JPS6135190A - 可変速電動機及び可変速給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 この発明はインバータにより速度制御される可変速電動
機及び該可変速電動機により駆動されるポンプを用いて
給水圧力を一定に保って給水需要に見合う給水を行う可
変速給水装置に関するものである。

「従来の技術」 一般に誘導電動機もしくは同期電動機を町変速させるイ
ンバータには、系の急激な変化によりインバータに負荷
がかかり制御不能（インバータトリップという）となっ
た時インバータを保護するため制御系に故障をつたえる
信号（インバータトリップ信号という）を出すようなっ
ている。

このようなインバータにより速度制御される電動機をそ
なえた可変速装置、たとえば給水圧力を一定に保つため
に、ポンプの回転数を変化させる可変速給水装置ではイ
ンバータトリップ信号をうけて、装置を停止させるのが
一般的であった。

「発明が解決しようとする問題点」 インバータトリップの原因を検討すると以下の一つに大
別できる。

■　系の悪条件がかさなった偶発的なもの。

■　系自体に明らかな原因がある致命的なもので、放置
すると装置破損につながるもの。

のの偶発的な原因によるインバータトリップの場合はイ
ンバータをリセットするとふたたびインバータトリップ
することは少ない。

■の致命的な原因によるインバータトリップでは再びス
タートさせても、すぐに、ふたたびインバータトリップ
してしまう、という特徴がある。

給水装置のように停止が断水につながるような装置では
、インバータトリップが■の偶発的な原因による時は、
ただちにインバータをリセットすることが望ましいが従
来は停止としていた。

本願第一発明はインバータにより制御駆動される可変速
電動機がインバータトリップを生じた場合に該可変速電
動機により駆動される装置の故障或は系全体の不適合等
の致命的な原因か否かを判別できる信号を出力すること
のできる可変速電動機の制御装置を提供することを目的
とする。

本願第二発明はインバータ制御により運転される可変速
電動機により駆動されるポンプを備えた可変速給水装置
においてインバータトリップのあった場合に再起動は給
水装置の破壊につながりかねないから給水装置を停止し
ておくべきか、偶発的要因によるものであるから給水装
置を再起動してよいかを判別できる可変速給水装置を提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段」 本願第一発明は電源周波数を変化させるインバータと、
該インバータから可変周波数電力を供給される電動機と
、インバータの起動停止信号リセット信号周波数指命を
インバータｌこ出力し、インバータのトリップ信号を入
力する制御装置をそなえ、インバータがトリップした時
、前回のインバータトリップからあらかじめ定められた
一定時間を経過していれば、インバータを自動的にリセ
ットし、前回のインツイータトリップからあらかじめ定
められた一定時間内ｌこおこっていれば、装置を停止さ
せる制御装置をそなえたことを特徴とする可変速電動機
である。

本願第二発明は電源周波数を変化させるインバータから
可変周波数の電力を供給される電動機により変速運転さ
れるポンプを備え、該ポンプによりポンプ吐出側におけ
る給水情報信号を制御装置に入力して、給水圧一定制御
を行う可変速給水装置であって、前記制御装置がインバ
ータがトリップした時前回のトリップからあらかじめ定
められた一定時間を経過していればインバータを自動的
にリセットし、前回トリップからあらかじめ定められた
一定時間内におこっていれば、装置を停止させる可変速
給水装置である。

「実施例」 第１図は本発明の実施例のブロック図である。

電源ｌからスイッチコを介してインバータ３に電力が供
給される。インバータ３へは制御装置ダから周波数指令
信号８ｆが入力され、該周波数指令信号Ｓｆの周波数の
電力をインバータ３から出力して誘導電動機又は同期電
動機（以下、インバータ制御可能な種類の電動機を単に
電動機という）！を附勢するようになっている。電動機
５は原動機として作業機６を駆動する。

インバータ３はインバータ３による電動機！の制御不可
能範囲となるとインバータトリップ信号Ｓｉ　８出力す
るようになっており、インバータ３は該インバータトリ
ップ信号Ｓ１を制御装置ダに入力するようになっている
。

制御装置弘は前回インバータトリップ信号ｓｉが入力さ
れた時からの時間を計数する計時装置を備えており、イ
ンバータトリップ信号Ｓ１が入力されると前回のインバ
ータトリップ信号Ｓ１の入力した時Ｔ１から今回のイン
バータトリップ信号Ｓ１が入力した時Ｔ１＋１までの経
過時間Ｔｘを計測する。制御装置ダには電動機！により
°駆動される作業機乙の体系から見て作業機乙に偶発的
に生じ得る過荷重が生じ得る確率から考えられる長い時
間に対して充分短い時間’ｒｏを予め定めておいて、予
め定められた時ｆＶＪＴａとインバータトリップ信号発
生の経過時間Ｔｘを比較し、時間Ｔｘが時間Ｔｏを越え
るときはリセット信号ｓＴをインバータ３に出力し、イ
ンバータ３を復帰させて電動機！の運転を続行し時間Ｔ
ｘが時間Ｔｏ以内であれば直ちにスイッチコを切る断信
号８ｃをスイッチコに送り電源を遮断する。

第２図は第１図の制御装置の作用を示すフローチャート
である。系がスタートするとステップ／では制御装置グ
ではインバータトリップ信号Ｓ１が入力されている状態
か否かが判断され、インバータトリップ信号Ｓ１が入力
されていないと運転は続行され、インバータトリップ信
号Ｓ１が制御装置りに入力されているとステップコに進
む。

ステップコでは制御装置ｌにセットされている予め定め
られた時間Ｔｏ　と前回インバータトリップ信号Ｓ１が
発せられたときから今回インバータトリップ信号５ｉ−
Ｈが発せられたときまでの経過時間ＴＩが比較されＴｏ
（Ｔｚならばステップ３Ａに進む。

ステップ３Ａでは制御装置グはリセット信号Ｓｒをイン
バータ３に送り、電動機３を再始動する。

ステップコで’ｒｏ≧Ｔｘ　であればステップ３Ｂに進
む。

ステップ３Ｂではスイッチコの断信号Ｓｃを発すると同
時に警報信号Ｓ、を出力するものである。

尚第２図のフローチャートでのステップ／とステップコ
の間にインバータトリップ信号ｓｒが出ているときは制
御装置グから一旦、スイッチλの断信号Ｓｏを発してス
イッチコを切り、第一図のステップ３Ａではインバータ
のリセット信号Ｓｒと同時にスイッチコを入れるように
し、ステップ３Ｂではスイッチλの断信号ｓｃは再びは
出さないようにしてもよい。

第３図は第１図の制御装置ｌの他の作用の例を示すもの
である。ステップｌ、λ、３Ｂは第２図と同じであり、
ステップ３Ａではリセット信号Ｓｒ１インバータがトリ
ップしてリセットされた旨の警報出力Ｂ＋、が出される
ようになっている。

第１図は可変速給水装置の実施例のフローシートである
。作業機としてのポンプ７は誘導電動機５により駆動さ
れるようになっており、受水槽ｇから吸込管りを通じて
吸込んだ水はポンプ７で昇圧され吐出配管ｌ／に吐出さ
れる。ポンプの吐出圧力は吐出配管ｌ／に設けた圧力セ
ンサ／２により検出され、該吐出圧力信号Ｓｗはポ、ン
プの制御装置グに送られる。ポンプの制御装置グでは該
圧力センサ／、２にて検出された吐出圧力の検出値Ｓ、
とポンプ７の回転速度の関係を用いて末端圧カ一定の周
波数指令信号８ｆをインバータ３に出力し、インバータ
３はスイッチ、２を介して入力される商用電源ｌの周波
数を変換して周波数指命信号ｓｆに見合う周波数の電力
を出力し、電動機３を変速し、ポンプ７の回転速度を変
換して末端圧一定制御を行う。

或は例えば配管抵抗が少ないときは吐出圧カ一定制御を
行う。又は吐出配管／ｌに流量計を備えて、流量計の信
号と圧力センサの検出値Ｓ。

を用いて給水末端圧一定制御を行う。

今、例えば給水量が最大給水量を越えて増大し、且つボ
ンプクが末端圧一定で、圧カセンサ／コから高い吐出圧
力の信号が出力されている状態で高速回転するため、電
動機！に過荷重が働くような場合に吐出圧力の信号Ｅｔ
ｖＭＡＸ以上を制御装置グに入力し、末端圧一定制御の
場合の周波数指◆信号Ｓｆがポンプクの最高回転速度に
見合う周波数と等しい信号ＳｆＭＡＸを越えた場合に該
ＢｗＭＡＸとＳｆ　ＭＡＸを併せて警報を発することが
できるように制御装置ダがなっていたとしても、制御装
置ダでこの装置部分が故障していると電動機！は過負荷
となり、インバータトリップが生ずる。

そこでこのような給水需要の異常な増大は一般的には一
時的なものであり、速かに解消されるものであるから、
インバータトリップが生じた場合に制御装置ダはインバ
ータ３にリセット信号Ｓｒを送り電動機！を再起動する
。そしてそのま＼では通常はインバータトリップは生じ
ない。充分長い経過時間Ｔ、後に同状態が発生する可能
性はある。そこで偶発的と見るだけ長い経過時間Ｔ、に
対して充分短い時間ＴＯ例えば３０分を予め定めておく
。このような時間ＴＯは時間Ｔｏの間継続してポンプ装
置を運転しても差支えないように、例えば電動機Ｓ１ポ
ンプ７等の温度上昇限度から定める。

第７図の電動機ｊを制御駆動する制御装置弘、インバー
タ３はボンブクを給水圧一定になるように給水量番こ従
って吐出圧力も制御する給水圧一定制御を行うものであ
るが同時に第１図について説明したのと同様にインバー
タトリップに対しては同作用を行うようになっているか
ら、ポンプ７が一時的な過負荷で停止したときは運転が
続行される。

給水量が常時最大給水量を越えるように需要が恒常的に
変化して行くと、継続するインバータトリップの生ずる
経過時間Ｔｘは平均して減少して行き、遂には平均して
予め定められた時間ＴＯよりも短くなりポンプ７は、再
起動しなくなることが多くなる。このようなことから、
間接に給水需要の動向が判明する。

才たポンプ装置に重大な故障が生じると、継起するイン
バータトリップの経過時間ＴｘがＴθ）Ｔｚとなるから
、スイッチλは開放され可変速給水装置は停止する。

〔発明の効果〕

第一発明はインバータトリップ信号を制御装置へ入力し
、前回のインパークトリップ信号から今回のインパーク
トリップ信号までの経過時間を予め定められた一定時間
と比較するように電動機の制御回路を設けたから、電動
機に駆動される作業機系における偶発的条件の重なりに
より生じたインバータトリップか、該系の欠かんによる
インパークトリップかが判示され、保守管理を適切に行
うことができる。

第二発明は末端圧一定制御を行って給水している可変速
給水装置の制御装置に第一発明の制御装置を附設したか
ら、ポンプ装置がインツイータトリップにより停止した
場合にその停止が偶発的な給水量の増大によるものであ
る場合は引き続きポンプ装置は運転されるから断水が生
ずることはない。

給水設備計画当初よりも給水需要が平均的に増大したり
、給水装置に不良個所が生じたりした場合にはその判断
ができ適切に対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のフローシート、第一図、第
３図は夫々が第１図の作用を示すフローチャート、第７
図は可変速給水装置における実施例のフローシートであ
る。 ／・・電源　λ・・スイッチ　３・・インバータ　ｑ・
・制御装置　３・・誘導電動機　６・・作業機　り・・
ポンプ　ｇ・・受水槽　デ・・吸込管　／／・・吐出配
管　／、２・・圧力センサ。 特許出願人　　株式会社荏原製作所 株式会社荏原電産　　　゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電源周波数を変化させるインバータと、該インバー
   タから可変周波数電力を供給される電動機と、インバー
   タの起動停止信号、リセット信号、周波数指令をインバ
   ータに出力し、インバータのトリップ信号を入力する制
   御装置をそなえ、インバータがトリップした時前回のイ
   ンバータトリップからあらかじめ定められた一定時間を
   経過していれば、インバータを自動的にリセットし、前
   回のインバータトリップからあらかじめ定められた一定
   時間内におこっていれば、電動機を停止させる制御装置
   をそなえたことを特徴とする可変速電動機。 ２、電源周波数を変化させるインバータから可変周波数
   電力を供給される電動機により変速運転されるポンプを
   備え、該ポンプによりポンプ吐出側における給水情報信
   号を制御装置に入力して給水圧一定制御を行う可変速給
   水装置であって、前記制御装置がインバータがトリップ
   した時前回のトリップからあらかじめ定められた一定時
   間を経過していれば、インバータを自動的にリセットし
   、前回のトリップからあらかじめ定められた一定時間内
   におこっていれば、ポンプ装置を停止させる制御装置を
   そなえたことを特徴とする可変速給水装置。