JPH0893680A - デュアルインバータとその応用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部の制御装置及びリレー回路部をインバータ
内に収納し、簡略化、小形軽量、低コスト化を図る。 【構成】第１及び第２の漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ
２、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２、モートル５−１，
５−２、ポンプ４−１，４−２で完全２重系システムを
構成し、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２間は故障及び運
転状態信号を伝達するための信号線で連結し、負荷状態
を検出するセンサ郡の信号線は直接インバータと連結す
る。 【効果】外部に高度な制御装置やリレー回路部を必要と
せず。システムが簡略化され、小形軽量、低コスト化が
実現し、部品点数も減り、信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数のターボ機械を駆動
する複数のインバータとその応用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ターボ形ポンプ、ターボ形送風機等のタ
ーボ機械においては、給水量、風量は運転速度に、給水
圧、風圧は運転速度の２乗に、そしてこれらの出力は運
転速度の３乗に比例する。このことは負荷量の低減に伴
ってその運転速度も下げられることを示しており、これ
によって省エネルギーを図ることができる等のメリット
がある。

【０００３】従来から複数のインバータを用い、上記複
数のターボ機械の吐出し側の圧力をある一定の関係に保
つよう速度制御すると共に、これら複数のインバータ、
ターボ機械の運転順序及び台数制御を行っている。

【０００４】そこで、上記複数のターボ機械を複数のイ
ンバータで駆動して、速度制御及び運転台数制御する
と、比較的容易にその給水用、風量、給水圧、風圧を負
荷変動に応じて効率よく制御できる。このため、今後、
増す増すインバータによる速度制御が普及してくるもの
と考えられる。

【０００５】これらのうち、給水装置にインバータを使
用した例を図２〜図４により説明する。図４は給水装置
の構成図であり、１は水道給水管、２−１、２−２は配
水管枝菅、３−１、３−２、３−３、３−４は仕切弁、
４−１、４−２はポンプ、５−１、５−２は電動機、６
−１、６−２は逆止め弁、７は給水管、８は内部に空気
溜まりを有する圧力タンク、９，１０はそれぞれポンプ
吸込側及びポンプ吐出側の圧力を検出する圧力センサで
あり、検出部の圧力に応じた電気信号を発する。ＦＳ
１，ＦＳ２はフロースイッチであり、後で述べる図２、
図３で示す過少水量ＱＳ以下でＯＮするフロースイッチ
である。ＣＮＵは制御装置であり、電動機５−１、５−
２を可変速駆動するインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２、漏
電保護する漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２から成る動
力回路部とリレー回路部Ｒ、コントローラＣＵから構成
されている。リレー回路ＲはトランスＴＲ、安定化電源
Ｚ、リレー５２Ｘ１，５２Ｘ２、及びこれとコントロー
ラＣＵとのインターフェースＩ／Ｏを備えている。

【０００６】コントローラＣＵは演算処理装置ＣＰＵ
（以下、ＣＰＵと略す。）、圧力センサ９、１０からの
信号（アナログ量）をディジタル信号に変換するための
Ａ／Ｄ変換器、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に給水系
が所望成速度指令信号Ｎ１，Ｎ２を指令するＤ／Ａ変換
器、コントローラＣＵに電源を供給するための電源端子
Ｅ、前述したリレー５２Ｘ１，５２Ｘ２を駆動するため
のインターフェースＩ／Ｏに信号Ｓ４を送信するため出
力ポートＰＩＯ−１を備える。また、同様に図２、図３
に示すポンプの運転特性に応じて運転するよう設定手段
Ｃにより設定した設定値を読込むための入力ポートＰＩ
Ｏ−２、漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２のそれぞれが
漏電等によりトリップした時に動作する接点ＥＬＢＡＬ
１，ＥＬＢＡＬ２、及びインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２
が過負荷等によりトリップした時に動作する接点ＩＮＶ
ＡＬ１，ＩＮＶＡＬ２の状態を読込むための入力ポート
ＰＩＯ−３を備えている。即ち、ＣＰＵはこれらの故障
状態に応じて、そのポンプを停止させ、休止している他
方のポンプへ切替えて運転するよう指令、及びその制御
を実行する。

【０００７】図２は以上説明した給水装置によって、ポ
ンプ１台を単独、又は交互で運転する際の運転特性図で
あり、縦軸に圧力Ｈ、横軸に水量Ｑを取って示す。曲線
Ａはインバータにより運転速度Ｎ３，すなわち１００％
運転速度でポンプを駆動した場合のＱ−Ｈ性能曲線であ
る。同様に、曲線Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ、Ｎ２，Ｎ１，
Ｎ０の運転速度でポンプを駆動した時のＱ−Ｈ性能曲線
である。又、曲線Ｆは菅路抵抗曲線であり、例えば使用
水量が水量Ｑ１から水量Ｑ０に変化した時、ポンプの吐
出し側でこの曲線Ｆより高い圧力で給水すれば、末端水
栓において給水系が所望の圧力が得られることを示して
いる。尚、前述したインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２はど
のような条件、例えば加減速時間、Ｖ／Ｆ（出力電圧と
出力周波数特性など）で回転するかをコンソールＣＯＮ
Ｓ１，ＣＯＮＳ２により外部設定してある。即ち、給水
装置は曲線Ｆ上をＯ３→Ｏ２→Ｏ１→Ｏ０に沿ってポン
プを運転する。

【０００８】さて、図４において、漏電しゃ断器ＥＬＢ
１，ＥＬＢ２を投入し、制御電源用しゃ断器ＣＢを投入
すると、制御装置ＣＵの電源が確立し、ＣＰＵは予めメ
モリＭに記憶させているプログラムに基き、初期設定を
行い、設定手段Ｃから設定情報を読み込み、インバータ
及び漏電しゃ断器の状態（故障していないこと）を入力
ポートＰＩＯ−３より読込み、さらに圧力センサ９、１
０の信号をＡ／Ｄ変換器を介して読込む。又、給水圧力
は運転速度の変化に対応して、例えば菅路抵抗曲線Ｆが
負荷運転制御として記憶してある。こうして運転準備が
完了する。この状態で水を使用すると給水圧力が低下
し、図２に示す始動圧力ＨＯＮ以下迄低下すると、ＣＰ
Ｕは出力ポートＰＩＯ−１を介して、インターフェース
Ｉ／Ｏヘリレー５２Ｘ１を付勢する信号を出力すると共
に、Ｄ／Ａ変換器を介して、インバータＩＮＶ１へ運転
速度Ｎ１の信号を出力する。これによりインバータＩＮ
Ｖ１が始動し、電動機５−１が駆動する。運転した後
は、給水圧力が曲線Ｆ上にくるよう圧力センサ１０の信
号に基き制御される。使用水量が減少し、ポンプ停止条
件が確立すると、ＣＰＵは現在出力しているリレー５２
Ｘ１をインバータＩＮＶ１への速度指令信号Ｎ１を解除
する。これによりポンプ４−１は停止する。再度、水が
使用され、給水圧力ＨＯＮ以下となり始動条件が確立す
ると、リレー５２Ｘ２、運転速度Ｎ２の信号が発せら
れ、今度は他方のインバータＩＮＶ２、電動機５−２、
が駆動し、ポンプ４−２を運転する。以後、同様に、切
り替え制御が行われ交互運転が行われる。

【０００９】図３はポンプ２台を並列運転した時の特性
図であり、図２と同一符号で示すものは同じ意味をも
つ。即ち、図２に示すようにポンプ２台を交互に運転し
ていて、さらに使用水量が増大した場合にはポンプ４−
１，４−２を同時に運転する。使用水量がＱ３以上とな
ると運転速度Ｎ３は最高速度であるため、給水能力が足
りず、給水圧力がＨＬヘ低下する。これによりＣＰＵは
リレー５２Ｘ１、５２Ｘ２、速度Ｎ１、Ｎ２の信号を共
に発する。こうしてインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２、電
動機５−１、５−２、が同時運転となり、ポンプ４−
１、４−２が並列運転となる。運転した後は給水圧力が
曲線Ｆ上にくるよう、圧力センサ１０の信号に基く制御
が成される。

【００１０】図３に於いて使用水量が減少し、運転速度
がＮ４＋Ｎ３となり、給水圧力がＨＨとなると２台のう
ち１台が停止して単独運転となる。これらの公知例とし
ては特公平５−２３１３３２号公報が参考になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術に於
いては、次のような問題点があった。すなわち、 (１)２台のインバータを負荷に応じて最適に、例えば使
用量が変動しても単に給水圧力がある定めた負荷特性曲
線上にあるよう制御するために、インバータ外部に制御
装置ＣＵ、及びリレー回路部Ｒ等が必要であり、制御盤
のコスト高、寸法大、重量大となっていた。

【００１２】(２)従来の汎用インバータは多重系で運転
される場合、即ち、インバータを交互運転及び並列運転
するためには、これらよりは上位に高度な制御装置、例
えばマイクロコンピュータ等を必要とし、この制御装置
によって、運転及び異常状態あるいは負荷状態をセンサ
ー群によって検出する必要があり、高度で複雑なシステ
ムとなっていた。さらに、交互及び並列運転するにはイ
ンバータ外部で互いにインターロックを取り、これらの
状態を検出して運転指令する必要がある。

【００１３】（３）インバータは、電源変動、過負荷か
ら装置を保護するためにトリップ機能が内蔵されている
が、これが動作すると所定の運転ができなくなる。この
ため、上位の制御装置に負荷状態及びインバータの異常
状態をチェックさせ、必要に応じてリトライ運転を行う
ことがあるが、この場合も、インバータより上位の制御
装置が必要となる。

【００１４】（４）運転状態、異常状態などの状態量、
圧力、周波数、などの物理量を図４に示す表示器で表示
しており、さらに、これら又は必要に応じてその一部を
中央監視盤へ信号を外部信号出力部を介して発信してい
るが、低コスト化が望まれている。 本発明は上記の点
に鑑みて成されたものであり、その目的とするところ
は、外付けの制御装置が不要で、簡単、小型軽量、低コ
スト化が実現できるデュアルインバータとその応用装置
を得ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の特徴とするところは、インバータの外付け
に、従来使用していた上位の高度な制御装置と、リレー
回路部をインバータ内に収めて（殆どをインバータ内マ
イコンソフトに置き換える。）インバータは同じものを
２台で構成して、デュアル構成のインバータとする。イ
ンバータは内部にＣＰＵ、記憶部を有し、そのパネル面
に表示部と設定部を有する。又、２台のインバータ間は
運転状態及び故障状態を伝達する信号線で連結し、互い
に信号の授受を行う。さらに、これらのインバータは予
め設定部により、どのようにインバータを運転するか、
あるいは負荷の運転パターンを設定し、どちらを先に運
転させるか優先機を設定しておく。このようにして、交
互及び並列運転、異常時のリトライ及びバックアップ運
転を行うようにする。

【００１６】また、運転状態及び故障状態をインバータ
の表示部に表示する。特に、圧力、電流、周波数、電圧
はその他を故障内容についてはエラーコード化して表示
する。

【００１７】更に、吸込側圧力状態及び負荷状態を検出
する圧力センサは２台のインバータに共用できるように
する。

【００１８】

【作用】漏電しゃ断器は主回路の短絡保護及び二次側の
漏電保護を行い、主回路をしゃ断し、その信号線をイン
バータと連結する。インバータはターボ機械を駆動し、
完全２重系で構成され、負荷状態を検出する圧力センサ
ー、過少負荷状態検出手段、吸込側圧力センサーの各信
号線を直接取り込む。インバータにはそれぞれ予め制御
方法、手順を記述したマイコンソフトが搭載されてい
る。使用初期、漏電しゃ断器を投入すると、両インバー
タの電源が確立し、予め優先機として設定されている方
が運転を待機する。負荷状態を検出する圧力センサが予
め設定してある始動圧力を検出したら、待機している方
のインバータが始動する。過少負荷状態を検出するセン
サがこれを検出し、予め設定してある停止条件が確立し
たら同インバータが停止させ、休止中のインバータは先
行機の停止信号により運転可能状態とし、前述した要領
で始動、停止を行う。さらに負荷状態を検出する圧力セ
ンサが、予め設定してある並列運転圧力状態を検出した
ら、休止中のインバータは運転可能状態とし、並列運転
する。さらに、漏電しゃ断器のトリップ、インバータの
トリップ時には両インバータ間を連結する信号線により
この状態を互いに伝達し、異常側の停止と他方への切替
え、内部信号の発生を行いリトライを行う。さらに、イ
ンバータの盤面表示部にエラーコードによりこの状態を
表示し、外部に信号を発する。この他この表示部を利用
して、圧力、電流、電圧、周波数の値を表示する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明を給水装置に応用した実施例を示す全
体構成図であり、従来技術説明に引用した図４と同一符
号で表わしているものはこれと同じものであるから説明
を省く。同図に於いて、制御装置ＣＮＵは漏電しゃ断器
ＥＬＢ１，ＥＬＢ２、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２及
びノイズフィルタＺＣＬ０，ＺＣＬ１，ＺＣＬ２を備え
る。これは、図４で示したリレー回路部Ｒと制御装置
（ハードウェアとソフトウェアを共に）ＣＵを前述した
インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に組込んだことによるも
のである。

【００２０】即ち、このインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２
は漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２のトリップ信号ＡＬ
を信号線Ｓ１、又は信号線Ｓ２を介して端子ＤＩ３，Ｄ
Ｉ４に入力し、フロースイッチＦＳ１又はＦＳ２の信号
ＦＳ１ｂ、又はＦＳ２ｂを信号線Ｓ４、又はＳ５を介し
て端子ＦＷＣＯＭに入力し、圧力センサ９、１０の信号
をそれぞれ信号線Ｓ６、Ｓ７を介して端子ＡＮ０，ＡＮ
１，Ｌに入力する。尚、この圧力センサ９、１０はイン
バータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に共通に使用するため、両者
間を信号線Ｓ８により接続する。インバータＩＮＶ１，
ＩＮＶ２の端子ＤＩ１，ＤＩ２，ＤＯ１，ＤＯ２間を信
号線Ｓ３で接続し、運転状態、故障状態、運転要求など
の信号のやり取りを行う。さらに、信号線Ｓ９，Ｓ１０
は本装置の故障、及び運転状態を中央の監視盤等へ出力
するための信号である。

【００２１】図５、図６は本発明のデュアルインバータ
装置の制御、及び運転手順を説明するためのフローチャ
ートである。また、図７は漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬ
Ｂ２のトリップ時、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２のト
リップ時、及び交互動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。図８は図１のインバータのパネル面を詳
細に示したもので、１３は表示部であり、例えば７セグ
メントのＬＥＤ、又は液晶等により構成する。１４はＲ
ＵＮ／ＳＴＯＰ即ち、運転、停止を指令する例ばタッチ
スイッチ、１５は運転条件を設定する際の、例えばタッ
チスイッチであり、コマンドを示す。１６、１７はメモ
リ書込みのコマンドを呼び出す際にアドレスをインクリ
メント又はデクリメントするためのタッチキー、１８は
データを打込むための、例えば英数字等のデータキーで
あり、１９はコマンド操作確定のためのキーである。２
０は表示部１３が示す状態を説明するための表示部であ
り、通常は銘板で構成する。また、図１０は前述したタ
ッチキー機能を説明した図であり、各タッチキーの働き
は次の通りである。

【００２２】（１）コマンドキー「Ｃ」１５を押下げ
る。これにより、表示部１３の「イ」にに「Ｃ」の文字
が点灯する。 （２）メモリ番地を英数字キー１８により指定する。こ
れにより、表示部１３の「ロ」、「ハ」に、指定したア
ドレスが表示される。 （３）確定キー「Ｒ」１９を押下げる。これにより、上
記（１）、（２）に対応した設定値が表示部１３の
「イ」、「ロ」、「ハ」にデフォルト値が表示される。 （４）上記（３）で表示されたデフォルト値は、必要に
応じてタッチキー１５、１６、１７、１８、１９により
訂正することができる。

【００２３】図１１はこのようにして設定したインバー
タ状態量の設定例を示した図である。さらに、インバー
タをどのように運転させるかについても図２、図３に示
すポンプ負荷特性に従って設定する。加えて、２台のイ
ンバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２のどちらを先に運転させる
かについても予めこの設定部を利用して設定する。図９
は図１に示す信号の外部出力部Ｓ９、Ｓ１０の詳細を示
したもので、例えばインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２が何
かの不具合でトリップした場合、内部ＣＰＵの出力ポー
ト１に「Ｈ」の信号を出力すると、リレーＸ１が付勢
し、信号端子Ｋｃ、Ｋ０にＯＮ信号を出力する。同様
に、信号端子ＫｃとＫ１、ＫｃとＫ２は例えば流入圧力
低下、吐出圧力低下の信号である。

【００２４】さて、それでは図５、図６を使用して、運
転動作について詳細に説明する。まず、図１に於いて、
漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２を投入すると、インバ
ータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の電源が確立し（図５の５０１
〜５０３ステップ参照）、表示部１３に例えば“００
０”と表示する。図５の５０４ステップで、キースイッ
チ１４を押下げたか否かを確認し、ＮＯであれば５０５
ステップ、ＹＥＳであれば５０６ステップへ進む。同キ
ースイッチ１４はＲＵＮ／ＳＴＯＰ（運転／停止）指令
用スイッチであり、１回目で運転指令、もう一回押すと
停止指令を意味する。５０６ステップではキースイッチ
１５を押下げて運転条件等の前述した各種条件が設定し
てあるか否かを確認する。確認した結果、設定してあれ
ば５０８ステップへ進み、そうでなければ５０５ステッ
プへ進む。５０５〜５０７ステップでは前述した各種設
定を行う。又、当然１号機を優先機として優先運転フラ
グＰＲ１０ＦをＯＦＨ（この場合、Ｈは１６進数を意味
する。）をセット、２号機を００Ｈにセットしてある
（人為的な設定）。この後、５０８ステップへ進み、図
６に示す割込処理ルーチンを許可する。同図（ａ）に示
す割込み処理ＩＮＴ０は６０１〜６０４ステップに示す
ように内部状態をチェックし、漏電しゃ断器えＬＢ１，
ＥＬＢ２がトリップ、及びインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ
２がトリップ状態であれば６０７ステップで運転可能フ
ラグをリセットする。正常であれば６０９ステップでセ
ットし、もし、トリップ状態であれば６０８ステップで
停止しこれに対応した処理を実行する。さらに、６０３
〜６０５ステップでは並列運転要求があればこれを判定
し、並列運転要求であれば優先運転フラグＰＲ１０Ｆを
０１Ｆにセットし、そうでなければ０１Ｈをマスクして
おく。図６（ｂ）で示す割込処理ＩＮＴ１ではインバー
タ内部状態量（６１２ステップ参照：電圧、電源、圧
力、周波数の測定とコマンドに応じた表示部への表示を
行う。詳細な表示内容は図８による。）のチェック、入
出力ポートのチェック（６１３ステップ参照：入出力端
子ＤＩ１〜Ｄ０４の監視とデータをメモリに格納）、各
センサの信号のチェック（６１４ステップ参照：ＡＮ
０，ＡＮ１，Ｌなどの監視とデータをメモリに格納）を
行う。さて、５０９ステップではどちらのインバータ、
ポンプが先発機として設定されているかを判定する。た
とえば、インバータＩＮＶ１を電源投入初期時の優先機
（優先運転フラグＰＲ１０Ｆが０ＦＦＨにセットされて
いる。）とし、インバータＩＮＶ２を非優先機（優先運
転フラグＰＲ１０Ｆが００Ｈにセットされている。）と
しているとする。優先運転フラグＰＲ１０Ｆにインバー
タＩＮＶ１では０ＦＦＨ、インバータＩＮＶ２では００
Ｈと設定してある（０ＦＦＨが優先、０１Ｈが並列運転
要求、００Ｈが追従）。判定した結果、インバータＩＮ
Ｖ１は先発機として、後で詳細に説明するが図５の優先
運転フラグＰＲ１０Ｆが０ＦＦＨの状態であるから、次
の５１０ステップへ進む。インバータＩＮＶ２にこのフ
ラグの状態が００Ｈであるから０ＦＦＨとなるまで５０
９ステップで待機する。インバータＩＮＶ１は５１０ス
テップで圧力センサ１０の検出した圧力信号が図２、図
３に示す始動圧力Ｈ０Ｎ以下であれば５１１ステップへ
進み、ここでインバータＩＮＶ１及びポンプ４−１を始
動させる。以下、５０５ステップでインバータに設定し
た負荷条件で負荷変動に応じた運転を続ける（５１２ス
テップ）。

【００２５】さて、このような状態から使用水量が減少
すると少水量検出手段（インバータ内部の負荷電流であ
ったり、フロースイッチＦＳ１又はＦＳ２等である。）
が動作し、次の５１３ステップで、これが作用している
か否かを判定する。判定した結果、停止条件が確率（始
動頻度抑制を考慮して、数分間の時間を掛けて停止条件
確立しているか否かの判定を行う。）しておれば、次の
５１４ステップで停止処理を実行する。この後、５０９
ステップへ戻り、これ以降の処理を繰返し処理する。と
ころで、図３で示すように、使用水量がＱ３以上に増大
すると、もはや、ポンプ１台の運転では満足できなくな
る。この状態となると２台並列運転要求信号を発生させ
る。即ち、図６（ａ）の６０３、６０５ステップで優先
運転フラグＰＲ１０Ｆを０１Ｈにセットする。尚、並列
運転要求条件とは図３に於いて、例ばインバータ運転速
度が最高速度Ｎ３に適し、給水圧力がＨＬ以下に達した
場合であり、並列運転要求解除条件とはインバータ運転
速度が最低速度Ｎ４に達し、給水圧力がＨＨ以上に達し
た場合であり、この場合には優先運転フラグＰＲ１０Ｆ
の０１Ｈをマスクする。このような並列条件が満たされ
ると、追従機として設定されていたインバータＩＮＶ２
は５０９ステップでの判定結果、優先運転フラグＰＲ１
０Ｆが０１Ｈであり、次の５１０ステップ以降で、前述
した要領でインバータＩＮＶ２，ポンプ４−２が始動
し、並列運転となる。並列運転後、両方のインバータＩ
ＮＶ１，ＩＮＶ２、ポンプ４−１，４−２、及びモート
ル５−１，５−２は前述した５１２〜５１３ステップに
よって、それぞれ停止条件が確立すると停止する。

【００２６】次に、図７のタイムチャートを使用して、
交互運転及び異常時の動作について説明する。同図の時
刻１に於いて、運転要求信号が１台でており、運転優先
は１号機にあり、インバータＩＮＶ１、１号ポンプ４−
１が運転し、信号Ｓ３のうち、Ｄ０１をインバータＩＮ
Ｖ２に対して出力し、インバータＩＮＶ１が運転中であ
れことを宣言する。インバータＩＮＶ２はこの信号を端
子ＤＩ１で受けて、アンサーバック信号（インバータＩ
ＮＶ２、２号ポンプ４−２が運転可能状態にないこと）
を端子Ｄ０１より、インバータＩＮＶ１に対して出力す
る。インバータＩＮＶ１はこの信号を端子ＤＩ１で受け
る。時刻２〜３間では運転要求信号がなく、インバー
タ、ポンプは停止している。尚、この時、インバータＩ
ＮＶ１の運転優先フラグＰＲ１０Ｆを００Ｈとし、運転
状態信号Ｄ０１をＬとし、インバータＩＮＶ２の運転優
先フラグＰＲ１０Ｆを０ＦＦＨとし、運転状態信号Ｄ０
１をＬとする。次に時刻３で運転要求信号が入ると、運
転優先フラグＰＲ１０Ｆが０ＦＦＨであるインバータＩ
ＮＶ２、２号ポンプ４−２が運転し、運転中であること
をＤ０１をＨとし、インバータＩＮＶ１に対して出力す
る。このようにして互いにインバータＩＮＶ１とインバ
ータＩＮＶ２間で信号の授受を行い、交互運転を行う。

【００２７】次に、時刻５〜６間で、インバータＩＮＶ
１、１号ポンプ４−１が運転している状態でインバータ
又は漏電しゃ断器がトリップした場合を考える。トリッ
プすると、インバータＩＮＶ１は即、停止し、運転状態
信号Ｄ０１をＬ、故障状態信号Ｄ０２をＨとし、運転優
先信号ＰＲ１０Ｆを００Ｈとする信号を発する。又、あ
わせて、インバータＩＮＶ１の故障判定用タイマーＲＥ
ＳＣ１，ｔ０秒を起動し、故障時強制停止タイマーＲＥ
ＳＴ１，ｔ１秒を起動する。これらの信号に対応してイ
ンバータＩＮＶ２は運転優先信号ＰＲ１０Ｆを０ＦＦＨ
とし、運転状態信号をＤ０１をＨとして運転を始める。
時刻６では運転要求信号がなくなり、インバータＩＮＶ
２は停止し、運転状態信号Ｄ０１をＬとする。時刻７で
は再び運転要求信号が発せられるが、前述したインバー
タＩＮＶ１の故障時強制停止タイマＲＥＳＴ１，ｔ１秒
が計時中でインバータＩＮＶ１の故障状態信号Ｄ０２が
Ｈ状態のため、再び、インバータＩＮＶ２が運転する。
時刻７〜８間では前述したインバータＩＮＶ１の故障強
制停止タイマーＲＥＳＴ１、ｔ１秒が計時終了し、故障
状態信号Ｄ０２がＨ→Ｌとなる。時刻８ではインバータ
ＩＮＶ２が停止し、運転優先フラグＰＲ１０Ｆを００Ｈ
とし、逆にインバータＩＮＶ１はこの信号を０ＦＦＨと
しておく。時刻９の運転要求時はインバータＩＮＶ１が
運転する。この後、インバータＩＮＶ１が故障すると前
述した信号発して、停止し、再度、強制停止タイマＲＥ
ＳＴ１を起動し、ｔ１秒の計時を開始し、インバータＩ
ＮＶ２の運転へ切り替える。以下、時刻１１まで前述の
作動を繰返す。時刻１１で運転要求があり、インバータ
ＩＮＶ１が運転し、やはり運転後にトリップすると、時
刻１２で、強制停止時間ｔ１が計時終了し、故障判定用
タイマーＲＥＳＣ１のｔ０秒間に３サイクルのインバー
スＩＮＶ１の故障が生じており、この段階でインバータ
ＩＮＶ１は故障とみなし運転不能状態とし、運転状態信
号Ｄ０１をＬ、故障状態信号Ｄ０２をＨとし、運転優先
フラグＰＲ１０Ｆを００Ｈとする。合せて、図８の表示
部にＥ０１を表示し、図９に示すＣＰＵの出力ポート１
にＨの信号を出力し、リレーＸ１を付勢させ、外部へＫ
ｃ，Ｋ０に故障信号を発する。この後は２号機のみの運
転となる。尚、故障判定タイマーＲＥＳＣ１のｔ０秒内
に、そのインバータの運転・故障を３回リトライすると
故障とみなし、図７の時刻１１の破線で示すように、正
常に復帰した場合、即ち、リトライ３回未満で正常に復
帰したら故障とせず、運転を続けられるようにする。こ
こで言う故障とは漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２のト
リップとインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２のトリップを意
味しているが、図７はインバータトリップの例で示し
た。漏電しゃ断器ＥＬＢ１，ＥＬＢ２のトリップについ
て説明を加えると次の通りとなる。１号漏電しゃ断器Ｅ
ＬＢ１がトリップすると、これの主電源が落ち、アラー
ム信号Ｓ１が入る。インバータＩＮＶ１の制御電源はサ
ーキットプロテクターＣＰ１を介して、端子Ｒ１，Ｒ２
へ供給されている。アラーム信号Ｓ１に基き、運転状態
信号Ｄ０１をＬ、故障状態信号Ｄ０２をＨとし、運転優
先信号ＰＲ１０Ｆを００Ｈとする。さらに、ポンプ並列
運転時の作動を説明すると次の通りとなる。図７に於い
て、時刻１３でインバータＩＮＶ１が運転しており、時
刻１４で２台運転要求信号が出ると、インバータＩＮＶ
２の運転優先フラグＰＲ１０Ｆを０１Ｈとする。する
と、図５の５０９ステップ以降の処理を実行して、イン
バータＩＮＶ２が運転し、運転状態信号Ｄ０１をＨとし
た信号を発する。

【００２８】次に、図１、図９により、他の故障時の対
応について説明する。水道配水管１の圧力が規定値（通
常は１〜３．５ｋｇｆ／ｃｍ²あり、配管の破裂や工事
断水となり、例ば０．５ｋｇｆ／ｃｍ²以下に低下した
状態）以下となると、ポンプ吸込側に設置している圧力
センサー９がこれを検知する。この時、インバータＩＮ
Ｖ１及びインバータＩＮＶ２は信号Ｓ６とＳ８により、
この状態を検出し、同インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を
停止させ、水道配水管圧力が規定値以上に復帰すると、
両インバータを運転可能とする。同様の要領で、ポンプ
吐出側圧力が規定値以下（ポンプエアー噛み等により、
給水系が所望する圧力の例ば５０％以下に低下）となる
と、圧力センサー１０がこれを検知して（運転不能状態
を）、信号Ｓ７，Ｓ８により、インバータＩＮＶ１、Ｉ
ＮＶ２を停止させ、規定値以上に復帰したら、両インバ
ータを運転可能とする。そして、この異常状態、即ち、
吸込側圧力が低下した場合には表示部にＥ０２を表示
し、図９の出力ポート２からＨ信号を発し、リレーＸ２
を付勢し、外部にＫｃ，Ｋ１の信号を出力する。吐出側
圧力が低下した場合には表示部にＥ０３を表示し、図９
の出力ポートにＨ信号を発して、リレーＸ３を付勢さ
せ、外部に信号Ｋｃ，Ｋ２を出力する。

【００２９】以上、実施例のようにすれば、２台のイン
バータに制御回路、運転手順、制御内容を収納している
ので、外付けのリレー回路部及び上位の高度な制御装置
を必要とせず交互運転又は交互・並列運転を行うことが
出来るから、制御装置が簡略化され、小形軽量で且つ、
低コスト化が実施出来る効果がある。さらに、部品点数
削減されるので信頼性が向上する。

【００３０】また、主回路の短絡及び漏電は漏電しゃ断
器により、これ以外の負荷側の故障状態はインバータの
内部状態量の変化により、インバータ自身が監視してい
るため、簡単で確実に異常時の切替え運転が可能であ
る。

【００３１】更に、予め優先機をインバータで外部設定
可能としてあるので、運転順序が乱れることがない（停
電復帰時など）。

【００３２】更にまた、故障時リトライ動作を付加して
あるので、故障状態を確実に検出できる効果がある。

【００３３】更にまた、運転状態及び故障状態をインバ
ータの表示部を利用して表示するので簡単で低コスト化
が実現可能である。

【００３４】更にまた、負荷状態を検出する圧力セン
サ、吸込側圧力を検出する圧力センサーを２台のインバ
ータで共有できるようにしたので簡単・安価となる 更にまた、完全２重系のシステム構成により、故障バッ
クアップを取っているので、より一層、信頼性を向上で
きる効果がある。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、２台のインバータのみでこの間の信号授受を
行い、連係して運転できるようにしたため、外付けの制
御装置が不要で、簡単、小形軽量、低コスト化を図るこ
とのできるデュアルインバータとその応用装置を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すターボ機械用のデュア
ルインバータとその応用装置の構成図である。

【図２】ポンプを単独、または交互に運転する際の運転
特性図である。

【図３】ポンプ２台並列運転時の運転特性図である。

【図４】本発明を使用するターボ機械としての給水装置
を例示したシステムの全体構成図である。

【図５】図１に示す装置の運転手順を示すフロ−チャ−
トである。

【図６】図１に示す装置の制御方法を示すフロ−チャ−
トである。

【図７】デュアルインバータの制御動作を示すタイミン
グチャートである。

【図８】インバータの表示部、設定部の詳細図である。

【図９】インバータの故障状態の外部出力回路図であ
る。

【図１０】インバータ表示部、設定部の機能説明図であ
る。

【図１１】インバータ内部状態量の設定例を示す図であ
る。

【符号の説明】

４−１，４−２…ターボ機械であるそれぞれポンプ、５
−１，５−２…モータ、ＦＳ１，ＦＳ２…過少負荷検出
手段、ＥＬＢ１，ＥＬＢ２…漏電しゃ断器、ＩＮＶ１，
ＩＮＶ２…インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国井 寛 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 遠藤 常博 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 本間 敏 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２台のターボ機械とこれを１台毎に駆動す
   る２台のインバータで構成され、これらのインバータは
   マイコンが搭載され、状態表示部と制御定数の設定部を
   備え、前記ターボ機械の負荷状態を検出するセンサー群
   の信号を取り込み、予め前記制御定数設定部に負荷状態
   に基いて運転されるよう設定されており、互いに運転状
   態と故障状態を示す信号線により連結され、２台のイン
   バータが互いにインターロックをとりながら運転要求信
   号に応じ交互運転することを特徴とするデュアルインバ
   ータ。
2. 【請求項２】２台のターボ機械とこれを駆動する２台の
   インバータで構成され、これらのインバータマイコンが
   搭載され、状態表示部と制御定数の設定部を備え、前記
   ターボ機械の負荷状態を検出するセンサー群の信号を取
   り込む入力部と電源異常及び漏電保護装置の信号入力部
   を備え、互いに運転状態及び故障状態を示す信号線で連
   結し、予め前記制御定数設定部に負荷状態に基いて運転
   されるように設定されており、又これらの設定内容を記
   憶する記憶分を内部に有し、どちらか一方を内部の記憶
   部に優先運転機として設定しておき、電源投入初期時は
   常に設定されている優先機を先発して運転されるように
   したことを特徴とするデュアルインバータ。
3. 【請求項３】負荷側の運転要求信号基いて、一方の優先
   機を起動させた後、２台並列運転要求信号が発生した
   時、休止中のもう一方のインバータの優先機記憶部に運
   転許可データを書き込み、並列運転させるようにしたこ
   とを特徴とする請求項２記載のデュアルインバータ。
4. 【請求項４】互いに運転状態と故障状態を示す信号によ
   り常時監視し、これらのインバータ内部信号として故障
   判定信号と故障時きょう制定し信号をリトライ回数を発
   生させ、故障判定信号出力中に、故障時強制停止信号が
   リトライ回数だけ発生した時はそのインバータは故障と
   みなし、そうではない場合は正常として、運転を継続で
   きるようにしたことを特徴とする請求項２記載のデュア
   ルインバータ。
5. 【請求項５】負荷状態を検出するセンサー群の信号をイ
   ンバータ設定部のキーコードに基いて、表示部に表示し
   たことを特徴と請求項２記載のデュアルインバータ。
6. 【請求項６】表示内容が電圧、周波数、電流、吸込側圧
   力、吐出側圧力に設定部により切替えられることを特徴
   とする請求項５記載のデュアルインバータ。
7. 【請求項７】異常時にその異常内容に応じて、表示部に
   エラーコードにより表示するようにしたことを特徴とす
   る請求項２記載のデュアルインバータ。
8. 【請求項８】負荷状態検出センサー群のうち、ポンプ吸
   込側圧力センサと吐出側圧力センサの信号を両インバー
   タに共用して使用できるようにしたことを特徴とする請
   求項２記載のデュアルインバータ。
9. 【請求項９】エラーコードとその内容を表示したテーブ
   ルを制御装置のパネル面に取付けたことを特徴とする請
   求項７記載のデュアルインバータ。
10. 【請求項１０】第１のターボ機械と、これを駆動する第
    １のインバータと、これの一次側に設定した第１の漏電
    しゃ断器と、これと対象に第２のターボ機械とこれを駆
    動する第２のインバータと、これの一次側に設定した第
    ２の漏電しゃ断器と、前記第１及び第２のターボ機械の
    吐出し側にそれぞれ第１及び第２の過少負荷状態を検出
    する手段を備え、これら第１及び第２のインバータとこ
    れら第１及び第２の過少負荷検出手段とを直接信号線に
    より連結し、前記第１及び第２のターボ機械の吐出し側
    給水管に負荷状態検出手段を備え、これの信号線を直接
    前記第１または第２のインバータに連結し、同インバー
    タ間は同一信号線で連結し、前記第１及び第２のターボ
    機械の吸込側配水管に圧力状態を検出する手段を備え、
    この信号線を直接前記第１又は第２のインバータに連結
    し、同インバータ間は同一信号線で連結し、前記第１及
    び第２の漏電しゃ断器動作信号線を直接前記第１及び第
    ２のインバータに連結し、これらのインバータ間は運転
    状態及び故障状態を示す信号線で互いに連結したことを
    特徴とするデュアルインバータとその応用装置。
11. 【請求項１１】第１系統と第２系により２重系システム
    を構成してあることを特徴とする請求項１０記載のデュ
    アルインバータとその応用装置。
12. 【請求項１２】予めインバータには負荷運転パターンに
    より運転するようプログラムが搭載されており、これに
    基いて、運転されるよう前記インバータの設定部により
    設定されており、負荷状態検出手段が始動圧力を検出し
    た時に、優先機として設定されたインバータが始動し、
    過少負荷検出手段が過少負荷状態を検出し、停止条件が
    確立したら停止するようにしたことを特徴とする請求項
    １０記載のデュアルインバータとその応用装置。
13. 【請求項１３】負荷状態検出手段が２台並列運転状態を
    検出した時、２台並列運転し、２台並列運転し、２台並
    列解除状態を検出した時、１台運転となるようにしたと
    を特徴とする請求項１２記載のデュアルインバータとそ
    の応用装置。