JPS637272B2

JPS637272B2 -

Info

Publication number: JPS637272B2
Application number: JP55130193A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ookubo
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1980-09-18
Filing date: 1980-09-18
Publication date: 1988-02-16
Also published as: JPS5756690A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はポンプの並列運転方法に関する。

従来、２台のポンプの自動並列運転を行なう方
法としては、第１図に示すような構成が知られて
いる。

第１図において、ポンプ１Ａ，１Ｂは可変速電
動機２Ａ，２Ｂによつてそれぞれ回転駆動され、
タンク３から水などの流体を吸入する。該ポンプ
１Ａ，１Ｂの吐出口は配管４を介して並列に接続
され、この配管４に接続された吐出管５と流量調
整弁６とを介して負荷（図示せず）に所望の流量
の水を供給する。

吐出管５の塗中には供給される水圧を検出する
圧力検出器７と、吐出管５を流れる水量を検出し
て、水量が一定の値を越えるとオンとなる流水継
電器８とが設けられている。

上述の構成において、負荷が要求する流量が少
いときは、流量継電器８の出力信号はオフとなつ
ており、ポンプ１Ｂ用の可変速電動機２Ｂの電源
は流量継電器８を通して通電されているため可変
速電動機２Ｂへは給電されておらずポンプ１Ｂは
停止しておりポンプ１Ａ用の可変速電動機２Ａへ
のみ給電されポンプ１Ａだけが運転されている。
この状態で可変速電動機２Ａは圧力検出器７の出
力がある値に設定された圧力設定値と等しくなる
様に運転される。負荷が要求する流量が増大し流
量継電器８の出力信号がオンになると可変速電動
機２Ｂへも給電されるので可変速電動機２Ａと２
Ｂの２台が並列運転を行い、やはり同様に圧力検
出器７の出力がある一定値となる様に制御され
る。要するに、流量を検出して、これに応じて並
列運転するポンプの台数を制御していた。

上記に述べた様にして自動並列運転による吐出
圧一定制御は行えるが、流量継電器８を設ける必
要があり、一般にこの流量継電器は設置工事の際
に取付けることが普通であり、しかもこの取付け
時に細心の注意を必要とするため、設置工事が面
倒でかつ不経済であつた。

また既設の給水設備にポンプを増設して、上述
のような並列運転を行なうように改造する場合
は、配管中に流量継電器を取り付けるための配管
工事が煩雑となるという欠点があつた。

この発明は上述の欠点を除去するためになされ
たもので、ポンプの出力経路中の圧力信号に応じ
て、電動機を制御することにより、流量検出器を
用いないで、負荷流量に応じて、ポンプとモータ
の並列運転を制御できる運転方法を提供すること
を目的とするものである。

以下にこの発明の一実施例を図面とともに説明
する。

第２図はこの発明の実施例におけるポンプの並
列方式の一例を示すもので、第１図の流量継電器
８を除いている。他の構成部分は第１図と同様で
あり、第２図において第１図と均等な部分には同
一の符号を付した。

第３図は可変速電動機２Ａと２Ｂ用の制御装置
の一例を示し、加え合わせ点１０の一方には圧力
設定器１１から所定の設定圧を表わす大きさの信
号が印加されているとともに、加え合わせ点１０
の他方には、圧力検出器７から吐出管５中の水圧
を示す信号（以下圧力信号）が、上記設定圧に対
して差動的に印加され、両信号の差動出力は演算
増幅器１２に印加される。

演算増幅器１２は高い増幅度のPI（比例・積
分）動作を有する増幅器であり、水の供給系に生
じる短時間の圧力変動は積分要素の遅延時間によ
つて吸収されるようになつている。

増幅器１２の出力電圧は圧力調整器１３を介し
て電動機２Ａ用の速度制御回路１４に印加され、
電動機２Ａと速度制御回路１４で構成したポンプ
速度制御装置１５の入力−回転数特性は、第４図
に示すように、所定の入力電圧E_Rまでは入力電
圧に対して比例して直線的に速度が増加し、入力
電圧がE_Rを越えると、それ以上は上限回転数N_R
で一定となるように構成されている。このような
特性は、たとえば速度制御可能な誘導電動機など
により得られる。

増幅器１２の出力は不感帯要素１６を介して圧
力調整器１７に印加される。不感帯要素１６は第
５図に示すように設定圧と実際の圧力との偏差の
一定範囲内E_Dでは出力が生じないで、この一定
範囲E_Dを越えると、その偏差に応じた出力を生
じる。

圧力調整器１７と不感帯要素１６とは、たとえ
ば第６図に示すように、演算増幅器３０の一方に
増幅器１２の出力、即ち圧力偏差を印加し、また
他方には可変抵抗３１と抵抗３２とを介して所定
の基準値を印加するようにした、比較回路のよう
なものを用いて構成してもよい。

圧力調整器１７の出力は速度制御回路１８に印
加され、速度制御回路１８にはポンプ１Ｂ用の可
変速電動機２Ｂが接続されている。両者１８，１
９によつて構成されるポンプ速度制御装置２０の
入−出力特性は第４図と同じである。

上述の装置において運転を行うと負荷の流量の
少い場合は、１台のみの電動機２Ａが運転される
だけでポンプ１Ａから充分な流量の水が供給され
圧力設定器１１で設定をした値に圧力検出器７の
出力を等しくできる。従つて、圧力設定値と圧力
検出器７の出力の差は小さく、たとえば設定圧の
0.01％位であり、この差を増巾している増巾器１
２の出力は不感帯要素１６の不感帯域E_Dよりも
小さい。従つて不感帯要素１６の出力はゼロであ
り圧力調整器１７の入力、出力ともにゼロであつ
て、速度制御回路１８の出力もゼロであり、可変
速電動機２Ｂは停止しており、ポンプ１Ｂは停止
している。

一方、増幅器１２の出力は圧力調整器１３に印
加され、圧力偏差に応じた大きさの信号を速度制
御回路１４にあたえて、電動機２Ａ、したがつて
ポンプ１Ａを適当な回転数で回転させる。電動機
２Ａ、ポンプ１Ａの回転数は、最高速度N_Rの範
囲内で圧力偏差の大きさに比例する。

いま負荷への流量が増大してくると可変速電動
機２Ａの回転数は流量の増大につれ上昇するが遂
に回転数N_Rに到達する。更にこのまま負荷の要
求する流量を増大すると可変速電動機２Ａの回転
数がN_R以上上昇しないためポンプ１Ａの吐出量
が不足し、圧力が低下して圧力検出器７の出力が
減少し、圧力設定器１１で設定された値との間
に、たとえば設定圧に対して、0.5％程度の誤差
を生ずる。この誤差は増巾器１２で増巾され、増
巾器１２の出力が不感帯要素１６の不感帯値E_D
を越える圧力調整器１７にも入力信号が与えられ
る。そして圧力調整器１７は入力信号の大きさに
応じた値の出力を速度制御回路１８に供給し、可
変速電動機２Ｂを所定の速度で運転し、ポンプ１
Ｂを、速度N_Rで一定吐出量で運転しているポン
プ１Ａと並列運転させて、必要な流量の水を負荷
に供給する。可変速度電動機２Ｂの回転速度は設
定圧と圧力検出器７で検出された圧力との偏差に
比例し、かつある偏差値以上では回転速度N_Rと
なる。

なお上述の不感帯域E_Dは許容される圧力変動
量、ポンプ制御系の動作遅れ等に基づいて定めら
れ、たとえば設定圧の0.5％に対応して定められ
る。

なお水供給系に短時間の圧力変動があつても、
演算増幅器１２の積分要素の動作によつて、吸収
され、短時間の圧力変動によつて、電動機２Ｂ、
ポンプ１Ｂが起動することはない。

また電動機の速度上限があることによつて、主
側のポンプ（たとえば上述の例では１Ａ）の吐出
量は一定となり、補助側のポンプを運転する場合
にオン、オフが高頻度でくり返されることは防止
される。

負荷の要求する水量が少なくなると電動機２
Ｂ、ポンプ１Ｂは停止して、ポンプ１Ａで運転す
る。

上述の実施例はポンプ１Ａを主、１Ｂを補助と
して用いたが、第３図に点線で示すように切換回
路４０を設けて、所定の時間後にリレー４１を切
り換えて、各電動機２Ａ，２Ｂを交互に切換えて
運転し、主ポンプと補助ポンプとを交互に切り換
えて使用することにより、片寄つた運転を防止し
てもよい。

なお増幅器１２、圧力調整器１３，１７は、ハ
ンチングやオーバーシユートを防止するために
PID増幅器を用いてもよい。

さらに定速度型の電動機と可変速度型の電動機
とを組み合わせてもよいし、３台以上の電動機と
ポンプとを並列運転するようにしてもよい。

なおこの発明の一つの実施例によれば、ポンプ
の運転時、±15％程度の圧力脈動が生じたが、団
地の給水ポンプに本発明装置を適用した場合、有
料住宅部品認定規格（BL規格）における±20％
の範囲内であり、かつ圧力検出器の精度を高くす
ることによつて圧力誤差をさらに小さくできる。

以上詳述したように、この発明は主ポンプを運
転して流体の供給を行ない、流量が不足した場合
に他のポンプを並列運転して流量不足を補なうよ
うにしたポンプの駆動方式において、系路中の圧
力偏差に応じて補助側のポンプの起動を制御する
ようにしたから、流量検出器が不要となり、配管
工事が簡単となり、経済的で、かつ流体のろう洩
事故等の発生も少なくなる。

なおこの発明は随意の流体に適用できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はポンプの並列運転方法の従来の一例を
示す系統図、第２図はこの発明が適用されるポン
プの並列運転方法の一例を示す系統図、第３図は
この発明の一実施例を示すブロツク図、第４図は
第３図の実施例に用いられる速度制御装置の特性
曲線、第５図は第３図の実施例に用いられる不感
帯要素の特性曲線、第６図は第３図の実施例に用
いられる不感帯要素と圧力調整器の詳細な回路図
である。１Ａ，１Ｂ……ポンプ、２Ａ，２Ｂ……可変速
電動機、３……タンク、４……配管、５……吐出
管、７……圧力検出器、１０……加え合わせ点、
１１……圧力設定器、１２……増幅器、１３，１
７……圧力調整器、１４，１８……速度制御回
路、１５，２０……ポンプ速度制御装置、１６…
…不感帯要素、１７……圧力調整器。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも第１と第２の２台のポンプをそれ
ぞれ、速度上限を有する可変速電動機で駆動する
ように構成する一方、負荷に供給する流体圧を圧
力検出手段で検出し、この検出圧を設定圧と比較
器で比較して圧力差を出力し、前記圧力差が所定
範囲内にあるときは、圧力差に応じる第１の可変
速電動機の回転数を第１の速度制御回路で得るよ
うに制御し、前記圧力差が所定範囲を越えるとき
は、前記圧力差に応じる第２の可変速電動機の回
転数を不感帯要素を有する第２の速度制御回路で
得るように制御して前記第２のポンプを前記第１
のポンプと並列運転することを特徴とするポンプ
の並列運転方法。