JPWO2017085821A1 - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

従来は、接続された端子台個別の設定については、ユーザーが個別に設定を実施するか、専用品として提供していた。コネクタの形状に差異をつけて端子台の種類の区別を行う方法では、コネクタの誤挿入を本来の目的としているため、区別できる端子台の種類をそれほど多くすることができない。また、コネクタの形状に差異をつけるために、製造用の金型の設計時の形状変更や製造時には形状毎に対応する金型の変更が必要になるなど、多品種に対応するには作業の手間が余計に必要となる等の課題がある。モータを駆動する信号を出力する制御部と、端子台の種類に関する情報である識別信号を前記制御部に送る端子部と、を備え、前記制御部は、前記端子部により送られた識別信号に基づきパラメータを設定することを特徴とする電力変換装置である。

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

特許文献１（特開２０１４−２６７５５号公報）には、「温度調節計、通信装置、表示装置、駆動装置、入出力装置、電源装置などの制御装置には、電源やセンサ等からの信号を入力したり、制御対象機器へ信号を出力するための端子台が設けられて」おり、「仕様や機能が異なる端子台が複数種類あり、予め定義されている種類以外の端子台との間で各種信号の処理が行われないようにする必要がある」ことが開示されている。

特開２０１４−２６７５５号公報

特許文献１によると、「コネクタの形状に差異をつけて端子台の種類の区別を行う方法では、コネクタの誤挿入を本来の目的としているため、区別できる端子台の種類をそれほど多くすることができない。また、コネクタの形状に差異をつけるために、製造用の金型の設計時の形状変更や製造時には形状毎に対応する金型の変更が必要になるなど、多品種に対応するには作業の手間が余計に必要となる。なお、コネクタの一部のピンを利用して、電気的に端子台の種類を区別するようにすることが考えられる。しかし、このような方法では、コネクタの一部のピンが端子台の種類を区別するための機能に割り付けられ、そのピンを本来の用途として使用することができなくなってしまう」といった課題が考えられる。

そこで、従来は、接続された端子台個別の設定については、ユーザーが個別に設定を実施するか、専用品として提供していた。

上記課題を解決するために、モータを駆動する信号を出力する制御部と、端子台の種類に関する情報である識別信号を前記制御部に送る端子部と、を備え、前記制御部は、前記端子部により送られた識別信号に基づきパラメータを設定する。

本発明によれば、接続された端子台基板の種類を精度良く識別することのできる電力変換装置を提供することが可能となる。 上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る電力変換装置の代表的な構成図の例である。 本発明に係る電力変換装置における端子台種別識別信号を伝達する代表的な構成図の例である。 本発明に係る電力変換装置における端子台種別判定処理のフローチャートである。 パラメータ表示可否判定処理のフローチャートである。 パラメータ初期値設定処理のフローチャートである。 図４のフローチャートにて用いる表示可否判定テーブルの例である。 図４のフローチャートにて用いる初期設定値テーブルの例である。 実施例４−１の構成図の例である。 実施例４−２の構成図の例である。 実施例４−３の構成図の例である。 実施例４−４の構成図の例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る電力変換装置の代表的な構成図の例である。 なお、図における共通の構成については同一の参照番号を付してある。また、以下に説明する各実施例は図示例に限定されるものではない。

図１は、電力変換装置（１００）と、電源供給装置（１１０）と、モータ（１２０）と、制御装置（１３０）を備えて構成される。

電源供給装置（１１０）は、電気的なエネルギーを各種装置に供給する装置であり、たとえば３相交流トランスなどである。

モータ（１２０）は、電気的なエネルギーを機械的なエネルギーに変換する機器であり、たとえば、３相交流モータなどである。

制御装置（１３０）は、電力変換装置（１００）に対して、モータ（１２０）の動作を制御する信号を送達したり、電力変換装置（１００）から、制御状態を受信する装置であり、たとえば、プログラマブル・ロジック・コントローラ（以下ＰＬＣ）などである。

電力変換装置（１００）は、電源供給装置（１１０）から受け取った電気エネルギーをモータ（１２０）に伝達する駆動部（１０１）と、駆動部にモータを駆動するための制御信号を送達する制御部（１０２）と、制御装置（１３０）と制御部（１０２）の間の信号を伝達する端子部（１０３）と、電力変換装置の状態や設定を行う表示設定部（１０４）を備えて構成される。端子部（１０３）は、どのような種類の端子台が接続されているかを判断して制御部（１０２）に知らせ、表示設定部（１０４）では該端子台の種類の情報に基づきパラメータ設定を行う。

図２は本発明に係る電力変換装置における端子台種別識別信号を伝達する代表的な構成図の例である。制御部（１０２）と端子部（１０３）の端子台識別信号（１０３１）の配線例を示す。

端子部（１０３）に端子台識別信号を生成する識別信号生成部（１０３１）があり、その信号を制御部（１０２）にあるＭＣＵ（１０２１）に送達する。端子台識別信号の情報に基づき、ＭＣＵ（１０２１）は表示するパラメータを選別し、表示設定部（１０４）に表示データを送達する。

図３は本発明に係る電力変換装置における端子台種別判定処理のフローチャートである。 まず、電力変換装置（１００）の電源投入（ステップＳ１００）された後、端子台識別処理（ステップＳ２００）を実行する。端子台識別処理ではまず、端子部（１０３）からの端子台識別信号読込（ステップＳ２０１）を実行する。読み込んだ端子台識別信号が前回電源投入時に読み込んだ信号と一致するか判定（ステップＳ２０２）し、一致していれば、処理を終了する。接続された端子台の種類に合わせたパラメータ設定が不要なためである。一致していない場合、パラメータ表示可否判定処理（ステップＳ３００）、パラメータ初期値設定処理（ステップＳ４００）の両方または一方を実行する。

尚、図３では、ステップＳ３００及びステップＳ４００の処理自体は両方実行し、それぞれの処理の中で、 パラメータの変更の有無、非表示パラメータの有無を判定しているが、処理を実行するかどうかの判定を先に行い、不要な場合はいずれかの処理を行わなくてもよい。

パラメータ表示可否判定処理（図３のＳ３００）の詳細について、実施例２にて説明する。

図４はパラメータ表示可否判定処理のフローチャートである。 まず、表示可否判定テーブル（図６に例を示す）を読み出す（ステップＳ３０１）。読み出した表示可否判定テーブルを参照し、ステップＳ２００にて識別した端子台種類のパラメータに非表示とするパラメータがあるか確認し（ステップＳ３０２）、非表示のパラメータがある場合は、非表示とするパラメータ番号を表示設定部（１０４）に通知し（ステップＳ３０３）、処理を終了する。非表示のパラメータがない場合は、そのまま処理を終了する。

ここで、非表示のパラメータがある場合の一例として、入力端子が11本、出力端子が7本の端子台基板Aと、入力端子が10本、出力端子が5本の端子台基板Bが有った場合、入力端子が1本、出力端子が2本少ないため、これらの端子に割り当てる機能の設定が不要となる。 また、たとえばPMモータを駆動する専用の端子台基板Cが有った場合、PMモータ駆動に不要なパラメータ（たとえばVF制御モードで使用するパラメータなど）は不要になるため、こういったパラメータも非表示となる。

なお、パラメータの表示可否判定にテーブルを使用する例を挙げたが、これは一例であり、他の方法も考えられる。

パラメータ初期値設定処理（ステップＳ４００）の詳細について、実施例３にて説明する。

図５はパラメータ初期値設定処理のフローチャートである。

まず、パラメータ初期値テーブル（図７に例を示す）を読み出す（ステップＳ４０１）。パラメータ初期値テーブル中のステップＳ２００にて識別した端子台種類のパラメータと、前回電源投入時に設定されていたパラメータ値とを比較し、、変更するパラメータがあるか確認し（ステップＳ４０２）、変更するパラメータがある場合は、パラメータを変更し（ステップＳ４０３）、処理を終了する。尚、図５の各ステップは、実施例２のパラメータ表示可否判定処理にて非表示のパラメータであると判断されたものについては行わない。

なお、パラメータの表示可否判定にテーブルを使用する例を挙げたが、これは一例であり、他の方法も考えられる。

また、識別した端子台種類のパラメータと前回電源投入時に設定されていたパラメータ値とを比較し、異なるパラメータについてのみ変更する上記の方法ではなく、初めから比較せずにステップＳ２００にて識別したパラメータ初期値テーブルのパラメータ値を現在設定されているパラメータ値に更新することとしても良い。この場合は、パラメータ間の比較作業が不要となる。

端子台の種類を識別する、端子台識別信号の生成にはさまざまな方法がある。

代表的な回路構成例をいくつか挙げる。

図８は端子台識別信号（１０３１−ａ）として複数本の信号線を用い、それぞれ、ハイレベル／ローレベルの組み合わせをＭＣＵ（１０２１−ａ）の汎用ＩＯなどで検知する方法である。この方法では、識別する種類数の増加とともに、必要な信号線の本数も増えるため、識別する端子台の種類が比較的少ないシステムに適する。例では、４本の信号線を用い、端子台の種別を識別する方法を図示している。信号本数をｎとすると、識別できる端子台種別数は２^ｎ個となる。

図９は端子台識別信号（１０３１−ｂ）としてハイレベル／ローレベルの組み合わせをシリアル通信に変換してＭＣＵ（１０２１−ｂ）のシリアル通信ポートに送信する方法である。この方法では、シリアル通信を使用するため1よりも多くの種類を少ない信号線で識別できる。なお、一般的なパラレル−シリアル変換ＩＣは８ビットまたは１６ビットであり、８ビットの場合では２５６種類の端子台を、１６ビットの場合では６５，５３６種類の端子台を識別できることとなる。よって、識別する端子台の種類が多い場合にも適する。

図１０は不揮発性メモリ（１０３１−ｃ）を利用する方法である。端子部に不揮発性メモリを搭載し、特定のエリア（図１０では0番地）に端子種別情報をあらかじめ格納しておく。これをＭＣＵ（１０２１−ｃ）のメモリアクセスを利用して読み出す。この方法では、生産時にあらかじめメモリに情報を書き込む手間がかかるが、メモリの容量次第で多くの端子台種別を判別可能となる。

図１１は端子台識別信号（１０３１−ｄ）として抵抗の分圧比や電圧レベルを直接ＭＣＵ（１０２１−ｄ）のAD変換器に入力する方法である。抵抗分圧の比率や電圧レベルを変えることで、AD変換される値を読み取り、種別を判別する方法だが、抵抗やAD変換器の精度により、識別できる種類数が限定されたり、誤認識のリスクもある。 AD変換器や分圧抵抗、電圧レベルの精度によって識別信号の本数1本でも数種類の端子台種別を判別可能となる。

以上の実施例により、いままでユーザー自身で個別に設定していたパラメータを電力変換装置および制御装置が自動で設定することができる。また、不要なパラメータの表示をしないようにすることもできる。これらにより、パラメータ設定の手間を省くことができ、パラメータ設定漏れによる誤動作のリスクを低減する電力変換装置を提供することが可能となる。

上記にて説明した本願により、コネクタの形状に差異をつけたり、コネクタの一部のピンを利用したりすることなく、装着された端子台の種類を区別することが可能な制御装置を提供することが可能となる。

また、本願記載の電力変換装置は、制御装置本体と、この制御装置本体に着脱可能に装着される端子台とを備えた制御装置において、端子台は、第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の永久磁石の設置部を有し、制御装置本体は、端子台が装着された状態において、第１〜第Ｎの永久磁石の設置部に近接した位置に位置し、この設置部に選択的に設置されている永久磁石の磁気を各個に検出する第１〜第Ｎの磁気検出部と、第１〜第Ｎの磁気検出部からの磁気の有無を示す検出信号に基づいて制御装置本体に装着されている端子台の種類を判別する端子台種類判別部とを備えることを特徴とする。

また、例えば、本発明では、第１〜第Ｎの磁気検出部からの磁気の有無を示す検出信号に基づいて制御装置本体に装着されている端子台が予め定義されている種類の端子台であるか否かを判別したり、第１〜第Ｎの磁気検出部からの磁気の有無を示す検出信号に基づいて制御装置本体に装着されている端子台が予め定義されている複数種類の端子台のうちどの種類の端子台であるかを判別したりしてもよい。

100…電力変換装置、101…駆動部、102…制御部、103…端子部、104…表示設定部、110…電源供給装置、120…モータ、130…制御装置

Claims (10)

1. モータを駆動する信号を出力する制御部と、
   端子台の種類に関する情報である識別信号を前記制御部に送る端子部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記端子部により送られた識別信号に基づきパラメータを設定することを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記制御部は、該識別信号が前回の該電力変換装置の駆動時に読み込んだ識別信号と同一かどうか判断することを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記制御部は、該識別信号に基づき予め定められたパラメータ表示可否に関する情報を用いて、パラメータを設定することを特徴とする電力変換装置。
4. 請求項３記載の電力変換装置であって、
   前記制御部は、該識別信号に基づき予め定められたパラメータ表示可否に関する情報によりパラメータ表示可能とされたパラメータについて設定を行うことを特徴とする電力変換装置。
5. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記制御部は、該識別信号に基づき予め定められた初期設定値に関する情報に基づき、パラメータを設定することを特徴とする電力変換装置。
6. モータを駆動する信号を出力する制御工程と、
   端子台の種類に関する情報である識別信号を送る識別信号送信工程と、
   を備え、
   前記制御工程では、前記識別信号送信工程により送られた識別信号に基づきパラメータを設定することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
7. 請求項６記載の電力変換装置の制御方法であって、
   前記制御工程は、該識別信号が前回の該電力変換装置の駆動時に読み込んだ識別信号と同一かどうか判断することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
8. 請求項６記載の電力変換装置の制御方法であって、
   前記制御工程は、該識別信号に基づき予め定められたパラメータ表示可否に関する情報を用いて、パラメータを設定することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
9. 請求項８記載の電力変換装置の制御方法であって、
   前記制御工程は、該識別信号に基づき予め定められたパラメータ表示可否に関する情報によりパラメータ表示可能とされたパラメータについて設定を行うことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
10. 請求項６記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記制御工程は、該識別信号に基づき予め定められた初期設定値に関する情報に基づき、パラメータを設定することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
    

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