JP3741434B2 - Electric motor operating device - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池を電源とする電動機運転装置に関する。   The present invention relates to an electric motor operating device using a solar cell as a power source.

近年、地球温暖化、化石燃料の枯渇、原発事故や放射性廃棄物による放射能汚染等が問題となっており、地球環境とエネルギーに対する関心が急速に高まっている。このような状況のもと、太陽電池等は無尽蔵かつクリーンなエネルギー源として期待されている。太陽電池を利用するためのシステム形態としては、数ワットから数千キロワットまで種々の規模がある。また、その種類も多岐にわたっており、例えば、電力を直接利用するもの、バッテリに蓄電するもの、商用電源と連系して利用するもの等が挙げられる。このうち、灌漑や飲料用に井戸や川等の水源から水を汲み上げて利用するソーラポンプシステムとして提案されているものは、特に、熱帯地方の日射量の多い地域や未電化地域では、運転コストや燃料運搬にかかる手間等が省けるという理由から特に有効である。また、地震等の災害時で、電力や水道の供給がストップした場合でも、水が確保できるという長所を有する。   In recent years, global warming, depletion of fossil fuels, nuclear accidents, radioactive contamination by radioactive waste, etc. have become problems, and interest in the global environment and energy is rapidly increasing. Under such circumstances, solar cells and the like are expected as inexhaustible and clean energy sources. There are various scales of systems for using solar cells, from several watts to thousands of kilowatts. There are also a wide variety of types, such as those that directly use electric power, those that store electricity in a battery, and those that are used in conjunction with a commercial power source. Among these, what is proposed as a solar pump system that draws water from water sources such as wells and rivers for irrigation and drinking, especially in areas with high solar radiation and non-electrified areas in the tropics. This is particularly effective because it can save time and labor for fuel transportation. In addition, there is an advantage that water can be secured even when power supply or water supply is stopped in the event of a disaster such as an earthquake.

図2は従来例であり本発明の適用対象でもあるソーラポンプシステムを用いた給水装置の構成を示す。同図において、非安定電池電源である太陽電池1の直流電力は、ポンプ運転装置8を介してポンプ3に供給される。井戸15の水はポンプ3により第1の液体搬送パイプ11を通って給水槽9に揚水され貯えられる。給水槽9内の水は第2の液体搬送パイプ16およびバルブ10を通って給水される。
特開昭56−132125公報 特開昭57−153531公報 特開昭60−74995公報
FIG. 2 shows a configuration of a water supply apparatus using a solar pump system which is a conventional example and is an object of application of the present invention. In the figure, the DC power of the solar cell 1 which is an unstable battery power source is supplied to the pump 3 via the pump operation device 8. The water in the well 15 is pumped and stored in the water tank 9 by the pump 3 through the first liquid transport pipe 11. Water in the water supply tank 9 is supplied through the second liquid transfer pipe 16 and the valve 10.
JP 56-132125 A JP-A-57-153531 JP 60-49995 A

しかしながら、図2の給水装置において、図11のように太陽電池1の電源のみでポンプ3を運転するポンプ運転装置8を用いたものにおいては、太陽電池は、朝夕や曇りの日には発電電力が少なくなり、この時ポンプは動作しているが水が吐出口まで水が到達していないため、水を汲み上げられない。   However, in the water supply apparatus of FIG. 2, in the case of using the pump operation apparatus 8 that operates the pump 3 with only the power source of the solar battery 1 as shown in FIG. At this time, the pump is operating, but water does not reach the discharge port, so water cannot be pumped.

このときの電力を無駄にしないために、図12のように複数台のポンプを使う方法が特開昭56−132125公報や特開昭57−153531公報で提案されている。しかし、ポンプは一般に大きな容量の方が効率が良く、複数のポンプで同じ最大容量を持たせるようにすると、弱日射のときには、一部のポンプだけを動かすことにより、無駄になる電力が減るものの、弱日射、強日射時を通してみれば効率が悪く、またコストも高い。   In order to avoid wasting power at this time, methods using a plurality of pumps as shown in FIG. 12 have been proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-132125 and 57-153531. However, pumps are generally more efficient with larger capacities, and if multiple pumps have the same maximum capacity, only a part of the pumps can be moved during low solar radiation to reduce wasted power. , Efficiency is low and cost is high if you look through weak sunlight and strong sunlight.

また、図13のように、太陽電池の電力を蓄電池に蓄えながらポンプを運転する方法も特開昭60−74995公報で提案示されている。しかし、太陽電池の動作電圧が、蓄電池電圧に固定されてしまい、太陽電池を最大出力点で動作させることができないので、効率よく太陽エネルギーを利用することができない。   In addition, as shown in FIG. 13, a method for operating a pump while storing electric power of a solar cell in a storage battery is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-74995. However, since the operating voltage of the solar cell is fixed to the storage battery voltage and the solar cell cannot be operated at the maximum output point, solar energy cannot be used efficiently.

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、太陽電池の電力を利用して電動機を運転する電動機運転装置において、電動機の台数を1台にして、良好な効率を確保しつつ、さらに弱日射時の太陽電池のように発電電力が少ない場合でもその電力を無駄にしないようにし、かつ、ある程度以上の電力が得られるときは太陽電池を最大出力状態で動作させ、効率よくエネルギーを利用し、もって簡単な構成で信頼性の高い、かつ高効率な電動機運転装置を提供することにある。   In view of such problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a motor driving device that operates a motor using the power of a solar cell, while ensuring a good efficiency by reducing the number of motors to one. In addition, even when the generated power is low, such as when the solar cell is in low sunlight, the power is not wasted, and when a certain level of power is obtained, the solar cell is operated at the maximum output state for efficient energy consumption. Is to provide a highly reliable and highly efficient electric motor driving device with a simple configuration.

上記の課題を解決するために、本発明では、太陽電池と、該太陽電池からの電力を変換して電動機に供給する電力変換手段と、前記太陽電池と並列に接続された電力を蓄電するための蓄電手段とを有する電動機運転装置において、前記太陽電池の出力だけで前記電動機を運転する単独電源モード期間を予め設定するための時計と、前記太陽電池と前記蓄電手段と前記電力変換手段との接続点と前記蓄電手段との間に介挿された開閉手段と、前記太陽電池の出力値を検出する出力値検出手段と、前記単独電源モード期間内は前記開閉手段を開とし、前記単独電源モード期間外は前記出力値検出手段が出力する信号に基づいて前記開閉手段を制御する開閉制御手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention stores a solar cell, power conversion means for converting electric power from the solar cell and supplying it to an electric motor, and storing electric power connected in parallel to the solar cell. A timepiece for presetting a single power supply mode period in which the electric motor is operated only by the output of the solar cell, the solar cell, the power storage unit, and the power conversion unit. Opening / closing means interposed between a connection point and the power storage means, output value detecting means for detecting an output value of the solar cell, and opening and closing the opening / closing means during the single power supply mode period, the single power supply Outside the mode period, an open / close control means for controlling the open / close means based on a signal output by the output value detection means is provided.

上記の構成によれば、蓄電手段を設けることにより、弱日射時の太陽エネルギーを無駄にすることなく給水することができる。すなわち、図3は、晴天時の1日の太陽電池の発電量の変化であるが、従来、1台のポンプで、蓄電手段なしで貯水槽に汲み上げ、給水する場合、弱日射時の発電電力であるa,bの部分が無駄になっていた。これに対し、本発明の場合、弱日射時の発電電力は蓄電手段に蓄電するため、無駄になる部分はほとんどない。また、蓄電手段に十分蓄電されている時には、蓄電手段に蓄電されている電力を補って運転するため、容量の小さい蓄電手段でよく、さらに、太陽電池の発電電力を直接使う分には、充放電の損失がなく効率がよい。また、太陽電池の電力だけで運転できる時には、蓄電手段を切り離し、図4のC部分のように太陽電池の最大出力点電圧で運転できるので、太陽電池の利用効率が良い。また、1台のポンプを使用することにより、小さな容量のポンプを2台使用するよりも、液体を効率よく搬送でき、また装置のコストを下げることができる。   According to said structure, it can supply water without wasting solar energy at the time of weak solar radiation by providing an electrical storage means. In other words, FIG. 3 shows changes in the amount of power generated by a solar cell on a clear day, but conventionally, when a single pump is used to pump and supply water to a storage tank without electricity storage means, the generated power during weak solar radiation The parts a and b are wasted. On the other hand, in the case of the present invention, the generated power at the time of weak solar radiation is stored in the power storage means, so there is almost no wasted part. In addition, when the power storage means is sufficiently charged, the power stored in the power storage means is supplemented to operate, so the power storage means with a small capacity may be used. Efficient without loss of discharge. Further, when the operation can be performed only with the electric power of the solar cell, the power storage means is disconnected, and the operation can be performed with the maximum output point voltage of the solar cell as shown by C in FIG. Also, by using one pump, it is possible to transport liquid more efficiently and to reduce the cost of the apparatus than when using two small capacity pumps.

すなわち、本発明によれば、太陽電池を用いたソーラポンプシステムにおいて、蓄電手段と開閉手段を設けて、この開閉手段と電力変換手段の運転を制御することにより、以下のような効果がある。   That is, according to the present invention, in the solar pump system using solar cells, the following effects can be obtained by providing the power storage means and the opening / closing means and controlling the operation of the opening / closing means and the power conversion means.

(1)弱日射時の電力を蓄電して使用することにより、太陽エネルギーを効率よく利用でき、ポンプを複数台数使う方法に比べ、ポンプ効率も高めることができる。
(2)蓄電手段に蓄電されている時には、弱日射時の電力を直接インバータに供給し、足りない分を蓄電手段から補充するため、直接利用した分には、充放電の損失がなく、いったん発電電力を蓄電するシステムに比べ、電力の利用の効率が良い。
(3)太陽電池の電力のみで運転するときには、開閉手段により蓄電手段を切り離すことができ、太陽電池の最大出力点追尾制御を行なうことができるため、太陽電池の利用効率を高めることができる。
(4)制御装置が簡単である。
(5)必要な蓄電手段の容量が比較的小さいので、安いコストで実現可能である。
(6)蓄電手段に深放電のできるニッケル水素電池や電気二重層コンデンサを用いれば、蓄電手段を小型化・軽量化、長寿命化できる。
(1) By storing and using electric power during low solar radiation, solar energy can be used efficiently, and the pump efficiency can be increased as compared with a method using a plurality of pumps.
(2) When the electricity is stored in the electricity storage means, the power during weak sunlight is supplied directly to the inverter, and the shortage is replenished from the electricity storage means. Compared to a system that stores generated power, the efficiency of power use is better.
(3) When operating only with the electric power of the solar cell, the power storage unit can be disconnected by the opening / closing unit, and the maximum output point tracking control of the solar cell can be performed, so that the utilization efficiency of the solar cell can be improved.
(4) The control device is simple.
(5) Since the required capacity of the storage means is relatively small, it can be realized at a low cost.
(6) If a nickel hydride battery or an electric double layer capacitor capable of deep discharge is used for the power storage means, the power storage means can be reduced in size, weight, and life.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力変換手段を、前記単独電源モード期間内は最大電力点追尾運転制御し、前記単独電源モード期間を過ぎてから前記開閉手段が開となるまでは定周波数運転制御する電力制御手段を有することを特徴とする。   In a preferred embodiment of the present invention, the power conversion means is controlled for maximum power point tracking operation during the single power supply mode period, and is fixed until the opening / closing means is opened after the single power supply mode period. It has the electric power control means which carries out frequency operation control, It is characterized by the above-mentioned.

また、前記電力制御手段は、前記単独電源モード期間を過ぎてから前記出力値検出手段で検出した電圧値が予め定めた放電禁止電圧に下降すると前記電力変換手段の運転を停止することを特徴とする請求項2に記載の電動機運転装置。
前記非安定電源は、太陽電池であり、前記電動機は電動ポンプであることを特徴としている。また、前記出力値検出手段は、出力電圧検出手段と、出力電流検出手段からなることを特徴としている。
Further, the power control means stops the operation of the power conversion means when the voltage value detected by the output value detection means falls to a predetermined discharge inhibition voltage after the single power supply mode period. The electric motor driving device according to claim 2.
The non-stable power source is a solar cell, and the electric motor is an electric pump. In addition, the output value detection means includes an output voltage detection means and an output current detection means.

図1に本発明の一実施形態に係る電圧制御方法を用いた太陽光発電システムの基本構成を示す。この太陽光発電システムは例えば図2に示す給水システムに適用される。図1において、非安定電源である太陽電池1の直流電力は、電力変換手段2にて電力が変換され、負荷3に供給される。電力変換手段2、出力値検出手段4、蓄電手段5、開閉手段6および制御手段7は、本発明の特徴とする電動機運転装置8(図2参照)を構成する。20は逆流防止手段である。   FIG. 1 shows a basic configuration of a photovoltaic power generation system using a voltage control method according to an embodiment of the present invention. This solar power generation system is applied to, for example, the water supply system shown in FIG. In FIG. 1, the DC power of the solar cell 1 that is an unstable power source is converted into power by the power conversion means 2 and supplied to the load 3. The power conversion means 2, the output value detection means 4, the power storage means 5, the opening / closing means 6 and the control means 7 constitute an electric motor operating device 8 (see FIG. 2) which is a feature of the present invention. Reference numeral 20 denotes a backflow prevention means.

太陽電池1としては、アモルファスシリコン系等の非晶質シリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコンあるいは化合物半導体を用いた太陽電池等がある。通常は、複数の太陽電池を直流を直並列に組み合わせて、所望の電圧、電流が得られるようにアレイやストリングを構成する。   Examples of the solar cell 1 include a solar cell using amorphous silicon such as amorphous silicon, single crystal silicon, polycrystalline silicon, or a compound semiconductor. Usually, an array or a string is configured so that a desired voltage and current can be obtained by combining a plurality of solar cells in series and parallel with direct current.

電力変換手段2としては、パワートランジスタ、パワーMOSFET、IGBT、GTO等のスイッチング素子を用いたDC/DCコンバータ、自励式電圧型DC/ACコンバータなどがある。これらは、負荷3として直流ポンプを使用するか交流ポンプを使用するかによって決まる。この電力変換手段2は、前記スイッチング素子のゲートパルスのオン/オフデューティ比を変えることで、入出力電圧、出力周波数などを制御できる。   Examples of the power conversion means 2 include a DC / DC converter using a switching element such as a power transistor, power MOSFET, IGBT, and GTO, and a self-excited voltage type DC / AC converter. These are determined depending on whether a DC pump or an AC pump is used as the load 3. The power conversion means 2 can control the input / output voltage, the output frequency, and the like by changing the on / off duty ratio of the gate pulse of the switching element.

ポンプ3としては、直流ポンプと交流ポンプがあり、直流ポンプは、直結する場合や、DC/DCコンバータを介して接続する場合がある。しかし、直流ポンプは、一般に整流子などの接触部分があり、寿命を考えて、接触部分のない交流ポンプが多用される。特に大規模システムの場合は、交流ポンプが好んで使用される。また、ポンプには、遠心ポンプ、軸流ポンプ等の種類があり、用途に応じて選べばよい。なお、ポンプ3として直流ポンプを太陽電池1に直結して用いる場合、電力変換手段2は、単なる開閉手段となり、後述する開閉手段6と同様に構成される。   The pump 3 includes a direct-current pump and an alternating-current pump. The direct-current pump may be directly connected or connected via a DC / DC converter. However, the DC pump generally has a contact portion such as a commutator, and an AC pump without a contact portion is often used in consideration of the lifetime. Especially in the case of a large-scale system, an AC pump is preferably used. In addition, there are various types of pumps such as a centrifugal pump and an axial flow pump, which may be selected according to the application. When a direct-current pump is directly connected to the solar cell 1 as the pump 3, the power conversion means 2 is a simple opening / closing means and is configured in the same manner as the opening / closing means 6 described later.

出力値検出手段4は、電圧検出手段41および電流検出手段42を具備する。 電圧検出手段41は電源1の出力電圧を抵抗で分圧し、その電圧値信号を出力設定手段に送る。この際、ノイズの混入等を避けるために検出信号の送信回路は、入出力間の絶縁を完全に行なえるフォトカプラ等で、電源1の出力回路と絶縁しておくことが望ましい。また、制御手段7の出力設定手段71および開閉制御手段72がディジタル回路で構成されているときには、電圧検出手段41は、電圧値信号をA/D変換によりディジタル値に変換して出力設定手段71および開閉制御手段72に送る。   The output value detection unit 4 includes a voltage detection unit 41 and a current detection unit 42. The voltage detection means 41 divides the output voltage of the power source 1 with a resistor and sends the voltage value signal to the output setting means. At this time, it is desirable that the detection signal transmission circuit is isolated from the output circuit of the power supply 1 by a photocoupler or the like that can completely insulate the input and output in order to avoid noise and the like. When the output setting means 71 and the opening / closing control means 72 of the control means 7 are constituted by digital circuits, the voltage detection means 41 converts the voltage value signal into a digital value by A / D conversion and outputs the output setting means 71. And sent to the opening / closing control means 72.

電流検出手段42は、ホール素子または標準抵抗等で電流を電圧に変換し、電圧検出手段41と同様に検出信号をアナログ値またはディジタル値として制御手段7の出力設定手段71および開閉制御手段72に送り込む。   The current detection means 42 converts the current into a voltage using a Hall element or a standard resistor, and outputs the detection signal as an analog value or a digital value to the output setting means 71 and the switching control means 72 of the control means 7 in the same manner as the voltage detection means 41. Send it in.

これらの検出手段41,42をディジタル回路で実現する場合に用いられるA/Dコンバータは十分高速かつ高精度であることが好ましく、具体的には、10ビット以上の分解能を持ち、50KHz以上のサンプリング速度を持つものが好ましい。このようなA/Dコンバータを用いることにより、0.1%以下の誤差で、かつ1秒以下の応答を持った制御系を構成できる。   It is preferable that the A / D converter used when the detection means 41 and 42 are realized by a digital circuit is sufficiently fast and highly accurate. Specifically, the A / D converter has a resolution of 10 bits or more and a sampling of 50 KHz or more. Those with speed are preferred. By using such an A / D converter, a control system having an error of 0.1% or less and a response of 1 second or less can be configured.

蓄電手段5は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、電気二重層コンデンサなどが使用でき、システムの規模と蓄電容量にあわせて選択するとよい。深放電できる比較小容量のもので
よい。特にニッケル水素電池は100%深放電可能で小型・長寿命であり、電気二重層コンデンサでは、寿命が半永久的であるという特性が得られる。この蓄電手段の端子電圧は、おおむね電源1の最大出力点電圧に合わせておくのが望ましい。
The storage means 5 can be a lead storage battery, a nickel metal hydride battery, an electric double layer capacitor, or the like, and is preferably selected according to the scale of the system and the storage capacity. A comparatively small capacity capable of deep discharge may be used. In particular, nickel-metal hydride batteries are capable of 100% deep discharge, are small in size and have a long life, and electric double layer capacitors have a characteristic that their life is semi-permanent. It is desirable that the terminal voltage of this power storage means be set to approximately the maximum output point voltage of the power supply 1.

開閉手段6は、リレーや、ソリッドステートリレーなどや、あるいは、トランジスタ等のスイッチング素子など、外部信号により開閉でき、電流容量や耐電圧が、太陽電池や負荷の容量や電圧に耐えうるものなら何でもよい。   The opening / closing means 6 can be opened and closed by an external signal such as a relay, a solid state relay, or a switching element such as a transistor, and any current capacity and withstand voltage can withstand the capacity and voltage of a solar cell or a load. Good.

制御手段7は、出力設定手段71、開閉制御手段72および電力制御手段73を具備する。
出力設定手段71は、上記出力検出手段4から供給される検出信号をもとに演算を行って、太陽電池1の出力電圧設定値を決定し、太陽電池1の出力電圧がこの設定値になるように、電力変換装置2の通流率等を制御する。この出力設定手段71は、アナログ回路でも実現できるが、ディジタル回路で実現し、演算をソフトウエア化する方が、パラメータの変更などは容易である。この場合は、制御用マイクロコンピュータとして具体化され、CPU、RAM、ROM、入出力ポート、数値演算器等により構成することができる。
The control unit 7 includes an output setting unit 71, an opening / closing control unit 72, and a power control unit 73.
The output setting means 71 performs an operation based on the detection signal supplied from the output detection means 4 to determine the output voltage setting value of the solar cell 1, and the output voltage of the solar cell 1 becomes this setting value. In this way, the flow rate of the power converter 2 is controlled. The output setting means 71 can be realized by an analog circuit, but it is easier to change parameters or the like if it is realized by a digital circuit and the calculation is made into software. In this case, it is embodied as a control microcomputer and can be constituted by a CPU, a RAM, a ROM, an input / output port, a numerical calculator, and the like.

開閉制御手段72は、上記出力検出手段4からの検出信号をもとに演算を行ない、開閉手段6および電力制御手段73に信号を出す。この開閉制御手段72は、オペアンプなどのアナログ回路でも実現できるが、上記制御用マイクロコンピュータにこの機能を盛り込むとよい。   The opening / closing control means 72 performs a calculation based on the detection signal from the output detection means 4 and outputs a signal to the opening / closing means 6 and the power control means 73. The open / close control means 72 can be realized by an analog circuit such as an operational amplifier, but this function may be incorporated in the control microcomputer.

逆流防止手段20は、蓄電池5から太陽電池1へ電流が逆流するのを防止する。これには、整流用ダイオード、ショットキバリアダイオードなどがあり、低圧のシステムでは、順方向電圧降下による損失を考えて、ショットキバリアダイオードを、高圧では、耐圧を考慮して整流用ダイオードを用いるとよい。   The backflow prevention means 20 prevents a current from flowing back from the storage battery 5 to the solar battery 1. This includes rectifier diodes, Schottky barrier diodes, etc. In low voltage systems, Schottky barrier diodes should be used in consideration of losses due to forward voltage drop. .

電力制御手段73は、いわゆるゲート駆動回路であり、瞬時値電流比較、正弦波/三角波比較方式等により、ゲートパルスを発生する。これにより電池電源の出力設定手段71の出力に一致するように、電力変換装置2の通流率を制御する。この電力制御手段73はアナログ回路でもディジタル回路でも構成できる。市販の電力変換手段ではこのような電力制御手段の一部または全部に相当するものを内蔵するものも多く、それらは、最近ではほとんどがディジタル化されており、CPUやDSPを装備している。使用する電力変換手段が電力制御手段の一部または全部を含んでいる場合、制御手段7の電力制御手段71は、その電力変換手段を動作させるために必要な信号を作成する。その場合は、上記制御用マイクロコンピュータにこの機能を盛り込むとよい。   The power control means 73 is a so-called gate drive circuit, and generates a gate pulse by an instantaneous value current comparison, a sine wave / triangular wave comparison method, or the like. Thereby, the flow rate of the power converter 2 is controlled so as to coincide with the output of the output setting means 71 of the battery power source. The power control means 73 can be constituted by an analog circuit or a digital circuit. Many commercially available power conversion means incorporate some or all of such power control means, and most of them have recently been digitized and are equipped with a CPU and DSP. When the power conversion means to be used includes a part or all of the power control means, the power control means 71 of the control means 7 creates a signal necessary for operating the power conversion means. In that case, this function may be incorporated in the control microcomputer.

ディジタル化された場合の電力制御手段73は前述の出力設定手段71および開閉制御手段72と類似の構成であり、これらを兼用することも可能である。   When digitized, the power control means 73 has a configuration similar to that of the output setting means 71 and the opening / closing control means 72 described above, and these can also be used together.

以下、本発明の実施例を説明する。
[実施例1]
図1の構成において、太陽電池1としてアモルファス太陽電池モジュール(USSC社製、商品名UPM−880)を10個直列にして使用し、電力変換手段2としては、自己消弧型スイッチング素子であるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transister)を用い、フルブリッジ3相インバータを構成した。IGBTは、高耐圧高速スイッチング素子であり、数100Wから数10KWクラスまでのインバータに好んで用いられる。この出力に交流3相モータ直結マグネットポンプ3を接続した。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
In the configuration of FIG. 1, ten amorphous solar cell modules (trade name UPM-880, manufactured by USSC) are used in series as the solar cell 1, and the power conversion means 2 is an IGBT that is a self-extinguishing switching element. A full-bridge three-phase inverter was configured using (Insulated Gate Bipolar Transistor). The IGBT is a high withstand voltage high speed switching element, and is preferably used for an inverter of several hundred W to several tens KW class. An AC three-phase motor direct-coupled magnet pump 3 was connected to this output.

ポンプによる液体搬送系は、図5のように構成した。水は、FRP(強化プラスチック)の貯水槽17に貯え、この容器17の高さ0.1mのところに液体取り入れ口18を設けた。また、液体の搬送経路11は、内径50mmのビニルホースを使用し、ポンプ3は容器17の底面を基準として高さ0.1mのところに設置し、その吸入口31は貯水槽17に接続し、吐出口32から高さ15mまでこのビニルホース11を設置した。このビニルホース11の途中には流量計13を取り付け、先端は、内径75mmの硬質塩化ビニルのパイプ12に挿入した。このようにして、汲み上げた水はポンプ3により15mまで持ち上げられ、パイプ12をドレンとして、貯水槽17に戻した。   The liquid conveyance system by the pump was configured as shown in FIG. Water was stored in a FRP (reinforced plastic) water tank 17, and a liquid intake 18 was provided at a height of 0.1 m of the container 17. The liquid transport path 11 uses a vinyl hose with an inner diameter of 50 mm, the pump 3 is installed at a height of 0.1 m with respect to the bottom surface of the container 17, and the suction port 31 is connected to the water storage tank 17. The vinyl hose 11 was installed from the discharge port 32 to a height of 15 m. A flow meter 13 was attached in the middle of the vinyl hose 11, and the tip was inserted into a hard vinyl chloride pipe 12 having an inner diameter of 75 mm. In this way, the pumped water was lifted to 15 m by the pump 3 and returned to the water storage tank 17 using the pipe 12 as a drain.

また、出力値検出手段4の電圧検出手段41は太陽電池アレイ1の出力電圧を20:1に抵抗分圧して、10Vフルスケール12ビット分解能のA/Dコンバータ(不図示)を用いてディジタル化し、制御手段7に8ビットのパラレルバス43で送出する構成とした。   The voltage detection means 41 of the output value detection means 4 divides the output voltage of the solar cell array 1 by 20: 1 and digitizes it using an A / D converter (not shown) with 10V full scale 12-bit resolution. The control unit 7 is configured to send the data through the 8-bit parallel bus 43.

電流検出手段42としては、10ミリオームの標準抵抗を太陽電池アレイ1の出力回路に直列に挿入し、その両端の電圧を不図示のオペアンプで500倍に増幅した後、前記電圧検出手段71と同様のA/Dコンバータ(不図示)を用いて12ビットのディジタル値に変換後、制御手段7に8ビットのパラレルバス44で送出する構成とした。   As the current detection means 42, a standard resistor of 10 milliohms is inserted in series in the output circuit of the solar cell array 1, and the voltage at both ends is amplified 500 times by an operational amplifier (not shown), and then the same as the voltage detection means 71. After being converted into a 12-bit digital value using an A / D converter (not shown), the data is sent to the control means 7 via an 8-bit parallel bus 44.

制御手段7としては、ワンボードマイコン(インテル社製8086)を使用した。該ボードには汎用パラレル入出力ボード、メモリ、数値演算コプロセッサ、シリアルインタフェース等が装備されており、本実施例に適した構成である。   As the control means 7, a one-board microcomputer (Intel 8086) was used. The board is equipped with a general-purpose parallel input / output board, a memory, a numerical arithmetic coprocessor, a serial interface, and the like, and has a configuration suitable for this embodiment.

制御手段7による電力変換手段2の出力設定は、前記ワンボードマイコンのCPUにより、特開平6−348352公報で示されるような電力制御方法を用いて太陽電池の最大出力点追尾(MPPT)制御を行なうように電力変換手段2の出力周波数を制御した。   The output setting of the power conversion means 2 by the control means 7 is the maximum output point tracking (MPPT) control of the solar cell using the power control method as disclosed in JP-A-6-348352 by the CPU of the one-board microcomputer. The output frequency of the power conversion means 2 was controlled to be performed.

また、制御手段7による開閉制御は、前記CPUにより電圧検出手段41から入力される電圧値と電流検出手段42から入力される電流値に基づいて電力値を算出し、この電力値と前記電圧値に基づいて開閉手段6の開閉の判定を行なう。また、この判定と連動して、ポンプ3の起動、停止およびリセットを行なうために、インバータ2の制御回路に、起動・停止、リセット信号をパラレル出力ポートから送出した。   In addition, the open / close control by the control means 7 calculates the power value based on the voltage value input from the voltage detection means 41 and the current value input from the current detection means 42 by the CPU, and the power value and the voltage value are calculated. Based on the above, the opening / closing means 6 is determined to open / close. In conjunction with this determination, in order to start, stop and reset the pump 3, start / stop and reset signals are sent from the parallel output port to the control circuit of the inverter 2.

電力変換手段2の電力制御は、公知の三角波比較方式のPWM(パルス幅変調)を用いた。キャリア周波数は2KHzとした。この電力制御は制御手段7からの出力設定指令で定まる周波数の正弦波と電力変換手段2の出力電流値を比較して、ゲートパルスのデューティ(オン時間/(オン時間+オフ時間))を変化させる。   For power control of the power conversion means 2, a known triangular wave comparison type PWM (pulse width modulation) was used. The carrier frequency was 2 KHz. This power control compares the sine wave of the frequency determined by the output setting command from the control means 7 with the output current value of the power conversion means 2 and changes the duty of the gate pulse (on time / (on time + off time)). Let

また、蓄電手段として、12Vの鉛蓄電池を13個直列接続した。   Moreover, 13 12V lead acid batteries were connected in series as a power storage means.

次に、本実施例のシステム制御方法について図6のフローチャートを参照しながら説明する。
予め、太陽電池の出力だけでポンプを運転できる太陽電池出力単独運転モード期間を決めておく。パーソナルコンピュータ内部の時計により、現在の時刻が前記太陽電池出力単独運転モード期間であるか否かを判定する。この期間でない時刻であれば、開閉手段6を閉とし、蓄電池5を接続する。これにより、太陽電池1の出力電圧Vpvは蓄電池5の電圧またはそれ以下の電圧に固定される。この状態において、前記出力電圧Vpvが予め定めた放電許可電圧(充電禁止電圧)より小さいとき、インバータ2は停止しておき、蓄電池5に充電する(状態1)。このとき、電圧Vpvが前記放電許可電圧を越えたら、イン
バータ2を定周波数で運転し、太陽電池1の電力と蓄電池5の電力によってポンプ3は仕事を行なうようにする(状態2)。
Next, the system control method of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
A solar cell output single operation mode period in which the pump can be operated only by the output of the solar cell is determined in advance. It is determined by a clock inside the personal computer whether or not the current time is the solar cell output single operation mode period. If the time is not within this period, the opening / closing means 6 is closed and the storage battery 5 is connected. Thereby, the output voltage Vpv of the solar cell 1 is fixed to the voltage of the storage battery 5 or a voltage lower than that. In this state, when the output voltage Vpv is smaller than a predetermined discharge permission voltage (charge prohibition voltage), the inverter 2 is stopped and the storage battery 5 is charged (state 1). At this time, if the voltage Vpv exceeds the discharge permission voltage, the inverter 2 is operated at a constant frequency, and the pump 3 performs work by the power of the solar battery 1 and the power of the storage battery 5 (state 2).

さらに、インバータ運転中、電圧Vpvが蓄電開始電圧(放電禁止電圧)を下回ったらインバータを停止させ充電を開始する(状態3)。太陽電池出力単独モード期間でないときにこれら状態1,2,3を繰り返す。   Further, during the inverter operation, when the voltage Vpv falls below the storage start voltage (discharge prohibition voltage), the inverter is stopped and charging is started (state 3). These states 1, 2, and 3 are repeated when it is not the solar cell output single mode period.

前記内部時計の時刻が、予め定めた太陽電池出力単独運転モード期間になると、開閉手段6を開として、太陽電池1の電力のみでインバータ2を駆動する。そして、周波数を変更することにより最大出力点追尾制御を行なう。   When the time of the internal clock becomes a predetermined solar cell output single operation mode period, the opening / closing means 6 is opened and the inverter 2 is driven only by the electric power of the solar cell 1. Then, maximum output point tracking control is performed by changing the frequency.

本実施例では、上述のように、特開平6−348352公報で示されるような電力制御方法を用いて太陽電池の最大出力点追尾制御を行なった。これにより、太陽電池から、効率よく電力を得ることができる。なお、この最大出力点追尾制御の方法は、いろいろ提案されており、他の方法を用いることもできる。   In this example, as described above, the maximum output point tracking control of the solar cell was performed using a power control method as disclosed in JP-A-6-348352. Thereby, electric power can be efficiently obtained from the solar cell. Various methods of this maximum output point tracking control have been proposed, and other methods can be used.

このようにポンプを運転した結果、太陽電池の運転時間は、図7のQ部分で6時間40分となり、蓄電池がない場合のP部分の5時間57分に比べ、運転時間は43分も長かった。   As a result of operating the pump in this way, the operation time of the solar cell is 6 hours and 40 minutes in the Q portion of FIG. 7, and the operation time is 43 minutes longer than 5 hours and 57 minutes of the P portion when there is no storage battery. It was.

[実施例2]
本実施例では、太陽電池1としてアモルファスシリコン太陽電池モジュール(USSC社製商品名MBC−131)を20枚直列接続した。これを電力変換手段とその制御装置として、汎用インバータ(三菱電機製 商品名FREQROL−U100)を介して、交流3相モータ直結マグネットポンプ(三相電機製 商品名PMD−613B2M)に接続した。本来、この汎用インバータの入力は、交流入力であるが、内部で交流を整流して直流に変換しているため、太陽電池のような直流でも動作可能である。
[Example 2]
In this example, 20 solar cells 1 were connected in series with 20 amorphous silicon solar cell modules (trade name MBC-131 manufactured by USSC). This was connected to an AC three-phase motor direct-coupled magnet pump (trade name PMD-613B2M, manufactured by Three Phase Electric) via a general-purpose inverter (trade name FREQOL-U100, manufactured by Mitsubishi Electric Corporation) as a power conversion means and its control device. Originally, the input of this general-purpose inverter is an alternating current input. However, since the alternating current is rectified and converted into a direct current inside, it can be operated with a direct current such as a solar cell.

ポンプによる液体搬送は、図5のようにする。水は、FRP(強化プラスチック)の取水用容器17におよそ0.5mの高さに水面がくるように貯え、この容器17の高さ0.1mのところに液体取り入れ口18を設けた。また、液体の搬送経路は、内径25mmのビニルホース11を使用し、ポンプ3は容器17の底面から高さ0.1mのところに設置し、その吸入口31は取水用容器17に接続し、吐出口32から、高さ2mまでこのビニルホース11を設置した。このビニルホース11の途中には流量計13を取り付け、先端は、内径50mmの硬質塩化ビニルのパイプ12に挿入した。このようにして、ポンプ3により汲み上げた水は2mまで持ち上げられ、パイプ12をドレンとして、取水用容器17に戻した。   The liquid conveyance by the pump is as shown in FIG. Water was stored in a water intake container 17 of FRP (reinforced plastic) so that the water surface was about 0.5 m high, and a liquid intake 18 was provided at a height of 0.1 m of the container 17. The liquid transport path uses a vinyl hose 11 with an inner diameter of 25 mm, the pump 3 is installed at a height of 0.1 m from the bottom of the container 17, and its inlet 31 is connected to the water intake container 17. The vinyl hose 11 was installed from the discharge port 32 to a height of 2 m. A flow meter 13 was attached in the middle of the vinyl hose 11, and the tip was inserted into a hard vinyl chloride pipe 12 having an inner diameter of 50 mm. In this way, the water pumped up by the pump 3 was lifted up to 2 m, and returned to the water intake container 17 using the pipe 12 as a drain.

また、制御手段7としてはパーソナルコンピュータ(日本電気製 商品名PC−9801DA)を用い、電圧検出手段41は太陽電池モジュール1の出力電圧を100:1に抵抗分圧して前記パーソナルコンピュータの拡張スロットに差し込まれた5Vフルスケール12ビット分解能のA/D・D/A変換・パラレル入出力ボード(アドテックシステムサイエンス製 製品名AB98−57B)のA/D変換ポートに電圧信号を送出する構成とした。電流検出手段42としては、10ミリオームの標準抵抗を太陽電池アレイ1に直列に挿入し、その両端の電圧をオペアンプで500倍に増幅した後、前記電圧検出手段41と同様のA/Dコンバータを用いて12ビットのディジタル値に変換後、制御手段7に8ビットのパラレルバスで送出する構成とした。   The control means 7 is a personal computer (trade name PC-9801DA, manufactured by NEC), and the voltage detection means 41 resistance-divides the output voltage of the solar cell module 1 by 100: 1 to be used as an expansion slot of the personal computer. A voltage signal is sent to the A / D conversion port of the A / D / D / A conversion / parallel input / output board (product name: AB98-57B, manufactured by Adtech System Science) with 5V full scale 12-bit resolution. As the current detection means 42, a standard resistor of 10 milliohms is inserted in series with the solar cell array 1, and the voltage at both ends is amplified 500 times with an operational amplifier, and then the A / D converter similar to the voltage detection means 41 is used. After being converted into a 12-bit digital value, the data is sent to the control means 7 via an 8-bit parallel bus.

出力設定手段71として、このパーソナルコンピュータを使用し、この中のCPUで演算した結果は、前述のA/D・D/A変換・パラレル入出力ボードのD/A変換端子から
、周波数設定信号として、汎用インバータ2の制御回路に信号を送出した。ポンプ3の起動、停止、リセットを行なうために、汎用インバータ2の制御回路に、起動・停止、リセット信号をこの入出力ボードのパラレル出力端子から送出した。
The personal computer is used as the output setting means 71, and the result calculated by the CPU is output as a frequency setting signal from the D / A conversion terminal of the A / D / D / A conversion / parallel input / output board. A signal was sent to the control circuit of the general-purpose inverter 2. In order to start, stop, and reset the pump 3, start / stop and reset signals were sent from the parallel output terminal of the input / output board to the control circuit of the general-purpose inverter 2.

開閉制御手段72も、このパーソナルコンピュータを使用し、このCPUにより電圧値と電流値から電力値を算出し、この電力値と電圧値より開閉の判定を行なう。また、この判定と連動して、ポンプの起動、停止、リセットを行なうために、汎用インバータの制御回路に、起動・停止、リセット信号をこのボードのパラレル出力端子から送出した。   The open / close control means 72 also uses this personal computer, calculates the power value from the voltage value and current value by the CPU, and determines the open / close based on the power value and voltage value. In conjunction with this determination, in order to start, stop, and reset the pump, start / stop and reset signals were sent from the parallel output terminal of this board to the control circuit of the general-purpose inverter.

さらに、蓄電手段として、12Vのニッケル水素電池(容量0.2Ah)を22個直列接続した。   Furthermore, 22 12V nickel-metal hydride batteries (capacity 0.2 Ah) were connected in series as power storage means.

本実施例のシステム制御方法は図8のとおりである。
すなわち、太陽電池1の発電電力が不足してポンプ3が水を汲み上げられないときであって蓄電池5が充分に充電されていないとき、つまり、発電電力は、予め定めた太陽電池出力単独運転モード電力値以下で、電圧Vpvが予め定めた放電許可電圧より下回る時は、インバータ2は停止しておき、開閉手段6は閉とし、蓄電手段6に蓄電する(状態1)。このとき、電圧がVpv予め定めた放電許可電圧(充電禁止電圧)を越えたら、インバータ2を運転し、太陽電池1の電力と蓄電池5の電力によってポンプ3は仕事を行なう(状態2)。
The system control method of this embodiment is as shown in FIG.
That is, when the generated electric power of the solar cell 1 is insufficient and the pump 3 cannot pump up water and the storage battery 5 is not sufficiently charged, that is, the generated electric power is a predetermined solar cell output single operation mode. When the voltage is lower than the power value and the voltage Vpv is lower than the predetermined discharge permission voltage, the inverter 2 is stopped, the opening / closing means 6 is closed, and the power storage means 6 is charged (state 1). At this time, if the voltage exceeds a predetermined discharge permission voltage (charge prohibition voltage) Vpv, the inverter 2 is operated, and the pump 3 performs work by the power of the solar battery 1 and the power of the storage battery 5 (state 2).

さらに、インバータ運転中、電圧Vpvが蓄電開始電圧(放電禁止電圧)を下回ったらインバータを停止させ充電を開始する(状態3)。このように、太陽電池出力単独運転モード電力値以下のとき、これら状態1,2,3を繰り返す。   Further, during the inverter operation, when the voltage Vpv falls below the storage start voltage (discharge prohibition voltage), the inverter is stopped and charging is started (state 3). Thus, these states 1, 2, and 3 are repeated when it is below the solar cell output single operation mode power value.

太陽電池1の発生電力が、予め定めた太陽電池出力単独運転モード電力値以上になると、開閉手段6を開として、太陽電池1の電力のみでインバータ2を駆動する。そして、周波数を変更することにより最大出力点追尾制御を行なう。   When the generated power of the solar cell 1 becomes equal to or higher than a predetermined solar cell output single operation mode power value, the opening / closing means 6 is opened and the inverter 2 is driven only by the power of the solar cell 1. Then, maximum output point tracking control is performed by changing the frequency.

このような構成で運転した結果、日射量約6.0KWh(day・m3 )の晴天日で比較した場合、積算流量は図9のように約14.5m3 となり、蓄電池がない場合の約12.1m3 や、スイッチがない場合の約13.1m3 に比べて、本実施例の方が高く効率の良い運転ができた。   As a result of operation with such a configuration, when compared on a sunny day with an insolation of about 6.0 kWh (day · m3), the integrated flow rate is about 14.5 m3 as shown in FIG. Compared with 1 m3 and about 13.1 m3 when there is no switch, this example was higher and more efficient operation was possible.

本実施例では、ニッケル水素電池を用いてシステムを組んだ結果、蓄電手段の重量は、約0.7kgとなった。このシステムに鉛蓄電池を用いて同等の蓄電性能を得る場合には約2.1kgとなり、軽量化を実現することができた。   In this example, as a result of assembling the system using a nickel metal hydride battery, the weight of the power storage means was about 0.7 kg. When a lead storage battery is used in this system to obtain the same power storage performance, the weight is about 2.1 kg, and the weight can be reduced.

また、曇天日や雨天時でポンプで汲み上げられない日でも、蓄電池に電力を貯えて、満充電になったときに、ポンプを運転することができる。   In addition, even on a cloudy day or rainy day, the pump can be operated when the storage battery is fully charged and the battery is fully charged.

[実施例3]
本実施例では、図1における太陽電池1としてアモルファスシリコン太陽電池モジュール(USSC社製商品名MBC−131)を20枚直列接続した。これを電力変換手段2とその制御装置として、DC/DCコンバータを介して、直流ポンプ3に接続した。
[Example 3]
In this example, 20 amorphous silicon solar cell modules (trade name MBC-131 manufactured by USSC) were connected in series as the solar cell 1 in FIG. This was connected to the direct current pump 3 through a DC / DC converter as the power conversion means 2 and its control device.

ポンプによる液体搬送経路は実施例1と同じようにする。   The liquid conveyance path by the pump is the same as in the first embodiment.

このDC/DCコンバータ2は、外部信号により、直流電圧を変化させることができる。   The DC / DC converter 2 can change a DC voltage by an external signal.

電圧検出手段41は太陽電池アレイの出力電圧を20:1に抵抗分圧して、出力設定手段71および開閉制御手段72に8ビットのパラレルバスで送出する構成とした。   The voltage detection means 41 is configured to divide the output voltage of the solar cell array by 20: 1 and send it to the output setting means 71 and the open / close control means 72 via an 8-bit parallel bus.

電流検出手段42としては、10ミリオームの標準抵抗を太陽電池アレイ回路に直列に挿入し、その両端の電圧をオペアンプで500倍に増幅した後、前記設定手段71に送出する構成とした。   As the current detection means 42, a standard resistor of 10 milliohms is inserted in series in the solar cell array circuit, and the voltage at both ends thereof is amplified 500 times by an operational amplifier and then sent to the setting means 71.

出力設定手段71および開閉制御手段72として、CPUに三菱電機製のM37710を搭載したワンボードマイコンを使用した。該ボードには汎用パラレル入出力ボード、メモリ、シリアルインタフェース、A/D変換器等が装備されており、本実施例に適した構成である。この中のCPUで演算した結果は、出力電圧設定値として、DC/DCコンバータ2の制御回路に信号を送出した。また、ポンプの起動、停止、リセットを行なうために、DC/DCコンバータ2の制御回路に、起動・停止信号をこのボードのパラレル出力端子から送出した。
本実施例の制御方法は実施例2と同様である。
As the output setting means 71 and the opening / closing control means 72, a one-board microcomputer in which M37710 manufactured by Mitsubishi Electric was mounted on the CPU was used. The board is equipped with a general-purpose parallel input / output board, a memory, a serial interface, an A / D converter, and the like, and has a configuration suitable for this embodiment. The result calculated by the CPU sent a signal to the control circuit of the DC / DC converter 2 as an output voltage set value. In addition, in order to start, stop and reset the pump, a start / stop signal was sent to the control circuit of the DC / DC converter 2 from the parallel output terminal of this board.
The control method of this embodiment is the same as that of the second embodiment.

このような構成で運転した結果、太陽電池の動作電圧は図10のようになり、常に蓄電池5の端子電圧で動作させる必要がある、開閉手段6なしに蓄電池5をつないだ従来のシステムに比べ、太陽電池1の利用効率がよかった。   As a result of operating with such a configuration, the operating voltage of the solar cell becomes as shown in FIG. 10, and it is necessary to always operate with the terminal voltage of the storage battery 5, compared to the conventional system in which the storage battery 5 is connected without the opening / closing means 6. The utilization efficiency of the solar cell 1 was good.

上述の実施例によれば、太陽電池を用いたソーラポンプシステムにおいて、蓄電手段と開閉手段を設けて、この開閉手段と電力変換手段の運転を制御することにより、以下のような効果がある。   According to the above-described embodiment, in the solar pump system using the solar cell, by providing the power storage means and the opening / closing means and controlling the operation of the opening / closing means and the power conversion means, the following effects can be obtained.

(1)弱日射時の電力を蓄電して使用することにより、太陽エネルギーを効率よく利用でき、ポンプを複数台数使う方法に比べ、ポンプ効率も高めることができる。
(2)蓄電手段に蓄電されている時には、弱日射時の電力を直接インバータに供給し、足りない分を蓄電手段から補充するため、直接利用した分には、充放電の損失がなく、いったん発電電力を蓄電するシステムに比べ、電力の利用の効率が良い。
(3)太陽電池の電力のみで運転するときには、開閉手段により蓄電手段を切り離すことができ、太陽電池の最大出力点追尾制御を行なうことができるため、太陽電池の利用効率を高めることができる。
(4)制御装置が簡単である。
(5)必要な蓄電手段の容量が比較的小さいので、安いコストで実現可能である。
(6)蓄電手段に深放電のできるニッケル水素電池や電気二重層コンデンサを用いれば、蓄電手段を小型化・軽量化、長寿命化できる。
(1) By storing and using electric power during low solar radiation, solar energy can be used efficiently, and the pump efficiency can be increased as compared with a method using a plurality of pumps.
(2) When the electricity is stored in the electricity storage means, the power during weak sunlight is supplied directly to the inverter, and the shortage is replenished from the electricity storage means. Compared to a system that stores generated power, the efficiency of power use is better.
(3) When operating only with the electric power of the solar cell, the power storage unit can be disconnected by the opening / closing unit, and the maximum output point tracking control of the solar cell can be performed, so that the utilization efficiency of the solar cell can be improved.
(4) The control device is simple.
(5) Since the required capacity of the storage means is relatively small, it can be realized at a low cost.
(6) If a nickel hydride battery or an electric double layer capacitor capable of deep discharge is used for the power storage means, the power storage means can be reduced in size, weight, and life.

本発明の一実施形態に係るポンプ運転装置の基本構成を示す。The basic composition of the pump operation device concerning one embodiment of the present invention is shown. 本発明の適用対象の一例である太陽電池給水システムの構成を示す。The structure of the solar cell water supply system which is an example of the application object of this invention is shown. 1日の発電量を表すグラフである。It is a graph showing the daily power generation amount. 1日の太陽電池の出力電圧の変化を表すグラフである。It is a graph showing the change of the output voltage of the solar cell on the 1st. 本発明の一実施例に係るポンプシステムの構成を示す。1 shows a configuration of a pump system according to an embodiment of the present invention. 図5のシステムにおけるポンプ運転装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the pump operation apparatus in the system of FIG. 図5のシステムにおけるポンプへの供給電力を表すグラフである。It is a graph showing the electric power supplied to the pump in the system of FIG. 本発明の第2および第3の実施例に係るポンプ運転装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the pump operation apparatus which concerns on the 2nd and 3rd Example of this invention. 本発明の実施例2の構成で動作させた時の積算流量を表すグラフである。It is a graph showing the integrated flow volume when it is made to operate | move with the structure of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の構成で動作させた時の太陽電池の出力電圧を表すグラフである。It is a graph showing the output voltage of the solar cell when it is made to operate | move with the structure of Example 3 of this invention. 従来のポンプシステムの第1の例を示す。1 shows a first example of a conventional pump system. 従来のポンプシステムの第2の例を示す。2 shows a second example of a conventional pump system. 従来のポンプシステムの第3の例を示す。3 shows a third example of a conventional pump system.

符号の説明Explanation of symbols

1:太陽電池(非安定電源)、2:電力変換手段、3:ポンプ、4:出力値検出手段、41:電圧検出手段、42:電流検出手段、5:蓄電手段、6:開閉手段、7:制御手段、71:出力設定手段、72:開閉制御手段、73:電力制御手段、8:ポンプ運転装置、9:給水槽、10:バルブ、11:液体搬送パイプ、12:ドレンパイプ、13:流量計、16:液体搬送パイプ、17:貯水槽、20:逆流防止手段、a,b:従来無駄になっていた電力、A:充電期間、B:放電期間、C:太陽電池出力単独運転、P:本発明での運転可能期間、Q:従来の運転可能期間。   1: solar cell (unstable power supply), 2: power conversion means, 3: pump, 4: output value detection means, 41: voltage detection means, 42: current detection means, 5: power storage means, 6: switching means, 7 : Control means, 71: output setting means, 72: open / close control means, 73: power control means, 8: pump operating device, 9: water tank, 10: valve, 11: liquid transport pipe, 12: drain pipe, 13: Flow meter, 16: liquid transport pipe, 17: water storage tank, 20: backflow prevention means, a, b: conventionally wasted power, A: charging period, B: discharge period, C: solar cell output single operation, P: Operation possible period in the present invention, Q: Conventional operation possible period.

Claims (3)

太陽電池と、該太陽電池からの電力を変換して電動機に供給する電力変換手段と、前記太陽電池と並列に接続された電力を蓄電するための蓄電手段とを有する電動機運転装置において、
前記太陽電池の出力だけで前記電動機を運転する単独電源モード期間を予め設定するための時計と、
前記太陽電池と前記蓄電手段と前記電力変換手段との接続点と前記蓄電手段との間に介挿された開閉手段と、
前記太陽電池の出力値を検出する出力値検出手段と、
前記単独電源モード期間内は前記開閉手段を開とし、前記単独電源モード期間外は前記出力値検出手段が出力する信号に基づいて前記開閉手段を制御する開閉制御手段と
を有することを特徴とする電動機運転装置。
In an electric motor driving device comprising a solar cell, power conversion means for converting electric power from the solar battery and supplying the electric power to an electric motor, and electric storage means for storing electric power connected in parallel with the solar cell,
A timepiece for presetting a single power supply mode period for operating the electric motor only by the output of the solar cell;
An opening / closing means interposed between a connection point between the solar cell, the power storage means, and the power conversion means, and the power storage means;
Output value detecting means for detecting the output value of the solar cell;
Opening / closing means is opened during the single power supply mode period, and open / close control means for controlling the open / close means based on a signal output by the output value detection means outside the single power supply mode period. Electric motor driving device.
前記電力変換手段を、前記単独電源モード期間内は最大電力点追尾運転制御し、前記単独電源モード期間を過ぎてから前記開閉手段が開となるまでは定周波数運転制御する電力制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載の電動機運転装置。   The power conversion means has power control means for performing maximum power point tracking operation control during the single power supply mode period and performing constant frequency operation control after the single power supply mode period until the opening / closing means is opened. The motor driving device according to claim 1, wherein: 前記電力制御手段は、前記単独電源モード期間を過ぎてから前記出力値検出手段で検出した電圧値が予め定めた放電禁止電圧に下降すると前記電力変換手段の運転を停止することを特徴とする請求項2に記載の電動機運転装置。   The power control means stops the operation of the power conversion means when the voltage value detected by the output value detection means falls to a predetermined discharge inhibition voltage after the single power supply mode period. Item 3. The electric motor operating device according to Item 2.
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