 と電極E0 との間が水により短絡された状態となっても、電極E2 は抵抗器R8 を通して整流器5に接続されているので、第1の直流電圧DC1は低く、コンパレータ7に抵抗器R3 により形成されたヒステリシス回路によりコンパレータ7の出力端子がHレベルとなった反転状態は戻らず、更に水位が上昇して電極E1 と電極E0 とが短絡される水位上昇となった時点で第1の直流電圧DC1が上昇してコンパレータ7の出力端子はLレベルとなり、出力端子に接続されているトランジスタQ1 はOFFの状態となり、接続されているリレー8の作動停止により電磁開閉器9をOFF制御するリレー接点xを閉じるので、井戸ポンプ1は動作状態となり揚水が開始される。この動作により、水位が電極E1 の配設位置まで上昇する充分な水位状態になってから井戸ポンプ1による揚水が開始されるように制御することができる。
【0013】
尚、リレー接点xと直列に配設されたスイッチ13は、手動により井戸ポンプ1の運転を停止させるための運転停止スイッチであって、本ポンプ駆動制御装置により自動運転制御される井戸ポンプ1を人為的に停止させたいときに操作することができるように設けられている。
【0014】
上記構成において、第1の直流電圧DC1の平滑コンデンサC1 に充電された電荷は、交流電源2のOFF時には抵抗器R4 を通じて放電されてしまうので、交流電源2の投入時あるいは井戸ポンプ1が運転状態にあるときの停電の復電時に、この平滑コンデンサC1 の充電は、水位検出電極6の電極間を短絡する水の電気抵抗を通じてなされるので、第1の直流電圧DC1の立ち上がりは遅くなり、平滑コンデンサC1 が充電される以前に、立ち上がりの早い第2の直流電圧DC2による基準電圧の方が先にコンパレータ7のプラス入力端子に入力されると、コンパレータ7のマイナス入力端子には第1の直流電圧DC1の入力がない状態なので、コンパレータ7は井戸内に水がない状態と判断して井戸ポンプ1を起動させないように制御してしまうことになる。これを防止するために、本構成においては起動制御回路11が設けられている。
【0015】
前記起動制御回路11は、電源投入時または停電の復電時には、整流器4からコンデンサC3 を充電する瞬間的な大きな電流がトランジスタQ2 のベースに入力されることによりトランジスタQ2 を一気に立ち上げ、第2の直流電圧DC2をコンパレータ7のマイナス入力端子に入力するトランジスタスイッチの作用がなされる。この起動制御回路11の動作により、第2の直流電圧DC2により平滑コンデンサC1 が充電され、その立ち上がりを早めることができるので、平滑コンデンサC1 の充電の遅れによるコンパレータ7の誤動作は防止される。従って、電源投入時あるいは瞬時停電の復電時に、水があっても水がない状態と誤動作してしまうことは防止される。
【0016】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、水位検出電極を設けて水位が所定位置以下に低下した状態を検出してポンプの運転を停止させるポンプの駆動制御装置において、電源の投入時や停電からの復電時に水があるのに水がないと判定してしまうことがないように起動制御回路が設けられているので、誤動作から復旧させるためのリセット操作を行うことなくポンプの運転を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る井戸ポンプの駆動制御装置の構成を示す回路図。
【符号の説明】
1 井戸ポンプ
2 交流電源
3 トランス
4 第2の整流器
5 第1の整流器
6 水位検出電極
7 コンパレータ(比較器)
10 ポンプ駆動制御回路
11 起動制御回路
12 第2の直流電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、井戸、貯水槽等の水位が所定水位以下に減少した状態を検出して、ポンプの駆動を停止させるポンプの駆動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、井戸ポンプの駆動制御装置に井戸水の液面を検出する液面検出手段を設けて、井戸水の水位が所定水位以下に低下したときには井戸ポンプの空転を防止するために、その駆動を停止させる。前記液面検出手段を設けることなく、ポンプモータの駆動電流から液面高さを求めることもできるが、装置構成が複雑でコスト高となるため、特殊な揚水システムを構築する以外では液面検出手段を設けた方が得策といえる。この液面検出手段としては、フロートにより液面を検出する方式、水位検出電極により水位を検出する方式等が採用されている。前記フロートを用いた方式は、井戸内に落ちた異物によるゴミ詰まりなどによって誤動作を生じる恐れがあり、水位検出電極による方式が安定性において優れたものといえる。この水位検出電極による方式では、井戸内に高低差を設けて配設された複数の電極間に水の短絡によって電流が流れることによる電食を避けるため、電極間には交流電流を流し、この交流電流を整流平滑化した直流電圧を基準電圧と比較して、電極間が水により短絡されているか否かによって変化する直流電圧から水位を検出してポンプの駆動を制御する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成される水位検出電極によりポンプ駆動制御を行うとき、交流電源の投入時や瞬時の停電後の復電時に、ポンプ駆動制御回路の比較器に入力される整流出力電圧は、水位検出電極間が水の電気抵抗(R)によって短絡された整流出力により平滑コンデンサ(C)を充電するRC回路の時定数で決定される時間で平滑コンデンサが充電されることになるので、充電されるまでの立ち上がり時間を要し、この整流出力電圧が入力される以前に基準電圧が入力されるため、比較器は水位検出電極間がOFFの状態、即ち、井戸内に水がない渇水状態と判断してポンプを停止させてしまうので、リセット操作により起動させる必要があった。
【0004】
本発明の目的とするところは、電源投入時や停電からの復電時に誤検出を生じさせない水位検出動作を行うことができるようにしたポンプの駆動制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、水位が所定位置より低下した状態を検出してポンプの駆動を停止させるポンプの駆動制御装置において、交流電源から取り出された第1の交流電力を井戸内の所定位置に高低差を設けて配設された複数の水位検出電極の間を通して整流器に接続し、水による水位検出電極間の短絡による整流器からの出力を平滑コンデンサにより平滑して第1の直流電圧を作成し、これを比較器に入力して基準電圧と比較することにより、減水による前記水位検出電極間の開放を検知し、この比較器の検知出力によりポンプの運転を制御するポンプ駆動制御回路と、前記交流電源から取り出された第2の交流電力を整流して第2の直流電圧を作成し、これを前記基準電圧として供給すると共に前記ポンプ駆動制御回路の電源電力として供する直流電源回路と、前記交流電源ON時に前記第2の直流電圧がコンデンサを介してトランジスタのベースに入力されることによりトランジスタスイッチを起動させ、このトランジスタスイッチにより前記平滑コンデンサを第2の直流電圧により充電する起動制御回路とを具備してなることを特徴とする。
【0006】
この構成によれば、電源投入時あるいは停電後の復電時には、起動制御回路に設けられたトランジスタはベースにコンデンサから瞬間的な電流が流れることによってトランジスタスイッチとして動作し、第2の直流電圧を平滑コンデンサに接続して充電するので、第1の交流電力を整流した整流出力が平滑コンデンサに充電されるまでの立ち上がりの遅れが防止され、第1の直流電圧が基準電圧と同時に比較器に入力されるので、平滑コンデンサへの充電に伴って起動時の立ち上がりが遅れて第1の直流電圧がないことによる起動時の水位検出の誤動作はなく、電源ON時にポンプ駆動制御回路が水が有るのに無いと判断する誤動作は生じない。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0008】
本実施形態に係るポンプの駆動制御装置は、井戸内の水位が所定水位以下に低下したときに井戸ポンプの空転を防止するために井戸ポンプの駆動を停止させる駆動制御装置として構成されている。
【0009】
図1において、井戸ポンプ1の駆動電源となる交流電源2からトランス3により第1の交流電力AC1と第2の交流電力AC2とを取り出し、第1の交流電力AC1は、これを井戸水位の検出に用いて、検出出力により井戸ポンプ1の駆動を制御するポンプ駆動制御回路10が構成されている。また、第2の交流電力AC2は、整流器4及び平滑コンデンサC2 により第2の直流電圧DC2を作成する直流電源回路12に接続され、この第2の直流電圧DC2は、前記ポンプ駆動制御回路10の電源電力として供給されるように構成されている。
【0010】
ポンプ駆動制御回路10は、前記第1の交流電力AC1を水位検出電極6を介して整流器5に接続し、水位検出電極6の電極E0 と電極E1 または電極E2 との間が井戸水により短絡されている間のみ整流器5から整流出力が得られる状態をコンパレータ(比較器)7により検出し、コンパレータ7の出力端子に接続されたトランジスタQ1 によりリレー8を動作させて井戸ポンプ1の運転を制御している。即ち、前記整流器5の整流出力は平滑コンデンサC1 により平滑された第1の直流電圧DC1としてコンパレータ7のマイナス入力端子に入力され、プラス入力端子に第2の直流電圧DC2を抵抗器R1 と抵抗器R2 とで分圧して入力される基準電圧と比較して、前記水位検出電極6の電極E0 と電極E1 または電極E2 との間が井戸水により短絡されている状態、即ち井戸内に所定量の水が有る状態では、マイナス入力端子に入力される第1の直流電圧DC1の方が高い状態に設定されているので、コンパレータ7の出力端子はLレベルとなる。このとき出力端子に接続されているトランジスタQ1 はOFFの状態であり、接続されているリレー8は作動しない。前記リレー8は、井戸ポンプ1の電磁開閉器9をOFF制御するリレー接点xを開閉するので、トランジスタQ1 がOFF状態にあるとき、即ち、井戸内に所定量の水がある状態では、井戸ポンプ1は動作状態に維持される。
【0011】
前記水位検出電極6は、井戸内の低い位置から電極E0 、E2 、E1 の順に配設され、井戸内の水位が高い状態から低下する方向では、電極E2 の配設位置より水位が低下したとき電極E2 と電極E0 との間の水による短絡状態がなくなるので、整流器5からの出力電圧がなくなり、コンパレータ7のマイナス入力端子に入力される第1の直流電圧DC1よりプラス入力端子の基準電圧の方が高くなるので、出力端子はHレベルとなり、トランジスタQ1 はONとなってリレー8を動作させ、電磁開閉器9により井戸ポンプ1の動作は停止される。
【0012】
逆に、井戸内の水位が低い状態から上昇する方向では、電極E2 の配設位置まで水位が上昇して電極E2 と電極E0 との間が水により短絡された状態となっても、電極E2 は抵抗器R8 を通して整流器5に接続されているので、第1の直流電圧DC1は低く、コンパレータ7に抵抗器R3 により形成されたヒステリシス回路によりコンパレータ7の出力端子がHレベルとなった反転状態は戻らず、更に水位が上昇して電極E1 と電極E0 とが短絡される水位上昇となった時点で第1の直流電圧DC1が上昇してコンパレータ7の出力端子はLレベルとなり、出力端子に接続されているトランジスタQ1 はOFFの状態となり、接続されているリレー8の作動停止により電磁開閉器9をOFF制御するリレー接点xを閉じるので、井戸ポンプ1は動作状態となり揚水が開始される。この動作により、水位が電極E1 の配設位置まで上昇する充分な水位状態になってから井戸ポンプ1による揚水が開始されるように制御することができる。
【0013】
尚、リレー接点xと直列に配設されたスイッチ13は、手動により井戸ポンプ1の運転を停止させるための運転停止スイッチであって、本ポンプ駆動制御装置により自動運転制御される井戸ポンプ1を人為的に停止させたいときに操作することができるように設けられている。
【0014】
上記構成において、第1の直流電圧DC1の平滑コンデンサC1 に充電された電荷は、交流電源2のOFF時には抵抗器R4 を通じて放電されてしまうので、交流電源2の投入時あるいは井戸ポンプ1が運転状態にあるときの停電の復電時に、この平滑コンデンサC1 の充電は、水位検出電極6の電極間を短絡する水の電気抵抗を通じてなされるので、第1の直流電圧DC1の立ち上がりは遅くなり、平滑コンデンサC1 が充電される以前に、立ち上がりの早い第2の直流電圧DC2による基準電圧の方が先にコンパレータ7のプラス入力端子に入力されると、コンパレータ7のマイナス入力端子には第1の直流電圧DC1の入力がない状態なので、コンパレータ7は井戸内に水がない状態と判断して井戸ポンプ1を起動させないように制御してしまうことになる。これを防止するために、本構成においては起動制御回路11が設けられている。
【0015】
前記起動制御回路11は、電源投入時または停電の復電時には、整流器4からコンデンサC3 を充電する瞬間的な大きな電流がトランジスタQ2 のベースに入力されることによりトランジスタQ2 を一気に立ち上げ、第2の直流電圧DC2をコンパレータ7のマイナス入力端子に入力するトランジスタスイッチの作用がなされる。この起動制御回路11の動作により、第2の直流電圧DC2により平滑コンデンサC1 が充電され、その立ち上がりを早めることができるので、平滑コンデンサC1 の充電の遅れによるコンパレータ7の誤動作は防止される。従って、電源投入時あるいは瞬時停電の復電時に、水があっても水がない状態と誤動作してしまうことは防止される。
【0016】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、水位検出電極を設けて水位が所定位置以下に低下した状態を検出してポンプの運転を停止させるポンプの駆動制御装置において、電源の投入時や停電からの復電時に水があるのに水がないと判定してしまうことがないように起動制御回路が設けられているので、誤動作から復旧させるためのリセット操作を行うことなくポンプの運転を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る井戸ポンプの駆動制御装置の構成を示す回路図。
【符号の説明】
1 井戸ポンプ
2 交流電源
3 トランス
4 第2の整流器
5 第1の整流器
6 水位検出電極
7 コンパレータ(比較器)
10 ポンプ駆動制御回路
11 起動制御回路
12 第2の直流電源
Claims (1)
- 水位が所定位置より低下した状態を検出してポンプの駆動を停止させるポンプの駆動制御装置において、
交流電源から取り出された第1の交流電力を井戸内の所定位置に高低差を設けて配設された複数の水位検出電極の間を通して整流器に接続し、水による水位検出電極間の短絡による整流器からの出力を平滑コンデンサにより平滑して第1の直流電圧を作成し、これを比較器に入力して基準電圧と比較することにより、減水による前記水位検出電極間の開放を検知し、この比較器の検知出力によりポンプの運転を制御するポンプ駆動制御回路と、
前記交流電源から取り出された第2の交流電力を整流して第2の直流電圧を作成し、これを前記基準電圧として供給すると共に前記ポンプ駆動制御回路の電源電力として供する直流電源回路と、
前記交流電源ON時に前記第2の直流電圧がコンデンサを介してトランジスタのベースに入力されることによりトランジスタスイッチを起動させ、このトランジスタスイッチにより前記平滑コンデンサを第2の直流電圧により充電する起動制御回路とを具備してなることを特徴とするポンプの駆動制御装置。
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JP19051299A JP3583318B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | ポンプの駆動制御装置 |
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JP19051299A JP3583318B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | ポンプの駆動制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001022450A JP2001022450A (ja) | 2001-01-26 |
JP3583318B2 true JP3583318B2 (ja) | 2004-11-04 |
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ID=16259333
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JP19051299A Expired - Fee Related JP3583318B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | ポンプの駆動制御装置 |
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Cited By (1)
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JP4618923B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2011-01-26 | 株式会社鶴見製作所 | 水中回転機械における回転主軸の電食防止法および装置 |
CN105511506B (zh) * | 2015-11-26 | 2018-06-26 | 国网新疆电力公司疆南供电公司 | 集水井水位控制装置 |
CN112594047B (zh) * | 2021-01-04 | 2022-02-22 | 威晟汽车科技(宁波)有限公司 | 一种汽车电子水泵的控制模块 |
-
1999
- 1999-07-05 JP JP19051299A patent/JP3583318B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101957622A (zh) * | 2010-05-28 | 2011-01-26 | 宁波市镇海华泰电器厂 | 以市政交流电作测试信号的控水器 |
CN101957622B (zh) * | 2010-05-28 | 2012-01-11 | 宁波市镇海华泰电器厂 | 以市政交流电作测试信号的控水器 |
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JP2001022450A (ja) | 2001-01-26 |
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