KR100987290B1 - Apparatus for controlling inverter by electronic control unit - Google Patents

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마사카즈 모리
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세이부덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 전자 제어유닛(1)에 의해 제어된 인버터(2)에 의해 모터(3)에 기동토크를 발생시켜, 부하체(4)가 구동한 후에 인버터(2)를 정상의 주파수ㆍ전압ㆍ전류 제어로 전환하여 모터(3)의 속도 제어 등을 행한다. 이 인버터 제어장치는, 부하체(4)를 상하 이동 가능하게 지지하는 스핀들(5)을 상하 동작시키기 위해 회전 구동하는 모터(3), 모터(3)의 회전 구동을 인버터(2)를 통해서 제어하는 전자 제어유닛(1) 및 모터(3)의 회전을 검출하는 인코더(8)를 갖는다. 전자 제어유닛(1)은, 모터(3)의 기동시에 인버터(2)에 대해서 고전압을 인가하는 지령을 출력하는 동시에 인코더(8)에 의해 모터(3)의 회전을 검출하고, 모터(3)가 기동한 것에 응답하여 인버터(2)를 정상의 주파수ㆍ전압ㆍ전류 제어를 행한다.The present invention generates a starting torque to the motor 3 by the inverter 2 controlled by the electronic control unit 1, and drives the inverter 2 to a normal frequency and voltage after the load body 4 is driven. • By switching to the current control, the speed control of the motor 3 is performed. The inverter control device controls the rotational drive of the motor 3 and the motor 3 which are driven to rotate in order to vertically operate the spindle 5 for supporting the load body 4 so as to be movable up and down through the inverter 2. Has an electronic control unit 1 and an encoder 8 for detecting rotation of the motor 3. The electronic control unit 1 outputs a command for applying a high voltage to the inverter 2 when the motor 3 starts up, and detects the rotation of the motor 3 by the encoder 8, and detects the rotation of the motor 3. In response to the start-up, the inverter 2 performs normal frequency, voltage, and current control.

전자 제어유닛, 인버터, 모터, 부하체, 주파수, 전압, 전류, 제어, 스핀들, 기동토크, 인코더. Electronic control unit, inverter, motor, load body, frequency, voltage, current, control, spindle, starting torque, encoder.

Description

전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING INVERTER BY ELECTRONIC CONTROL UNIT}Inverter controller by electronic control unit {APPARATUS FOR CONTROLLING INVERTER BY ELECTRONIC CONTROL UNIT}

도 1은, 본 발명에 의한 부하체(負荷體)의 기동시 모터의 인버터 제어장치의 일실시예를 나타내는 설명도,1 is an explanatory diagram showing an embodiment of an inverter control apparatus for a motor at the time of starting a load body according to the present invention;

도 2는, 이 모터의 인버터 제어장치에서의 전자 제어유닛, 인버터 및 모터의 관계를 나타내는 설명도,2 is an explanatory diagram showing a relationship between an electronic control unit, an inverter, and a motor in an inverter control apparatus of this motor;

도 3은, 이 부하체의 기동시 모터의 인버터 제어장치가 조립되는 밸브 액츄에이터의 일례를 나타내는 단면도, 및3 is a cross-sectional view showing an example of a valve actuator in which an inverter control device of a motor is assembled when the load body starts up;

도 4는, 이 부하체의 기동시 모터의 인버터 제어장치의 작동을 나타내는 처리 플로우도이다.Fig. 4 is a process flow diagram showing the operation of the inverter controller of the motor when the load body is started.

[도면의 주요부분에 대한 간단한 부호의 설명][Explanation of simple symbols for the main parts of the drawings]

1 전자 제어유닛, 2 인버터,1 electronic control unit, 2 inverter,

3 모터, 4 부하체,3 motors, 4 load bodies,

5 스핀들, 6 웜 휠,5 spindles, 6 worm wheels,

7, 웜, 8 인코더,7, worm, 8 encoder,

11, 회전축, 12 게이트,11, rotating shaft, 12 gates,

13 밸브, 14 수나사,13 valves, 14 male threads,

20 케이싱, 21 감속 기어.20 casings, 21 reduction gears.

본 발명은, 예컨대, 유로(流路)를 개폐하는데 설치된 수문(水門), 문짝체(扉體), 게이트, 밸브체(弁體) 등의 부하체를 상하 이동시키는 액츄에이터에 관한 것으로서, 특히, 부하체를 상하 구동하기 위한 모터 기동시에서의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator for vertically moving a load body such as a water gate, a door body, a gate, a valve body, and the like, which is installed to open and close a flow path. An inverter control apparatus by an electronic control unit at the time of starting a motor for driving a load body up and down.

종래, 모터를 상용(商用) 전원으로 구동하고 있는 상태에서 정전류형 인버터에 의해 모터를 구동 전환을 행할 때에 동(同)전원의 동기 전환방법이 알려져 있다. 그 동기 전환방법은, 부하용 모터를 상용 전원으로 구동하고 있는 상태에서 정전류형 인버터로 전환 구동할 때, 전류형 인버터의 주파수를 상승시켜 가는 과정에서 거의 상용주파수와 동등해진 후에 위상이 일치하는 시점의 검출신호를 얻는 동시에, 펄스 발생 시점으로부터 부하 모터의 역률각 만큼 경과한 시점까지의 폭을 갖는 펄스신호를 얻고, 위상일치 검출신호가 발생한 때에 전류형 인버터의 역변환 제어를 각 펄스신호의 하강 시점에서 행하도록 하며, 이어서 모터에 대해서 상용 전원과 전류형 인버터에서 병렬적으로 전력을 얻은 후, 상용 전원을 모터에서 분리하도록 한 것이다(예컨대, 일본특허공개 소58-39276호 공보 참조).Background Art Conventionally, a synchronous switching method of the same power source is known when driving the motor by a constant current inverter while driving the motor with a commercial power source. In the synchronous switching method, when the load motor is driven with a commercial power supply and the drive is switched to a constant current inverter, the phase coincides with the phase after the voltage of the current inverter is substantially equal to the commercial frequency in the process of increasing the frequency of the current inverter. A pulse signal having a width from the time of generating the pulse to the time when the power factor angle of the load motor has elapsed is obtained, and the reverse conversion control of the current type inverter is performed when the phase coincidence detection signal is generated. Then, the electric power is obtained in parallel from the commercial power source and the current inverter for the motor, and then the commercial power source is separated from the motor (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-39276).

또한, 각종 관로(管路)나 각종 수로(水路)를 개폐하는데 이용하는 교류 전동밸브 또는 게이트가 알려지고 있다. 그 교류 전동밸브 또는 게이트는, 밸브 또는 게이트와, 밸브 또는 게이트를 구동하는 교류 전동기와, 교류 전동기의 인버터와, 밸브 또는 게이트의 개폐 속도를 구하는 개폐속도 검출수단과, 개폐속도가 밸브 또는 게이트의 개도(開度) 구간마다 지정한 개폐속도가 되도록, 인버터의 인버터 주파수를 증가 또는 감소하게 하는 인버터 제어부를 구비하고 있다. 인버터는, 교류 전동기를 포함하는 밸브 또는 게이트의 구동기구에 설치되어 있다(예컨대, 일본특허 제3079426호 공보 참조).In addition, AC electric valves or gates used to open and close various pipe lines and various water channels are known. The AC motor valve or gate includes a valve or gate, an AC motor driving the valve or gate, an inverter of the AC motor, an opening / closing speed detecting means for obtaining an opening / closing speed of the valve or gate, and the opening / closing speed of the valve or gate An inverter control section is provided to increase or decrease the inverter frequency of the inverter so as to have a designated opening and closing speed for each opening section. The inverter is provided in a drive mechanism of a valve or gate including an AC motor (see, for example, Japanese Patent No. 3079426).

종래, 용수로에 설치한 수문 문짝의 수밀(水密) 구조에 대해서, 수밀 유지와 수밀 고무의 보호를 개시한 것이 알려져 있다. 그 수문 문짝의 수밀 구조는, 취수구 앞측 벽면에 배치한 개구를 갖는 호당(戶當), 개구를 개폐하는 문짝체, 그 문짝체를 상하로 이동하는 구동수단을 갖고, 용수로의 폐쇄시 수밀을 유지하기 위해서 문짝체의 내측면에서 개구에 대향하는 위치의 주연(周緣)부에 설치한 수밀 고무와, 문짝체의 개폐 조작시에 문짝체를 받침판(受板)으로부터 이반(離反)시키는 돌기(突起)체를 설치해서 수밀 고무를 보호하는 동시에, 돌기체의 침몰 구멍을 설치해서 폐쇄시의 수밀 유지를 도모한 것이다(예컨대, 일본특허공개 2003-206523호 공보 참조).Background Art Conventionally, it has been known to disclose watertight holding and protection of watertight rubber with respect to the watertight structure of a hydrological door door installed in a waterway. The watertight structure of the water gate has a door hall having an opening disposed on the front wall of the intake port, a door body for opening and closing the opening, and a driving means for moving the door up and down to maintain watertightness when the water passage is closed. For this purpose, the watertight rubber provided at the periphery of the position facing the opening on the inner side of the door, and the projections that separate the door from the support plate during opening and closing operation of the door, A body is provided to protect the watertight rubber, and a sinking hole of the protrusion is provided to maintain watertightness at the time of closing (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-206523).

수문 문짝의 수밀 구조에 대해서, 문짝체가 방수구를 전부 닫을 때에 발생하는 고무 패킹의 길로틴(guillotine) 손상의 발생을 방지하는 것이 알려져 있다. 그 수문 문짝의 수밀 구조는, 문짝체의 하단 내면부에 대향하는 수문측 호당부에 따라 수밀 고무를 배열 설치하고, 폐쇄시에 수밀 고무에 배압(背壓)으로서 압력수 도입구멍을 거쳐서 댐 압력수를 도입하며, 산형(山型) 돌조(突條)부를 문짝체에 억누르 는 것에 의해, 문짝체를 수밀에게 폐쇄하는 것이다(예컨대, 일본특허공개 평7-42138호 공보 참조).With respect to the watertight structure of the hydroponic door, it is known to prevent the occurrence of guillotine damage of the rubber packing which occurs when the door closes all the waterproof openings. The watertight structure of the water gate is arranged with watertight rubber arranged along the water gate side door facing the lower inner surface of the door, and at the time of closing, the dam pressure passes through the water pressure introduction hole as back pressure to the watertight rubber. The door is closed to the watertight by introducing water and pressing the mountain-shaped protrusions against the door (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-42138).

또, 본 출원인은, 앞서 인텔리전트형 밸브 액츄에이터를 개발했다. 그 인텔리전트형 밸브 액츄에이터는, 밸브 위치 리미트, 토크 리미트 등의 리미트 검출, 하우징 내부의 온습도(溫濕度)검출, 스템 부시의 암나사의 마모량 검출, 모터나 전자부품의 상태 데이터에 의한 열화 예측, 구동계 부품 등의 마모 열화, 모터의 구동 전류의 상태 데이터 등을 전기적으로 검출해서 감시하여 자기 진단하는 동시에, 그들의 정보에 대응해서 내장하는 제어회로에 의해 장치 자체에 대해서 정상화의 처리를 하거나, 상기 정보에 대응해서 부품교환, 경보 등의 표시를 행할 수 있다. 그 인텔리전트형 밸브 액츄에이터는, 각종 센서로부터의 측정값을 표시하고, 상태 데이터의 측정값을 설정값으로부터 벗어난 정보에 응답해서 제어회로로 처리해서 부품 교환수리, 경보 등의 상태출력을 발생하고, 각 측정값에 응답해서 밸브에 의한 유로의 개폐 작동을 자기 제어한다. 컨트롤러는, 제어회로에 접속한 통신유닛을 통해서 측정값에 응답해서 설정값을 제어한다(예컨대, 일본특허공개 2004-257420호 공보 참조).In addition, the present applicant has developed an intelligent valve actuator. The intelligent valve actuators can be used for detecting valve position limits, torque limits, etc., detecting temperature and humidity inside the housing, detecting wear of female threads of stem bushes, predicting deterioration by state data of motors and electronic components, and driving system components. Deterioration of wear and the like, electric current of the driving current of the motor, and the like are detected and monitored, and self-diagnostics are performed. It is possible to display parts replacement, alarms, and the like. The intelligent valve actuator displays the measured values from various sensors, processes the measured values of the state data in response to information deviating from the set values, and generates a state output such as parts replacement repair or alarm by processing the control circuit. In response to the measured value, the opening and closing operation of the flow path by the valve is self-controlled. The controller controls the set value in response to the measured value through a communication unit connected to the control circuit (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-257420).

그런데, 종래의 밸브 액츄에이터에 설치되어 있는 밸컨(balcon)용 토크 모터는, 초기 토크 즉 기동토크를 얻기 위해서 마그넷 스위치 등으로 모터를 회전시키고 있었다. 또한, 종래의 밸브 액츄에이터에서는, 상기와 같이, 문짝체의 수로의 폐쇄시에 서의 수밀 구조를 얻기 위해서 여러 가지의 수단이 취해지고 있으며, 폐쇄되어 있는 문짝체를 개폐하기 위해 기동토크가 큰 것으로 되어 있다. 최근, 밸브 액츄에이터에 있어서, 인버터를 탑재해서 인버터에 의한 밸브 컨트롤이 행하여지게 되었다. 그렇지만, 정격의 벡터 인버터에서는, 토크 모터에 필요한 기동토크를 발생시킬 수 없기 때문에, 밸브 컨트롤용으로서, 인버터 제어의 채용에 대해서 문제가 있었다.By the way, the balcon torque motor provided in the conventional valve actuator rotates the motor by the magnet switch etc. in order to acquire initial torque, ie, starting torque. Moreover, in the conventional valve actuator, as mentioned above, various means are taken in order to obtain the watertight structure at the time of the closing of the channel of the door, and the starting torque is large to open and close the door. It is. In recent years, valve actuators have been equipped with inverters to control valves by inverters. However, in the rated vector inverter, since the starting torque required for the torque motor cannot be generated, there is a problem in employing inverter control for valve control.

본 발명의 목적은, 예컨대 수문, 문짝체, 밸브, 게이트 등의 부하체를 조작하는 스핀들을 상하 동작 가능하게 구동하는 액츄에이터에 있어서, 예컨대, 상기의 인텔리전트형 밸브 엑츄에이터를 더 발전시킨 것이며, 부하체에 대해서 각종 정보에 대응하여 스핀들을 상하 동작시키는 모터를 인버터를 이용해서 구동 제어하고, 특히 부하체의 과부하시, 예컨대 기동시 기동토크가 정상 부하에 비교하여 200~400%이므로, 그 기동토크를 확보하기 위해, 부하체의 기동시에, 전자 제어유닛으로부터 인버터에 미리 정해진 전압파형, 전류파형 및 주파수를 정형(整形) 처리하기 위한 기동 처리데이터를 입력하고, 인버터에서 모터로 고전압을 인가하여, 모터에 기동토크를 발생시키며, 모터의 기동 후는 인버터에 정상의 처리데이터를 입력하고, 부하체의 이동상태를 부드럽게 소망의 속도로 작동시키는 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to further develop the intelligent valve actuator described above, for example, in an actuator for driving a spindle for operating a load body such as a water gate, a door, a valve, a gate, and the like so as to operate up and down. In response to various information on the motor, the drive is controlled by using an inverter to drive the spindle up and down. Especially, when the load is overloaded, for example, the starting torque is 200 to 400% compared to the normal load. In order to ensure, at start-up of the load body, start processing data for shaping predetermined voltage waveforms, current waveforms and frequencies from the electronic control unit is input to the inverter, and a high voltage is applied from the inverter to the motor, Start torque is generated at the motor.After starting the motor, input the normal processing data to the inverter and check the movement state of the load body. It is to provide an inverter control device by an electronic control unit that operates at a desired speed smoothly.

본 발명은, 부하체(負荷體)를 이동시키기 위해 회전 구동하는 모터, 상기 모터의 회전 구동을 상기 부하체의 이동 구동으로 변환 전달하는 동력 전달장치, 및 상기 부하체의 이동 상태를 검출하는 인코더를 갖는 액츄에이터에 있어서,The present invention provides a motor for rotationally driving to move a load body, a power transmission device for converting and transmitting rotational drive of the motor into movement drive of the load body, and an encoder for detecting a movement state of the load body. In the actuator having:

상기 모터에 기동토크를 발생시키기 위해, 전압파형, 전류파형 및 주파수를 정형(整形)하기 위한 기동 처리데이터를 작성하는 전자 제어유닛, 및 상기 모터를 회전 구동하기 위해 상기 전자 제어유닛으로부터 상기 기동 처리데이터의 입력에 의해 제어되는 인버터를 갖고, 상기 전자 제어유닛은, 상기 부하체의 기동시에 상기 인버터에 상기 기동 처리데이터를 입력해서 상기 모터에 고전압을 인가하는 지령을 출력하는 동시에, 상기 인코더에 의해 상기 모터의 회전을 검출해서 상기 모터가 기동한 것에 응답하여 상기 인버터를 정상 처리데이터에 의한 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어로 전환하고, 상기 부하체의 이동 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치에 관한 것이다.An electronic control unit for generating start processing data for shaping a voltage waveform, a current waveform and a frequency to generate a starting torque in the motor, and the starting processing from the electronic control unit for rotationally driving the motor. An inverter controlled by the input of data, the electronic control unit inputs the start processing data to the inverter at the start of the load body and outputs a command for applying a high voltage to the motor, An electronic control unit which detects the rotation of the motor and switches the inverter to frequency, voltage, and current control by normal processing data in response to starting of the motor, and controls the moving state of the load body. It relates to an inverter control device.

또한, 상기 전자 제어유닛에 있어서 작성한 상기 기동 처리데이터는, 상용 전원을 직접 입력했을 때에 발생하는 처리데이터와 동일하고, 상기 기동 처리데이터가 상기 인버터에 입력되어 상기 모터에 인가되며, 상기 모터에 상기 기동토크를 발생시킨다.The start processing data created by the electronic control unit is the same as the processing data generated when a commercial power source is directly input. The start processing data is input to the inverter and applied to the motor. Generate starting torque.

또한, 상기 전자 제어유닛은, 상기 인코더에 의한 상기 부하체의 이동 위치를 검출해서 확인할 수 있는 것이다.Moreover, the said electronic control unit can detect and confirm the movement position of the said load body by the said encoder.

또한, 이 인버터 제어장치는, 상기 전자 제어유닛에는 상기 인버터와 상기 인코더로부터의 신호가 입력되고, 상기 전자 제어유닛은 상기 신호에 응답해서 상기 인버터를 제어하여 상기 부하체의 작동 상태를 제어하도록 구성되어 있다.In addition, the inverter control device is configured to input signals from the inverter and the encoder to the electronic control unit, and the electronic control unit controls the inverter in response to the signal to control the operating state of the load body. It is.

또한, 이 인버터 제어장치는, 상기 전자 제어유닛으로부터 상기 인버터로 입력하는 상기 기동 처리데이터의 지령시간은, 상기 인버터가 본래 갖는 허용범위 내 의 짧은 시간이다.In this inverter control apparatus, the command time of the start processing data input from the electronic control unit to the inverter is a short time within an allowable range originally owned by the inverter.

또한, 이 인버터 제어장치는, 상기 전자 제어유닛에는, 상기 부하체의 이동 한계위치 및 미리 결정된 설정 위치의 펄스 값이 등록되어 있고, 상기 전자 제어유닛은, 상기 부하체의 상기 설정 위치까지의 속도를 지시 선택해서 상기 인버터를 제어하는 것이다.In addition, in this inverter control apparatus, a pulse value of a movement limit position of the load body and a predetermined setting position is registered in the electronic control unit, and the electronic control unit has a speed up to the setting position of the load body. To select and control the inverter.

또한, 상기 동력 전달장치는, 상기 부하체를 설치한 스핀들에 설치된 수나사에 나사 결합하는 암나사, 상기 암나사를 구비하고 또한 하우징에 회전 가능하게 지지된 스템 부시, 상기 스템 부시에 고정된 웜 휠, 상기 웜 휠에 맞물려서 회전을 전달하는 웜, 및 상기 웜을 회전 구동하고 또한 상기 모터에 연결된 회전축을 구비하고 있다. 또한, 상기 전자 제어유닛과 상기 인버터는, 상기 액츄에이터의 상기 하우징 내에 부착 분리 가능하게 배열 설치되는 케이싱 내에 수용되어 일종의 키트로서 취급할 수 있다.In addition, the power transmission device is a female screw threaded to a male screw installed on the spindle provided with the load body, a stem bush provided with the female screw and rotatably supported by a housing, a worm wheel fixed to the stem bush, the And a worm that engages with the worm wheel to transmit rotation, and a rotation shaft which drives the worm in rotation and is connected to the motor. In addition, the electronic control unit and the inverter are housed in a casing that is detachably arranged in the housing of the actuator and can be treated as a kind of kit.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치의 실시예를 설명한다. 이 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치는, 예컨대, 밸브 액츄에이터에 탑재되어 적용되는 바람직한 것이며, 그 밸브 액츄에이터는, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 수로(水路), 정수장(淨水場) 등의 유로에 접속한 하우징(17)에 고정된 유로관(19), 유로관(17)의 유로(18)를 개폐하기 위해 배열 설치된 게이트, 수문, 문짝체 등의 부하체(4)인 밸브(13)를 설치하고 또한 하우징(17)에 상하 이동 가능하게 지지된 스핀들(5), 스핀들(5)에 설치된 수나사(14)에 나사 결합되는 암나사(15)를 구비하고 또한 하우징(17)에 회전 가능하게 지 지된 스템 부시(16), 및 암나사(15)를 회전 구동하여 스핀들(5)을 상하 이동시키기 위해 스템 부시(16)에 구동장치인 모터(3)로부터의 회전을 스핀들(5)에 전달하는 동력 전달장치(10)를 갖는다. 동력 전달장치(10)는, 암나사(15)를 회전시켜 스핀들(5)을 상하 이동시키기 위해서, 스템 부시(16)에 고정된 웜 휠(6)과, 웜 휠(6)에 맞물려서 구동 수단으로부터의 회전이 전달되는 웜(7)을 갖고 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, embodiment of the inverter control apparatus by the electronic control unit by this invention is described. The inverter control apparatus by this electronic control unit is preferable to be mounted and applied to a valve actuator, for example, As the valve actuator is shown to FIG. 1 and FIG. 3, for example, a water channel and a water purification plant A load body 4 such as a flow path tube 19 fixed to a housing 17 connected to a flow path such as a), a gate, a water gate, a door body, etc. arranged to open and close the flow path 18 of the flow path pipe 17. And a housing (17) provided with a spindle (5) provided with a valve (13) and supported by the housing (17) so as to be movable upward and downward, and with a female thread (15) screwed into a male thread (14) installed on the spindle (5). In order to rotate the stem bush 16 and the female screw 15 which are rotatably supported on the stem bush 15 to move the spindle 5 up and down, rotation from the motor 3 which is a drive device to the stem bush 16 is carried out. It has a power transmission device 10 for transmitting. The power transmission device 10 is engaged with the worm wheel 6 fixed to the stem bush 16 and the worm wheel 6 in order to rotate the female screw 15 to move the spindle 5 up and down from the driving means. It has the worm 7 which the rotation of is transmitted.

이 밸브 액츄에이터는, 앞에서 언급한(前揭) 일본특허공개 2004-257420호 공보에 개시한 인텔리전트형 밸브 액츄에이터를, 특히, 모터(3)의 기동시에 있어서도 인버터(2)로 제어할 수 있도록 더욱 발전시킨 것이며, 그 인텔리전트형 밸브 액츄에이터와 같이, 밸브의 작동 상태의 각종 데이터를 검출하기 위해 각종 센서, 예컨대, 스핀들(5)에 부하되는 토크를 검출하는 토크 검출 포텐셔(9), 부하체(4)의 이동 상태 혹은 모터(3)의 회전수를 검출하는 인코더(8), 구동수단인 모터(3) 등의 온도를 검출하는 서미스터 등으로부터 이루어지는 온도센서, 밸브 액츄에이터의 내부의 습도를 검출하는 습도센서, 밸브(13)의 유로(18)의 개도(開度)를 검출하는 밸브 개도센서, 밸브 액츄에이터의 진동을 검출하는 진동센서, 스템 부시(16)의 암나사(15)의 마모를 검출하는 암나사 마모센서, 모터(3)를 구동하는 기동 전류를 검출해서 운전 회수를 검출하는 전류센서 등을 구비하고 있다.The valve actuator further develops the intelligent valve actuator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-257420, which can be controlled by the inverter 2, particularly when the motor 3 is started. Like the intelligent valve actuator, the torque detection potentiometer 9 and the load body 4 for detecting the torque loaded on the various sensors, for example, the spindle 5, in order to detect various data of the operation state of the valve. Humidity to detect the humidity inside the valve actuator, a temperature sensor made from an encoder 8 that detects the movement state of the motor) or the number of revolutions of the motor 3, a thermistor which detects the temperature of the motor 3 as a driving means, and the like. Sensor, valve opening sensor for detecting the opening degree of the flow path 18 of the valve 13, vibration sensor for detecting the vibration of the valve actuator, female thread for detecting the wear of the female thread 15 of the stem bush 16All sensors, and detects the starting current for driving the motor 3 is provided with a current sensor, etc. for detecting the operating times.

이 밸브 액츄에이터는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 유로(18)를 개폐하는 밸브(13), 게이트(12) 등의 부하체(4)를 상하 이동 가능하게 지지하는 스핀들(5), 스핀들(5)을 상하 동작시키기 위해서 회전 구동하는 모터(3), 스핀들(5)을 상하 동작시키기 위해서 모터(3)의 회전을 상하 동작으로 변환 전달하는 동력 전달장치(10), 모터(3)의 회전 구동을 인버터(2)를 통해서 제어하는 컨트롤 유닛 즉 전자 제어유닛(1), 및 모터(3)의 회전 또는 부하체(4)의 이동 상태를 검출하는 인코더(8)를 갖고 있다. 일반적으로, 밸브 액츄에이터에서는, 게이트(12), 밸브(13) 등의 부하체(4)는, 수밀 고무가 설치되어 있으므로, 부하체(4)의 주위에는 금속편 등을 이용해서 페쇄 상태의 밀폐 상태를 강하게 하고 있어, 물 충격(水擊) 등의 수압에 견디도록 구성되어 있다. 따라서, 밸브 액츄에이터에서는, 부하체(4)를 상승시키는 기동 시에는, 과부하 상태로 되어 있어, 정상부하의 200~400%로 되어 있다. 이 인버터 제어장치는, 기동시에서 높은 토크를 필요로 하는 모터(3)를 인버터(2)를 이용해서 부드럽게 제어하는 것이며, 예컨대, 게이트 개폐시에 기동할 때에, 정상부하에 비교해서 300%의 토크를 필요로 하는 모터(3)를 전자 제어유닛(1)에 의해 제어되는 인버터(2)를 통해서 만들어내는 것이다.As shown in FIG. 3, the valve actuator includes a spindle 5 and a spindle 5 that support the load body 4 such as the valve 13 and the gate 12 that open and close the flow path 18 so as to be movable up and down. Rotational drive of the motor (3) for rotational operation to operate the up and down, power transmission device (10) for converting and transmitting the rotation of the motor (3) to the up and down operation to operate the spindle (5) up and down Control unit, i.e., electronic control unit 1, and encoder 8 which detects the rotation of the motor 3 or the movement state of the load body 4 for controlling the control unit through the inverter 2. Generally, in the valve actuator, since the load body 4, such as the gate 12 and the valve 13, is provided with watertight rubber, the sealed state of the closed state using a metal piece etc. around the load body 4 is used. It is made to be strong, and it is comprised to endure water pressures, such as a water shock. Therefore, in the valve actuator, at the time of starting to raise the load 4, it is in an overload state, and becomes 200 to 400% of the normal load. This inverter controller controls the motor 3 which requires high torque at the time of starting smoothly using the inverter 2, for example, when starting at the time of gate opening / closing, it is 300% compared with the normal load. The motor 3 requiring torque is produced through the inverter 2 controlled by the electronic control unit 1.

이 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치는, 전자 제어유닛(1)과 인버터(2)는, 액츄에이터의 하우징(17) 내에 설치 분리 가능하게 배열 설치되는 케이싱(20)내에 수용되어, 일종의 키트로서 취급할 수 있다. 이 인버터 제어장치는, 특히, 전자 제어유닛(1)에 의해 제어되는 인버터(2)를 사용해서 과부하시, 특히 기동시 모터의 기동 제어를 행하는 것이며, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터(3)의 기동토크를 발생시키기 위한 전압파형, 전류파형 및 주파수를 정형(整形)하기 위한 기동 처리데이터를 작성하는 전자 제어유닛(1) 및 모터(3)의 회전 구동을 행하기 위해 전자 제어유닛(1)으로부터의 기동 처리데이터의 입력에 의해 제어되는 인버터(2)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 이 인버터 제어장치는, 특 히, 부하체(4)의 기동시에, 전자 제어유닛(1)으로부터의 기동 처리데이터를 인버터(2)에 입력해서 모터(3)에 고전압을 인가하는 지령을 출력하는 동시에, 인코더(8)에 의해 모터(3)의 회전을 검출해서 모터(3)가 기동한 것에 응답하여 인버터(2)를 정격 즉 정상 처리데이터에 의한 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어로 전환하고, 부하체(4)의 상하 이동의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.In the inverter control device by the electronic control unit, the electronic control unit 1 and the inverter 2 are housed in a casing 20 arranged to be detachably installed in the housing 17 of the actuator, and are treated as a kind of kit. can do. In particular, the inverter control device performs the start control of the motor at the time of overload, in particular at the start using the inverter 2 controlled by the electronic control unit 1, as shown in FIGS. 1 and 2. Electronic control to perform rotational drive of the electronic control unit 1 and the motor 3 which produce startup processing data for shaping the voltage waveform, current waveform and frequency for generating the starting torque of (3). It is characterized by including the inverter 2 controlled by the input of the start process data from the unit 1. In addition, this inverter control device, in particular, at the time of startup of the load body 4, receives a command for inputting high-voltage voltage to the motor 3 by inputting start processing data from the electronic control unit 1 to the inverter 2. At the same time, the encoder 8 detects the rotation of the motor 3 and, in response to the motor 3 being started, switches the inverter 2 to the frequency, voltage, and current control based on the rated or normal processing data. The up and down movement of the load body 4 is controlled.

전자 제어유닛(1)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터(3)의 기동시에 인버터(2)에, 기동하기 위한 미리 결정된 소정주파수 f, 소정의 전압 V의 전압파형 및 소정의 전류 I의 전류파형으로부터 이루어지는 기동 처리데이터를 입력하고, 인버터(2)를 통해서 모터(3)에 고전압 V를 인가하는 지령을 출력하는 동시에, 인코더(8)에 의해 모터(3)의 회전수를 검출해서 모터(3)가 기동한 것에 응답하여 인버터(2)에 대한 정격 즉 정상의 주파수 f, 전압 V 및 전류 I의 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어로 전환하고, 부하체(4)의 상하 이동의 작동을 제어하는 것이다. 또한, 전자 제어유닛(1)에 의해 작성한 전압파형, 전류파형 및 주파수를 정형하기 위한 기동 처리데이터는, 모터(3)를 구동할 때에 상용 전원을 직접 입력했을 때에 발생하는 처리데이터와 동일한 것이다. 일반적으로, 기동 처리데이터에서의 파형은, 공간에 고정된 점에서 파(波)의 변위를 시간함수로서 나타낸 것이다. 또한, 모터(3)에 부하된 인버터(2)의 정상상태에서의 전압상태 및 전류상태는 인버터(2)로부터 전자 제어유닛(1)에 피드백 되도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the electronic control unit 1 includes a predetermined predetermined frequency f, a voltage waveform of a predetermined voltage V, and a predetermined current I for starting the motor 3 at the inverter 2. The start processing data made up of the current waveform are input, a command for applying a high voltage V to the motor 3 through the inverter 2 is output, and the rotation speed of the motor 3 is detected by the encoder 8, In response to the start of (3), switching to the frequency, voltage, and current control of the inverter 2, that is, the normal frequency f, the voltage V, and the current I, and the operation of the vertical movement of the load body 4 are controlled. It is. The start processing data for shaping the voltage waveform, the current waveform and the frequency generated by the electronic control unit 1 are the same as the processing data generated when the commercial power source is directly input when driving the motor 3. In general, the waveform in the starting process data represents the displacement of a wave as a time function at a fixed point in space. In addition, the voltage state and the current state in the steady state of the inverter 2 loaded on the motor 3 are configured to feed back from the inverter 2 to the electronic control unit 1.

즉, 컨트롤 유닛인 전자 제어유닛(1)은, 모터(3)의 기동 가능한 기동 처리데이터를 인버터(2)에 입력해서 모터(3)에 인가하고, 모터(3)를 기동하는 토크를 발 생시키는 것이다. 인코더(8)는, 예컨대, 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터(3)에 감속 기어(21)를 통해서 연결하거나, 혹은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 회전축(11)에 연결한 스핀들(5)을 구동하는 웜 휠(6)에 설치되어, 모터(3)의 회전속도를 검출하는 것이며, 인코더 펄스가 인버터(2)에 입력되고, 이어서 전자 제어유닛(1)에 의해 모터(3)의 회전속도 즉 회전수가 확인된다. 인코더(8)는, 부하체(4)의 작동 위치를 검출해서 확인할 수 있는 것이며, 그 신호는 전자 제어유닛(1)으로 피드백 되도록 구성되어 있다.That is, the electronic control unit 1 which is a control unit inputs the start process data which can be started by the motor 3 to the inverter 2, applies it to the motor 3, and generates the torque which starts the motor 3, and starts. It is to let. The encoder 8 is connected to the motor 3 via the reduction gear 21 as shown in FIG. 2, for example, or the spindle 5 connected to the rotating shaft 11 as shown in FIG. Is installed on the worm wheel 6 for driving the motor, and the rotational speed of the motor 3 is detected. The encoder pulse is input to the inverter 2, and then the electronic control unit 1 rotates the motor 3. Speed, or speed, is checked. The encoder 8 can detect and confirm the operation position of the load body 4, and the signal is comprised so that it may be fed back to the electronic control unit 1. As shown in FIG.

이 인버터 제어장치는, 부하체(4)의 기동시에, 전자 제어유닛(1)에 인버터(2)과 인코더(8)로부터의 신호가 입력되고, 전자 제어유닛(1)은, 인버터(2)과 인코더(8)로부터의 신호에 응답해서 인버터(2)를 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어를 행할 수 있고, 부하체(4)의 상하 이동 등의 부드러운 작동 상태를 제어하도록 구성되어 있는 것이다.In this inverter control apparatus, when the load body 4 is started, signals from the inverter 2 and the encoder 8 are input to the electronic control unit 1, and the electronic control unit 1 is an inverter 2. In response to a signal from the encoder 8, the inverter 2 can be controlled for frequency, voltage, and current, and is configured to control a smooth operating state such as vertical movement of the load 4.

이 인버터 제어장치에서는, 전자 제어유닛(1)으로부터 인버터(2)로 입력하는 고전압의 지령시간은, 인버터(2)가 본래 갖는 허용범위 내의 짧은 시간, 예컨대, 수십 msec 정도이며, 인버터(2)의 기동 처리데이터에 의한 제어에서는, 거의 무시할 수 있는 정도의 짧은 시간이다. 따라서, 전자 제어유닛(1)으로부터 인버터(2)로 기동 처리데이터를 입력해도, 짧은 시간이므로, 인버터(2)의 기능을 손상시키는 일은 없어, 내구성을 손상시키는 일이 없다.In this inverter control apparatus, the command time of the high voltage input from the electronic control unit 1 to the inverter 2 is a short time within the permissible range which the inverter 2 originally has, for example, about tens of msec, and the inverter 2 In the control by the start process data, the time is almost negligible. Therefore, even if starting processing data is input from the electronic control unit 1 to the inverter 2, since it is a short time, the function of the inverter 2 is not impaired and durability is not impaired.

또한, 이 인버터 제어장치는, 전자 제어유닛(1)에는, 부하체(4)의 상한위치, 하한위치, 및 미리 결정된 설정 위치의 펄스 값이 등록되어 있고, 전자 제어유닛 (1)은, 부하체(4)의 설정 위치까지의 속도를, 인버터(2)에 대해서 지시 선택해서 모터(3)의 구동을 제어하는 것이다. 따라서, 이 인버터 제어장치는, 밸브 액츄에이터에 적용된 경우에는, 부하체(4)의 밸브(13)를 인버터(2)의 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어에 의해, 소망한 상하 이동 속도로 조절할 수 있고, 부하체(4)를 신속 즉 소망한 속도로, 정확하게 소정의 위치로 이동시킬 수 있다.In addition, in this inverter control apparatus, the pulse value of the upper limit position, the lower limit position, and the predetermined setting position of the load body 4 is registered in the electronic control unit 1, and the electronic control unit 1 is negative. The speed up to the set position of the lower body 4 is instructed and selected for the inverter 2 to control the driving of the motor 3. Therefore, when the inverter control device is applied to the valve actuator, the valve 13 of the load body 4 can be adjusted at a desired vertical movement speed by the frequency, voltage, and current control of the inverter 2, The load 4 can be moved to a predetermined position precisely at a rapid or desired speed.

또한, 본 실시예에서는, 동력 전달장치(10)는, 스핀들(5)에 설치된 수나사(14)에 나사 결합하는 암나사(15), 암나사(15)를 구비하고 또한 하우징(17)에 회전가능하게 지지된 스템 부시(16), 스템 부시(16)에 고정된 웜 휠(6), 웜 휠(6)에 맞물려서 회전을 전달하는 웜(7), 및 웜(7)을 회전 구동하고 또한 모터(3)에 연결된 회전축(11)을 구비하고 있는 것이다.In addition, in the present embodiment, the power transmission device 10 includes a female screw 15 and a female screw 15 which are screwed to the male screw 14 provided on the spindle 5, and are rotatable in the housing 17. The stem stem 16 supported, the worm wheel 6 fixed to the stem bush 16, the worm 7 meshed with the worm wheel 6 to transmit rotation, and the worm 7 are rotationally driven and the motor ( It is provided with the rotating shaft 11 connected to 3).

다음에, 도 4에 나타내는 처리 플로우 도면을 참조하여, 이 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치의 작동을 설명한다. 우선, 인코더(8)로 게이트 개폐동작의 위치 확인, 예컨대, 부하체(4)가 유로(18)를 폐쇄하고 있는 밀폐시인 것을 확인한다. 이 인버터 제어장치는, 전자 제어유닛(1)에 의한 인버터(2)의 제어에 의해 모터(3)를 기동할 때에, 종래와 같이, 상용 전원(도시하지 않음)에서 직접 입력했을 때에 형성되는 기동 데이터와 동일한 기동 데이터, 즉, 전압파형, 전류파형 및 주파수를 정형 처리하는 기동 처리데이터를 전자 제어유닛(1)에서 작성하고, 전자 제어유닛(1)에서 작성된 기동 처리데이터를 인버터(2)에 입력해서 데이터 지령한다(스텝 S1). 이 인버터 제어장치에서는, 전자 제어유닛(1)으로부터의 기동 처리데이터가 입력되어 인버터(2)을 부세(付勢)하고, 인버터(2)로부터의 기동 처리데이터에 의한 출력이 모터(3)로 출력된다(스텝 S2). 인버터(2)로부터의 출력에 의해 모터(3)를 기동시킨다(스텝 S3). 모터(3)의 기동에 의해 부하체(4)를 구동하는 동시에, 인코더(8)를 회전한다(스텝 S4). 인코더(8)의 회전속도는 펄스에 의해 전자 제어유닛(1)으로 피드백 되어서 확인된다(스텝 S5). 그래서, 전자 제어유닛(1)은, 인코더(8)로부터의 인코더 펄스가 미리 결정된 소정의 펄스 수인가 아닌가를 판단한다(스텝 S6). 본 실시예에서는, 인코더(8)는, 예컨대, 1회전당 32펄스이며, 부하체(4)의 기동은 인코더(8)의 펄스 수의 4펄스이며, 이것에 의해 전자 제어유닛(1)은 모터(3)의 기동을 확인한다. 여기에서, 4펄스는, 인코더(8)의 1/8회전에 상당하고 있다.Next, with reference to the process flow diagram shown in FIG. 4, operation | movement of the inverter control apparatus by this electronic control unit is demonstrated. First, the encoder 8 confirms the position of the gate opening / closing operation, for example, when the load 4 closes the flow path 18. This inverter control device is a startup formed when the motor 3 is started by the control of the inverter 2 by the electronic control unit 1 and is directly input from a commercial power source (not shown) as in the prior art. The start processing data identical to the data, that is, start processing data for shaping the voltage waveform, the current waveform and the frequency, is created in the electronic control unit 1, and the start processing data created in the electronic control unit 1 is transferred to the inverter 2. Input and data command (step S1). In this inverter control apparatus, start processing data from the electronic control unit 1 is input to bias the inverter 2, and the output by the start processing data from the inverter 2 is sent to the motor 3. It is output (step S2). The motor 3 is started by the output from the inverter 2 (step S3). The load body 4 is driven by the start of the motor 3, and the encoder 8 is rotated (step S4). The rotational speed of the encoder 8 is confirmed by feeding back to the electronic control unit 1 by the pulse (step S5). Therefore, the electronic control unit 1 determines whether or not the encoder pulse from the encoder 8 is a predetermined predetermined pulse number (step S6). In this embodiment, the encoder 8 is, for example, 32 pulses per revolution, and the start of the load body 4 is 4 pulses of the number of pulses of the encoder 8, whereby the electronic control unit 1 Check the starting of the motor (3). Here, four pulses correspond to 1/8 rotation of the encoder 8.

이 인버터 제어장치에서는, 인버터(2)에 의한 기동시 처리데이터 지령은, 예컨대, 그다지 길지 않은 2초간으로 설정되어 있다. 그 이유는, 인버터(2)에 대한 전자 제어유닛(1)에 의한 발신(發信)시간이 매우 짧은 시간이라고 말하며, 전자 제어유닛(1)에 의한 인버터(2)에 대한 기동시의 처리데이터 지령이 너무 긴 기간에 걸쳐 인버터(2)에 대해 반복해서 행해지면, 인버터(2)의 내구성을 손상하거나, 손상을 주거나 할 가능성이 있기 때문에, 본 실시예에서는, 예컨대, 2초간 정도의 짧은 시간으로 설정되어 있고, 2초간 정도의 짧은 시간으로 행하는 것이라면, 인버터(2)에 대한 악영향을 최소한으로 막을 수 있기 때문이다. 이 인버터 제어장치는, 2초간의 동안에 인코더(8)로부터 4펄스의 피드백이 전자 제어유닛(1)에 없을 때에는, 전자 제어유닛(1)에 의한 인버터(2)에의 처리데이터를 정지하고(스텝S13), 인버터(2)의 손상을 방지하는 것으로 하여, 새롭게 다시 처리지령을 행하는 것으로 하다. 이 인버터 제어장치는, 전자 제어유닛(1)으로부터의 기동 처리데이터 즉 기동 데이터 지령과 인버터(2)의 출력은 항상 비교해서 전자 제어유닛(1)이 제어되고 있다(스텝 S14).In this inverter control apparatus, the process data command at startup by the inverter 2 is set to, for example, not too long for 2 seconds. The reason for this is that the transmission time by the electronic control unit 1 with respect to the inverter 2 is a very short time, and the processing data at the start of the inverter 2 by the electronic control unit 1 is very short. If the instruction is repeatedly performed on the inverter 2 over a too long period of time, the durability of the inverter 2 may be impaired or damaged. In this embodiment, for example, a short time of about 2 seconds is used. This is because if it is set to and is performed for a short time of about 2 seconds, the adverse effect on the inverter 2 can be prevented to a minimum. The inverter controller stops the processing data from the encoder 8 to the inverter 2 by the electronic control unit 1 when there is no feedback of 4 pulses from the encoder 8 for 2 seconds (step). S13) It is assumed that damage to the inverter 2 is prevented, and the processing command is newly issued again. In this inverter controller, the electronic control unit 1 is always controlled by comparing the starting process data from the electronic control unit 1, that is, the start data command and the output of the inverter 2 (step S14).

이 인버터 제어장치는, 부하체(4)가 2초간 이내에 기동, 즉, 인코더(8)로부터의 4펄스를 전자 제어유닛(1)이 확인하면, 인코더(8)의 인코더 펄스가 미리 결정된 소정의 펄스 수인 경우에는, 모터(3)가 확실하게 기동해서 부하체(4)가 상하 이동의 구동을 행하고 있으므로, 모터(3)에 대해서 기동에 필요한 고전압을 필요로 하지 않는 상태이므로, 전자 제어유닛(1)으로부터 인버터(2)로 지령을 발하고, 전자 제어유닛(1)에 의한 인버터(2)의 제어를 정상데이터 지령, 즉 정상의 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어로 전환한다(스텝 S7). 전자 제어유닛(1)으로부터 인버터(2)로 정상데이터 지령을 입력하고(스텝S8), 부하체(4)를 미리 결정된 소정의 위치로 이동시킨다(스텝 S9). 이어서, 전자 제어유닛(1)은, 부하체(4)가 미리 결정된 소정의 위치에 도달한 것인가 아닌가를 인코더(8)의 펄스 수를 카운트 해서 확인하면서 이동시켜서 판단한다(스텝 S1O). 부하체(4)가 미리 결정된 소정의 위치에 도달한 때에는, 전자 제어유닛(1)으로부터 인버터(2)로의 데이터 지령을 정지하고(스텝 S1l), 부하체(4)가 소정의 위치까지 도달하고 있지 않은 경우에는, 계속해서 처리가 스텝 S9를 반복하고, 인버터(2)에 의해 부하체(4)의 이동 제어가 행하여진다. 전자 제어유닛(1)으로부터 인버터(2)로의 데이터 지령을 정지하면, 부하체(4)의 이동은 정지해서 구동 처리를 종료한다(스텝 S12).The inverter control device starts the load within 4 seconds, that is, when the electronic control unit 1 confirms the 4 pulses from the encoder 8, the encoder pulse of the encoder 8 is predetermined. In the case of the number of pulses, since the motor 3 starts up reliably and the load body 4 drives up and down movement, since the high voltage required for starting is not required for the motor 3, the electronic control unit ( An instruction is issued to the inverter 2 from 1), and the control of the inverter 2 by the electronic control unit 1 is switched to the normal data command, that is, the normal frequency, voltage, and current control (step S7). The normal data command is input from the electronic control unit 1 to the inverter 2 (step S8), and the load body 4 is moved to a predetermined predetermined position (step S9). Subsequently, the electronic control unit 1 determines whether or not the load body 4 has reached a predetermined predetermined position by moving it while counting and confirming the number of pulses of the encoder 8 (step S10). When the load 4 reaches a predetermined position, the data command from the electronic control unit 1 to the inverter 2 is stopped (step S11), and the load 4 reaches the predetermined position. If not, the process subsequently repeats step S9, and the inverter 2 performs the movement control of the load 4. When the data command from the electronic control unit 1 to the inverter 2 is stopped, the movement of the load body 4 is stopped to complete the driving process (step S12).

본 발명에 의한 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치는, 예컨대, 유로를 개폐하는데 설치된 수문, 문짝체, 게이트, 밸브체 등의 부하체를 상하 이동시키는 밸브 액츄에이터에 적용되며, 모터의 기동토크를 전자 제어유닛에 의한 인버터의 제어에 의해 모터를 기동시킬 수 있다.The inverter control device by the electronic control unit according to the present invention is applied to a valve actuator for vertically moving a load body such as a water gate, a door body, a gate, a valve body, etc. installed to open and close a flow path, and the starting torque of the motor is electronic. The motor can be started by the control of the inverter by the control unit.

이 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치는, 상기와 같이 구성되어 있으므로, 인버터를 이용해서 모터를 기동시킬 때에, 상용 전원으로 전원 직접 입력시에 발생하는 전압파형, 전류파형 및 주파수를 정형하기 위한 처리데이터와 동일 기동 처리데이터를 컨트롤 유닛 즉 전자 제어유닛으로 작성하여 인버터에 입력해서 모터를 기동하고, 모터에 기동토크를 발생시켜, 모터가 기동한 후에 인버터를 정격 즉 정상의 처리데이터에 의한 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어로 전환하여 모터의 속도제어 등을 행하도록 구성되어 있다. 즉, 인버터를 단지 정상의 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어 하는 것만으로는, 모터를 구동하는 기동토크를 확보할 수 없어, 모터의 기동시에 상용 전원을 필요로 했지만, 이 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치에서는, 전자 제어유닛으로부터 인버터에 기동 파형 등의 기동 처리데이터를 입력하는 것만으로, 인버터에 고전압을 순간적으로 발생시킬 수 있고, 모터에 기동토크를 발생시켜, 모터를 구동할 수 있으며, 특히, 인버터로서 모터의 기동을 위해 대용량의 것을 이용하지 않고, 보다 저렴한 정격 용량 즉 정상용량의 것을 사용할 수 있으며, 소망의 기동토크를 발생시키는 특성을 발휘할 수가 있고, 그것에 의해, 장치 그 자체를 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 전자 제어유닛으로부터 기동 파형 등의 기동 처리데이터를 인버터로 입력하는 시간은, 무시할 수 있는 매우 짧은 시간이며, 인버터의 기능을 파괴하는 것과 같은 일은 없어, 인버터에는 충분한 내구성을 확보할 수 있다.Since the inverter control apparatus by this electronic control unit is comprised as mentioned above, the process for shaping the voltage waveform, current waveform, and frequency which generate | occur | produce at the time of directly inputting a power supply with a commercial power supply when starting a motor using an inverter. Same as the data, start processing data is created by the control unit, or electronic control unit, input to the inverter to start the motor, generate a starting torque to the motor, and after the motor starts, the inverter is rated, that is, frequency according to normal processing data. It is configured to switch to voltage and current control to perform motor speed control and the like. In other words, only the normal frequency, voltage, and current control of the inverter can secure the starting torque for driving the motor, and thus requires a commercial power supply at the time of starting the motor. In this case, by simply inputting start processing data such as a start waveform to the inverter from the electronic control unit, a high voltage can be instantaneously generated in the inverter, a start torque can be generated in the motor, and the motor can be driven. It is possible to use a cheaper rated capacity, that is, a normal capacity, without exhibiting a large capacity for starting the motor, and to exhibit a characteristic of generating a desired starting torque, whereby the device itself can be manufactured at low cost. Can be. In addition, the time for inputting start processing data such as a start waveform from the electronic control unit to the inverter is a very short time which can be ignored, and there is no such thing as destroying the function of the inverter, and sufficient durability can be ensured in the inverter.

또한, 이 인버터 제어장치는, 예컨대, 밸브 액츄에이터에 적용하면, 모터의 제어가 인버터 제어이므로, 기능에 의해 상태감시 보전, 보수 메인터넌스 시기 등을 확인할 수 있고, 각 센서 등의 기기의 각종 설정을 용이하게 할 수 있어, 확실히 설정할 수 있는 것으로 되며, 인코더나 가역기를 설치해서 부품 점수를 저감하고, 코스트를 저감할 수 있는 동시에 고장율이 저감되고, 더구나 케이스 등을 개방하는 일은 없고, 외부로부터 위치 리미트나 토크 리미트의 조정을 용이하게 행할 수 있고, 스위치부로의 물의 침입을 방지할 수 있어, 고장율을 저감할 수 있다. 또한, 종래의 밸브 액츄에이터는, 리미트 스위치 전달부, 지침에 의한 개도계(開度計)로의 전달부가 기계적인 톱니바퀴 전동으로 구성되어, 부품 점수가 많아지며, 각 리미트 즉 설정 값의 조정에 특수 기술을 필요로 하고 있고, 정기점검을 행해서 이상(異常)의 유무를 확인하지 않으면 안되었지만, 이 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치는, 밸브 액츄에이터에 적용되면, 상기와 같은 부품이나 작업이 불필요해지며, 개도계에서는 감속기의 톱니바퀴의 조합이 복잡했지만, 디지털 액정표시로 구성할 수 있어, 종래와 같은 톱니바퀴 장치를 불필요하게 할 수 있다.In addition, when the inverter control device is applied to, for example, a valve actuator, the control of the motor is inverter control. Therefore, the function of the inverter control device can check status monitoring maintenance, maintenance maintenance time, etc., and easily set various devices such as sensors. It is possible to make sure that it can be set, and that an encoder or a reversible device can be installed to reduce the number of parts, to reduce the cost, to reduce the failure rate, and to open the case or the like. The torque limit can be easily adjusted, intrusion of water into the switch section can be prevented, and the failure rate can be reduced. In addition, in the conventional valve actuator, the limit switch transmission part and the transmission part to the opening meter according to the instructions are constituted by mechanical gear transmission, which increases the number of parts, and is special for adjusting each limit, that is, the set value. Although a technique is required and periodic inspections have to be carried out to check for abnormalities, the inverter control device using this electronic control unit is not required for the above-described parts and operations when applied to a valve actuator. Although the combination of the gears of the reduction gear is complicated in the open meter, it can be configured by a digital liquid crystal display, which makes the conventional gear device unnecessary.

Claims (8)

부하체(負荷體)를 이동시키기 위한 동력 전달장치에 회전 구동을 전달하는 모터에 기동토크를 발생시키기 위해, 전압파형, 전류파형 및 주파수를 정형(整形)하기 위한 기동 처리데이터를 작성하는 전자 제어유닛, 및 상기 모터를 회전 구동하기 위해 상기 전자 제어유닛으로부터 상기 기동 처리데이터의 입력에 의해 제어되는 인버터를 가지고,Electronic control for creating start processing data for shaping voltage waveforms, current waveforms and frequencies to generate starting torque to a motor that transmits rotational drive to a power transmission device for moving a load body. A unit, and an inverter controlled by the input of the start processing data from the electronic control unit for rotationally driving the motor, 상기 기동 처리데이터는, 상기 모터의 입력측을 상용전원에 직접 접속했을 때에 미리 획득하였던 기동 처리데이터가 되도록, 상기 전자 제어유닛에 의해 작성되고 있으며,The start processing data is created by the electronic control unit so as to be start processing data acquired in advance when the input side of the motor is directly connected to a commercial power source. 상기 전자 제어유닛은, 상기 부하체의 정상 부하의 200~400%의 과부하 상태가 되고 있는 상기 부하체를 상승시키는 높은 토크를 필요로 하는 기동시에, 상기 인버터에 상기 기동 처리데이터를 입력해서 상기 모터에 고전압을 인가하는 지령을 출력하는 동시에, 상기 부하체의 이동 상태를 검출하는 인코더가 회전하여 상기 모터가 회전했던 것을 검출해서 상기 모터가 기동했을 때에, 상기 전자 제어유닛이 상기 인버터와 상기 인코더로부터의 신호에 응답하여 상기 인버터를 정상 처리데이터에 의한 주파수ㆍ전압ㆍ전류제어로 전환하고, 상기 부하체의 이동 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치.The electronic control unit inputs the start processing data to the inverter at the time of starting that requires a high torque for raising the load which is in an overload state of 200 to 400% of the normal load of the load. When the motor is started by detecting that the motor has rotated by outputting a command for applying a high voltage to the encoder and detecting a moving state of the load body, the electronic control unit is configured to output from the inverter and the encoder. And an inverter control apparatus for controlling the movement state of the load body by switching the inverter to frequency, voltage, and current control based on normal processing data in response to a signal of. 제 1 항 있어서,The method of claim 1, 상기 기동 처리데이터가 상기 인버터로 입력되어 상기 모터에 인가되며, 상기 모터에 상기 기동토크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치.And the start processing data is input to the inverter and applied to the motor to generate the start torque to the motor. Inverter control apparatus according to an actuator electronic control unit. 삭제delete 제 1 항 있어서,The method of claim 1, 상기 모터의 회전속도를 검출하는 상기 인코더의 회전속도가 펄스에 의해 상기 전자 제어유닛으로 피드백되어 확인되고, 상기 전자 제어유닛은 상기 인코더로부터의 인코더 펄스가 미리 결정된 소정의 펄스 수인 것을 판단하여 상기 부하체인 게이트 개폐 동작의 위치를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치.The rotational speed of the encoder detecting the rotational speed of the motor is fed back to the electronic control unit and confirmed by a pulse, and the electronic control unit determines that the encoder pulse from the encoder is a predetermined predetermined number of pulses and loads the load. Inverter control device by the electronic control unit of the actuator, characterized in that the position of the chain gate opening and closing operation can be confirmed. 제 1 항 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 제어유닛으로부터 상기 인버터로 입력하는 상기 기동 처리데이터의 지령시간은, 상기 인버터의 내구성을 손상하거나 상기 인버터에 손상을 주거나 할 가능성이 있는 범위를 초과하지 않는 허용범위 내의 짧은 시간인 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치.The command time of the start process data input from the electronic control unit to the inverter is a short time within an allowable range which does not exceed the range that may impair the durability of the inverter or damage the inverter. Inverter control device by the electronic control unit of the actuator. 제 1 항 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 제어유닛에는 상기 부하체의 이동 한계위치 및 미리 결정된 설정 위치의 펄스 값이 등록되어 있고, 상기 전자 제어유닛은 상기 부하체의 상기 설정 위치까지의 속도를 지시 선택해서 상기 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치.The electronic control unit registers a pulse value of a movement limit position of the load body and a predetermined setting position, and the electronic control unit instructs to control the inverter by instructing and selecting a speed to the setting position of the load body. Inverter control apparatus by the electronic control unit of the actuator. 제 1 항 있어서,The method of claim 1, 상기 동력 전달장치는, 상기 부하체를 설치한 스핀들에 설치된 수나사에 나사 결합하는 암나사, 상기 암나사를 구비하고 또한 하우징에 회전 가능하게 지지된 스템 부시, 상기 스템 부시에 고정된 웜 휠, 상기 웜 휠에 맞물려서 회전을 전달하는 웜, 및 상기 웜을 회전 구동하고 또한 상기 모터에 연결된 회전축을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치.The power transmission device includes a female screw screwed into a male screw installed on a spindle on which the load body is installed, a stem bush provided with the female screw and rotatably supported by a housing, a worm wheel fixed to the stem bush, and the worm wheel. And a worm which engages with and transmits rotation, and a rotation shaft which drives the worm in rotation and is connected to the motor. 제 7 항 있어서,The method of claim 7, 상기 전자 제어유닛과 상기 인버터는, 상기 액츄에이터의 상기 하우징 내에 부착 분리 가능하게 배열 설치되는 케이싱 내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 액츄에이터의 전자 제어유닛에 의한 인버터 제어장치.And the electronic control unit and the inverter are housed in a casing which is arranged to be detachably arranged in the housing of the actuator.
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