JP7276453B2 - 電力変換装置、圧送装置、電力変換方法、プログラム、診断装置及び診断方法 - Google Patents
電力変換装置、圧送装置、電力変換方法、プログラム、診断装置及び診断方法 Download PDFInfo
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Description
(全体構成)
図1に示す圧送装置1は、液体を圧送する電動式のポンプ20(駆動対象)と、電力変換装置30と、電装保持部13と、これらを保持するユニットベース2とを備える。
図2に示すように、電力変換装置30は、電力変換回路40と、制御回路100とを有する。電力変換回路40は、一次側電力を二次側電力に変換してモータ22に供給する。例えば電力変換回路40は、整流回路41と、コンデンサ43と、インバータ回路44と電流センサ45U,45V,45Wとを有する。
Y=A・X[k]+(1-A)・X[k-1]・・・(1)
Y:トレンド値
X[k]:最新の力データ
X[k-1]:一つ前に取得された力データ
A:フィルタ係数
Y=A・X[k]+B・X[k-1]+(1-A-B)・X[k-2]・・・(2)
Y:トレンド値
X[k]:最新の力データ
X[k-1]:一つ前に取得された力データ
X[k-2]:二つ前に取得された力データ
A,B:フィルタ係数
続いて、電力変換方法の一例として、制御回路100が実行する制御手順を例示する。この制御手順は、一次側電力を二次側電力に変換してポンプ20に供給する電力変換回路40により二次側電力を制御指令に追従させることと、二次側電力に基づいてポンプ20の駆動力の振幅を評価することと、振幅の評価結果と、ポンプ20の駆動速度との関係に基づいて振幅閾値プロファイルを設定することと、振幅閾値プロファイルに基づく振幅閾値を振幅の評価結果が超えるのに応じてポンプ20の異常を検出することと、を含む。以下、この手順を、振幅閾値プロファイルの設定条件の取得手順と、振幅閾値プロファイルの設定手順と、ポンプ20の運転手順とに分けて詳細に例示する。
図5に示すように、制御回路100は、ステップS01,S02,S03を実行する。ステップS01では、設定条件取得部121が、設定条件の入力画面を設定用コンピュータ200に表示させる。ステップS02では、設定条件の入力画面において、登録指示入力(例えば登録ボタンのクリック)がなされるのを設定条件取得部121が待機する。ステップS03では、設定条件取得部121が、設定条件の入力画面に入力された内容に基づく設定条件を取得し、設定条件記憶部122に保存する。以上で振幅閾値の設定条件の取得手順が完了する。
図6に示すように、制御回路100は、まずS11,S12,S13,S14,S15を実行する。ステップS11では、電力変換制御部111が振幅閾値プロファイルの設定指令の入力を待機する。当該設定指令は、上位コントローラ300により入力されてもよいし、ユーザにより制御回路100に直接入力されてもよい。ステップS12では、電力変換制御部111が速度指令を初期速度に設定する。初期速度は、例えば設定条件記憶部122が記憶する設定条件における速度レンジの最小速度である。
図7に示すように、制御回路100は、まずステップS31,S32,S33,S34,S35を実行する。ステップS31では、電力変換制御部111がポンプ20の運転指令の入力を待機する。当該運転指令は、上位コントローラ300により入力されてもよいし、ユーザにより制御回路100に直接入力されてもよい。ステップS32では、電力変換制御部111が速度指令を通常速度に設定する。通常速度は、通常運転用に予め設定されている。
以上に説明したように、電力変換装置30は、一次側電力を二次側電力に変換してポンプ20に供給する電力変換回路40と、電力変換回路40により二次側電力を制御指令に追従させる制御回路100と、を備え、制御回路100は、二次側電力に基づいてポンプ20の駆動力の振幅を評価することと、振幅の評価結果と、ポンプ20の駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、振幅閾値プロファイルに基づく振幅閾値を振幅の評価結果が超えるのに応じてポンプ20の異常を検出することと、を更に実行するように構成されている。
Claims (24)
- 一次側電力を二次側電力に変換して駆動対象に供給する電力変換回路と、
前記電力変換回路により前記二次側電力を制御指令に追従させる制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記二次側電力に基づいて前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記振幅の評価結果に基づく振幅閾値の算出基準を、ユーザ設定に基づいて前記駆動対象の駆動速度ごとに設定することと、
前記駆動対象の駆動速度ごとの前記振幅の評価結果と、前記駆動速度ごとの前記算出基準とに基づいて、前記振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を更に実行するように構成されている、電力変換装置。 - 一次側電力を二次側電力に変換して駆動対象に供給する電力変換回路と、
前記電力変換回路により前記二次側電力を制御指令に追従させる制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記二次側電力に基づいて前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わるマージンを前記振幅の評価結果に加算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を更に実行するように構成されている、電力変換装置。 - 一次側電力を二次側電力に変換して駆動対象に供給する電力変換回路と、
前記電力変換回路により前記二次側電力を制御指令に追従させる制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記二次側電力に基づいて前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わる倍率を前記振幅の評価結果に乗算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を更に実行するように構成されている、電力変換装置。 - 前記制御回路は、前記振幅閾値プロファイルとして、複数の基準速度にそれぞれ対応する複数の振幅閾値を設定し、前記駆動速度が2つの前記基準速度の間に位置する場合には、当該2つの前記基準速度にそれぞれ対応する2つの前記振幅閾値の補間により当該駆動速度に対応する振幅閾値を算出する、請求項1~3のいずれか一項記載の電力変換装置。
- 前記制御回路は、前記駆動速度を増加させながら前記駆動力の振幅を評価し、前記駆動速度の増加に応じた前記振幅の評価結果の増減傾向が逆転する際の前記駆動速度を基準速度とすることで前記複数の基準速度の少なくとも1つを設定する、請求項4記載の電力変換装置。
- 前記制御回路は、前記駆動力を示す力データを前記二次側電力に基づいて取得し、前記力データの振幅に基づいて前記駆動力の振幅を評価する、請求項1~5のいずれか一項記載の電力変換装置。
- 前記制御回路は、前記駆動力を示す力データを前記二次側電力に基づいて取得し、当該力データと、当該力データの取得時よりも所定期間前から当該取得時までの間に取得した複数の前記力データのトレンド値との差に基づいて前記駆動力の振幅を評価する、請求項1~5のいずれか一項記載の電力変換装置。
- 請求項1~7のいずれか一項記載の電力変換装置と、
前記駆動対象としての電動式のポンプと、を備える圧送装置。 - 前記ポンプに固定され、前記電力変換装置を保持する電装保持部を更に備える、請求項8記載の圧送装置。
- 一次側電力を二次側電力に変換して駆動対象に供給する電力変換回路により前記二次側電力を制御指令に追従させることと、
前記二次側電力に基づいて前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記振幅の評価結果に基づく振幅閾値の算出基準を、ユーザ設定に基づいて前記駆動対象の駆動速度ごとに設定することと、
前記駆動速度ごとの前記振幅の評価結果と、前記駆動速度ごとの前記算出基準とに基づいて、前記振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を電力変換装置に実行させるためのプログラム。 - 一次側電力を二次側電力に変換して駆動対象に供給する電力変換回路により前記二次側電力を制御指令に追従させることと、
前記二次側電力に基づいて前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わるマージンを前記振幅の評価結果に加算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を電力変換装置に実行させるためのプログラム。 - 一次側電力を二次側電力に変換して駆動対象に供給する電力変換回路により前記二次側電力を制御指令に追従させることと、
前記二次側電力に基づいて前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わる倍率を前記振幅の評価結果に乗算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を電力変換装置に実行させるためのプログラム。 - 電力変換回路が駆動対象に供給する電力に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記振幅の評価結果に基づく振幅閾値の算出基準を、ユーザ設定に基づいて前記駆動対象の駆動速度ごとに設定することと、
前記駆動速度ごとの前記振幅の評価結果と、前記駆動速度ごとの前記算出基準とに基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を実行する診断装置。 - 電力変換回路が駆動対象に供給する電力に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わるマージンを前記振幅の評価結果に加算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を実行する診断装置。 - 電力変換回路が駆動対象に供給する電力に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わる倍率を前記振幅の評価結果に乗算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を実行する診断装置。 - 制御回路が駆動対象を制御するために生成する指令値に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記振幅の評価結果に基づく振幅閾値の算出基準を、ユーザ設定に基づいて前記駆動対象の駆動速度ごとに設定することと、
前記駆動速度ごとの前記振幅の評価結果と、前記駆動速度ごとの前記算出基準とに基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を実行する診断装置。 - 制御回路が駆動対象を制御するために生成する指令値に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わるマージンを前記振幅の評価結果に加算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を実行する診断装置。 - 制御回路が駆動対象を制御するために生成する指令値に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わる倍率を前記振幅の評価結果に乗算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を実行する診断装置。 - 電力変換回路が駆動対象に供給する電力に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記振幅の評価結果に基づく振幅閾値の算出基準を、ユーザ設定に基づいて前記駆動対象の駆動速度ごとに設定することと、
前記駆動速度ごとの前記振幅の評価結果と、前記駆動速度ごとの前記算出基準とに基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を含む診断方法。 - 電力変換回路が駆動対象に供給する電力に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わるマージンを前記振幅の評価結果に加算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を含む診断方法。 - 電力変換回路が駆動対象に供給する電力に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わる倍率を前記振幅の評価結果に乗算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を含む診断方法。 - 制御回路が駆動対象を制御するために生成する指令値に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記振幅の評価結果に基づく振幅閾値の算出基準を、ユーザ設定に基づいて前記駆動対象の駆動速度ごとに設定することと、
前記駆動速度ごとの前記振幅の評価結果と、前記駆動速度ごとの前記算出基準とに基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を含む診断方法。 - 制御回路が駆動対象を制御するために生成する指令値に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わるマージンを前記振幅の評価結果に加算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を含む診断方法。 - 制御回路が駆動対象を制御するために生成する指令値に基づいて、前記駆動対象の駆動力の振幅を評価することと、
前記駆動対象の駆動速度に応じて変わる倍率を前記振幅の評価結果に乗算した結果と、前記駆動速度との関係に基づいて、振幅閾値と前記駆動速度との関係を示す振幅閾値プロファイルを設定することと、
前記振幅閾値プロファイルの生成後に前記振幅を再評価することと、
前記振幅を再評価する際における、前記振幅閾値プロファイルに基づく前記振幅閾値を、前記振幅の再評価結果が超えるのに応じて前記駆動対象の異常を検出することと、を含む診断方法。
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