JP3661388B2 - Inverter device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はインバータ装置が出力する電力または電力量の表示機能に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2は、この種のインバータ装置の従来例を示す回路構成図である。
図2において、1は商用電源などの交流電源、2は負荷としての交流電動機、3は交流電動機2を動力源とする産業機械などの機械設備、10はインバータ装置を示す。
【0003】
このインバータ装置10には、例えば複数個のダイオードをブリッジ接続してなる整流回路11と、電解コンデンサなどの平滑用コンデンサ12と、複数個の半導体スイッチをブリッジ接続してなる逆変換回路13と、逆変換回路13を構成する半導体スイッチをパルス幅変調(PWM)によりオン・オフさせて逆変換回路13の出力に所望の周波数,電圧の交流電圧が発生するように制御する制御回路14と、操作パネル15とを備えている。
【0004】
図2に示した操作パネル15はインバータ装置10の運転,停止などの操作と、インバータ装置10が出力する周波数などの設定と、インバータ装置10の動作状態などの表示とを行わせる機能を備えている。
なお、図2に示したインバータ装置10は周知の技術により構成されており、その詳細動作説明は省略するが、特に近年、制御回路14と操作パネル15の機能の一部を具現するためにマイクロコンピュータが採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図2に示した従来のインバータ装置10で可変速駆動される交流電動機2を介した機械設備3が稼働中には、インバータ装置10の出力の電力または電力量がその都度変化することが多く、機械設備3の稼働中の前記電力または電力量を把握し、これらの値に基づいて、例えば工場全体の省電力計画を策定する際には、電圧計,電流計,電力計,積算電力計などの計器をインバータ装置10の出力と交流電動機2の間に接続し、測定をしていた。
【0006】
しかしながら、インバータ装置10の出力電圧は一般に可変周波数,可変電圧であることから、上述の計器にはこの特性を満たす比較的高価な計器が必要であり、また、この測定作業も手作業であった。
この発明の目的は前記問題点を解決し、インバータ装置自体に動作中の出力電力または電力量を演算,表示する機能を備え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】
この発明は、直流電源の電圧をパルス幅変調により所望の周波数,電圧の交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ装置において、前記インバータ装置の出力電流を検出する電流検出器と、該電流検出器の検出値と前記パルス幅変調の際の信号波とに基づいて前記インバータ装置が出力する電力および電力量のうち、いずれか一方または双方を演算して出力する電力演算回路と、該電力演算回路の出力値を表示する表示回路とを備えたことを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、インバータ装置自体に動作中の出力電力または電力量を演算,表示する機能を備えることにより、その測定作業が自動化される。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施例を示すインバータ装置の回路構成図であり、図2に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち図1に示したインバータ装置20には、整流回路11,平滑用コンデンサ12,逆変換回路13,図2に示した制御回路14と同一機能及び後述の電力,電力量を演算するためのデータを送出する機能を有する制御回路14aの他に、電流検出器21と、電力演算回路22と、操作パネル23とを備えている。
【0010】
また図1に示した操作パネル23は、図2に示した操作パネル15と同一機能のインバータ装置20の運転,停止などの操作と、インバータ装置20が出力する周波数などの設定と、インバータ装置20の動作状態などの表示の他に、インバータ装置20の出力の電力を求めるための計測期間を設定する機能と、電力量を求めるための積算時間を設定する機能と、電力演算回路22の動作を開始させる指令を送出する機能と、電力演算回路22で求められた電力または電力量を表示する機能とが追加装備されている。
【0011】
このインバータ装置20に備える電力演算回路22が該装置の出力の電力および電力量を演算する動作を、電力演算回路22の機能をマイクロコンピュータを用いて行う場合について、以下に説明をする。
操作パネル23から発せられた開始指令に基づいて、予め操作パネル23の操作により設定された計測期間(T)内の電流検出器21の検出値(i)から、下記の演算式の演算により、出力電流の実効値IRMS を求める。
【0012】
【数1】
ここで、TS :サンプリング周期、iP(K):K(K=1・2・・・N)回目のサンプル時の電流検出器21の検出値である。従って計測期間T=TS ・Nの関係から、式(1)は式(2)に変形される。
【0013】
【数2】
IRMS ={(1/T)(iP(1) 2 +iP(2) 2 +・・+iP(N) 2 )}1/2 …(2)
同様に、サンプリング周期TS 毎の制御回路14aにおける前述のパルス幅変調の際の信号波から、式(2)と同様の下記の演算式の演算により、出力電圧の実効値VRMS を求める。
【0014】
【数3】
VRMS ={(1/T)(vP(1) 2 +vP(2) 2 +・・+vP(N) 2 )}1/2 …(3)
ここで、vP(K):K(K=1・2・・・N)回目のサンプル時の前記信号波の値である。
また出力電圧と出力電圧の位相差(φ)は、前記vP(K)の零点通過値から前記iP(K)の零点通過値までの時間差および操作パネル23からの周波数の設定値に基づいて演算することができる。
【0015】
上述のそれぞれの値からインバータ装置20が出力する有効電力Pは、式(4)の演算により求められる。
【0016】
【数4】
P=3・VRMS ・IRMS ・cosφ …(4)
すなわち、式(4)で演算された有効電力を計測期間Tが終了した後、この有効電力を電力演算回路22から操作パネル23へ送出し、操作パネル23の表示素子に表示させる。
【0017】
さらに電力量WHの演算は、操作パネル23から発せられた開始指令に基づいて、予め操作パネル23の操作により設定された積算時間をTWHとすると、TWH=X・Tの関係から、下記の演算式により求められる。
【0018】
【数5】
WH=K0 (P(1) +P(2) +・・+P(X) ) …(5)
ここで、K0 (=T/1時間)は換算係数を示し、P(M) :M(M=1・2・・・X)回目の式(4)に基づく有効電力である。
すなわち、式(5)で演算された電力量を積算時間TWHが終了した後、この電力量を電力演算回路22から操作パネル23へ送出し、操作パネル23の表示素子に表示させる。
【0019】
なお、式(3)の出力電圧の実効値VRMS の演算に代えて、出力電圧の実効値は制御回路14aにおける前述のパルス幅変調の際の信号波が正弦波の場合にはその最大振幅に基づく値とする方法、平滑用コンデンサ12の両端電圧の検出値に基づく値とする方法、逆変換回路13の出力電圧の検出値に基づく値とする方法、制御回路14aがベクトル演算を行っているときにはこの演算値に基づく値とする方法などを用いてもよい。
【0020】
さらに上述の実施例の動作説明では、操作パネルの操作により、計測期間T,積算時間TWHを設定したが、インバータ装置を運転中に、交流電動機と交流電動機を動力源とする機械設備の動作を目視して、該操作パネルの操作により開始指令と終了指令とを与える方法でもよい。
【0021】
【発明の効果】
この発明によれば、インバータ装置自体に動作中の出力電力または電力量を演算,表示する機能を備えることにより、その測定作業が自動化される。その結果、機械設備の稼働中の電力または電力量が容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すインバータ装置の回路構成図
【図2】従来例を示すインバータ装置の回路構成図
【符号の説明】
1 交流電源
2 交流電動機
3 機械設備
10 インバータ装置
11 整流回路
12 平滑用コンデンサ
13 逆変換回路
14,14a 制御回路
15 操作パネル
20 インバータ装置
21 電流検出器
22 電力演算回路
23 操作パネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display function of electric power or electric energy output from an inverter device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a conventional example of this type of inverter device.
In FIG. 2, 1 is an AC power source such as a commercial power source, 2 is an AC motor as a load, 3 is mechanical equipment such as an industrial machine using the
[0003]
The
[0004]
The operation panel 15 shown in FIG. 2 has a function of performing operations such as operation and stop of the
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
During the operation of the
[0006]
However, since the output voltage of the
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an inverter device having a function of calculating and displaying output power or electric energy during operation in the inverter device itself.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an inverter device for converting a voltage of a DC power source into an AC voltage having a desired frequency and voltage by pulse width modulation and supplying power to a load, a current detector for detecting an output current of the inverter device, and the current detection A power calculation circuit that calculates and outputs one or both of the power and the amount of power output from the inverter device based on the detected value of the detector and the signal wave at the time of the pulse width modulation, and the power calculation And a display circuit for displaying the output value of the circuit.
[0008]
According to the present invention, the inverter device itself has the function of calculating and displaying the output power or the amount of power during operation, so that the measurement work is automated.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an inverter device showing an embodiment of the present invention. Components having the same functions as those of the conventional circuit shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
That is, the
[0010]
The operation panel 23 shown in FIG. 1 operates the
[0011]
The case where the power calculation circuit 22 included in the
Based on the start command issued from the operation panel 23, from the detection value (i) of the current detector 21 within the measurement period (T) set in advance by operation of the operation panel 23, the following equation is calculated. The effective value I RMS of the output current is obtained.
[0012]
[Expression 1]
Here, T S is the sampling period, i P (K) is the detection value of the current detector 21 at the time of the Kth (K = 1 · 2... N) sampling. Thus the relationship between the measurement period T = T S · N, the formula (1) is transformed into equation (2).
[0013]
[Expression 2]
I RMS = {(1 / T) (i P (1) 2 + i P (2) 2 + ·· + i P (N) 2 )} 1/2 (2)
Similarly, the effective value V RMS of the output voltage is obtained from the signal wave at the time of the above-described pulse width modulation in the control circuit 14a for each sampling period T S by the calculation of the following calculation expression similar to the expression (2).
[0014]
[Equation 3]
V RMS = {(1 / T) (v P (1) 2 + v P (2) 2 + ·· + v P (N) 2 )} 1/2 (3)
Here, v P (K) : the value of the signal wave at the time of K (K = 1 · 2... N) sampling.
The phase difference (φ) between the output voltage and the output voltage is based on the time difference from the zero point passing value of v P (K) to the zero point passing value of i P (K) and the frequency set value from the operation panel 23. Can be calculated.
[0015]
The active power P output from the
[0016]
[Expression 4]
P = 3 · V RMS · I RMS · cosφ (4)
That is, after the measurement period T ends, the effective power calculated by the equation (4) is sent from the power calculation circuit 22 to the operation panel 23 and displayed on the display element of the operation panel 23.
[0017]
Further, the calculation of the electric energy WH is based on the start command issued from the operation panel 23, and if the integrated time set in advance by the operation of the operation panel 23 is TWH , from the relationship of TWH = X · T, It is calculated by the following equation.
[0018]
[Equation 5]
WH = K 0 (P (1) + P (2) +. + P (X) ) (5)
Here, K 0 (= T / 1 hour) indicates a conversion coefficient, and is P (M) : M (M = 1 · 2... X) active power based on the expression (4).
That is, after the integration time TWH has ended, the amount of power calculated by the equation (5) is sent from the power calculation circuit 22 to the operation panel 23 and displayed on the display element of the operation panel 23.
[0019]
Instead of calculating the effective value V RMS of the output voltage in equation (3), the effective value of the output voltage is the maximum amplitude when the signal wave at the time of the pulse width modulation in the control circuit 14a is a sine wave. A method based on the detected value of the voltage across the smoothing
[0020]
Furthermore, in the description of the operation of the above-described embodiment, the measurement period T and the integration time TWH are set by operating the operation panel. However, the operation of the mechanical equipment using the AC motor and the AC motor as a power source during operation of the inverter device. It is also possible to give a start command and an end command by operating the operation panel.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the inverter device itself has the function of calculating and displaying the output power or the amount of power during operation, so that the measurement work is automated. As a result, it is possible to easily grasp the power or power amount during operation of the mechanical equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an inverter device showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an inverter device showing a conventional example.
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記インバータ装置の出力電流を検出する電流検出器と、
該電流検出器の検出値と前記パルス幅変調の際の信号波とに基づいて前記インバータ装置が出力する電力および電力量のうち、いずれか一方または双方を演算して出力する電力演算回路と、
該電力演算回路の出力値を表示する表示回路とを備えたことを特徴とするインバータ装置。In an inverter device that converts the voltage of a DC power source into an AC voltage of a desired frequency and voltage by pulse width modulation and supplies power to a load.
A current detector for detecting an output current of the inverter device ;
A power calculation circuit that calculates and outputs one or both of the power and the amount of power output by the inverter device based on the detection value of the current detector and the signal wave at the time of the pulse width modulation ;
An inverter device comprising: a display circuit that displays an output value of the power calculation circuit.
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JPH11235050A JPH11235050A (en) | 1999-08-27 |
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- 1998-02-10 JP JP02790198A patent/JP3661388B2/en not_active Expired - Fee Related
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