JPH11235051A

JPH11235051A - パワー制御モジュール

Info

Publication number: JPH11235051A
Application number: JP10044592A
Authority: JP
Inventors: Motoyasu Sato; 元保佐藤
Original assignee: Ebara Corp; Ebara Densan Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Ebara Densan Ltd
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1999-08-27
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: JP3570880B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型にして、結露等の問題を生じることなく
幅広い環境下でインバータ装置及びその制御装置を使用
することができ、且つインバータ装置が供給する電力に
より可変速運転する回転機械を含むシステムの運転を制
御するプログラムを容易に作成することができるパワー
制御モジュールを提供する。【解決手段】インバータ装置を構成するコンバータ部
の電力素子２４と、インバータ部の電力素子２４とを搭
載したパワーモジュールと、インバータ装置を制御する
ＣＰＵ素子２８，３１を搭載したインバータ制御モジュ
ールと、インバータ装置が供給する電力により運転する
システムの運転を制御するＣＰＵ素子２８，３１を搭載
したシーケンス制御モジュールとを備え、インバータ制
御モジュールとシーケンス制御モジュールとは相互に信
号の授受ができるように電気的に接続され、シーケンス
制御モジュールは、システムプログラムを搭載したもの
であり、システムの運転を制御するアプリケーションプ
ログラムを容易に製作及び変更が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ及びファン
等の可変速回転機械を含むシステム等の運転制御に好適
なパワー制御モジュールに係り、特に回転機械等の運転
速度を制御するインバータ装置と、そのインバータ装置
を制御するＣＰＵ素子を搭載したインバータ制御モジュ
ールと、インバータ装置が供給する電力により可変速運
転する回転機械等を含むシステムの運転を制御するＣＰ
Ｕ素子を搭載したシーケンス制御モジュールとを備えた
パワー制御モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】ポンプ及びファン等の回転機械に、商用
交流電源の周波数及び電圧を任意の周波数及び電圧に変
換するインバータ装置を用いることにより、ポンプやフ
ァン等の回転機械を可変速運転することが広く行われて
いる。インバータ装置は、ポンプやファンを駆動するモ
ータの運転速度を任意に変えられるため、ポンプやファ
ン等の負荷に対応した最適な運転速度で運転することに
より、定格速度で運転するのと比較して省エネルギー化
が図れる。

【０００３】又、各種の給水装置等においては、ポンプ
吐出側に圧力センサを取り付け、検出された圧力信号が
圧力設定値と一致するようにＰＩ制御部から運転速度信
号をインバータ装置に送ることにより、ポンプの運転速
度を制御し、ポンプの吐出圧力を一定に制御する吐出圧
力一定制御運転を行うことが行われている。更に、流量
センサあるいは運転速度から逐次ポンプ吐出目標圧力を
適切に変化させることにより、末端の需要家における供
給水圧を一定に制御する推定末端圧力一定制御運転が行
われている。

【０００４】又、空調装置等においては、ファン吐出側
に温度センサを取り付け、ファンが送風する空気温度が
予め定められた温度設定値と一致するようにＰＩ制御部
からファンの運転速度をインバータ装置により制御する
温度一定制御運転を行うことが知られている。

【０００５】ところでこの様なインバータ装置を備えた
可変速ポンプあるいは可変速ファンは、給水装置あるい
は空調装置に組み入れられる場合には、各種の運転制御
が必要となる。例えば給水装置に用いられる場合には、
ポンプから離れた場所にある制御ステーションからの運
転、停止指令に基づいて可変速ポンプの発停制御が行わ
れる。そしてこれらの運転状態の表示も必要である。
又、吐出圧力を一定に保つ自動運転の場合には、ポンプ
吐出口に備えられた圧力センサの信号を給水装置内の制
御装置に取込み、吐出圧力を一定に保つように回転数を
可変速制御する必要がある。更に、ポンプの負荷である
給水量が極めて少なくなった場合には、ポンプは締切状
態で運転することになるので、ポンプの吐出口側に設け
た圧力タンクに水を蓄圧して、ポンプを停止する等の運
転制御も必要である。

【０００６】従って、インバータ装置を備えた可変速ポ
ンプも、給水装置に組み込んで用いる場合には、給水装
置としての運転制御装置が必要となり、この運転制御装
置には一般にＣＰＵとメモリが用いられている。

【０００７】インバータ装置は、一般的に、商用交流電
源等の交流電力を整流するダイオードモジュール等の整
流回路から成るコンバータ部と、整流された交流電力を
平滑化すると共に直流電力として蓄積するコンデンサ部
と、コンデンサ部に蓄えられた直流電力を所定の周波数
及び電圧の交流電力に逆変換するインバータ部とから構
成されている。コンバータ部には突入電流防止用抵抗あ
るいはマグネットスイッチ、又はサイリスタなどから構
成される突入電流防止回路を備えることが一般的であ
る。又、インバータ部は、パワートランジスタ、ＩＧＢ
Ｔなどの電力素子から構成されている。その電力素子を
駆動するドライバ回路と、そのドライバ回路に電力素子
の開閉信号を出力するＣＰＵ及びメモリ等からなる制御
回路と、その制御回路に例えば＋５Ｖ等の直流電源を供
給する制御電源回路と、電力素子等を過電圧あるいは過
電流等から保護する保護回路等も周辺の付属回路として
必要である。

【０００８】ところで、半導体メーカから、コンバータ
部とインバータ部の電力素子と、インバータ部のドライ
バ回路と、電力素子に関連した保護回路とを１個のパッ
ケージに収容したインバータ用のパワーモジュールが市
販されている。ここで保護回路は、例えば電力素子の温
度の過度の上昇を検出するサーミスタ素子などである。
そして、パワーモジュールにコンデンサを接続し、ドラ
イバ回路にインバータ部の電力素子の開閉信号を出力す
るＣＰＵ及びメモリ等からなる制御回路を組合せること
で、上述のインバータ用のパワーモジュールを動作させ
ることができる。

【０００９】この制御回路は、例えばパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）信号を出力することで、インバータ装置に任意の
周波数・電圧の交流電力出力を形成することができる。
又、これらの制御回路を搭載した回路基板は、一般的に
はインバータ装置とは別個の基板として筐体に収納さ
れ、筐体内には放熱フィン、ファン等を備え、発熱の大
きい電力素子等を冷却している。

【００１０】又、筐体には操作表示器を備え、動作周波
数及び各種の警報等を表示できるようになっているのが
一般的である。又、筐体外部へのインターフェース回路
を備え、外部からインバータ装置の操作信号、あるいは
保護回路が異常状態を検出した場合の警報信号等が出力
できるようになっている。係る従来のインバータ装置及
びその制御装置は、上述した各種の回路部品を購入し
て、複数の回路基板上に配置し、これらを各種コネクタ
などで配線接続していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のイン
バータ装置及びその制御装置では、上述した各種構成部
品を複数の回路基板上に配置して筐体に収納し、コネク
タなどで配線接続していたため、以下の問題があった。
即ち、組立、配線等に工数がかかる、インバータ装置と
して全体的に小型化ができない、各種の構成部品はそれ
ぞれがモールド樹脂封止等によりパッケージ化されてお
り、これらを回路基板上に搭載して筐体の中に入れるた
め、全体的なサイズが大型化する上、余分なパッケージ
分のコストも必要となり、全体的に製造コストが上昇す
る等である。

【００１２】又、インバータ装置は上述したように、そ
の制御装置として、ＣＰＵ、メモリ等の電子部品で制御
回路が構成されるため、例えばポンプのケーシングに直
接取り付けると、ポンプの取扱液により冷却されて電子
部品の接続部分等に結露する可能性があり、このため湿
気が入らないようにする、あるいは冷却されないように
する等の結露防止対策が必要であった。このため、筐体
内に配置された制御装置は、ポンプ等とは別の場所に置
かざるを得ず、システムのサイズが大型化するという問
題があった。

【００１３】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、小型にして、結露等の問題を生じることなく幅広
い環境下でインバータ装置及びその制御装置を使用する
ことができ、且つインバータ装置が供給する電力により
可変速運転する回転機械を含むシステムの運転を制御す
るプログラムを容易に作成することができる回転機械の
制御装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１，２，３に記載
の本発明は、インバータ装置を構成するコンバータ部の
電力素子と、インバータ部の電力素子とを搭載したパワ
ーモジュールと、前記インバータ装置を制御するＣＰＵ
素子を搭載したインバータ制御モジュールと、前記イン
バータ装置が供給する電力により可変速運転する回転機
械等を含むシステムの運転を制御するＣＰＵ素子を搭載
したシーケンス制御モジュールとを備え、前記各モジュ
ールが箱体状の容器内にモールド樹脂等で封止され、前
記インバータ制御モジュールとシーケンス制御モジュー
ルとは相互に信号の授受ができるように電気的に接続さ
れ、前記シーケンス制御モジュールは、システムプログ
ラムを搭載したものであり、前記システムの運転を制御
するアプリケーションプログラムを容易に製作及び変更
が可能であることを特徴とするパワー制御モジュールで
ある。ここに、シーケンス制御モジュールは、箱状体の
容器内に収納せず、容器に脱着可能に装着するようにし
てもよい。

【００１５】これにより、少なくともコンデンサを除く
インバータ装置自体を構成する電力素子と、インバータ
装置を動作させるためのＣＰＵ素子を含む制御用のモジ
ュールとが箱体状の容器内に封止されていることから、
極めてコンパクトな構造とすることができる。又、この
制御装置はモールド樹脂等の気密的な封止により、可変
速給水装置等の水を扱うシステムに使用しても、例えば
ポンプケーシングに直接固定する等の過酷な使用環境条
件下においても結露等の問題を生じることなく安定に動
作させることができる。又、シーケンス制御モジュール
は、システムプログラムを搭載しているので、システム
の運転を制御するアプリケーションプログラムを容易に
製作することが可能である。これにより、例えば可変速
給水ポンプ等を備えたシステムの運転制御と、インバー
タの制御とを矛盾なく行なえ、千差万別の設置現場に対
応可能なアプリケーションプログラムを短期間に構築す
ることができる。又、運転条件の変更等にも柔軟に対応
が可能である。

【００１６】請求項４に記載の本発明は、前記インバー
タ制御モジュールには、前記ＣＰＵ素子の他に、ドライ
バ回路と、保護回路と、補助電源と、電気的に書換え可
能なメモリ素子とを搭載したものであることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載のパワー制御モジュ
ールである。これにより、ドライバ回路によりインバー
タ装置のインバータ部の電力素子をスイッチング動作す
ることができ、又、保護回路により、電力素子を過電
流、過電圧、温度の異常上昇等から保護することができ
る。又、補助電源により、＋５Ｖ、＋２４Ｖ、±１５Ｖ
等の各種の電源電圧を各種の半導体チップに供給するこ
とができ、これにより、各種の制御動作が行える。又、
電気的に書換え可能なメモリ素子を備えることにより、
インバータ部の制御を、例えば三相誘導モータから直流
ブラシレスモータ又は静止型インバータ装置に変更する
ことが可能で、これによりシステムのフレキシビリティ
を増大することができる。

【００１７】請求項５に記載の本発明は、前記シーケン
ス制御モジュールには、前記ＣＰＵ素子の他に、メモリ
素子と、通信用素子と、時計用素子とを搭載したもので
あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
のパワー制御モジュールである。これにより、通信用素
子とメモリ素子としてＥ²ＰＲＯＭ等の電気的に書換え
可能なものを用いることで、プログラムの内容を外部よ
り書き換えることができる。従って、システムの運転制
御プログラムを容易に変更することができ、特にシーケ
ンス制御モジュールを箱状体の容器に対して脱着可能に
装着することで、設置現場におけるデバッギングが可能
となり、運転条件の変更等に迅速に対応が可能となる。
又、時計用素子を搭載することで運転制御の基本となる
各種タイミングを容易に形成することができる。

【００１８】請求項６に記載の本発明は、前記箱体状の
容器は底部に銅板を備え、前記パワーモジュールが該銅
板に固設され、その上部に前記インバータ制御モジュー
ルがモールド樹脂で封止され、前記各モジュールを封止
する樹脂は少なくとも２種類が用いられ、前記パワーモ
ジュールを封止する樹脂は、熱伝導率が比較的低いもの
であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記
載のパワー制御モジュールである。

【００１９】これにより、電力素子が銅板に固着される
ので放熱を効率的に行える。又、パワーモジュールを封
止する樹脂は、熱伝導率が比較的低いので、パワーモジ
ュールによる熱をＣＰＵ素子が搭載されたインバータ制
御モジュール又はシーケンス制御モジュール側に伝達さ
れるのを防止できる。従って、発熱の大きなインバータ
装置部分と、高温を嫌うＣＰＵ素子とをコンパクトな構
造の箱体状の容器内に収納できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施の形態のパワー制
御モジュールに、外付けのコンデンサを取り付けた状態
を示す。図２（ａ）はその上面図であり、図２（ｂ）は
その側面図である。これは、インバータ装置自体である
と共に、可変周波数・電圧を形成するインバータの制御
装置及びインバータが供給する電力により可変速運転す
る回転機械を含むシステムの運転を制御する制御装置と
を兼ねたものである。

【００２２】この制御装置１０は、箱体状の容器１１内
に以下に述べる各モジュールが収納されており、全体と
してモールド樹脂により封止されている。箱体状の容器
１１の寸法は、弁当箱程度の大きさであり、きわめて小
型コンパクト化した構造となっている。箱体状の容器１
１の下端面は、銅板２１で構成されており、パワーモジ
ュールで生じる熱を外部に伝熱するようになっている。

【００２３】この制御装置１０内には、インバータ装置
を構成するコンバータ部の電力素子と、インバータ部の
電力素子と、その保護回路等を搭載したパワーモジュー
ルが収納されている。又、上述したようにコンデンサ１
２は外付けであり、このコンデンサとパワーモジュール
とを組合せて回転機械の可変速運転に必要な可変周波数
／可変電圧の電力が回転機械に供給される。

【００２４】又、制御装置１０内には、インバータ部の
電力素子のスイッチングを駆動するドライバ回路、ＣＰ
Ｕ素子、メモリ素子、補助電源回路等を搭載したインバ
ータ制御モジュールが収納されている。又、インバータ
装置が供給する電力により可変速運転する回転機械を含
むシステムの運転を制御するＣＰＵ素子を搭載したシス
テム制御モジュールもこの制御装置１０内に収納されて
いる。そしてインバータ制御モジュールとシーケンス制
御モジュールとはそれらの端子が電気的に接続され、Ｃ
ＰＵ素子間で相互に信号を伝達できるようになってい
る。

【００２５】箱体状の容器１１の上端面には、各種の端
子及びコネクタが配置されている。端子１５は、三相商
用交流電源線（Ｒ，Ｓ，Ｔ）を接続する端子であり、端
子１６はインバータ出力電力を供給するＵ，Ｖ，Ｗ相の
端子であり、モータポンプ等の各種の回転機械に接続さ
れる。端子１７は、コンデンサの接続端子であり、コン
デンサ１２を搭載した外付けの基板１３に接続される。
コネクタ１８は、例えばＲＳ４８５等の通信用のコネク
タであり、中央監視装置等からの通信回線に接続され、
外部との信号の授受ができるようになっている。又、コ
ネクタ１９は、各種デジタル信号の入出力線及びアナロ
グ信号の入出力線が接続される。デジタル信号入力Ｄｉ
は、例えばシステムの運転／停止指令であり、デジタル
信号出力Ｄｏは、例えば警報の出力指令である。又、ア
ナログ信号入力Ａｉは、例えばセンサの出力信号であ
り、アナログ信号出力Ａｏは、例えばインバータ周波数
の出力信号である。

【００２６】図３は、制御装置の内部構造の一例を示す
図である。箱体状の容器１１の下端面は銅板２１であ
り、この銅板にインバータ装置のコンバータ部を構成す
る大電力のダイオード素子２３及びインバータ部を構成
するＩＧＢＴ、パワートランジスタ等の電力素子２４が
固定されたセラミック基板２２が配設されている。又、
ＩＧＢＴ等の電力素子が配置された部分にはサーミスタ
素子２５が配置され、電力素子の温度上昇を検出できる
ようになっている。これらの電力素子２１，２３からは
熱放散が大であるが、セラミック基板２２及び銅板２１
をとおして良好に放熱することができる。尚、銅板２１
は例えば可変速給水ポンプシステムの給水する水を利用
して冷却できるように、可変速給水ポンプシステム内の
例えばポンプケーシングに制御装置１０を配置すること
もできる。

【００２７】箱体状の容器１１の中段には、インバータ
制御モジュールを搭載した印刷配線基板２７が配置さ
れ、ここにはインバータ制御のＣＰＵ素子２８等の各種
の素子が搭載されている。ここには図示していないが、
ドライバ回路、Ｅ²ＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ素子、
各種チップに＋５Ｖ、＋２４Ｖ、±１５Ｖ等の電源を供
給する補助電源回路、保護回路等が搭載されている。こ
れらの各種の制御用素子が搭載された基板２７と、下側
の電力素子が搭載された基板２２とは、中継端子２９に
より接続され、相互に信号が伝達されるようになってい
る。

【００２８】箱体状の容器１１内部の上段には、可変速
給水ポンプシステム等を運転制御するＣＰＵ素子等のシ
ーケンス制御モジュールを配置した基板３０が搭載され
ている。この基板３０にはＣＰＵ素子３１の他に、Ｅ²
ＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ素子、通信用素子、時計用
素子等の各種の制御用チップが搭載されている。この基
板３０はピン３２により下側の基板２７に対して支持さ
れていると共に、配線ケーブルを用いて相互に信号が伝
達するように接続されている。

【００２９】各モジュールを封止する樹脂は少なくとも
２種類Ａ，Ｂが用いられている。熱放散の大きいパワー
モジュールを封止する樹脂Ａは、熱伝導率が比較的低い
シリコン樹脂が用いられている。この樹脂Ａの部分を図
中にハッチングで示す。その上側の基板２７，３０は、
耐湿性の良好な例えばエポキシ等の樹脂Ｂが用いられて
封止されている。これにより、電力素子が銅板に固着さ
れるので放熱を効率的に行なえると共に、パワーモジュ
ールを封止する樹脂Ａは、熱伝導率が比較的低く、熱を
伝えにくいので、パワーモジュールによる熱がＣＰＵ素
子が搭載されたインバータ制御モジュール又はシーケン
ス制御モジュール側に伝達されるのを防止できる。従っ
て、発熱の大きなインバータ装置部分と、高温を嫌うＣ
ＰＵ素子とをコンパクトな構造の箱体状の容器内に共存
して収納できる。

【００３０】尚、上記実施の形態においては、シーケン
ス制御モジュールを箱状体の容器内にモールド樹脂で封
止した例について述べたが、シーケンス制御モジュール
を容器外部に、容器に設けたコネクタを介して脱着可能
に装着するようにしてもよい。これにより設置現場でシ
ーケンス制御モジュールのプログラムの変更が可能とな
り、パワー制御モジュールの利便性が向上する。又、上
記実施の形態においては、箱状体の容器内をモールド樹
脂で封止する例について述べたが、結露等の問題を生じ
ない用途については、モールド樹脂による封止は、必ず
しも必要ではない。封止の形態は、用途に応じて最適な
ものに適宜変更すべきである。

【００３１】図４は、制御装置の回路ブロックの構成を
示す。図中に示すパワーモジュールには、ダイオード２
３及びＩＧＢＴ等の電力素子２４が搭載されていること
は上述したとおりである。ここでコンデンサは外付けで
あり、その接続端子が制御装置の箱体状の容器の上端部
に配置されている。保護回路３７としては、過電流の検
出回路、過電圧の検出回路、サーミスタによる電力素子
温度の過上昇の検出回路等である。これらの信号は、イ
ンバータ制御モジュールのインバータ制御用ＣＰＵ素子
２８に伝達される。又、インバータ制御モジュールには
ドライバ回路４０を備え、ＩＧＢＴ等の電力素子２６の
ベース（ゲート）端子にそれぞれのパルス幅変調信号等
の駆動電流を供給するようになっている。

【００３２】又、インバータ制御モジュールには補助電
源回路４１を備え、これはＣＰＵ素子の電源のための＋
５Ｖ、インタフェース用の＋２４Ｖ、アナログ信号の入
出力用の±１５Ｖ等の直流電圧を供給できる電源が備え
られている。これは、インバータ装置の直流電圧をＤＣ
−ＤＣコンバータにより、これらの各種の直流電圧を有
する電源を形成している。この補助電源から、他のモジ
ュールである例えば可変速給水装置等のシステムの運転
制御用のＣＰＵ素子３１に電源が供給される。またこの
電源は、シーケンス制御モジュールに配置されたＥ²Ｐ
ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、時計用チップ４４、ＲＳ４８
５等の通信制御用チップ４５等の各種チップにも同様に
供給される。ＲＳ４８５等の通信用素子４５は、ＣＰＵ
素子３１と外部のコネクタ１８に接続され、通信回線を
通して離れた場所にある中央制御装置等との信号の授受
が可能となっている。又、時計用素子には電池端子４６
を備え、外部に電池を接続することで停電時にもバック
アップが可能となっている。

【００３３】次にインバータ制御用ＣＰＵ素子２８と、
シーケンス制御用ＣＰＵ素子３１の制御内容について説
明する。インバータ制御用ＣＰＵ素子２８は、インバー
タ装置の出力周波数及び電圧の指令を受けて、その出力
周波数及び電圧となるように、ドライバ回路４０にイン
バータ部の電力素子３６のスイッチングの指令信号を出
力する。この出力周波数及び電圧の形成は、例えばパル
ス幅変調（ＰＷＭ）信号が用いられており、入力された
指令から出力パルス数を演算することで、任意の出力周
波数及び電圧が形成される。この他にインバータ制御用
ＣＰＵ素子２８は、ポンプ起動時の緩やかな立上りを実
現するソフトスタート機能及びポンプ停止時の緩やかな
立下りを実現するソフトストップ機能等のインバータの
制御動作に固有のプログラムを備えている。勿論、ポン
プの発停等に伴う信号を受けて、インバータ出力の発停
を行う等の基本的なプログラムを備えている。

【００３４】これらのプログラムは、通常アセンブラ言
語で記述されており、ＣＰＵ素子２８に内蔵されたＲＯ
Ｍに収納されている。しかしながら、メモリをＥ²ＰＲ
ＯＭ等の電気的に書換え可能なものにして、設置現場の
状況に対応してプログラムの内容を書換え、これで、直
流ブラシレスモータ及び静止型インバータ装置等のその
他の駆動形式にも対応が可能である。

【００３５】シーケンス制御用ＣＰＵ素子３１は、イン
バータが供給する交流電力を受けて動作する回転機械を
含むシステムの全体的な制御動作を行う。例えば、可変
速モータポンプを含む給水システムの制御動作を行うも
ので、給水水圧を一定に保持するポンプ吐出圧力一定制
御、水道管需要末端での給水水圧を一定に保持する末端
圧力一定制御、ポンプの負荷に応じた運転台数の制御、
異常時の警報の発令及び緊急停止等の保護動作等を行
う。

【００３６】これらの制御動作は、メモリに記憶された
プログラムで行われるが、プログラムは大別してシステ
ムプログラムとアプリケーションプログラムとから構成
されており、シーケンス制御用ＣＰＵ素子３１には内蔵
されたメモリ（ＲＯＭ）にシステムプログラムを備えて
いる。このシステムプログラムは、アプリケーションプ
ログラムに記述された言語でＣＰＵを動作させるプログ
ラムであり、例えば四則演算のルーチン、論理演算のル
ーチン、ＰＩＤ（比例積分微分）制御動作のルーチン等
から構成されている。アプリケーションプログラムは、
例えばラダー言語等の簡易言語を用いて制御動作をシー
ケンスとして簡単に記述できるようになっており、例え
ばポンプ給水システムの制御動作が記述されている。従
って、ポンプ給水システム等においては、このＣＰＵ素
子３１とＥ²ＰＲＯＭ４２のアプリケーションプログラ
ムにより、上述のポンプ吐出圧力一定制御等のすべての
制御動作が実行可能である。

【００３７】この簡易言語によるアプリケーションプロ
グラムの記述は、アセンブラ言語によるプログラムと比
較して作成が極めて容易であり、短時間で各種の制御動
作を記述することが可能である。又、パソコンを用いた
エミュレーションが可能であり、システムのデバッグが
容易である。アプリケーションプログラムは、電気的に
書換え可能なＥ²ＰＲＯＭ４２に収納しておくことが好
ましい。例えばポンプ給水システムにおいては、設置現
場により、運転条件が千差万別であり、それぞれの現場
に応じた最適の制御内容にプログラムを書換える必要が
あるからである。尚、この書換えは、通信回線を介し
て、外部から実行可能とすることもできるが、シーケン
ス制御モジュールを箱状体の容器内に脱着可能に装着す
ることで、設置現場でパソコンを用いて容易にプログラ
ムの変更を行うことができる。

【００３８】尚、上記実施の形態においては、インバー
タ装置の電力素子を搭載したパワーモジュールと、イン
バータ制御モジュールと、シーケンス制御モジュールと
をそれぞれ独立した基板に搭載した例について説明した
が、これらは、同一の基板に搭載するようにしても勿論
よい。電気的に書換え可能なメモリについてもＥ²ＰＲ
ＯＭの例について説明したが、他の形式のものでもよ
い。又、制御装置の制御対象としてインバータ装置によ
る可変速ポンプを用いた給水システムの例について説明
したが、本発明の趣旨はこれらに限定されるものでな
く、三相誘導モータに限らず、ＤＣブラシレスモータ等
の可変速装置により運転制御される回転機械と、これら
の回転機械を運転制御する制御装置にも広く適用可能で
ある。又、回転機械を対象としない例えば交流／直流変
換等の静止型インバータ装置を用いたシステムにも適用
可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
コンデンサを除くインバータ装置自体と、インバータ装
置を動作させるための制御装置と、回転機械等を含むシ
ステムの運転制御装置とが、箱体状の超小型の容器内に
封止されて提供される。そして、この制御装置は例えば
モールド樹脂により封止されているので、可変速給水装
置等の水を扱うシステムのポンプケーシングに直接固定
して使用しても、結露等の問題を生じない。又、シーケ
ンス制御モジュールは、システムプログラムを搭載して
いるので、システムの運転を制御するアプリケーション
プログラムを容易に製作することが可能である。これに
より、千差万別の設置現場に対応可能なアプリケーショ
ンプログラムを短期間に構築することができ、又、運転
条件の変更等にも柔軟に対応が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の制御装置の斜視図であ
る。

【図２】図１の（ａ）平面図であり、（ｂ）側面図であ
る。

【図３】図１の要部の断面を示す図である。

【図４】図１の制御装置の回路ブロックの構成を示す説
明図である。

【符号の説明】

１０制御装置１１箱体状の容器１２コンデンサ１５，１６，１７端子１８，１９コネクタ２１セラミクス基板（パワーモジュール）２３整流素子（ダイオード）２４電力素子（ＩＧＢＴ）２７基板（インバータ制御モジュール）２８，３１ＣＰＵ素子３０基板（シーケンス制御モジュール）４０ドライバ回路４１補助電源回路４２，４３メモリ４４時計用素子４５通信制御素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インバータ装置を構成するコンバータ部
の電力素子と、インバータ部の電力素子とを搭載したパ
ワーモジュールと、前記インバータ装置を制御するＣＰ
Ｕ素子を搭載したインバータ制御モジュールと、前記イ
ンバータ装置が供給する電力により運転するシステムの
運転を制御するＣＰＵ素子を搭載したシーケンス制御モ
ジュールとを備え、前記インバータ制御モジュールとシ
ーケンス制御モジュールとは相互に信号の授受ができる
ように電気的に接続され、前記シーケンス制御モジュー
ルは、システムプログラムを搭載したものであり、前記
システムの運転を制御するアプリケーションプログラム
を容易に製作及び変更が可能であることを特徴とするパ
ワー制御モジュール。
【請求項２】前記パワーモジュールと、前記インバー
タ制御モジュールと、前記シーケンス制御モジュールと
は、箱体状の容器内に封止されたことを特徴とする請求
項１に記載のパワー制御モジュール。
【請求項３】前記パワーモジュールと、前記インバー
タ制御モジュールとは、箱体状の容器内に封止され、前
記シーケンス制御モジュールは、前記箱体状の容器に脱
着可能に装着されることを特徴とする請求項１に記載の
パワー制御モジュール。
【請求項４】前記インバータ制御モジュールには、前
記ＣＰＵ素子の他に、ドライバ回路と、保護回路と、補
助電源と、電気的に書換え可能なメモリ素子とを搭載し
たものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載のパワー制御モジュール。
【請求項５】前記シーケンス制御モジュールには、前
記ＣＰＵ素子の他に、電気的に書換え可能なメモリ素子
と、通信用素子と、時計用素子とを搭載したものである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパ
ワー制御モジュール。
【請求項６】前記箱体状の容器は底部に銅板を備え、
前記パワーモジュールが該銅板に固設され、その上部に
前記インバータ制御モジュールがモールド樹脂で封止さ
れ、前記各モジュールを封止する樹脂は少なくとも２種
類が用いられ、前記パワーモジュールを封止する樹脂
は、熱伝導率が比較的低いものであることを特徴とする
請求項２乃至５のいずれかに記載のパワー制御モジュー
ル。