JPH06351282A - Controller for canned motor pump - Google Patents
Controller for canned motor pumpInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
- F04D15/0218—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid the condition being a liquid level or a lack of liquid supply
- F04D15/0236—Lack of liquid level being detected by analysing the parameters of the electric drive, e.g. current or power consumption
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特に温水循環ポンプな
どに適するキャンドモ−タポンプの制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system for a canned motor pump, which is particularly suitable for a hot water circulation pump.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４および図５により従来技術を説明す
る。図４に従来技術によるキャンドモ−タの一実施例の
断面図を示す。モ−タケ−シング１２と、エンドブラケ
ット１４と、キャン（缶）１１とにより囲まれた固定子
室２に巻線６を巻装した固定子４が設置されている。上
記キャン１１は非磁性体で形成され、上記モ−タケ−シ
ング１２とエンドブラケット１４の内側端面に水密に固
着して取り付けられており、また、内側には回転子室３
が形成されている。回転子室３の中には回転軸９に取り
付けられた永久磁石８を備えた回転子７が設置され、上
記回転軸はモ−タケ−シング１２とエンドブラケット１
４に取り付けられた軸受１０により支えられている。モ
−タケ−シング１２より突出した回転軸９の軸端にはイ
ンペラ１５が固着され、さらに該インペラの外周に設け
られたポンプケ−シング１３とモ−タケ−シング１２に
よりポンプ室１が形成されている。また回転軸９の他端
はエンドブラケット１４を貫通して突出し、該軸端には
位置検出用磁石２１を取り付けた支持部材２０がナット
１９で固着されている。また上記位置検出用磁石２１を
取り囲んで非磁性体のカバ−１８がエンドブラケット１
４の端面に水密に取り付けられて設置され、さらに、該
カバ−１８の外周には磁気検出器１６が上記位置検出用
磁石２１に対向するように設置されている。磁気検出器
１６は基板１７に電気的に接続している。図５は図４に
示したキャンドモ−タポンプの駆動装置のブロック図で
ある。駆動回路２７は回転子７の位置を検出する磁気検
出器１６からの信号を受けて、直流電源２６から供給さ
れる直流を多相交流に変換する。モ−タの固定子巻線６
に供給された多相交流は固定子４の内面に回転磁界を発
生し、キャン１１を隔てて設置された回転子７を駆動
し、さらに回転子７と一体をなすインペラを駆動してポ
ンプとしての機能を果たす。2. Description of the Related Art A conventional technique will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a sectional view of an embodiment of a conventional canned motor. A stator 4 having a winding 6 wound around a stator chamber 2 surrounded by a motor casing 12, an end bracket 14, and a can (can) 11 is installed. The can 11 is made of a non-magnetic material, is watertightly attached to the inner ends of the motor casing 12 and the end bracket 14, and is mounted inside the rotor chamber 3.
Are formed. A rotor 7 having a permanent magnet 8 attached to a rotary shaft 9 is installed in the rotor chamber 3, the rotary shaft being a motor casing 12 and an end bracket 1.
It is supported by a bearing 10 mounted on the shaft 4. An impeller 15 is fixed to the shaft end of the rotary shaft 9 protruding from the motor casing 12, and a pump chamber 1 is formed by a pump casing 13 and a motor casing 12 provided on the outer periphery of the impeller. ing. The other end of the rotary shaft 9 projects through the end bracket 14, and a support member 20 to which a position detecting magnet 21 is attached is fixed to the shaft end with a nut 19. Further, the cover 18 made of a non-magnetic material surrounds the position detecting magnet 21 and the end bracket 1
4 is installed in a watertight manner on the end face of No. 4, and a magnetic detector 16 is installed on the outer periphery of the cover 18 so as to face the position detecting magnet 21. The magnetic detector 16 is electrically connected to the substrate 17. FIG. 5 is a block diagram of a drive unit for the canned motor pump shown in FIG. The drive circuit 27 receives a signal from the magnetic detector 16 that detects the position of the rotor 7, and converts the direct current supplied from the direct current power supply 26 into a multi-phase alternating current. Motor stator winding 6
The multi-phase alternating current supplied to generates a rotating magnetic field on the inner surface of the stator 4, drives the rotor 7 installed with the can 11 separated, and further drives the impeller integrated with the rotor 7 to form a pump. Fulfill the function of.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来のキ
ャンドモ−タにおいては、軸受１０と回転軸９の隙間に
温水が浸透し潤滑の役目を果たすことによって回転子７
が滑らかに回転するものであるが、ポンプ室１内に温水
が十分得られない状態で回転すると潤滑作用が不十分と
なり、軸受１０の摩耗が急激に早められ、軸受寿命が短
くなる問題があった。本発明は上記のごとき問題を解決
するためになされたものであり、ポンプ室１内に温水が
十分得られないときは、軸受１０が摩耗する前に運転を
停止し、軸受１０を保護し、信頼度の高いキャンドモ−
タポンプを提供することを目的とする。In the conventional canned motor as described above, the hot water permeates into the gap between the bearing 10 and the rotary shaft 9 and plays the role of lubrication, thereby causing the rotor 7 to rotate.
Although it rotates smoothly, there is a problem that if it rotates in a state where sufficient hot water is not obtained in the pump chamber 1, the lubrication action becomes insufficient, the wear of the bearing 10 is rapidly accelerated, and the bearing life is shortened. It was The present invention has been made to solve the above problems, and when hot water is not sufficiently obtained in the pump chamber 1, the operation is stopped before the bearing 10 is worn to protect the bearing 10. Highly reliable candomo
The purpose is to provide a tap pump.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明においては、特許請求の範囲に記載するように
構成している。すなわち、請求項１に記載された発明の
キャンドモ−タ制御装置は、キャンドモ−タの固定子巻
線に供給される電流を検出する手段と、基準電流を発生
させる手段と、上記検出された固定子巻線電流と基準電
流とを比較する手段と、上記固定子巻線電流が所定値以
下の場合には、ポンプの運転を停止する手段とを具備し
ている。また、請求項２に記載された発明は、上記通電
制御装置によるポンプの運転を停止する手段に関するも
ので、キャンドモ−タポンプの起動と同時に作動を開始
するタイマ−と、該タイマ−出力と上記比較手段の出力
とを入力とするフリップフロップ回路とを具備してい
る。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as described in the claims. That is, the canned motor control device of the invention described in claim 1 is a means for detecting a current supplied to the stator winding of the canned motor, a means for generating a reference current, and the detected fixed current. It has means for comparing the child winding current with a reference current, and means for stopping the operation of the pump when the stator winding current is below a predetermined value. The invention described in claim 2 relates to a means for stopping the operation of the pump by the energization control device, and a timer for starting the operation at the same time as the activation of the canned motor pump, and the output of the timer and the comparison. And a flip-flop circuit that receives the output of the means.
【０００５】[0005]
【作用】上述のごときキャンドモ−タにおいては、ポン
プ室に温水が無くなると、モ−タの負荷が小さくなるの
で、モ−タの固定子巻線に供給される電流は通常運転状
態の電流と比較して減少する。本発明においてはこの固
定子巻線の電流を検出して、温水の有無を検出してい
る。電流の減少を検出したときには、ポンプ室内に温水
がない状態、すなわち潤滑作用が不十分の状態と判定し
て、ポンプの運転を停止する。軸受寿命の低下を防ぐこ
とができる。In the canned motor as described above, the load on the motor is reduced when hot water is removed from the pump chamber. Therefore, the current supplied to the stator winding of the motor is the same as the current in the normal operating state. Decrease in comparison. In the present invention, the presence or absence of hot water is detected by detecting the current in this stator winding. When a decrease in current is detected, it is determined that there is no hot water in the pump chamber, that is, the lubrication action is insufficient, and the pump operation is stopped. It is possible to prevent the bearing life from being shortened.
【０００６】[0006]
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。図
１は本発明の一実施例を示すキャンドモ−タポンプの制
御装置のブロック図である。キャンドモ−タポンプの回
転軸に取り付けられた位置検出用磁石２１と対向して磁
気検出器１６（エンコ−ダ）が装着されており、該磁気
検出器の出力信号は駆動回路２７に入力し、ここで、直
流電源２６より供給される直流を交流電流に変換する。
交流電流に変換された上記駆動回路２７の出力電流は上
記キャンドモ−タの複数個の固定子巻線６に順次、分配
通電されている。また、駆動回路２７の出力電流は電流
検出器２５により検出され、判定回路２４によりモニタ
−されている。すなわち、上記電流検出器２５の出力値
は判定回路２４において設定値と比較され、検出器２５
の出力値が設定値以下のとき、判定回路２４から上記駆
動回路２７に通電停止指令を出力する。次に本実施例回
路の動作を図２および図３を参照して説明する。図２は
判定回路２４の構成を示す回路図である。２８は電流検
出器２５の出力（ａ）を整流する絶対値回路で、この絶
対値回路２８の出力（ｂ）は第１の比較器２９（コンパ
レ−タ）に入力し、基準電圧（ｈ）との大小が比較され
る。基準電圧（ｈ）は基準電源電圧を抵抗Ｒ1、Ｒ2で分
割して得られている。言うまでもなく第１の比較器２９
では電圧の大小が比較されているので、比較すべき電流
は電圧に変換されている。そして図２における基準電圧
（ｈ）の発生回路は特許請求の範囲で記載した基準電流
を発生する手段に相当するものである。この第１の比較
器２９の出力（ｃ）は抵抗Ｒ3とコンデンサＣからなる
フィルタ３０により平滑化され、さらにこの平滑化され
た電圧（ｄ）は第２の比較器（コンパレ−タ）３１に入
力し、基準電圧（ｉ）との大小が比較される。基準電圧
（ｉ）は基準電源電圧をＲ4、Ｒ5で分割して得られてい
る。第２の比較器３１の出力（ｅ）はロジックレベルの
出力を持ち、フリップフロップ回路３３のデ−タ入力に
入る。また、タイマ−３２の出力（ｆ）はフリップフロ
ップ回路３３のクロック入力に入り、このクロックによ
りフリップフロップ回路の出力が制御される。図３は本
実施例の動作を示すタイムチャ−トで、温水があると
き、および温水がないときの回路各部における出力波形
を示す。電流検出器２５は固定子巻線６の電流Ｉａを検
出し、出力には図の（ａ）に示すごとき交流波形の電流
が流れている。電流値は温水の有無により、すなわちモ
−タ負荷の大小により、大きさが異なり、本発明は、こ
の負荷電流の大小と温水の有無の関係に着目したもので
ある。絶対値回路２８ではこの交流を絶対値に変換し、
絶対値に比例する電圧（ｂ）を出力している。第１の比
較器２９ではこの絶対値回路２８の出力電圧（ｂ）と基
準電圧（ｈ）を比較し、基準電圧（ｈ）よりも絶対値回
路２８の出力電圧（ｂ）が大きいときにのみハイレベル
電圧を出力する。図の（ｃ）が第１比較器の出力波形を
示す。温水があるときは方形波電圧が出力され、温水が
ないときは出力電圧は零である。基準電圧（ｈ）は前述
のごとく抵抗Ｒ1、Ｒ2によって任意に設定される。第１
の比較器２９の出力（ｃ）はフィルタ−３０で平滑さ
れ、図の（ｄ）に示す出力が得られる。さらに第２の比
較器３１では基準電圧（ｉ）と比較され、ロジックレベ
ルに変換された電圧（ｅ）が出力される。図の（ｅ）で
は温水があるときはハイレベル電圧が出力され、温水が
ないときロウレベル電圧が出力されている。すでに述べ
たごとくフィルタ−３０は抵抗Ｒ3とコンデンサ−Ｃに
よって構成され、また基準電圧（ｉ）はＲ4、Ｒ5によっ
て任意に設定されている。一方タイマ−３２はキャンド
モ−タと並列に電源に接続され、スタ−トしてから所定
の時間経過した後、例えば軸受１０が温水無しで使用し
ても急激に摩耗しない程度の数分間が経過した後、パル
ス出力（ｆ）を発生し、フリップフロップ回路３３のク
ロック入力に入力する。上記フリップフロップ回路３３
はこのパルス（ｆ）に同期して、第２の比較器３１の出
力電圧（ｅ）を取り込み、出力する。（ｅ）がハイレベ
ル電圧のときはハイレベル電圧（ｇ）を出力して、駆動
回路２７の動作を継続し、（ｅ）がロウレベル電圧のと
きは駆動回路２７に通電停止の指令（ｇ）を発生する。
本実施例では、巻線６の電流Ｉａを検出しているが、こ
の代わりに、直流電源２６から駆動回路２７に流入する
直流電流Ｉｂを検出する構成でもよい。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples. FIG. 1 is a block diagram of a control unit for a canned motor pump showing an embodiment of the present invention. A magnetic detector 16 (encoder) is mounted so as to face the position detecting magnet 21 attached to the rotary shaft of the canned motor pump, and the output signal of the magnetic detector is input to the drive circuit 27. Then, the direct current supplied from the direct current power supply 26 is converted into an alternating current.
The output current of the drive circuit 27 converted into an alternating current is sequentially distributed and energized to the plurality of stator windings 6 of the canned motor. The output current of the drive circuit 27 is detected by the current detector 25 and monitored by the determination circuit 24. That is, the output value of the current detector 25 is compared with the set value in the determination circuit 24, and the detector 25
When the output value of is less than or equal to the set value, the determination circuit 24 outputs an energization stop command to the drive circuit 27. Next, the operation of the circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the determination circuit 24. Reference numeral 28 denotes an absolute value circuit for rectifying the output (a) of the current detector 25. The output (b) of this absolute value circuit 28 is input to the first comparator 29 (comparator) and the reference voltage (h) is supplied. The size of and is compared. The reference voltage (h) is obtained by dividing the reference power supply voltage by the resistors R 1 and R 2 . Needless to say, the first comparator 29
Since the magnitudes of the voltages are compared with each other, the current to be compared is converted into a voltage. The circuit for generating the reference voltage (h) in FIG. 2 corresponds to the means for generating the reference current described in the claims. The output (c) of the first comparator 29 is smoothed by a filter 30 composed of a resistor R 3 and a capacitor C, and the smoothed voltage (d) is supplied to a second comparator (comparator) 31. And the magnitude of the reference voltage (i) is compared. The reference voltage (i) is obtained by dividing the reference power supply voltage by R 4 and R 5 . The output (e) of the second comparator 31 has a logic level output and enters the data input of the flip-flop circuit 33. The output (f) of the timer-32 enters the clock input of the flip-flop circuit 33, and the output of the flip-flop circuit is controlled by this clock. FIG. 3 is a time chart showing the operation of this embodiment, showing output waveforms at various parts of the circuit when hot water is present and when hot water is not present. The current detector 25 detects the current Ia of the stator winding 6, and the output has an alternating current waveform as shown in FIG. The current value varies depending on the presence or absence of hot water, that is, the magnitude of the motor load, and the present invention focuses on the relationship between the magnitude of the load current and the presence or absence of hot water. The absolute value circuit 28 converts this alternating current into an absolute value,
The voltage (b) proportional to the absolute value is output. The first comparator 29 compares the output voltage (b) of the absolute value circuit 28 with the reference voltage (h), and only when the output voltage (b) of the absolute value circuit 28 is larger than the reference voltage (h). Output high level voltage. (C) of the figure shows the output waveform of the first comparator. When there is warm water, a square wave voltage is output, and when there is no warm water, the output voltage is zero. The reference voltage (h) is arbitrarily set by the resistors R 1 and R 2 as described above. First
The output (c) of the comparator 29 is smoothed by the filter 30 to obtain the output shown in (d) of the figure. Further, the second comparator 31 compares with the reference voltage (i) and outputs the voltage (e) converted into the logic level. In (e) of the figure, a high level voltage is output when there is hot water, and a low level voltage is output when there is no hot water. As described above, the filter 30 is composed of the resistor R 3 and the capacitor C, and the reference voltage (i) is arbitrarily set by R 4 and R 5 . On the other hand, the timer 32 is connected to the power source in parallel with the canned motor, and after a predetermined time has passed after the start, for example, a few minutes have passed until the bearing 10 does not wear rapidly even if it is used without hot water. After that, a pulse output (f) is generated and input to the clock input of the flip-flop circuit 33. The flip-flop circuit 33
Takes in and outputs the output voltage (e) of the second comparator 31 in synchronization with this pulse (f). When (e) is a high level voltage, the high level voltage (g) is output to continue the operation of the drive circuit 27, and when (e) is a low level voltage, the drive circuit 27 is commanded to stop energization (g). To occur.
In the present embodiment, the current Ia of the winding 6 is detected, but instead of this, a configuration may be adopted in which the DC current Ib flowing from the DC power supply 26 into the drive circuit 27 is detected.
【０００７】[0007]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、キャンドモ−タポンプの制御装置はモ−タの負荷電
流を検出して基準値と比較し、基準値以下の状態が所定
の時間経過したときはポンプ室１に温水がない状態と判
断し、ポンプの運転を停止する。そのため、軸受１０が
摩耗する前にポンプの運転は停止され、該軸受は保護さ
れるので、キャンドモ−タポンプの信頼度を高めること
ができるという効果がある。As described above, according to the present invention, the control device of the canned motor pump detects the load current of the motor and compares it with the reference value, and the state below the reference value has passed the predetermined time. If so, it is determined that there is no hot water in the pump chamber 1, and the pump operation is stopped. Therefore, the pump operation is stopped before the bearing 10 is worn, and the bearing is protected, so that the reliability of the canned motor pump can be improved.
【図１】本発明によるキャンドモ−タポンプの制御装置
の一実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a control device for a canned motor pump according to the present invention.
【図２】本発明によるキャンドモ−タポンプの制御装置
の判定回路の一実施例の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of a determination circuit of a control device for a canned motor pump according to the present invention.
【図３】本発明によるキャンドモ−タポンプの制御回路
の動作を示すタイムチャ−ト。FIG. 3 is a time chart showing the operation of the control circuit of the canned motor pump according to the present invention.
【図４】従来技術になるキャンドモ−タポンプの構造を
示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a conventional canned motor pump.
【図５】従来技術になるキャンドモ−タポンプの駆動回
路のブロック図。FIG. 5 is a block diagram of a drive circuit for a conventional canned motor pump.
１…ポンプ室 １２…モ−タケ−シング ２…固定子室 １３…ポンプケ−シング ３…回転子室 １４…エンドブラケット ４…固定子 １５…インペラ ５…鉄心 １６…磁気検出器 ６…固定子巻線 １７…基板 ７…回転子 １８…非磁性体材料で形成さ
れたカバ− ８…永久磁石 １９…ナット ９…回転軸 ２０…支持部材 １０…軸受 ２１…位置検出用磁石 １１…キャン ２４…判定回路 ２９…第１の比較器 ２５…電流検出器 ３０…フィルタ− ２６…直流電源 ３１…第２の比較器 ２７…駆動回路 ３２…タイマ− ２８…絶対値回路 ３３…フリップフロップ回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pump chamber 12 ... Motor casing 2 ... Stator chamber 13 ... Pump casing 3 ... Rotor chamber 14 ... End bracket 4 ... Stator 15 ... Impeller 5 ... Iron core 16 ... Magnetic detector 6 ... Stator winding Wire 17 ... Substrate 7 ... Rotor 18 ... Cover 8 made of non-magnetic material 8 ... Permanent magnet 19 ... Nut 9 ... Rotating shaft 20 ... Support member 10 ... Bearing 21 ... Position detecting magnet 11 ... Can 24 ... Judgment Circuit 29 ... 1st comparator 25 ... Current detector 30 ... Filter-26 ... DC power supply 31 ... Second comparator 27 ... Drive circuit 32 ... Timer-28 ... Absolute value circuit 33 ... Flip-flop circuit
Claims (2)
ングと、エンドブラケットとにより囲まれた固定子室に
配置し、 上記固定子の内周には、非磁性体のキャンを上記モ−タ
ケ−シングとエンドブラケットの内側の端面に水密に固
着して設置し、 上記非磁性体のキャンはその内側に回転子室を形成し、
該回転子室には上記モ−タケ−シングとエンドブラケッ
トに設けた軸受により支承された回転軸および該回転軸
に固着された永久磁石を備えた回転子を配置し、 上記回転軸の一端は上記モ−タケ−シング側に突出し、
突出部にインペラを取り付け、該インペラの外周にポン
プケ−シングを設け、 上記回転軸の他端は上記エンドブラケット側に突出し、
突出部に回転子の位置検出装置を設け、 該位置検出装置の出力で制御される通電制御装置を介し
て上記駆動巻線の通電を制御する構成のキャンドモ−タ
ポンプの制御装置において、 通電制御装置の出力電流を検出する手段と、 基準電流を発生させる手段と、 上記検出した出力電流と上記基準電流とを比較する手段
と、 検出した電流が基準電流より小さいときに上記通電制御
装置の出力を停止せしめる制御手段と、 を設けたことを特徴とするキャンドモ−タポンプの制御
装置。1. A stator around which a drive winding is wound is arranged in a stator chamber surrounded by a motor casing and an end bracket, and a non-magnetic material can is disposed inside the stator. Is watertightly attached to the inner surface of the motor casing and the end bracket, and the can of the non-magnetic material forms a rotor chamber inside thereof.
A rotor having a rotary shaft supported by a bearing provided on the motor casing and the end bracket and a rotor having a permanent magnet fixed to the rotary shaft is arranged in the rotor chamber, and one end of the rotary shaft is Projected to the above-mentioned motor casing side,
An impeller is attached to the projecting portion, a pump casing is provided on the outer periphery of the impeller, and the other end of the rotating shaft projects toward the end bracket side.
A controller for a canned motor pump having a configuration in which a rotor position detecting device is provided on a protrusion and the energization of the drive winding is controlled via an energizing controller controlled by the output of the position detecting device. Means for detecting the output current, a means for generating a reference current, a means for comparing the detected output current with the reference current, and an output of the energization control device when the detected current is smaller than the reference current. A control device for a canned motor pump, which is provided with a control means for stopping.
を開始するタイマと、 該タイマの出力をクロックとして入力し、上記比較手段
の出力をデ−タとして入力するフリップフロップ回路と
を設け、 上記フリップフロップ回路の出力を、上記通電制御装置
を停止せしめる制御手段に入力するようにしたことを特
徴とする請求項１に記載のキャンドモ−タポンプの制御
装置2. A flip-flop circuit for starting the operation of the canned motor pump at the same time when it is activated, and a flip-flop circuit for inputting the output of the timer as a clock and for inputting the output of the comparison means as data. 2. The control device for a canned motor pump according to claim 1, wherein the output of the pump circuit is input to control means for stopping the energization control device.
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