JP4768240B2 - 電磁振動式ポンプの最適制御装置および負荷検出装置 - Google Patents
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Description
Φs 2=Φa 2+Φ1 2−2ΦaΦ1sin(θe−θa) (1)
θas=tan-1(Φacos(θe−θa)/(Φ1−Φasin(θe−θa)) (2)
Φs=√(Φ1 2+Φa 2) (3)
Es=k1√((k2ωIaL1)2+Ea 2) (4)
ここで、k1、k2は係数である。
θas=tan-1(Φa/Φ1)=tan-1(k3Ea/(ωIaL1)) (5)
k3は係数である。
θs=(θa+θas)−π/2 (6)
図1は、本発明の実施の形態1にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ3における、最適制御装置のブロック図を示す。実施の形態1の電磁振動式ダイアフラムポンプ3の最適制御装置は、電圧/周波数指令手段1、可変電圧/周波数電源手段2、電磁振動式ダイアフラムポンプ3、磁束検出手段4、ポンプ印加電圧検出手段5で構成される。電圧/周波数指令手段1には、磁束指令電圧Es *、ポンプ印加電圧検出手段5の出力E1、磁束検出手段4の出力Esおよびポンプ圧力指令H*、流量指令Q*が入力される。
図5は、本発明の実施の形態2にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ3における、最適制御装置のブロック図を示す。本実施の形態2の最適制御装置は、電圧/周波数指令手段1、可変電圧/周波数電源手段2、電磁振動式ダイアフラムポンプ3、磁束検出手段4、ポンプ印加電圧検出手段5および位相差検出手段6で構成される。電圧/周波数指令手段1には、磁束位相指令θs *、位相差検出手段出力θsおよびポンプ圧力指令H*、流量指令Q*が入力される。
図7は本発明の実施の形態3にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ3における、最適制御装置のブロック図を示す。本実施の形態3の最適制御装置は、電圧/周波数指令手段1、可変電圧/周波数電源手段2および電磁振動式ダイアフラムポンプ3で構成される。電圧/周波数指令手段1には、ポンプ圧力指令H*と流量指令Q*が入力され、制御目的に応じた指令電圧V*および指令周波数F*が出力され、可変電圧/周波数電圧手段を駆動して、電磁振動式ダイアフラムポンプ3を運転する。
図12は、本発明の実施の形態4にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ3における、負荷検出装置のブロック図である。本実施の形態4の電磁振動式ダイアフラムポンプ3の負荷検出装置は、電圧/周波数指令手段1、可変電圧/周波数電源手段2、電磁振動式ダイアフラムポンプ3、磁束検出手段4、ポンプ印加電圧検出手段5および負荷推定手段7で構成される。電圧/周波数指令手段1には、磁束指令電圧Es *、ポンプ印加電圧検出手段5の出力Ea、磁束検出手段4の出力Esが入力される。すなわち、実施の形態1における電磁振動式ダイアフラムポンプ3の最適制御装置から、ポンプ圧力指令H*と流量指令Q*を省略し、負荷推定手段7を付加した形態である。
図13は、本発明の実施の形態5にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ3における、負荷検出装置のブロック図である。本実施の形態5における電磁振動式ダイアフラムポンプ3の負荷検出装置は、電圧/周波数指令手段1、可変電圧/周波数電源手段2、電磁振動式ダイアフラムポンプ3、磁束検出手段4、ポンプ印加電圧検出手段5、位相差検出手段6、負荷推定手段7で構成される。電圧/周波数指令手段1には、磁束位相指令θs *、位相差検出手段出力θsが入力される。すなわち、実施の形態3における電磁振動式ダイアフラムポンプ3の最適制御装置から、ポンプ圧力指令H*と流量指令Q*を省略し、負荷推定手段7を付加した形態である。
2 可変電圧/周波数電源手段
3 電磁振動式ダイアフラムポンプ
4 磁束検出手段
5 ポンプ印加電圧検出手段
6 位相差検出手段
7 負荷推定手段
11 変換回路
12 補正/比較回路
13 比較回路
21 主回路ゲート駆動回路
22 主回路
31 鉄心
32 巻線コイル部
33 電磁石部
34 永久磁石
35 振動子
36 ポンプケーシング
37 ダイアフラム
38 ポンプ室
39a 吸入弁
39b 吐出弁
41 磁束検出手段(サーチコイル)
41a サーチコイル(センターポール側)
41b サーチコイル(サイドポール側)
81 E1=60VのQ−H特性多項式のグラフ
82 E1=70VのQ−H特性多項式のグラフ
83 E1=80VのQ−H特性多項式のグラフ
84 E1=90VのQ−H特性多項式のグラフ
85 E1=100VのQ−H特性多項式のグラフ
86 E1=110VのQ−H特性多項式のグラフ
Claims (4)
- 鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧、ポンプ圧力指令、流量指令および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧/周波数指令手段と、
該電圧/周波数指令手段により制御される可変電圧/周波数電源手段と
を備え、
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率または最大出力を実現する前記磁束指令電圧を設定し、前記磁束検出手段の出力電圧が前記設定された磁束指令電圧に等しくなるように、前記可変電圧/周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御する電磁振動式ダイアフラムポンプの制御装置。 - 鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石に印加される電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、該印加される電圧と磁束検出手段の出力電圧との位相差を出力する位相差検出手段と、
磁束位相指令、ポンプ圧力指令、流量指令および前記位相差検出手段出力を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧/周波数指令手段と、
該電圧/周波数指令手段により制御される可変電圧/周波数電源手段と
を備え、
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率または最大出力を実現する前記磁束位相指令を設定し、前記位相差検出手段出力が前記設定した磁束位相指令に等しくなるように、前記可変電圧/周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御する電磁振動式ダイアフラムポンプの制御装置。 - 鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧、指令周波数、および前記磁束指令電圧と前記磁束検出手段出力と前記印加電圧とから演算される偏差電圧を出力する電圧/周波数指令手段と、
該電圧/周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧/周波数電源手段と、
前記電圧/周波数指令手段の出力の前記指令電圧、前記指令周波数および前記偏差電圧を入力して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定する手段と
を備え、
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率または最大出力を実現する前記磁束指令電圧を設定し、前記磁束検出手段の出力電圧が前記設定された磁束指令電圧に等しくなるように、前記可変電圧/周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定検知する電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。 - 鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、該印加される電圧と磁束検出手段の出力電圧との位相差を出力する位相差検出手段と、
磁束位相指令および前記位相差検出手段出力を入力して、指令電圧、指令周波数、および前記磁束位相指令と前記位相差検出手段出力電圧とから位相偏差を出力する電圧/周波数指令手段と、
該電圧/周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧/周波数電源手段と
前記電圧/周波数指令手段の出力の前記指令電圧、前記指令周波数および前記位相偏差を入力して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定する手段と
を備え、
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率または最大出力を実現する前記磁束位相指令を設定し、前記位相差検出手段出力が前記設定した磁束位相指令に等しくなるように、前記可変電圧/周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定検知する電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。
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