JPH08128399A - 流体輸送装置の制御方法 - Google Patents

流体輸送装置の制御方法

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JPH08128399A
JPH08128399A JP6295701A JP29570194A JPH08128399A JP H08128399 A JPH08128399 A JP H08128399A JP 6295701 A JP6295701 A JP 6295701A JP 29570194 A JP29570194 A JP 29570194A JP H08128399 A JPH08128399 A JP H08128399A
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JP
Japan
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frequency
voltage
fluid transportation
transportation device
ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP6295701A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Gomi
弘 五味
Yuichi Misawa
雄一 三澤
Takaki Yoshida
隆紀 吉田
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Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Original Assignee
Takasago Thermal Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Takasago Thermal Engineering Co Ltd filed Critical Takasago Thermal Engineering Co Ltd
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  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
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  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種流体輸送装置の運転を効率よく制御し、
高い省エネルギ化を達成できる手段を提供する。 【構成】 流体輸送装置5に内蔵されるモータの稼働量
をインバータ3によって制御することにより流体輸送装
置5の負荷を所定のものにする方法において、負荷を所
定のものにする電源の電圧Vと周波数Fの比のうち消費
電力が最小となる比V/Fを見つけ出し、該最小となる
比V/Fの電圧と周波数をモータに加えて流体輸送装置
5を運転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばクリーンルーム
用の送風機、空気清浄機器、開放回路で使用するポンプ
などの流体輸送装置の運転をインバータを用いて制御す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】送風機、空気清浄機器、ポンプ等の流体
輸送装置においてモータの稼働量を制御して、流体輸送
装置の負荷を制御する方法が従来より採用されている。
この方法は、例えば流体輸送装置を常に100%の能力
でフル稼働させ、バルブやダンパを用いて流量などを制
御する方法などに比べて、大きな省エネルギ化を図るこ
とができるといった利点がある。そして、最近では流体
輸送装置に内蔵されているモータの稼働量をインバータ
を用いて制御することにより、所定の負荷を得る方法が
採用されている。
【0003】図3をもとにしてインバータを用いた制御
方法を説明すると、電源50から供給された商用電源は
整流器51を経た後、インバータ52で所望の電圧Vと
周波数Fにされて流体輸送装置であるファン53に加え
られる。ファン53の吐出側において、例えばHEPA
フィルタ55を通過した後、センサ56によって流量や
圧力が測定され、こうして測定された流量や圧力はコン
トローラ57に入力される。そして、コントローラ57
において該測定値に基づいて所定の流量や圧力にするた
めの制御量が演算され、インバータ52から出力される
電圧Vと周波数Fを制御することにより、ファン53の
吐出側の風量や圧力が所定のものとなるように構成して
いる。
【0004】現在、最も普及しているインバータは、正
弦波PWM制御型のインバータであり、これは周波数F
を変化させるとともに電圧Vも変化させるV/F制御方
式を採用している。この周波数Fと電圧Vとの比V/F
はモータのトルクに関係し、理論的にはV/Fを一定に
するとトルクも一定となる。一方、送風機やポンプなど
の流体輸送装置に内蔵されるモータにおいては、負荷が
回転数の二乗に比例して増減する二乗低減トルクパター
ンを示し、それら流体輸送装置の負荷制御は、この二乗
低減トルクパターンに従って行われている。
【0005】即ち、流体輸送装置に対してインバータか
ら出力される電圧Vと周波数Fは、図4に示すように、
二乗低減トルクパターンに従って決定されている。従来
の流体輸送装置においては、この二乗低減トルクパター
ンがインバータのメモリ内部に納められており、周波数
Fを設定すればこのパターンから電圧Vが一義的に定ま
るようになっている。このように、従来の制御方法は、
周波数Fだけを変化量として把握し、制御を行ってい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、各種の流体
輸送装置には、図5に示すように、負荷が回転数の二乗
に完全には比例しないものも存在する。例えば、クリー
ンルームなどで使用されるHEPAフィルタ等の抵抗は
通過風量の一乗に比例して増減するため、HEPAフィ
ルタ内蔵の送風機のモータのトルクは回転数の一乗と二
乗の中間で比例させなければならない。また、開放系で
高い位置へ送水するようなポンプは実揚程負荷があり、
モータの回転数が0でも所要トルクが0にはならず、二
乗低減トルクパターンには完全には一致しない。
【0007】従って、これらの流体輸送装置についてま
で二乗低減トルクパターンでモータの稼働を制御して運
転すると、種々の不都合を生ずる。例えば、ポンプにあ
っては、低回転域でのトルクが不足してしまうので、回
転数を小さくすることができず、省エネルギ化を効率よ
く達成できない。また、HEPAフィルタ内蔵の送風機
にあっても、動力は回転数の1乗に比例しているにも関
わらず定トルクで運転することになってしまい、省エネ
ルギ化を効率よく達成できない。このように、従来の制
御方法は、流体輸送装置の全般については必ずしも最適
な方法であるとはいえないものであった。
【0008】本発明の目的は、各種流体輸送装置の運転
を効率よく制御し、高い省エネルギ化を達成できる手段
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、流体輸
送装置に内蔵されるモータの稼働量をインバータによっ
て制御することにより流体輸送装置の負荷を所定のもの
にする方法において、負荷を所定のものにする電源の電
圧と周波数の比のうち消費電力が最小となる比を見つけ
出し、該最小となる比の電圧と周波数をモータに加えて
流体輸送装置を運転することを特徴とする流体輸送装置
の制御方法が提供される。
【0010】また、本発明によれば、流体輸送装置に内
蔵されるモータの稼働量をインバータによって制御する
ことにより流体輸送装置の負荷を所定のものにする方法
において、負荷を所定のものにする電源の電圧と周波数
の比のうち消費電力が最小となる比を予め見つけ出して
おき、該比に従う電圧と周波数をモータに加えて流体輸
送装置を運転することを特徴とする流体輸送装置の制御
方法が併せて提供される。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。図1に
示すように、電源1から供給された商用電源は、インバ
ータ3で所望の電圧Vと周波数Fにされて流体輸送装置
であるファン5に加えられる。このとき消費される電力
値が電力計6によって測定される。この電力計6に代え
て電流計を設置し、インバータ3に供給される電流から
電力を求めるようにしても良い。また、インバータ3の
出力電流をモニタすることによって、それら電流計や電
力計を省略しても良い。
【0012】ファン5の吐出側では、例えばHEPAフ
ィルタ7を通過した後、センサ8によって流量や圧力が
測定される。こうして測定された流量や圧力が、コント
ローラ10に入力される。そして、コントローラ10に
おいてそれら測定値に基づいて所定の風量や圧力とする
ための制御量が演算され、インバータ5から出力される
電圧Vと周波数Fを制御することにより、ファン5の吐
出側の風量や圧力が所定のものとなるように構成してい
る。
【0013】図2に、ファン5の負荷を演算するための
アルゴリズムをフローチャートによって示す。先ず、二
乗低減トルクパターンに従って、負荷目標値を得るため
に必要な電圧Vと周波数Fが決定され、その電圧Vと周
波数Fの電源がファン5のモータに供給されて、運転が
開始される。
【0014】次に、センサ8によって流量や圧力が測定
されると共に、電力計6によって電力値が測定され、そ
れら測定値がコントローラ10に入力される。そして、
コントローラ10において、センサ8によって測定され
る流量や圧力を一定に保つようにしながら、インバータ
5から出力される電圧Vと周波数Fを独立して変える命
令を出し、同時にそれぞれの電圧Vと周波数Fについて
電力計6によって電力値を測定する。このように、コン
トローラ10において、各電圧Vと各周波数Fにおける
電力値をそれぞれ測定し、その関係から、消費電力が最
小になるような電圧Vと周波数Fの比V/Fを、例えば
最小自乗法やグラフ等を用いて見つけ出す。こうして消
費電力が最小になるような比V/Fを見つけ出したら、
以後、その比V/Fとなる電源をファン5のモータに供
給し、運転を継続する。
【0015】以上のような消費電力が最小になるような
比V/Fを見つけ出す作業は、ファン5の負荷を変更す
る度に、インバータ5から出力される電圧Vと周波数F
を種々に変えることにより行ってもよいが、各負荷に対
する電圧Vと周波数Fの比V/Fのうち消費電力が最小
となる比V/Fを予め見つけ出しておき、こうして予め
定めておいた負荷と比V/Fの関係に従って、所定の電
圧Vと周波数Fの電源をファン5のモータに加えること
によって運転するようにしてもよい。このように、各負
荷に対して消費電力が最小となる比V/Fを予め見つけ
出しておくことによって、負荷を変更する度に電圧Vと
周波数Fを種々に変える作業を省略することが可能とな
る。しかも、従来同様、周波数Fのみを変数とした制御
が可能となるので、迅速かつ最適な省エネルギな運転を
行うことができるようになる。
【0016】なお、このように予め見つけ出しておいた
各負荷と比V/Fとの関係は、例えば、インバータ3の
メモリーに記憶させておくことができる。また、各負荷
と比V/Fとの関係を予め見つけ出しておく作業は、例
えば、ファン5の試運転時や定期点検時に図2で説明し
た手順に従って行うことができる。また、そのように決
定した各負荷と比V/Fとの関係をインバータ3のメモ
リーに記憶させることによって、従来のシステムにも本
発明を適用することができ、従来のシステムでも最適な
省エネルギ運転が実現できるようになる。
【0017】以上、本発明の実施例をファン5について
説明したが、その他、流体輸送装置が空気清浄機器など
のように負荷が機器固有のものとなるような場合は、本
発明方法によって一旦最適なV/Fパターンを決定して
おけば、後はそのV/Fパターンを持つインバータを使
用すれば、従来と同様の制御方法によって最適な運転を
することができるようになる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、送風機、空気清浄機
器、ポンプ等の流体輸送装置においてモータの稼働量を
効率よく制御することによって、高い省エネルギ化を達
成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の制御方法を説明するための空調装置の
ブロック図
【図2】実施例の制御方法のアルゴリズムを示すフロー
チャート
【図3】従来の制御方法を説明するための空調装置のブ
ロック図
【図4】二乗トルクパターンと定トルクパターンにおけ
るインバータの出力電圧と出力周波数の関係を示すグラ
フ図
【図5】各種の流体輸送装置の負荷トルクとモータの回
転数の関係を示すグラフ図
【符号の説明】
1 電源 3 インバータ 5 ファン 6 電力計 7 HEPAフィルタ 8 センサ 10 コントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】従って、これらの流体輸送装置についてま
で二乗低減トルクパターンでモータの稼働を制御して運
転すると、種々の不都合を生ずる。例えば、ポンプにあ
っては、低回転域でのトルクが不足してしまうので、回
転数を小さくすることができず、省エネルギ化を効率よ
く達成できない。また、HEPAフィルタ内蔵の送風機
にあっても、同様に省エネルギ化を効率よく達成できな
い。このように、従来の制御方法は、流体輸送装置の全
般については必ずしも最適な方法であるとはいえないも
のであった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】次に、センサ8によって流量や圧力が測定
されると共に、電力計6によって電力値が測定され、そ
れら測定値がコントローラ10に入力される。そして、
コントローラ10において、センサ8によって測定され
る流量や圧力を一定に保つようにしながら、インバータ
5から出力される電圧Vと周波数Fを独立して変える命
令を出し、同時にそれぞれの電圧Vと周波数Fについて
電力計6によって電力値を測定する。このように、コン
トローラ10において、各電圧Vと各周波数Fにおける
電力値をそれぞれ測定し、その関係から、消費電力が最
小になるような電圧Vと周波数Fの比V/Fを、例えば
最小自乗法やはさみ打ち法等を用いて見つけ出す。こう
して消費電力が最小になるような比V/Fを見つけ出し
たら、以後、その比V/Fとなる電源をファン5のモー
タに供給し、運転を継続する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 7/63 302 G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体輸送装置に内蔵されるモータの稼働
    量をインバータによって制御することにより流体輸送装
    置の負荷を所定のものにする方法において、負荷を所定
    のものにする電源の電圧と周波数の比のうち消費電力が
    最小となる比を見つけ出し、該最小となる比の電圧と周
    波数をモータに加えて流体輸送装置を運転することを特
    徴とする流体輸送装置の制御方法。
  2. 【請求項2】 流体輸送装置に内蔵されるモータの稼働
    量をインバータによって制御することにより流体輸送装
    置の負荷を所定のものにする方法において、負荷を所定
    のものにする電源の電圧と周波数の比のうち消費電力が
    最小となる比を予め見つけ出しておき、該比に従う電圧
    と周波数をモータに加えて流体輸送装置を運転すること
    を特徴とする流体輸送装置の制御方法。
JP6295701A 1994-11-02 1994-11-02 流体輸送装置の制御方法 Pending JPH08128399A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004156593A (ja) * 2002-10-16 2004-06-03 Sayama Seisakusho:Kk 給水方法
JP2016134959A (ja) * 2015-01-16 2016-07-25 株式会社デンソー モータ始動装置、モータ始動方法

Cited By (3)

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JP4532876B2 (ja) * 2002-10-16 2010-08-25 株式会社佐山製作所 給水方法
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Effective date: 20021015