JPH07194182A - マルチインバーターコントローラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部操作が手軽にでき、しかも非常に簡単明
瞭な必要最小限のデータキーと操作スイッチにより、多
段階可変速運転、正逆運転、手動運転が実行できるよう
にしたマルチインバーターコントローラーを提供する。 【構成】 複数段の運転ステップ及びリピート運転を選
択する手段と、各運転ステップの正逆回転の回転数と回
転時間を設定する手段と、該リピート運転のリピート回
数とリピート休止時間を設定する手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部操作が手軽にで
き、しかも非常に簡単明瞭な必要最小限のデータキーと
操作スイッチにより、多段階可変速運転、正逆運転、自
動運転、手動運転が実行できるようにしたマルチインバ
ーターコントローラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般に市販されている汎用インバ
ーターと称され、主に、三相モーターを運転対象として
いる可変速器は、インバーター本体と、それを操作する
専用パラメーターユニット（データ、機能の設定器）に
より主に構成されている。更に、可変速と運転制御等を
組み合わせてプログラム運転を行う場合には、シーケン
サー等を組み合わせて多速段階運転や、正・逆混合運転
を行うこともある。しかし、運転のパターンを変える場
合には、その都度プログラムの書換えを行う必要があ
り、簡単に行なえることではなかった。

【０００３】また、設定器は、インバーターの各種機能
を最大限引き出せるように、様々の設定機能を有し、ま
た広範囲に渡り、多機能な設定が出来るように、構成プ
ログラム化されている。しかし、その反面その設定方法
（打ち込み方）は、数１０ケの設定キー操作と多項目に
渡る機能に対応した設定方法が有り、それなりに、マニ
ュアル一つ一つを覚え実行するのが容易ではなかった。

【０００４】更に、この設定器の構造外形は、主にイン
バーター本体に取り付けた状態で操作するか、延長コー
ドによりハンディタイプが主である。従って、この設定
器は、簡単にパネルに計装したり機械操作面に、組み込
むには不向な構造となっているのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点に鑑みてなされたもので、外部操作が手
軽にでき、しかも非常に簡単明瞭な必要最小限のデータ
キーと操作スイッチにより、多段階可変速運転、正逆運
転、手動運転が実行できるようにしたマルチインバータ
ーコントローラーを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のマルチインバーターコントローラーは、各
社専用パラメーターユニットにて、あらかじめ基本的な
数項目の設定が行なわれた後は、このパラメーターユニ
ットを取り除いても、また付けていても、さしつかえな
い様にインバーター本体と結線し、本発明のマルチイン
バーターコントローラーを簡単にパネルに計装したり出
来る構造とし、上記目的を達成することができるように
考慮された構造及び性能となっている。

【０００７】さらにいえば、本発明のマルチインバータ
ーコントローラーは、複数段の運転ステップ及びリピー
ト運転を選択する手段と、各運転ステップの正逆回転の
回転数と回転時間を設定する手段と、該リピート運転の
リピート回数とリピート休止時間を設定する手段とを有
している。上記運転ステップは６段階程度が好適であ
る。

【０００８】また、本発明のマルチインバーターコント
ローラーに、（１）０〜５００ｒｐｍ、（２）０〜１０
００ｒｐｍ、（３）０〜２０００ｒｐｍ、（４）０〜３
０００ｒｐｍ、（５）０〜５０００ｒｐｍの回転数の使
用帯域を選択する手段を設け、減速比に合った回転数を
入力できる構成とするのがよい。さらに、自動運転及び
手動運転の切替え手段を設けるのが好ましい。

【０００９】

【作用】上記のような構成により、本発明のマルチイン
バーターコントローラーは、高機能、低価格、簡単な
入力操作を実現でき、シーケンサー等によるプログラ
ム多段制御運転の代替を簡単に行うことができ、従っ
て、各種省力機械の駆動に、搬送コンベアシステム、
食品工業用ミキサー、餅つき機、遠心分離機、実験・研
究機材として幅広く活用できるものである。

【００１０】以下に、本発明の一実施例を添付図面に基
づいて説明する。図１は本発明のマルチインバーターコ
ントローラー１２の操作パネルを示す図面である。同図
において、ＰＷＲ．ＯＮキー１４は、電源オンスイッチ
である。ＥＭＧ．ＯＦＦキー１６は、非常停止、電源オ
フスイッチである。ＳＴＯＰキー１８は、自動一時停
止、手動停止、アラームリセット、兼用スイッチであ
る。このＳＴＯＰキー１８をＰＷＲ．ＯＮキー１４と同
時に押すと前回のデータが使用できる。

【００１１】ＳＴＡＲＴキー２０は、自動、手動運転ス
タート、再スタートスイッチである。ＭＡＮ．ＳＰＥＥ
Ｄダイヤル２２は、手動スピード可変ツマミ（手動時の
み使用）である。

【００１２】ＰＯＷＥＲランプ２４は、電源入を表示す
るランプである。ＴＩＭＥランプ２６は、運転時間入力
時を表示するランプである。ＲＰＭランプ２８は、回転
数入力時を表示するランプである。ＦＷＤ．ランプ３０
は、正転入力時・運転時を表示するランプである。ＢＡ
Ｋ．ランプ３２は、逆転入力時・運転時を表示するラン
プである。

【００１３】３４は各ステップ表示ＬＥＤで、各ステッ
プ〔Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ，ＶＩ，Ｒ（リピー
ト）〕表示欄３６に示された各ステップの選択を表示す
るＬＥＤである。

【００１４】３８は４桁の数字及び文字を表示すること
ができるＭＥＭＯ表示部で、ＴＩＭＥランプ２６点灯時
には時間入力数表示を行い、ＲＰＭランプ２８点灯時に
は回転数入力数表示を行い、また運転時には、残時間、
リピート残数の表示を行い、さらにＥＮＤ及びアラーム
表示を行う。

【００１５】４０はＴＡＣＨＯ．Ｍ（ｒ．ｐ．ｍ）表示
部で、運転時の回転数の表示を行う。但し、スピード検
出センサーを接続しない場合は無表示である。

【００１６】４２はＤＡＴＡキーで、時間、回転数を入
力し、自動運転回転方向も選択しながら回転数の入力が
可能である。上向き記号のＤＡＴＡキー４２ａは回転数
の増加を行い、下向き記号のＤＡＴＡキー４２ｂは回転
数の減少を行う。

【００１７】４４はＭＥＭＯキーで、各ステップの選
択、及び時間、回転数入力箇所の選択を行う。どの箇所
からでもデータを入力することができ、入力したデータ
の確認にも使用できる。上向き矢印のＭＥＭＯキー４４
ａは数値の増加を行い、下向き矢印のＭＥＭＯキー４４
ｂは数値の減少を行う。

【００１８】４６はＳＴＲキーで、ＥＥＰＲＯＭにデー
タを記憶せしめる作用を行う。通常は、ＭＥＭＯキー４
４及びＤＡＴＡキー４２からの入力終了後１回のみ押し
て使用する。

【００１９】４８はＬＯＤキーで、ＥＥＰＲＯＭのデー
タを復帰せしめる作用を行う。通常は、ＳＴＲキー４６
を押した後押して使用する。

【００２０】５０はＡ／Ｍキーで、自動、手動モードの
選択、及び手動回転方向の選択を行う。

【００２１】図２は、本発明のマルチインバーターコン
トローラー１２とインバーター５２との接続関係を示す
説明図である。同図において、５４はパラメーターユニ
ットで、インバーター５２の初期設定〔最高、最低の
回転数（Ｈｚ）、立ち上がり、立ち下がり時間、ト
ルク、アラーム等〕を行なう。このパラメーターユニッ
ト５４は、初期設定を行った後は、不要であるが、イン
バーター５２にそのまま付けておいてもよいし、取り外
しておいてもよい。

【００２２】なお、５６は上記インバーター５２を介し
て制御されるモータである。５８は該マルチインバータ
ーコントローラー１２に、所望により接続されるスピー
ドセンサーで、制御対象のスピードを検出するものであ
る。

【００２３】図３は、本発明のマルチインバーターコン
トローラー１２とインバーター５２との電気的な接続関
係を示す説明図である。同図において、ＦＷＤは正転、
ＢＡＫは逆転、ＲＳＴはリセット（アラーム解除）、Ａ
ＮＯＵＴはアナログ出力、ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，ＣＯＭ
３は、共通端子１，２，３である。その他の記号は、図
１に記載した通りである。

【００２４】図４は、該マルチインバーターコントロー
ラー１２の回路構成を示すブロックダイヤグラムであ
る。同図において、電源回路６０には、ＡＣ２００Ｖが
入力され、トランスにより降圧し、＋１２Ｖの非安定化
電源及び＋５Ｖの安定化電源を作る。また、＋５Ｖより
DC／DCコンバーターにて±１５Ｖを、オペアンプ回路に
供給する。この電源回路には、ＩＣリレーを用いて、Ｐ
ＯＷＥＲのオンオフを制御する回路も設けられている。

【００２５】入力部６２は、スピード（回転数）センサ
ー５８からの信号をシュミット回路にて整形し、また、
インバーター５２よりエラー入力を受け、ノイズ除去を
行う。これらの信号をＣＰＵへ伝える作用を行なう。

【００２６】設定部６４には、回転数の表示係数設定用
のディップコードスイッチが設けられている。このスイ
ッチは、０〜＋１０ＶのＤ／Ａ出力に対し表示を、０〜
５００ｒｐｍ、０〜１０００ｒｐｍ、０〜２０００ｒｐ
ｍ、０〜３０００ｒｐｍ、０〜４０００ｒｐｍというレ
ンジ形式変換を行なうために設置されている。

【００２７】表示回路６６は、ステップ表示（Ｉ，Ｉ
Ｉ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ，ＶＩ，Ｒ）、時間表示（０〜９
９分５９秒）、リピート回数（０〜９９回）、回転数
（ｒｐｍ）表示、エラー（ＥＲＲ）表示、終了（ＥＮ
Ｄ）表示を行い、ＬＥＤランプ及び７セグメントＬＥＤ
表示器により構成されている。

【００２８】スイッチ部６８には、パワーオンオフ、デ
ータの入力、メニューの入力、オート／マニュアルの切
替え、運転・停止、記憶操作の各キーが、図１に示した
ごとく、設けられている。パワーのオンオフについて
は、電源回路に信号を送ることによって行われる。

【００２９】ＣＰＵ部７０を構成するＣＰＵの中核は、
８ｂｉｔシングルチッププロセッサである。このプロセ
ッサには、下記の〜の機能が内蔵されている。Ｃ
ＰＵ、プログラム用ＰＲＯＭ（プログラムが入る）、
再書込可能なＥＥＰＲＯＭ（設定値が入る）、ＲＡ
Ｍ（データ用ワークエリア）、ウオッチドッグ（暴走
を検出しリセット信号を出す）、タイマー（基準時間
をつくり出す）、クロック（クリスタル振動子を駆動
する）、Ｉ／Ｏポート（外部とのインターフェー
ス）。

【００３０】リセット回路は、リセット信号を発生する
他に暴走を検出するウオッチドッグともなっていて、暴
走検出が多重化されている。また、超大容量コンデンサ
により、短時間の電源ＯＦＦのデーターバックアップが
なされる。

【００３１】出力部（１）７２には、１２ｂｉｔのＤ／
Ａコンバーターが設けられている。このＤ／Ａコンバー
ター用に＋１０．０Ｖの基準電圧を発生している。ま
た、インバーターへのアナログ出力用バァファを設けて
いる。さらに、手動にて、アナログ出力を変化できる様
にボリュームがあり、ＣＰＵからの信号により、切り換
えることが出来る。

【００３２】出力部（２）７４には、ブザー回路が設け
られ、キー入力確認やエラー通告を行なう。また、リレ
ーにより、インバーターのコントロール及び外部コント
ロールが可能とされている。

【００３３】上記の構成により、その作用を図５及び図
６に示したフローチャートにより説明する。パワーオン
キー１４が押され（動作１０１）かつストップキー１８
が押される（動作１０２）と、ＲＡＭのデータ（前回の
データ）を復帰する（動作１０３）。ストップキーが押
されない場合には、初期設定（Ｄ／Ａ出力０Ｖ、リレー
オールオフ、ブザーオフ、表示回路初期化）（動作１０
４）が行われる。

【００３４】Ａ／Ｍキー５０が押される（動作１０５）
と、押される毎に手動の正転、逆転、自動にモードを変
換する（動作１０６）。Ａ／Ｍキー５０が押されない場
合には自動モードとなっている。ロードキー４８が押さ
れる（ステップ１０７）と、ＥＥＰＲＯＭのデータを復
帰する（動作１０８）。

【００３５】ロードキー４８が押されず、ストアキー４
６が（１秒以上）押される（動作１０９）と、ＥＥＰＲ
ＯＭにデータを記録する（動作１１０）。

【００３６】ストアキー４６が押されず、ＭＥＭＯキー
４４が押される（動作１１１）と、各ステップ毎のデー
タ格納番地を変更表示する（動作１１２）。このＭＥＭ
Ｏキー４４には、ステップ番号の増加方向キー４４ａと
減少方向キー４４ｂとがある。

【００３７】次いで、データキー４２が押される（動作
１１３）と、各ステップ毎のデータ数値を増減する（動
作１１４）。このデータキー４２には、データの増加方
向キー４２ａと減少方向キー４２ｂとがある。このデー
タキー４２は、１秒以上押されると高速動作を行なう。

【００３８】スタートキー２０が押される（動作１１
５）と、自動又は手動運転（動作１１６）がスタートす
る。本例の場合は、上記動作１０５でＡ／Ｍキー５０は
押されていないから、自動モード運転が行われる。上記
動作１０５で手動モード及び回転方向が選択されている
場合には、そのモードで指定された方向に回転する（動
作１１７）。この動作中にストップキー１８が押される
（動作１１８）と、その動作を停止し、動作１０４の後
の状態となる。

【００３９】自動モードの場合は、各ステップの設定値
に従ってモーター５６を回転する（動作１１９）。スト
ップキー１８が押される（動作１２０）と、ポーズ処理
（モーター５６の停止）（動作１２１）が行われる。こ
の状態でストップキー１８が押される（動作１２２）
と、動作１０４の後の状態となる。

【００４０】さらに、スタートキー２０が押される（１
２３）と、終了するか否かの確認がなされ（動作１２
４）、終了でなければ動作１１９を行ない、終了である
時は終了処理（モーター停止）を行ない（動作１２
５）、動作１０４の後の状態となる。

【００４１】続いて、具体的な多段制御運転を行なう場
合について説明する。まず、ＭＥＭＯキー４４で、ステ
ップＩ〜ＶＩの設定を行い、ＤＡＴＡキー４２で、各ス
テップ毎に、例えば次のように回転数（ｒｐｍ）と時間
（秒）を入力する。

【００４２】 ステップＩ：４９５ｒｐｍ（正転）、２０秒 ステップＩＩ：２８０ｒｐｍ（正転）、１０秒 ステップＩＩＩ：３００ｒｐｍ（正転）、２０秒 ステップＩＶ：１５０ｒｐｍ（正転）、１５秒 ステップＶ：０ｒｐｍ（休止）、５秒（逆転のための準
備） ステップＩＶ：４９５ｒｐｍ（逆転）、１５秒 Ｒ（リピート）：リピート回数１０回、休止時間５秒。 上記した入力データに基づいて、図５及び図６のフロー
チャートに示した動作シーケンスに従ってモータの制御
が行われる。

【００４３】図７〜図１２に種々の回転数及び時間の運
転例を挙げる。これらの図面において、縦軸は回転数、
横軸は時間である。図７は正転の回転数を６段階に変化
させた例、図８は正転の回転数を４段階に変化させた
例、図９は正転の回転数を３段階に変化させた例、図１
０は正転（Ｉ）、休止（ＩＩ）、逆転（ＩＩＩ）、休止
（ＩＶ）、正転（Ｖ）と回転させた例（５段階）、図１
１は逆転（Ｉ）、休止（ＩＩ）、正転（高）（ＩＩ
Ｉ）、正転（低）（ＩＶ）と回転させた例（４段階）、
及び図１２は正転（Ｉ）、休止（ＩＩ）、逆転（ＩＩ
Ｉ）と回転させた例（３段階）をそれぞれ示している。

【００４４】これらの運転例の場合に、それぞれの回転
態様をそのまま所望の回数繰り返す（リピート指令によ
り）ことが可能である。上記した回転態様以外にも所望
の回転態様を簡単なキー操作により自在に行なうことが
可能である。なお、運転中は、実回転数（スピードメー
ターを装備した場合）、各ステップ、リピート残数等を
常時表示することができる。上記のごとき各種の回転数
の運転を行う場合、設定すべき回転数の範囲に応じて、
（１）０〜５００ｒｐｍ、（２）０〜１０００ｒｐｍ、
（３）０〜２０００ｒｐｍ、（４）０〜３０００ｒｐ
ｍ、（５）０〜５０００ｒｐｍの使用回転数帯域を、例
えば、ディップスイッチ（図示せず）により、選択して
おくのがよい。

【００４５】上記の説明から明らかなごとく、本発明の
マルチインバーターコントローラーによれば、高機
能、低価格、簡単な入力操作を実現でき、シーケンサ
ー等によるプログラム多段制御運転の代替を簡単に行う
ことができ、従って、各種省力機械の駆動に、搬送コ
ンベアシステム、食品工業用ミキサー、餅つき機、遠心
分離機、実験・研究機材として幅広く活用できる利点が
ある。

【００４６】以上のべたごとく、本発明のマルチインバ
ーターコントローラーによれば、外部操作が手軽にで
き、しかも非常に簡単明瞭な必要最小限のデータキーと
操作スイッチにより、多段階可変速運転、正逆運転、手
動運転が実行でき、各種の多段制御運転を必要とする機
械に極めて好適に利用できるという著大な効果を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチインバーターコントローラーの
操作パネルを示す図面である。

【図２】本発明のマルチインバーターコントローラーと
インバーターとパラメーターユニットとの接続関係を示
す図面である。

【図３】本発明のマルチインバーターコントローラーと
インバーターとの電気的接続関係を示す図面である。

【図４】本発明のマルチインバーターコントローラーの
回路構成を示すブロックダイヤグラムである。

【図５】本発明のマルチインバーターコントローラーの
動作シーケンスの前半部分を示すフローチャートであ
る。

【図６】本発明のマルチインバーターコントローラーの
動作シーケンスの後半部分を示すフローチャートであ
る。

【図７】本発明のマルチインバーターコントローラーを
用いた多段制御運転の第一の例を示すグラフである。

【図８】本発明のマルチインバーターコントローラーを
用いた多段制御運転の第二の例を示すグラフである。

【図９】本発明のマルチインバーターコントローラーを
用いた多段制御運転の第三の例を示すグラフである。

【図１０】本発明のマルチインバーターコントローラー
を用いた多段制御運転の第四の例を示すグラフである。

【図１１】本発明のマルチインバーターコントローラー
を用いた多段制御運転の第五の例を示すグラフである。

【図１２】本発明のマルチインバーターコントローラー
を用いた多段制御運転の第六の例を示すグラフである。

【符号の説明】

１２ マルチインバーターコントローラー １４ ＰＷＲ．ＯＮキー １６ ＥＭＧ．ＯＦＦキー １８ ＳＴＯＰキー ２０ ＳＴＡＲＴキー２０ ２２ ＭＡＮ．ＳＰＥＥＤダイヤル ２４ ＰＯＷＥＲランプ ２６ ＴＩＭＥランプ ２８ ＲＰＭランプ ３０ ＦＷＤ．ランプ３０ ３２ ＢＡＫ．ランプ３２ ３４ 各ステップ表示ＬＥＤ ３６ 各ステップ表示欄 ３８ ＭＥＭＯ表示部 ４０ ＴＡＣＨＯ．Ｍ（ｒ．ｐ．ｍ）表示部 ４２ ＤＡＴＡキー ４４ ＭＥＭＯキー ４６ ＳＴＲキー ４８ ＬＯＤキー ５０ Ａ／Ｍキー ５２ インバーター ５４ パラメーターユニット ５６ モータ ５８ スピードセンサー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数段の運転ステップ及びリピート運転
   を選択する手段と、各運転ステップの正逆回転の回転数
   と回転時間を設定する手段と、該リピート運転のリピー
   ト回数とリピート休止時間を設定する手段とを有するこ
   とを特徴とするマルチインバーターコントローラー。
2. 【請求項２】 上記運転ステップが６段階であることを
   特徴とする請求項１記載のマルチインバーターコントロ
   ーラー。
3. 【請求項３】 （１）０〜５００ｒｐｍ、（２）０〜１
   ０００ｒｐｍ、（３）０〜２０００ｒｐｍ、（４）０〜
   ３０００ｒｐｍ、（５）０〜５０００ｒｐｍの回転数の
   使用帯域を選択する手段を有することを特徴とする請求
   項１又は２記載のマルチインバーターコントローラー。
4. 【請求項４】 自動運転及び手動運転の切替え手段を有
   することを特徴とする請求項１，２又は３記載のマルチ
   インバーターコントローラー。