JPH11318099A - インバータ装置の使用方法 - Google Patents

インバータ装置の使用方法

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JPH11318099A
JPH11318099A JP10136147A JP13614798A JPH11318099A JP H11318099 A JPH11318099 A JP H11318099A JP 10136147 A JP10136147 A JP 10136147A JP 13614798 A JP13614798 A JP 13614798A JP H11318099 A JPH11318099 A JP H11318099A
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JP
Japan
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phase
inverter device
power
power supply
motor
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Pending
Application number
JP10136147A
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English (en)
Inventor
Kaoru Nakajima
薫 中島
Hirokazu Hamada
博和 浜田
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用単相交流電源に接続可能な3相電源用の
インバータ装置の使用方法を提供する。 【解決手段】 モータMを可変速制御するインバータ装
置25の使用方法において、3相電源用のモータMに3
相電源用のインバータ装置25を接続し、インバータ装
置25はモータMの電力容量に対して大きな電力容量を
有し、インバータ装置25の入力側を商用単相交流電源
に接続して使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ装置の
使用方法に係り、特に商用単相交流電源に接続して、3
相交流モータを可変速駆動するインバータ装置の使用方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、交流電源の周波数を変換すること
により、モータの回転速度を変えるインバータ装置が知
られている。インバータ装置はモータの回転速度を任意
に変えられるために、さまざまな用途に利用されてい
る。例えば、給水装置において、ポンプの速度を制御し
てポンプ吐出圧力を一定にすることができる。これは、
ポンプ吐出側に圧力センサーを取り付け、圧力設定値と
一致するようにPI制御部から回転速度指令信号をイン
バータ装置に送ることにより、ポンプの回転速度を制御
し、ポンプ吐出圧力を一定に制御するものである。ま
た、タンクの水位が下がる等の警報により、インバータ
装置の回転速度指令信号をゼロとしてポンプを緊急停止
することも行われている。
【0003】また、空調設備等において、ファンの速度
を制御してファン吐出温度を所定温度に制御することが
行われている。これは、ファン吐出側に温度センサーを
取り付け、温度設定値と一致するようにPI制御部から
回転速度指令信号をインバータ装置に送ることにより、
ファンの回転速度を制御し、ファン吐出温度を一定に制
御するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】給水装置の例として、
インバータ装置によりポンプの回転速度を制御してポン
プ吐出圧力を一定にし、集合住宅等の建屋設備に生活水
を給水する可変速給水装置が普及している。この可変速
給水装置に用いられるモータポンプの電力容量は、5階
建てのビルを想定すると、1.5kWで30世帯、3.
7kWで70世帯程度の給水が可能である。
【0005】ところで、この程度の給水能力の可変速給
水装置では、3相電源による3相交流モータポンプを用
い、インバータ装置としても商用3相交流電源から任意
の周波数・電圧の3相交流出力が得られるものを用いる
ことが一般的である。このため、数kW程度の電力容量
のインバータ装置は広く普及しており、品揃えも豊富で
あり、またコストも低い。またポンプモータとしても、
同様である。
【0006】しかしながら、給水装置の給水先である建
屋が小規模になると、商用3相交流電源よりも電気工事
が簡単で、安価な商用単相交流電源にて給水装置を運転
することを望まれる場合がある。また、給水装置に限ら
ず、空調設備等の他の機器においても、商用単相交流電
源にてインバータ装置によるモータの可変速運転をした
い要望がある。
【0007】ところが、この規模の電力容量のインバー
タ装置は、従来需要が殆ど無いため、特注品に近くな
り、少量生産であるためコストも高くなり、また納期も
長くなる。従って、この規模の給水装置においては、イ
ンバータ装置を用いずに簡単な定速制御に留まることが
多かった。
【0008】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
で、商用単相交流電源に接続可能なインバータ装置の使
用方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、モータを可変速制御するインバータ装置の使用方法
において、3相電源用のモータに3相電源用のインバー
タ装置を接続し、該インバータ装置は前記モータの電力
容量に対して大きな電力容量を有し、該インバータ装置
の入力側を商用単相交流電源に接続して使用することを
特徴とするインバータ装置の使用方法である。
【0010】請求項2に記載の発明は、前記インバータ
装置の電力容量は、前記モータの電力容量に対して、商
用単相交流電源に接続しても、前記モータの運転に支障
を生じない電力容量を備えることを特徴とする請求項1
に記載のインバータ装置の使用方法である。
【0011】請求項3に記載の発明は、前記インバータ
装置の電力容量は、前記モータの電力容量に対して、
1.7倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の
インバータ装置の使用方法である。
【0012】上記本発明によれば、広く汎用品として普
及している3相電源用のインバータ装置を単相電源に接
続して、所要動力のモータに可変周波数の電力を供給す
ることができる。これにより、単相電源用のインバータ
装置は汎用品として普及していないため、高コストとな
り納品等に時間を要するが、このような単相電源用のイ
ンバータ装置を用いることなく、汎用品として普及して
いる低コストのインバータ装置を使用してシステムを構
成することができる。従って、単相電源から3相モータ
を可変速駆動するシステムを、低コストで且つ短納期で
製作することができる。また、単相電源用のインバータ
装置は汎用品でないため、その部品や形状等も一般に汎
用のインバータ装置と異なっている場合が多い。このた
め、3相電源用のインバータ装置を用いることにより、
モータ駆動システムにおいて部品の共用化が図れ、これ
により量産効果が得られ、その製造コストを低減するこ
とができる。
【0013】請求項4に記載の発明は、インバータ装置
によりポンプを可変速運転する給水装置において、3相
電源用のモータポンプと、該ポンプに駆動電力を供給す
る3相電源用のインバータ装置を備え、該インバータ装
置は、その入力電源として単相電源に接続して運転した
場合でも、ポンプ運転に支障がない程度に、ポンプの電
力容量よりも大きな電力容量を有するものであることを
特徴とする可変速給水装置である。これにより、商用単
相交流電源に3相電源用の可変速給水装置のインバータ
装置を接続することができ、その製造コストの低減等を
図ることができる。
【0014】請求項5に記載の発明は、インバータ装置
によりモータを可変速運転する装置において、3相電源
用のモータと、該モータに駆動電力を供給する3相電源
用のインバータ装置を備え、該インバータ装置は、その
入力電源として単相電源に接続して運転した場合でも、
モータ運転に支障がない程度に、モータの電力容量より
も大きな電力容量を有するものであることを特徴とする
インバータ駆動装置である。これにより、商用単相交流
電源に例えば空調設備のファン駆動用の3相電源用のイ
ンバータ装置を接続することができ、その製造コストの
低減等を図ることができる。
【0015】
【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。
【0016】図1は、インバータ装置のブロック図を示
す。インバータ装置は、コンバータ部と、インバータ部
に分けられる。コンバータ部では、整流ダイオード11
とコンデンサ12で構成され、R,S,T端子の交流入
力を整流し直流とする。インバータ部ではパワー素子1
3によるチョッピングにより再び任意の周波数・電圧の
交流電源を作り出し、U,V,W端子に出力する。
【0017】ここでコンバータ部においては、通常、商
用3相交流電源から整流するが、図中点線で示すように
S相を配線せず、単相配線とした場合においても、整流
は可能である。コンバータ部は、交流を直流に変換する
だけであるので、従って、相数は関係ないからである。
この場合、3相電源の場合に比較して、交流出力が同じ
であれば、入力電流が約1.7倍程度になる。このた
め、入力電流の許容容量が1.7倍の商用3相交流電源
用のインバータ装置であれば、単相配線とした場合にお
いても、その電力容量の範囲内で使用することができ
る。換言すれば、ある電力容量の単相電源用のインバー
タ装置を、3相電源用のインバータ装置をその1.7倍
の電力容量として単相配線とすることで、1本の入力線
あたりの電流値が等しくなる。
【0018】また、モータの電力容量に対して、インバ
ータ装置の電力容量が十分大きければ、同様の理由によ
り運転に支障はない。即ち、モータの電力容量に対し
て、3相電源用のインバータ装置の電力容量が1.7倍
以上であれば、単相配線とした場合においても、1本の
入力線あたりの電流はその許容電力の範囲内となる。
【0019】図2(a)は従来の1.5kWの3相交流
モータを3相電源を用いて駆動するインバータ装置を、
図2(b)には本発明による同様に1.5kWの3相交
流モータを単相電源を用いて駆動するインバータ装置を
対比して示す。図2(a)では、インバータ装置を商用
3相交流電源(200V)に接続し、モータも3相交流
用モータである。この場合、モータ電流及びインバータ
装置の入力電流は概略7Aである。図2(b)では、イ
ンバータ装置を商用単相交流電源(200V)に単相配
線接続し、モータは同じ3相交流用モータである。この
場合、モータ電流は7A程度と変わらないが、インバー
タ装置の入力電流は概略11.9Aとなる。
【0020】即ち、3相交流用のインバータ装置を商用
単相交流電源に単相配線接続した場合、モータ電流は7
Aで変わらないが、インバータ入力電流は1.7倍の1
1.9A流れる。そこで、インバータ装置に入力電流容
量が16.5Aである電力容量3.7kWの3相交流用
のインバータ装置を用いる。このインバータ装置は入力
電流容量が16.5Aあり、単相配線接続の場合、実際
に流れる電流は11.9Aであるので、図2(b)に示
すような単相配線接続にて問題なく運転が可能である。
【0021】接続の際、通常はR,S端子でもS,T端
子でも同様であり、いずれを使用してもよい。しかしな
がら、制御盤内で特定の2相を電源として使用している
ような場合は、接続する相が限定される場合もある。ま
た、商用単相交流電源に接続するため、単相交流電源用
のインバータ装置を採用すると、このため特殊な部品等
が必要となるが、汎用のインバータ装置を用いることが
できるので、他の機種と部品の共用化が図れ、量産効果
が得られる。
【0022】図3は、本発明の一実施例の可変速給水装
置を示す。この可変速給水装置は、流入管21が水道の
本管等に接続され、吐出管22が例えば集合住宅等の多
数の末端の給水栓に接続される。末端の給水栓に所要の
圧力の給水を行うために、モータMを内蔵したポンプP
にて所要の圧力に水道水を加圧する。この給水圧力は、
給水水量の大小に関わらず、一定のポンプ吐出圧力とな
るように、インバータ装置25を用いてモータMが可変
速制御される。このインバータ装置25によるポンプの
吐出圧力一定制御は、圧力センサ27で、吐出管22内
のポンプ吐出圧力を検出し、これを制御部26に送る。
そして、所要の目標圧力を設定した圧力値と比較し、P
I(比例積分)制御によりポンプ吐出圧力が所要の目標
圧力設定値となるように、インバータ装置25の周波数
・電圧指令値を制御する。これにより、ポンプPの吐出
圧力は目標の圧力設定値に追従して、略一定値に保たれ
る。又、制御部26は警報入力端子を備え、各種の警報
に基づいてインバータ装置を介しポンプの緊急停止等の
制御を行う。
【0023】このインバータ装置は単相200Vの商用
交流電源に、その入力側が接続され、出力側はU,V,
Wの各相が3相交流モータMに接続されている。モータ
Mは3相200V、電力容量1.5kWであり、インバ
ータ装置は、3相200V、電力容量3.7kWが用い
られている。これにより経済的な配線である単相200
Vの商用交流電源を用いて、これに接続する可変速給水
装置を低コストで製造することができる。
【0024】尚、このような単相200Vの商用交流電
源を利用して、空調設備に用いるファン吐出温度一定の
ためのインバータ装置の可変速運転等にも同様に適用す
ることができる。このように本発明の趣旨を逸脱するこ
となく、種々の変形実施例が可能である。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
インバータによりポンプを可変速制御するシステムにお
いて、3相電源用のポンプ又はファンとインバータ装置
とで構成し、比較的大容量のインバータ装置を用いるこ
とにより、インバータの入力電源として商用単相交流電
源を用いることを可能としたものである。このため、次
の利点を生じる。1)システムを安価に製作できる。
2)部品の共用化が図れ、量産効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インバータ装置の概要を示す回路図である。
【図2】(a)は、従来のインバータとモータとの接続
構成を示す図であり、(b)は本発明の一実施例のイン
バータ装置とモータとの接続構成を示す図である。
【図3】本発明の一実施例の可変速給水装置を示す図で
ある。
【符号の説明】
P ポンプ M モータ 11 整流ダイオード 12 コンデンサ 13 パワー素子 21 流入管 22 吐出管 25 インバータ装置 26 制御部 27 圧力センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータを可変速制御するインバータ装置
    の使用方法において、3相電源用のモータに3相電源用
    のインバータ装置を接続し、該インバータ装置は前記モ
    ータの電力容量に対して大きな電力容量を有し、該イン
    バータ装置の入力側を商用単相交流電源に接続して使用
    することを特徴とするインバータ装置の使用方法。
  2. 【請求項2】 前記インバータ装置の電力容量は、前記
    モータの電力容量に対して、商用単相交流電源に接続し
    ても、前記モータの運転に支障を生じない電力容量を備
    えることを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置
    の使用方法。
  3. 【請求項3】 前記インバータ装置の電力容量は、前記
    モータの電力容量に対して、1.7倍以上であることを
    特徴とする請求項1に記載のインバータ装置の使用方
    法。
  4. 【請求項4】 インバータ装置によりポンプを可変速運
    転する給水装置において、3相電源用のモータポンプ
    と、該ポンプに駆動電力を供給する3相電源用のインバ
    ータ装置を備え、該インバータ装置は、その入力電源と
    して単相電源に接続して運転した場合でも、ポンプ運転
    に支障がない程度に、ポンプの電力容量よりも大きな電
    力容量を有するものであることを特徴とする可変速給水
    装置。
  5. 【請求項5】 インバータ装置によりモータを可変速運
    転する装置において、3相電源用のモータと、該モータ
    に駆動電力を供給する3相電源用のインバータ装置を備
    え、該インバータ装置は、その入力電源として単相電源
    に接続して運転した場合でも、モータ運転に支障がない
    程度に、モータの電力容量よりも大きな電力容量を有す
    るものであることを特徴とするインバータ駆動装置。
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