JP5606989B2 - Variable speed drive device and water supply device - Google Patents

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Description

本発明は、可変速駆動装置のインバータ周波数とその電流特性に基づいて回転駆動される給水ポンプを間接的に圧力制御するのに好適な可変速駆動装置および給水装置に関する。   The present invention relates to a variable speed drive apparatus and a water supply apparatus suitable for indirectly controlling the pressure of a water supply pump that is rotationally driven based on the inverter frequency of the variable speed drive apparatus and its current characteristics.

給水装置は、可変速駆動装置(誘導電動機を駆動する場合はインバータが使用され、永久磁石電動機を駆動する場合はこれ用のコントローラが使用されるが、このコントローラもインバータをべースにしたものである。)によって駆動される給水ポンプで構成されている。可変速駆動装置は給水ポンプと一体構成のものと、分離して構成されているものとがあり、記憶部と設定手段と電流検出手段と電圧及び周波数出力手段を備えたインバータ機能を有している。   The water supply system is a variable speed drive (an inverter is used to drive an induction motor, and a controller for this is used to drive a permanent magnet motor. This controller is also based on an inverter. It is comprised with the water supply pump driven by. The variable speed drive device has an integrated structure with the water supply pump and a separate structure, and has an inverter function including a storage unit, setting means, current detection means, voltage and frequency output means. Yes.

これら給水装置の従来技術として、特許文献1がある。特許文献1は、吐出圧力の制御を行うターボ機械の回転速度をインバータで制御するターボ機械制御方法において、前記吐出圧力を所定の目標値に制御するための目標吐出圧力と回転速度の関係に対応させて、目標電流と回転速度の関係を予め記憶し、前記吐出圧力の変化に対応する前記インバータの内部電流の値を検出し、検出される該値と前記記憶された目標電流との大小を比較し、前記ターボ機械の回転速度を増加又は減少させるようにしたものである。   There exists patent document 1 as a prior art of these water supply apparatuses. Patent Document 1 describes a turbomachine control method for controlling the rotation speed of a turbomachine that controls discharge pressure with an inverter, and corresponds to the relationship between the target discharge pressure and the rotation speed for controlling the discharge pressure to a predetermined target value. The relationship between the target current and the rotational speed is stored in advance, the value of the internal current of the inverter corresponding to the change in the discharge pressure is detected, and the magnitude of the detected value and the stored target current is determined. In comparison, the rotational speed of the turbomachine is increased or decreased.

しかしながら、この特許文献に示す従来技術には、インバータ周波数から目標電流を求めるのに、テーブルに固定的に記憶されたデータや関数を用いており、これらを変えて用いることが想定されていない。又、目標電流を更新するタイミングが特定されておらず、変速中に更新すると正確な目標電流が得られない恐れがある。更に、目標電流の値が固定値であり制御が不安定となる恐れがある。いずれにしても、インバータ周波数から目標電流を求め、運転電流が目標電流となるよう周波数を制御して間接的に吐出圧力を所定の目標値に制御する際に、多様な仕様の給水ポンプに対応して適正な制御を行うには、その都度、テーブルのデータ等を全て変更することになり、かなり面倒な作業が必要となる。   However, in the prior art shown in this patent document, data and functions fixedly stored in a table are used to obtain the target current from the inverter frequency, and it is not assumed that these are changed. In addition, the timing for updating the target current is not specified, and there is a possibility that an accurate target current cannot be obtained if it is updated during a shift. Furthermore, the target current value is a fixed value, and control may become unstable. In any case, when the target current is obtained from the inverter frequency, and the frequency is controlled so that the operating current becomes the target current and the discharge pressure is indirectly controlled to the predetermined target value, it corresponds to water pumps of various specifications In order to perform appropriate control, all the table data and the like are changed every time, and a considerably troublesome work is required.

特開平7−332277号公報JP-A-7-332277

そこで、本発明は、インバータ周波数から目標電流を求め、運転電流が目標電流となるよう周波数を制御して間接的に吐出圧力を所定の目標値に制御する方式において、インバータ周波数から目標電流を求める演算式をパラメータを用いて自動生成し、演算式を無数に生成して多数の機種に簡単に適用できる可変速駆動装置および給水装置を提供することを目的とする。また、目標電流を更新するタイミングを特定してこれの演算式を生成し、目標電流に不感帯を設けて安定化するものである。   Accordingly, the present invention obtains a target current from the inverter frequency in a system in which the target current is obtained from the inverter frequency and the discharge pressure is indirectly controlled to a predetermined target value by controlling the frequency so that the operating current becomes the target current. It is an object of the present invention to provide a variable speed drive device and a water supply device that can automatically generate an arithmetic expression using parameters, generate an infinite number of arithmetic expressions, and can be easily applied to many models. In addition, the timing for updating the target current is specified to generate an arithmetic expression thereof, and a dead zone is provided for the target current to stabilize it.

本発明は、上記課題を解決するため、インバータ周波数から目標電流を求め、運転時のインバータ電流が目標電流となるようにインバータ周波数を制御してモータと給水ポンプを可変速制御する可変速駆動装置において、
給水ポンプを可変速制御するインバータ部と、
運転時のインバータ電流を検出する電流検出手段と、
検出されたインバータ電流に基いて前記インバータの周波数を制御する制御部と、
目標電流を求める演算式を生成するためのパラメータを入力する設定部と、
前記設定部から入力されたパラメータと、パラメータを用いて演算式を生成する演算式生成プログラムを記憶する記憶部を備え、
前記記憶部は、パラメータとして第1の電流値とインバータ周波数と、第2の電流値とインバータ周波数とを記憶し、
前記制御部は、前記第1の電流値と第1のインバータ周波数で第1座標と、前記第2の電流値と第2のインバータ周波数で第2座標を夫々形成し、前記両座標を通りインバータ周波数から目標電流を求める演算式を生成し、
この演算式で求められた目標電流に不感帯を加えた値と、前記電流検出手段が検出したインバータ電流との比較結果に応じて、下記の制御を繰り返して演算式により目標電流を更新しながらインバータ周波数を制御し、
上記目標電流の更新タイミングを下記の制御でインバータ周波数が指令周波数に到達した時を契機とするとともに、上記不感帯の幅を1回の増減速による電流の増減幅が目標電流領域を超えないように設定されることを特徴とする。
1.電流検出手段の検出電流<目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ減速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)
2.電流検出手段の検出電流>目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ増速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)
3.上記以外は変速せず。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention obtains a target current from an inverter frequency, and controls the inverter frequency so that the inverter current during operation becomes the target current to control the motor and the feed pump at a variable speed. In
An inverter for variable speed control of the water supply pump;
Current detection means for detecting the inverter current during operation;
A control unit for controlling the frequency of the inverter based on the detected inverter current ;
A setting unit for inputting parameters for generating an arithmetic expression for obtaining a target current;
A storage unit that stores a parameter input from the setting unit and an arithmetic expression generation program that generates an arithmetic expression using the parameter;
The storage unit stores, as parameters, a first current value and an inverter frequency, a second current value and an inverter frequency,
Wherein the control unit includes a first coordinate in the first current value and the first inverter frequency, the second coordinates respectively formed at the second current value and a second inverter frequency, through the two coordinates Generate a formula to calculate the target current from the inverter frequency,
In accordance with the comparison result between the value obtained by adding the dead band to the target current obtained by this arithmetic expression and the inverter current detected by the current detecting means, the following control is repeated and the target current is updated by the arithmetic expression while updating the target current. Control the frequency,
The update timing of the target current is triggered when the inverter frequency reaches the command frequency by the following control, and the width of the dead zone is set so that the current increase / decrease width does not exceed the target current region. It is characterized by being set.
1. If the detection current of the current detection means <target current ± α, the current inverter frequency is decelerated by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
2. If the detected current of the current detecting means> the target current ± α, the current inverter frequency is increased by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
3. No shift except above.

また、上記に記載の可変速駆動装置において、モータは給水ポンプの最大負荷時の電流より小さな定格電流を有する容量が選定され、前記インバータは前記モータの定格電流より大きな定格電流を有する容量に選定されていることを特徴とする。   Further, in the variable speed drive device described above, the motor is selected to have a capacity having a rated current smaller than the current at the maximum load of the water supply pump, and the inverter is selected to have a capacity having a rated current larger than the rated current of the motor. It is characterized by being.

また、上記に記載の可変速駆動装置において、第1座標を形成する第1のインバータ周波数を給水ポンプの最大負荷を満足する周波数とし、第1の電流値を第1のインバータ周波数で運転したときの給水ポンプの最大負荷時電流とし、第2座標を形成する第2のインバータ周波数を給水ポンプの最少負荷を満足する周波数とし、第2の電流値を第2のインバータ周波数で運転したときの給水ポンプの最少負荷(水量0)時電流とするように、前記設定部によってパラメータが設定され、前記記憶部に記憶するようにしたことを特徴とする。   In the variable speed drive device described above, when the first inverter frequency forming the first coordinate is set to a frequency that satisfies the maximum load of the feed water pump, and the first current value is operated at the first inverter frequency. Water at the time of the maximum load of the feed water pump, the second inverter frequency forming the second coordinate as the frequency satisfying the minimum load of the feed water pump, and the second current value operating at the second inverter frequency The parameters are set by the setting unit so as to be the current at the minimum load (water volume 0) of the pump, and are stored in the storage unit.

また、上記に記載の可変速駆動装置において、前記制御部は、前記インバータ部の出力した現在周波数を生成された演算式に代入して目標電流を求め、これの更新するタイミングを、一つ前の周波数から現在周波数に変更してこれに到達したことを契機としたことを特徴とする。   Further, in the variable speed drive device described above, the control unit obtains a target current by substituting the current frequency output from the inverter unit into the generated arithmetic expression, and updates the timing of the target current one time before. It is characterized by having changed from the current frequency to the current frequency and reaching it.

また、上記に記載の可変速駆動装置において、前記制御部は、目標電流を更新するタイミングを前記インバータ部の出力した周波数が現在周波数に到達するのに十分な所定時間が経過した時を契機としたことを特徴とする。   Further, in the variable speed drive device described above, the control unit is triggered by the timing when the target current is updated when a predetermined time sufficient for the frequency output from the inverter unit to reach the current frequency has elapsed. It is characterized by that.

また、上記に記載の可変速駆動装置において、前記制御部は、目標電流を求める演算式を生成するパラメータを予め機種ごとに定めておき、特定対象機種に適用する場合、前記予め機種ごとに定めたパラメータから特定対象機種用のパラメータを選択して予めメモリに書き込むようにしたことを特徴とする。   Further, in the variable speed drive device described above, the control unit previously defines a parameter for generating an arithmetic expression for obtaining a target current for each model, and when applied to a specific target model, the control unit previously defines for each model. The parameter for the specific target model is selected from the parameters and written in the memory in advance.

本発明は、上記課題を解決するため、インバータ周波数から目標電流を求め、運転時のインバータ電流が目標電流となるようにインバータ周波数を制御して給水ポンプを可変速制御する給水装置において、
給水ポンプと、
前記給水ポンプを可変速制御するインバータ部と、
運転時のインバータ電流を検出する電流検出手段と、
検出されたインバータ電流に基いて前記インバータの周波数を制御する制御部と、
目標電流を求める演算式を生成するためのパラメータを入力する設定部と、
前記設定部から入力されたパラメータと、パラメータを用いて演算式を生成する演算式生成プログラムを記憶する記憶部を備え、
前記記憶部は、パラメータとして第1の電流値とインバータ周波数と、第2の電流値とインバータ周波数とを記憶し、
前記制御部は、前記第1の電流値と第1のインバータ周波数で第1座標を、前記第2の電流値と第2のインバータ周波数で第2座標を夫々形成し、前記両座標を通りインバータ周波数から目標電流を求める演算式を生成し、
この演算式で求められた目標電流に不感帯を加えた値と、前記電流検出手段が検出したインバータ電流との比較結果に応じて、下記の制御を繰り返して演算式により目標電流を更新しながらインバータ周波数を制御し、
上記目標電流の更新タイミングを下記の制御でインバータ周波数が指令周波数に到達した時を契機とするとともに、上記不感帯の幅を1回の増減速による電流の増減幅が目標電流領域を超えないように設定されることを特徴とする。
1.電流検出手段の検出電流<目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ減速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)
2.電流検出手段の検出電流>目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ増速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)
3.上記以外は変速せず。
In order to solve the above problems, the present invention provides a water supply device that obtains a target current from an inverter frequency and controls the inverter frequency so that the inverter current during operation becomes the target current to control the feed water pump at a variable speed.
A water supply pump,
An inverter for variable speed control of the water supply pump;
Current detection means for detecting the inverter current during operation;
A control unit for controlling the frequency of the inverter based on the detected inverter current ;
A setting unit for inputting parameters for generating an arithmetic expression for obtaining a target current;
A storage unit that stores a parameter input from the setting unit and an arithmetic expression generation program that generates an arithmetic expression using the parameter;
The storage unit stores, as parameters, a first current value and an inverter frequency, a second current value and an inverter frequency,
Wherein, the first coordinate in the first current value and the first inverter frequency, the second coordinates respectively formed at the second current value and a second inverter frequency, through the two coordinates Generate a formula to calculate the target current from the inverter frequency,
In accordance with the comparison result between the value obtained by adding the dead band to the target current obtained by this arithmetic expression and the inverter current detected by the current detecting means, the following control is repeated and the target current is updated by the arithmetic expression while updating the target current. Control the frequency,
The update timing of the target current is triggered when the inverter frequency reaches the command frequency by the following control, and the width of the dead zone is set so that the current increase / decrease width does not exceed the target current region. It is characterized by being set.
1. If the detection current of the current detection means <target current ± α, the current inverter frequency is decelerated by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
2. If the detected current of the current detecting means> the target current ± α, the current inverter frequency is increased by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
3. No shift except above.

本発明によれば、インバータ周波数から目標電流を求める演算式を、パラメータを用いて自動生成し、演算式を無数に生成できるようにして多数の機種に適用出来る。目標電流の更新を適切なタイミングで行うので、目標電流を正しく求めることができる。目標電流更新に不感帯を設けたので周波数制御を安定化することができる。   According to the present invention, an arithmetic expression for obtaining a target current from an inverter frequency is automatically generated using a parameter, and can be applied to many models so that an infinite number of arithmetic expressions can be generated. Since the target current is updated at an appropriate timing, the target current can be obtained correctly. Since the dead zone is provided for the target current update, the frequency control can be stabilized.

本発明実施例の可変速駆動装置および給水装置のシステム構成図。The system block diagram of the variable speed drive device and water supply apparatus of this invention Example. 実施例の給水ポンプ運転特性図。The water supply pump driving | operation characteristic figure of an Example. 実施例の使用水量の変化時の目標電流に収束するまでのアルゴリズムの説明図。Explanatory drawing of the algorithm until it converges to the target electric current at the time of the change of the amount of water used of an Example. 実施例の機種ごとのパラメータ表。The parameter table for every model of an Example. 実施例のメモリマップ。The memory map of an Example. 実施例の駆動系システムの運転手順フローチャート。The driving | operation procedure flowchart of the drive system of an Example. 実施例の起動時アルゴリズムの説明図。Explanatory drawing of the algorithm at the time of starting of an Example. 図6の補足の運転手順フローチャート。FIG. 7 is a supplementary operation procedure flowchart of FIG. 6.

本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明の給水装置の実施例について、図面を用いて説明する。   An embodiment of a water supply apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下、本発明の実施例について、図1〜図8を用いて説明する。以下、本発明の実施例を図1〜図8により説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本発明実施例の給水装置及び給水装置用可変速駆動装置のシステム構成図を示している。1は水源に接続された吸込管、2、6は仕切弁、3はモータ4によって駆動され、水源の水を前記吸込管1を介して吐出配管7に吐き出す給水ポンプ、5は逆止め弁、8は圧力計(例えばブルドン管方式の直読式)である。モータ4は本実施例で誘導モータで示しているが永久磁石モータでも良い。   FIG. 1 is a system configuration diagram of a water supply device and a variable speed drive device for a water supply device according to an embodiment of the present invention. 1 is a suction pipe connected to a water source, 2 and 6 are gate valves, 3 is a motor 4 driven by a motor 4 and discharges water from the water source to the discharge pipe 7 through the suction pipe 1, 5 is a check valve, Reference numeral 8 denotes a pressure gauge (for example, a Bourdon tube direct reading type). Although the motor 4 is shown as an induction motor in this embodiment, it may be a permanent magnet motor.

R、S、Tは電源、ELBは漏電遮断器であり、自身以降の配線の短絡及び漏電保護を行う。CUは可変速駆動装置であり、次の構成と機能を有している。   R, S, and T are power sources, and ELB is an earth leakage breaker, and performs short circuit and earth leakage protection of the wiring after itself. The CU is a variable speed drive and has the following configuration and functions.

CVは商用電源R、S、Tに接続され、これを直流に変換するコンバータ、Cは平滑コンデンサー、P,Nは前記コンバータCVによって生成された直流電源端子、Rはシャント抵抗、INVはコンバータCVによって変換された直流電源を所定の電圧、周波数の交流に逆変換するインバータで、これらの素子によりインバータ部INVUが構成される。CPUは後述のプログラムによって各種制御を行うマイクロプロセッサ、MはEEPROM(又はフラッシュメモリ)やRAM等からなる記憶部で、後述の目標電流を求めるためのパラメータと、パラメータを用いて目標電流を求める演算式を生成する演算式生成プログラムと、生成された演算式に従って運転制御するためのプログラムが記憶される。   CV is connected to commercial power supply R, S, T and is a converter that converts this to DC, C is a smoothing capacitor, P, N are DC power supply terminals generated by the converter CV, R is a shunt resistor, INV is a converter CV Is an inverter that reversely converts the DC power source converted into AC with a predetermined voltage and frequency, and these elements constitute the inverter unit INVU. The CPU is a microprocessor that performs various controls according to a program that will be described later, and M is a storage unit that includes an EEPROM (or flash memory), a RAM, and the like. A parameter for determining a target current that will be described later, and an operation that calculates the target current using the parameter. An arithmetic expression generation program for generating an expression and a program for operation control according to the generated arithmetic expression are stored.

I/Oは入出力回路部、CTは電流検出手段(シャント抵抗Rの両端電圧を検出して間接的にインバータ電流を検出しても良い)、PWMはPWM処理部(パルス、ワイド、モジュレーション)であり、インバータINVへの指令周波数f(f指令)に基づいて、周波数、電圧を出力するよう指令する。電流検出手段CTから検出された電流は、入出力回路部I/O(CPUに取り込めるレベル電圧信号に処理)を介してCPUに取り込まれる。   I / O is an input / output circuit unit, CT is a current detection means (inverter current may be detected indirectly by detecting the voltage across shunt resistor R), PWM is a PWM processing unit (pulse, wide, modulation) And commands to output the frequency and voltage based on the command frequency f (f command) to the inverter INV. The current detected from the current detection means CT is taken into the CPU via the input / output circuit unit I / O (processed into a level voltage signal that can be taken into the CPU).

CONSは表示部(例えば、周波数、電圧、電流等の表示)とキー操作部(例えばタクトスイッチ等)を有するコンソール(設定部、オペレータ)であり、後述の目標電流を求める演算式等生成のためのパラメータ及び運転、停止等(キー操作部で例えばタクトスイッチ)の信号を入力するのに用いる。S0は外部運転指令信号の発生部であり、例えば接点S0aが閉じると運転、開放すると停止する。   CONS is a console (setting unit, operator) having a display unit (for example, display of frequency, voltage, current, etc.) and a key operation unit (for example, tact switch, etc.). This is used to input parameters and signals for operation, stop, etc. (eg, tact switch at the key operation unit). S0 is an external operation command signal generator. For example, the operation is performed when the contact S0a is closed, and the operation is stopped when the contact S0a is opened.

図2は、本発明実施例の可変速駆動装置および給水装置の給水ポンプ運転特性図であり、横軸に水量(Q)、縦軸に全揚程(H)及び電流(I)を示している。ここで、曲線Aは、給水ポンプを周波数f0(例えば100%の回転数、インバータの最大周波数に対応)で運転した際のQ−H性能曲線を示す。曲線Dは、周波数f3(例えば最低回転数)で運転した時のQ−H性能曲線を示す。同様に、曲線B,Cはそれぞれ周波数f1、f2で運転した時の給水ポンプQ−H性能曲線である。これら以外の周波数で運転した時の給水ポンプQ−H性能の表示は省略している。   FIG. 2 is a characteristic diagram of the water supply pump of the variable speed drive device and the water supply device according to the embodiment of the present invention. . Here, the curve A shows a QH performance curve when the feed water pump is operated at a frequency f0 (for example, 100% rotation speed, corresponding to the maximum frequency of the inverter). A curve D shows a QH performance curve when the vehicle is operated at a frequency f3 (for example, the minimum rotation speed). Similarly, curves B and C are performance curves of the water supply pump QH when operating at frequencies f1 and f2, respectively. The display of the feed water pump QH performance when operating at a frequency other than these is omitted.

曲線Jは、給水ポンプ3で揚水した場合に生ずる弁類、配管等の配管抵抗曲線であり、給水ポンプ3の吐出し側圧力を制御する際の目標圧力値となる。H3は、水量0(ゼロ)の点での目標圧力であり、前述した配管抵抗曲線Jと周波数f3で運転した時の給水ポンプQ−H性能曲線Dとの交点で示される。H0は、仕様点(最大使用水量Q0使用時)の目標圧力であり、配管抵抗曲線Jと周波数f0(100%の回転数)で運転した時の給水ポンプQ−H性能曲線Aとの交点で示される。同様に、H1(抵抗曲線Jと周波数f1運転時給水ポンプ性能曲線Bとの交点),H2(抵抗曲線Jと周波数f2運転時給水ポンプ性能曲線Cとの交点)は中間の目標圧力である。   A curve J is a piping resistance curve of valves, piping, and the like generated when water is pumped by the feed water pump 3 and is a target pressure value when controlling the discharge side pressure of the feed water pump 3. H3 is a target pressure at a point where the amount of water is 0 (zero), and is indicated by the intersection of the pipe resistance curve J described above and the feed water pump QH performance curve D when operating at the frequency f3. H0 is the target pressure at the specification point (when the maximum amount of water used Q0 is used), and is the intersection of the piping resistance curve J and the water supply pump QH performance curve A when operating at the frequency f0 (100% rotation speed). Indicated. Similarly, H1 (intersection of resistance curve J and frequency f1 operation water pump performance curve B) and H2 (intersection of resistance curve J and frequency f2 operation water pump performance curve C) are intermediate target pressures.

本発明実施例は、圧力検出を用いずに、予め吐出圧力ヘッドを所定の目標値に制御するための目標吐出圧力ヘッドとインバータ周波数の関係を、目標電流とインバータ周波数(回転速度)の関係に対応させ、運転時のインバータ電流が目標電流値となるようにインバータ周波数を制御して、間接的に給水圧力ヘッドを所定の目標圧力ヘッドに運転制御するものである。次に、これらの対応関係について説明する。   In the embodiment of the present invention, the relationship between the target discharge pressure head and the inverter frequency for controlling the discharge pressure head to a predetermined target value in advance without using the pressure detection is changed to the relationship between the target current and the inverter frequency (rotation speed). Correspondingly, the inverter frequency is controlled so that the inverter current at the time of operation becomes the target current value, and the operation of the feed water pressure head is indirectly controlled to the predetermined target pressure head. Next, the correspondence between these will be described.

図2において、曲線Eは、給水ポンプ3を周波数f0(例えば100%の回転数、インバータの最大周波数に対応)で運転した際のインバータ電流特性である。すなわち、インバータからモータに流れる電流の特性である。水量Q0の点から上方に伸ばした垂線と曲線Eとの交点がI0であり、この交点I0が目標電流である。水量Q0の点から上方に伸ばした垂線は、目標圧力H0とも交わっており、使用水量Q0の時、運転しているインバータ電流が目標電流I0と一致していれば、給水圧力は所定の目標圧力ヘッドH0を満足していることを意味している。   In FIG. 2, a curve E is an inverter current characteristic when the feed water pump 3 is operated at a frequency f0 (for example, 100% rotation speed, corresponding to the maximum frequency of the inverter). That is, it is the characteristic of the current flowing from the inverter to the motor. The intersection of the perpendicular line extending from the point of the water quantity Q0 and the curve E is I0, and this intersection I0 is the target current. The vertical line extending upward from the point of water volume Q0 also intersects with the target pressure H0. When the operating water current is equal to the target current I0 at the time of water consumption Q0, the feed water pressure is the predetermined target pressure. It means that the head H0 is satisfied.

同様に曲線Fは、給水ポンプ3を周波数f1で運転した際のインバータ電流特性であり、水量Q1の点から上方に伸ばした垂線との交点がI1で、この交点I1が目標電流である。給水圧力ヘッドは、目標圧力ヘッドH1を満足している。更に、同様にして、水量Q2、水量0(ゼロ)の、夫々の目標電流I2(インバータ周波数f2で運転)、目標電流I3(インバータ周波数f3で運転)を求めることができる。これらは、実際に運転して水量、圧力、電流、周波数を測定して対応関係を求めておけば良い。ここで、ItはインバータINVの定格電流であり、給水ポンプ3の運転範囲の最大値が最大水量Q0のとき、モータ定格電流がItを越えないよう組み合わせの定格容量を予め決定しておく。   Similarly, a curve F is an inverter current characteristic when the water supply pump 3 is operated at the frequency f1, and an intersection with a perpendicular extending upward from the point of the water amount Q1 is I1, and this intersection I1 is a target current. The feed water pressure head satisfies the target pressure head H1. Further, similarly, the respective target currents I2 (operating at the inverter frequency f2) and the target currents I3 (operating at the inverter frequency f3) of the water amount Q2 and the water amount 0 (zero) can be obtained. These can be obtained by actually operating and measuring the water volume, pressure, current, and frequency to obtain the corresponding relationship. Here, It is the rated current of the inverter INV, and when the maximum value of the operation range of the feed water pump 3 is the maximum water amount Q0, the combined rated capacity is determined in advance so that the motor rated current does not exceed It.

さて、ここで、インバー電流と周波数特性のプロットした目標電流の各点I0、I1、I2、I3を結んだものが直線または曲線I(演算式)である。   Here, a straight line or a curve I (calculation formula) is obtained by connecting the points I0, I1, I2, and I3 of the target current plotted with the invar current and the frequency characteristics.

本発明実施例では、目標電流を求める演算式をパラメータ化して現在周波数を変数として一般化し、複数のパラメータを入力することにより、多種類の演算式を生成出来る様にして、どのような給水ポンプ機種にも適用出来るようにしたものである。   In the embodiment of the present invention, an arithmetic expression for obtaining a target current is parameterized, and the current frequency is generalized as a variable. By inputting a plurality of parameters, various types of arithmetic expressions can be generated, and any feed pump It can be applied to models.

次に、直線または曲線Iを、パラメータを用いて演算式で求めると次の通りとなる。
直線近似の演算式例
I00=((I0−I3)/(f0−f3))*(f0−fx)+I3……(1)
曲線近似の演算式例
I00=((I0−I3)/(f0−f3)2)*(f0−fx)+I3……(2)
ここで、f0、f3、I0、I3は前述の記号の意味を持つパラメータで、fxは変数で現在周波数を示す。これは、使用水量が変わると目標電流も変わるが、現在周波数をこの変数fxに代入することで目標電流I00を求めることができる。
Next, when a straight line or a curve I is obtained by an arithmetic expression using parameters, it is as follows.
Formula example of linear approximation I00 = ((I0−I3) / (f0−f3)) * (f0−fx) + I3 (1)
Formula example of curve approximation I00 = ((I0−I3) / (f0−f3) 2 ) * (f0−fx) 2 + I3 (2)
Here, f0, f3, I0, and I3 are parameters having the meanings of the aforementioned symbols, and fx is a variable and indicates the current frequency. This is because the target current changes as the amount of water used changes, but the target current I00 can be obtained by substituting the current frequency into this variable fx.

上記(1)式と(2)式はそれぞれ、最高の点(Q0の垂線とE線の交点)を第1座標とし、最小の点(水量ゼロの垂線とH線の交点)を第2座標として2点間を結ぶ直線と、2次曲線で近似している。このように、複数のパラメータにより傾斜の異なる直線または曲線I(演算式)を多数得ることができる。従って、少ないパラメータで多数の演算式(直線または曲線)を求めることができるので、従来例のようにデータを入れ直すことなく、多種類の給水ポンプ機種に対応することができ、作業効率が向上する。この作業は、給水ポンプの製品出荷時や製品設置現場で行われる場合が多く、効率向上は極めて有効である。なお、曲線Iは、図2で示したように適宜折れ線としても良く、折れ線の場合はきめ細かな制御が可能となる。   In the above formulas (1) and (2), the highest point (the intersection of the Q0 perpendicular and the E line) is the first coordinate, and the lowest point (the intersection of the zero water volume and the H line) is the second coordinate. Is approximated by a straight line connecting two points and a quadratic curve. In this way, a large number of straight lines or curves I (arithmetic expressions) having different inclinations can be obtained by a plurality of parameters. Therefore, since a large number of arithmetic expressions (straight lines or curves) can be obtained with a small number of parameters, it is possible to cope with various types of water supply pump models without re-entering data as in the conventional example, and work efficiency is improved. . This work is often performed at the time of product shipment of the water supply pump or at the site where the product is installed, and efficiency improvement is extremely effective. The curve I may be a broken line as shown in FIG. 2, and fine control is possible in the case of a broken line.

次に、図1、図2において、給水ポンプ3の仕様点(Q0、H0)が変更になった場合、あるいは、弁、配管等による配管抵抗曲線Jの傾きが変更になった場合の応用例について説明する。   Next, in FIG. 1 and FIG. 2, when the specification points (Q0, H0) of the feed water pump 3 are changed, or when the slope of the pipe resistance curve J due to valves, pipes, etc. is changed, an application example. Will be described.

いずれの場合も給水ポンプ性能曲線上に、仕様点(Q0、H0)と、これを通る抵抗曲線(J相当)と、この抵抗曲線が水量0(ゼロ)で交わる点を締め切り圧力となるようQ−H性能曲線(A、D相当)を作図し、これらを満足するインバータ周波数(f0、f3相当)と、圧力ヘッド(H0、H3相当)で示す2座標を求め、これらの2座標に対応して給水ポンプ性能を与える二つの周波数でそれぞれ運転した時の電流曲線(曲線E、H相当)を引き、これらの電流曲線と、仕様点水量Q0と水量0(ゼロ)との交点の電流値を求めれば、所望の2個のパラメータ(電流値)を得ることができる。また、上記2座標を求めるためのインバータ周波数(f0、f3に相当)もパラメータとなる。   In any case, on the feedwater pump performance curve, the specification point (Q0, H0), the resistance curve passing through it (corresponding to J), and the point where this resistance curve intersects with water volume 0 (zero) will be the closing pressure Q -H performance curve (equivalent to A, D) is drawn, two coordinates indicated by inverter frequency (equivalent to f0, f3) and pressure head (equivalent to H0, H3) satisfying these are obtained, and corresponding to these two coordinates Draw current curves (corresponding to curves E and H) when operating at two frequencies that give feedwater pump performance, and calculate the current value at the intersection of these current curves and the specified point water volume Q0 and water volume 0 (zero). If desired, two desired parameters (current values) can be obtained. The inverter frequency (corresponding to f0 and f3) for obtaining the two coordinates is also a parameter.

一般的には、演算式の変更やデータ等を変更する際には、CPUやメモリを搭載したプリント基板の変更、あるいは、ソフトやデータの書き換えが必要となって大変面倒である。本発明実施例では、パラメータの値をコンソールCONSからの入力による変更で、異なる演算式を多数自動生成することができるので、使い勝手が向上する。演算式は、コンソールCONSからの入力によるパラメータの変更で、記憶部Mに記憶されている演算式生成プログラムにより、マイクロプロセッサCPUで自動生成される。   Generally, when changing an arithmetic expression or changing data, it is very troublesome because it is necessary to change a printed circuit board on which a CPU and a memory are mounted, or to rewrite software and data. In the embodiment of the present invention, a large number of different arithmetic expressions can be automatically generated by changing the parameter value by input from the console CONS, so that the usability is improved. The arithmetic expression is automatically generated by the microprocessor CPU by the arithmetic expression generation program stored in the storage unit M by changing the parameter by the input from the console CONS.

図3は、使用水量が変化した時の、目標電流に収束するまでのアルゴリズムを示したものである。図2と同じ記号は同一のものを示す。   FIG. 3 shows an algorithm until convergence to the target current when the amount of water used changes. The same symbols as those in FIG.

図3から明らかなように、電流曲線は負荷増(使用水量増)に対して単調増加である。そこで、周波数制御のアルゴリズムを次とする。
1.使用水量の減少に伴って、周波数を変える前のインバータ電流が減少したら、インバータ周波数を減速(低下)する。使用水量の増加に伴い、周波数を変える前のインバータ電流が増加したら、インバータ周波数を増速(上昇)する。増減速の幅は分解能、即ち、周波数をどの位変化させると圧力ヘッドおよび電流がどの位変化するかを検証して決める。
2.上記変速指令後に周波数が安定したら、演算式に現在周波数を代入して目標電流を求める。目標電流を求める演算のタイミングは、周波数が安定するのに必要な所定時間、あるいは変速指令を実行してこれに到達した直後とする。このようすれば、変速途中(周波数の変化中)に目標電流を求めることがないので、正しい目標電流を得ることができる。
3.目標電流とインバータ電流が等しくなったら変速指令しない。
As is clear from FIG. 3, the current curve is monotonically increasing with respect to the load increase (increase in the amount of water used). Therefore, the frequency control algorithm is as follows.
1. If the inverter current before changing the frequency decreases as the amount of water used decreases, the inverter frequency is reduced (decreased). If the inverter current before changing the frequency increases as the amount of water used increases, the inverter frequency is increased (increased). The width of acceleration / deceleration is determined by examining the resolution, that is, how much the pressure head and current change when the frequency is changed.
2. When the frequency stabilizes after the shift command, the target current is obtained by substituting the current frequency into the arithmetic expression. The timing for calculating the target current is a predetermined time necessary for the frequency to stabilize, or immediately after the shift command is executed and reached. In this way, since the target current is not obtained during the shift (while the frequency is changing), the correct target current can be obtained.
3. If the target current and the inverter current are equal, no shift command is issued.

目標電流には、周波数制御の安定性を確保するために、不感帯を設ける。不感帯の幅は1回の増減速による電流の増減幅が目標電流領域を超えないように設定する。このようにすれば、絶えず周波数の変動が起こることが無くなり、給水圧力が安定する。   A dead zone is provided in the target current to ensure the stability of frequency control. The width of the dead zone is set so that the increase / decrease width of the current due to one increase / decrease does not exceed the target current region. In this way, frequency fluctuations do not occur constantly, and the feed water pressure is stabilized.

今、便宜上、使用水量がQ1で、インバータ周波数がf1、給水ポンプ性能曲線がB、インバータ運転電流はI1であり、運転点はそれぞれO1とO10にあるものとする。この状態より使用水量がQ1よりQ1aに減少した場合を考える。   For convenience, it is assumed that the amount of water used is Q1, the inverter frequency is f1, the feedwater pump performance curve is B, the inverter operating current is I1, and the operating points are O1 and O10, respectively. Consider a case where the amount of water used is reduced from Q1 to Q1a from this state.

運転点は、給水ポンプ性能曲線B上で、O1(圧力ヘッドH1)からO1´(圧力ヘッドH1a)へ移動し、インバータの電流曲線F上で、O10(電流I1)からO10´(電流I1a)へ移動する。ここで、電流については電流I1a<電流I1となっており、上記アルゴリズム1によって、インバータ周波数をΔfだけ減速する。その後、上記アルゴリズム2によって周波数が安定した後、目標電流を求めて更新する。更新後の目標電流をI1´(図3参照)は、前記演算式(1)式に基き次の通りとなる。
I1´=((I0−I3)/(f0−f3))*(f0−f1−Δf)+I3
この結果、給水ポンプ性能曲線はB´、インバータ電流曲線はF´(f1−Δf)となり、運転点はそれぞれ、O1´´(圧力ヘッドはH1b)、O10´´(電流I1b)へ移動する。しかし、電流がI1b<I1´となって一致しないので、更にΔfだけ減速する。周波数が安定した後、目標電流を求めて更新するが、更新後の目標電流をI1´´(図3参照)とすると次の通りとなる。
I1´´=((I0−I3)/(f0−f3))*(f0−f1−2Δf)+I3
この結果、給水ポンプ性能曲線はB´´、インバータ電流曲線はF´´となり、運転点はそれぞれ、O1´´´(圧力ヘッドはH1c)、O10´´´(電流I1c)へ移動する。ここで、電流がI1c<I1´´(目標電流)となってまだ一致しない。しかし、図3から明らかなように、以上の処理の繰り返しで目標電流を演算式により求めて更新していけば、周波数がf2(図2参照)で目標電流I2(不感帯も含めて)(図2参照)に等しくなる。
The operating point moves from O1 (pressure head H1) to O1 ′ (pressure head H1a) on the feed water pump performance curve B, and from O10 (current I1) to O10 ′ (current I1a) on the current curve F of the inverter. Move to. Here, with respect to the current, current I1a <current I1, and the inverter frequency is reduced by Δf by the above algorithm 1. Thereafter, after the frequency is stabilized by the algorithm 2, the target current is obtained and updated. The updated target current I1 ′ (see FIG. 3) is as follows based on the equation (1).
I1 ′ = ((I0−I3) / (f0−f3)) * (f0−f1−Δf) + I3
As a result, the feedwater pump performance curve becomes B ′, the inverter current curve becomes F ′ (f1−Δf), and the operating points move to O1 ″ (pressure head is H1b) and O10 ″ (current I1b), respectively. However, since the currents do not coincide with I1b <I1 ′, the current further decelerates by Δf. After the frequency is stabilized, the target current is obtained and updated. If the updated target current is I1 ″ (see FIG. 3), the target current is as follows.
I1 ″ = ((I0−I3) / (f0−f3)) * (f0−f1-2Δf) + I3
As a result, the performance curve of the feed water pump becomes B ″, the inverter current curve becomes F ″, and the operating points move to O1 ″ (pressure head is H1c) and O10 ″ (current I1c), respectively. Here, the current becomes I1c <I1 ″ (target current), which does not yet match. However, as is apparent from FIG. 3, if the target current is obtained by the calculation formula and updated by repeating the above processing, the target current I2 (including the dead band) is obtained at the frequency f2 (see FIG. 2) (see FIG. 3). 2).

上記説明では、使用水量が減少した例で示したが、使用水量が増加する場合では、上記と逆の動作をたどり、その都度、演算式により目標電流を求めて更新していくものである。   In the above description, an example in which the amount of water used has decreased is shown. However, when the amount of water used increases, the operation reverse to the above is followed, and each time the target current is obtained and updated by an arithmetic expression.

図4に、給水ポンプ、モータの機種ごとのパラメータ表を示す。この表は前述したように、予め機種ごとに実験して周波数と電流のパラメータを決めておき整理して作成する。前述したように、パラメータf0は給水ポンプ3を例えば100%の回転数(インバータの最大周波数)で回転するときの周波数で、I0はその時の目標電流である。パラメータf3は給水ポンプ3を例えば水量0(ゼロ)で回転するときの周波数で、I3はその時の目標電流である。ItはインバータINVの定格電流であり、給水ポンプ3の運転範囲の最大値が最大水量Q0のとき、モータ定格電流がItを越えないよう組み合わせの定格容量を予め決定しておく。   FIG. 4 shows a parameter table for each type of water supply pump and motor. As described above, this table is prepared by experimenting in advance for each model, determining parameters of frequency and current, and organizing them. As described above, the parameter f0 is a frequency when the feed water pump 3 is rotated at, for example, 100% rotation speed (maximum frequency of the inverter), and I0 is a target current at that time. The parameter f3 is a frequency when the water supply pump 3 is rotated, for example, with a water amount of 0 (zero), and I3 is a target current at that time. It is the rated current of the inverter INV, and when the maximum value of the operation range of the feed water pump 3 is the maximum water amount Q0, the combined rated capacity is determined in advance so that the motor rated current does not exceed It.

特定の機種に適用する場合、図4の表よりパラメータを選び、図5に示す記憶部にそれじれ記憶しておく。図5はメモリマップで、EEPROMに、I0、I3、f0、f3、Itなどが記憶され、RAMに変数fx等が記憶される。どのような機種であっても給水ポンプ性能や電流特性は類似し、パラメータの点数及び構成のしかたが同様なので、制御系のハード構成を共通にして、パラメータの値を入力(又は変更)することで適用することが可能となる。   When applied to a specific model, parameters are selected from the table of FIG. 4 and stored in the storage unit shown in FIG. FIG. 5 is a memory map in which I0, I3, f0, f3, It and the like are stored in the EEPROM, and a variable fx and the like are stored in the RAM. Regardless of the model, the feedwater pump performance and current characteristics are similar, and the number of parameters and configuration are the same, so the parameter configuration is input (or changed) with the same hardware configuration of the control system. Can be applied.

図6の運転手順フローチャートに従って、制御手順を説明する。図6において、500ステップで、目標電流I00を求めるのに必要なパラメータをメモリMより読み出し、501ステップで、メモリM内の演算式生成プログラムによりCPUで演算式を生成する。502ステップでは、初期値として図3に示す給水ポンプQ−H性能を与えるために、演算式の変数fxに現在周波数f3(fDATAにf3がセットされている)を代入する。これによって目標電流はI3となる。   A control procedure is demonstrated according to the driving | operation procedure flowchart of FIG. In FIG. 6, in 500 steps, parameters necessary for obtaining the target current I00 are read from the memory M, and in 501 steps, an arithmetic expression is generated by the CPU using an arithmetic expression generation program in the memory M. In step 502, the current frequency f3 (f3 is set in fDATA) is substituted for the variable fx of the arithmetic expression in order to give the feedwater pump QH performance shown in FIG. 3 as an initial value. As a result, the target current becomes I3.

503ステップで、外部からの運転指令信号の発生部S0から、指令信号が入力されているか判定する。入力されてなければ、入力されるまでこのループ処理を実行する。入力されている場合は、504ステップで、インバータから周波数f3とこれに対応する電圧をモータに出力して運転を始める。505ステップでは、出力した周波数f3が安定するまでに必要な所定時間(ここでは例えばΔt1)の待機処理を実行する。505ステップの待機時間処理に代えて、515〜517ステップ(図8参照)で、指令した周波数がf3に到達したかを確認する処理としても良い。   In step 503, it is determined whether a command signal is input from the external operation command signal generator S0. If not input, this loop processing is executed until it is input. If it has been input, in step 504, the inverter outputs the frequency f3 and the corresponding voltage to the motor and starts operation. In step 505, standby processing for a predetermined time (here, for example, Δt1) necessary until the output frequency f3 is stabilized is executed. Instead of the waiting time process of 505 steps, it may be a process of confirming whether the commanded frequency has reached f3 in steps 515 to 517 (see FIG. 8).

図6の506ステップでは、運転中のインバータ電流を検出してそのデータ(IDATA)を読み出す(図5の記憶部M103参照)。507ステップでは、目標電流I00(この例ではI3)を読み出し、508ステップでは、この目標電流I00と運転中のインバータ電流IDATAとを比較する処理を実行する。比較した結果、
(1)IDATA>I00±αであれば、509ステップの増速処理へジャンプする。
(2)IDATA<I00±αであれば、512ステップの減速処理へジャンプする。
(1)でも(2)でもなければ、変速処理せず506ステップへ戻り、これ以降の処理を繰返す。ここで、αは不感帯(目標電流の精度)を示す。
In step 506 in FIG. 6, the inverter current during operation is detected, and the data (IDATA) is read (see storage unit M103 in FIG. 5). In step 507, the target current I00 (I3 in this example) is read, and in step 508, processing for comparing the target current I00 with the inverter current IDATA in operation is executed. As a result of comparison,
(1) If IDATA> I00 ± α, the process jumps to a speed increasing process of 509 steps.
(2) If IDATA <I00 ± α, jump to the 512-step deceleration process.
If neither (1) nor (2), the shift process is not performed and the process returns to step 506 and the subsequent processes are repeated. Here, α indicates a dead zone (accuracy of the target current).

509ステップでは、Δfだけ増速し、現在周波数としてfDATA(この例ではf3)+Δfを出力する。510ステップでは、前記505ステップと同様に出力した周波数が安定するまでの待ち時間処理を実行する。勿論、これは前述した515〜517ステップ(図8)の周波数到達確認処理と代えても良い。511ステップでは、目標電流更新処理を実行し、506ステップへ戻って、インバータ電流検出処理を実行し507ステップへ進む。   In step 509, the speed is increased by Δf, and fDATA (in this example, f3) + Δf is output as the current frequency. In step 510, a waiting time process until the output frequency is stabilized is executed as in step 505. Of course, this may be replaced with the frequency arrival confirmation processing in steps 515 to 517 (FIG. 8) described above. In step 511, the target current update process is executed, the process returns to step 506, the inverter current detection process is executed, and the process proceeds to step 507.

512ステップでは、Δfだけ減速し、現在周波数としてfDATA(この例ではf3)―Δfを出力する。513ステップでは、前記510ステップと同様に出力した周波数が安定するまでの待ち時間処理を実行する。514ステップでは、目標電流更新処理を実行し、506ステップへ戻ってインバータ電流検出処理を実行し507ステップへ進む。   In step 512, the vehicle decelerates by Δf and outputs fDATA (in this example, f3) −Δf as the current frequency. In step 513, a waiting time process until the output frequency is stabilized is executed as in step 510. In step 514, the target current update process is executed, the process returns to step 506, the inverter current detection process is executed, and the process proceeds to step 507.

以上のアルゴリズムを用い、動作始めの状態例を、図7を用いて説明する。使い始めの使用水量をQ4とし、インバータ周波数をf3、給水ポンプQ−H性能曲線をD、想定目標圧力をH3、インバータ電流曲線をH、目標電流をI3とする。   Using the above algorithm, an example of a state at the start of operation will be described with reference to FIG. The amount of water used at the beginning of use is Q4, the inverter frequency is f3, the feed water pump QH performance curve is D, the assumed target pressure is H3, the inverter current curve is H, and the target current is I3.

使用水量のQ4への増加によって、運転点がO4からO4´に移動し、運転電流はI3aとなる。この状態では運転電流I3a>I3(目標電流)となるため、Δfだけ増速する。増速後の更新した目標電流をI3´とすると、I3´は次の通り表せる。
I3´=((I0−I3)/(f0−f3))*(f0−f3+Δf)+I3
この結果、給水ポンプ性能曲線はD´となり、インバータ電流曲線はH´となり、運転点はO4´´(圧力ヘッドはH3b)、O40´´(電流I3b)へ移動する。この状態では、運転電流I3b>I3´(目標電流)となるため、まだ一致してない。しかし、図7から、以上の処理を繰り返せば、目標電流(不感帯も含めて)に等しくなることが明らかである。
As the amount of water used increases to Q4, the operating point moves from O4 to O4 ′, and the operating current becomes I3a. In this state, since the operating current I3a> I3 (target current), the speed is increased by Δf. Assuming that the updated target current after the acceleration is I3 ′, I3 ′ can be expressed as follows.
I3 ′ = ((I0−I3) / (f0−f3)) * (f0−f3 + Δf) + I3
As a result, the feedwater pump performance curve becomes D ′, the inverter current curve becomes H ′, and the operating point moves to O4 ″ (pressure head is H3b) and O40 ″ (current I3b). In this state, since the operating current I3b> I3 ′ (target current), it is not yet coincident. However, it is clear from FIG. 7 that if the above processing is repeated, it becomes equal to the target current (including the dead zone).

以上の処理を繰り返し続ければ、使用水量変動に伴い、インバータ電流を検出し、現在インバータ周波数から目標電流を求め、これと等しくなるようインバータ周波数を制御すれば、間接的に給水圧力ヘッドを所定の目標圧力ヘッドに制御することが出来る。   If the above processing is continued, the inverter current is detected along with the fluctuation in the amount of water used, the target current is obtained from the current inverter frequency, and if the inverter frequency is controlled to be equal to this, the feed water pressure head is indirectly set to a predetermined value. The target pressure head can be controlled.

1…吸込み管、2,6…仕切弁、3…給水ポンプ、4…モータ、5…逆止め弁、7…吐出配管、8…圧力計、R,S,T…電源、ELB…漏電遮断器、CU…可変速駆動装置、CV…コンバータ、INV…インバータ、INVU…インバータ部、C…平滑コンデンサ、R…シャント抵抗、PWM…PWM処理部、CT…電流検出手段、I/O…入出力回路部、CPU…マイクロプロセッサ、M…記憶部(メモリ)、CONS…設定部(コンソール)、S0…外部運転指令信号の発生部、CU…可変速駆動装置、It…インバータ部の定格電流。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Suction pipe, 2, 6 ... Gate valve, 3 ... Water supply pump, 4 ... Motor, 5 ... Check valve, 7 ... Discharge piping, 8 ... Pressure gauge, R, S, T ... Power supply, ELB ... Earth leakage breaker , CU ... variable speed drive, CV ... converter, INV ... inverter, INVU ... inverter part, C ... smoothing capacitor, R ... shunt resistor, PWM ... PWM processing part, CT ... current detection means, I / O ... input / output circuit , CPU ... microprocessor, M ... storage unit (memory), CONS ... setting unit (console), S0 ... external operation command signal generation unit, CU ... variable speed drive device, It ... rated current of inverter unit.

Claims (10)

インバータ周波数から目標電流を求め、運転時のインバータ電流が目標電流となるようにインバータ周波数を制御してモータと給水ポンプを可変速制御する可変速駆動装置において、
給水ポンプを可変速制御するインバータ部と、
運転時のインバータ電流を検出する電流検出手段と、
検出されたインバータ電流に基いて前記インバータの周波数を制御する制御部と、
目標電流を求める演算式を生成するためのパラメータを入力する設定部と、
前記設定部から入力されたパラメータと、パラメータを用いて演算式を生成する演算式生成プログラムを記憶する記憶部を備え、
前記記憶部は、パラメータとして第1の電流値とインバータ周波数と、第2の電流値とインバータ周波数とを記憶し、
前記制御部は、前記第1の電流値と第1のインバータ周波数で第1座標と、前記第2の電流値と第2のインバータ周波数で第2座標を夫々形成し、前記両座標を通りインバータ周波数から目標電流を求める演算式を生成し、
この演算式で求められた目標電流に不感帯を加えた値と、前記電流検出手段が検出したインバータ電流との比較結果に応じて、下記の制御を繰り返して演算式により目標電流を更新しながらインバータ周波数を制御し、
上記目標電流の更新タイミングを下記の制御でインバータ周波数が指令周波数に到達した時を契機とするとともに、上記不感帯の幅を1回の増減速による電流の増減幅が目標電流領域を超えないように設定されることを特徴とする可変速駆動装置。
1.電流検出手段の検出電流<目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ減速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)
2.電流検出手段の検出電流>目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ増速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)
3.上記以外は変速せず。
In a variable speed drive device that obtains a target current from the inverter frequency, and controls the inverter frequency so that the inverter current during operation becomes the target current, thereby controlling the motor and the feed pump at a variable speed.
An inverter for variable speed control of the water supply pump;
Current detection means for detecting the inverter current during operation;
A control unit for controlling the frequency of the inverter based on the detected inverter current ;
A setting unit for inputting parameters for generating an arithmetic expression for obtaining a target current;
A storage unit that stores a parameter input from the setting unit and an arithmetic expression generation program that generates an arithmetic expression using the parameter;
The storage unit stores, as parameters, a first current value and an inverter frequency, a second current value and an inverter frequency,
Wherein the control unit includes a first coordinate in the first current value and the first inverter frequency, the second coordinates respectively formed at the second current value and a second inverter frequency, through the two coordinates Generate a formula to calculate the target current from the inverter frequency,
In accordance with the comparison result between the value obtained by adding the dead band to the target current obtained by this arithmetic expression and the inverter current detected by the current detecting means, the following control is repeated and the target current is updated by the arithmetic expression while updating the target current. Control the frequency,
The update timing of the target current is triggered when the inverter frequency reaches the command frequency by the following control, and the width of the dead zone is set so that the current increase / decrease width does not exceed the target current region. A variable speed drive device characterized by being set.
1. If the detection current of the current detection means <target current ± α, the current inverter frequency is decelerated by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
2. If the detected current of the current detecting means> the target current ± α, the current inverter frequency is increased by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
3. No shift except above.
請求項1に記載の可変速駆動装置において、
第1座標を形成する第1のインバータ周波数を給水ポンプの最大負荷を満足する周波数とし、第1の電流値を第1のインバータ周波数で運転したときの給水ポンプの最大負荷時電流とし、第2座標を形成する第2のインバータ周波数を給水ポンプの最少負荷を満足する周波数とし、第2の電流値を第2のインバータ周波数で運転したときの給水ポンプの最少負荷時電流とするように、前記設定部によってパラメータが設定され、前記記憶部に記憶するようにしたことを特徴とする可変速駆動装置。
The variable speed drive device according to claim 1,
The first inverter frequency forming the first coordinate is a frequency that satisfies the maximum load of the feedwater pump, the first current value is the maximum load current of the feedwater pump when operating at the first inverter frequency, and the second The second inverter frequency forming the coordinates is set to a frequency satisfying the minimum load of the feed water pump, and the second current value is set to the minimum load current of the feed water pump when operating at the second inverter frequency. A variable speed drive device characterized in that a parameter is set by a setting section and stored in the storage section .
請求項1または2に記載の可変速駆動装置において、
前記制御部は、目標電流の更新タイミングを、一つ前の周波数から現在周波数に変更してインバータ周波数がこれに到達したことを契機としたことを特徴とする可変速駆動装置。
In the variable speed drive device according to claim 1 or 2 ,
The variable speed drive device characterized in that the control unit changes the update timing of the target current from the previous frequency to the current frequency and that the inverter frequency reaches this timing .
請求項1またはに記載の可変速駆動装置において、
前記制御部は、目標電流の更新タイミングを、前記インバータ部の出力した周波数が現在周波数に到達するのに十分な所定時間が経過した時を契機としたことを特徴とする可変速駆動装置。
In the variable speed drive device according to claim 1 or 2 ,
The variable speed drive apparatus according to claim 1, wherein the control unit is triggered by a time when a predetermined time sufficient for the frequency output from the inverter unit to reach the current frequency has passed .
請求項1〜4のいずれか一項に記載の可変速駆動装置において、
前記制御部は、目標電流を求める演算式を生成するパラメータを予めモータと給水ポンプの機種ごとに定めておき、特定対象機種に適用する場合、前記予め機種ごとに定めたパラメータから特定対象機種用のパラメータを選択して予め前記記憶部に書き込むようにしたことを特徴とする可変速駆動装置。
In the variable speed drive device according to any one of claims 1 to 4 ,
The control unit determines a parameter for generating an arithmetic expression for obtaining a target current in advance for each model of the motor and the water supply pump, and when applied to the specific target model, the parameter for the specific target model is determined based on the parameter predetermined for each model. The variable-speed drive device is characterized in that the parameters are selected and written in the storage unit in advance .
インバータ周波数から目標電流を求め、運転時のインバータ電流が目標電流となるようにインバータ周波数を制御して給水ポンプを可変速制御する給水装置において、In the water supply device that obtains the target current from the inverter frequency and controls the inverter frequency so that the inverter current during operation becomes the target current, and the variable speed control of the water supply pump,
給水ポンプと、A water supply pump,
前記給水ポンプを可変速制御するインバータ部と、An inverter for variable speed control of the water supply pump;
運転時のインバータ電流を検出する電流検出手段と、Current detection means for detecting the inverter current during operation;
検出されたインバータ電流に基いて前記インバータの周波数を制御する制御部と、A control unit for controlling the frequency of the inverter based on the detected inverter current;
目標電流を求める演算式を生成するためのパラメータを入力する設定部と、A setting unit for inputting parameters for generating an arithmetic expression for obtaining a target current;
前記設定部から入力されたパラメータと、パラメータを用いて演算式を生成する演算式生成プログラムを記憶する記憶部を備え、A storage unit that stores a parameter input from the setting unit and an arithmetic expression generation program that generates an arithmetic expression using the parameter;
前記記憶部は、パラメータとして第1の電流値とインバータ周波数と、第2の電流値とインバータ周波数とを記憶し、The storage unit stores, as parameters, a first current value and an inverter frequency, a second current value and an inverter frequency,
前記制御部は、前記第1の電流値と第1のインバータ周波数で第1座標を、前記第2の電流値と第2のインバータ周波数で第2座標を夫々形成し、前記両座標を通りインバータ周波数から目標電流を求める演算式を生成し、The control unit forms a first coordinate with the first current value and the first inverter frequency, and forms a second coordinate with the second current value and the second inverter frequency. Generate a formula to calculate the target current from the frequency,
この演算式で求められた目標電流に不感帯を加えた値と、前記電流検出手段が検出したインバータ電流との比較結果に応じて、下記の制御を繰り返して演算式により目標電流を更新しながらインバータ周波数を制御し、In accordance with the comparison result between the value obtained by adding the dead band to the target current obtained by this arithmetic expression and the inverter current detected by the current detecting means, the following control is repeated and the target current is updated by the arithmetic expression while updating the target current. Control the frequency,
上記目標電流の更新タイミングを下記の制御でインバータ周波数が指令周波数に到達した時を契機とするとともに、上記不感帯の幅を1回の増減速による電流の増減幅が目標電流領域を超えないように設定されることを特徴とする給水装置。The update timing of the target current is triggered when the inverter frequency reaches the command frequency by the following control, and the width of the dead zone is set so that the current increase / decrease width does not exceed the target current region. A water supply device characterized by being set.
1.電流検出手段の検出電流<目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ減速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)1. If the detection current of the current detection means <target current ± α, the current inverter frequency is decelerated by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
2.電流検出手段の検出電流>目標電流±αならば、現在インバータ周波数をΔfだけ増速する。(αは不感帯(目標電流の精度)、Δfは変速幅)2. If the detected current of the current detecting means> the target current ± α, the current inverter frequency is increased by Δf. (Α is dead zone (accuracy of target current), Δf is speed change range)
3.上記以外は変速せず。3. No shift except above.
請求項6に記載の給水装置において、The water supply apparatus according to claim 6,
第1座標を形成する第1のインバータ周波数を給水ポンプの最大負荷を満足する周波数とし、第1の電流値を第1のインバータ周波数で運転したときの給水ポンプの最大負荷時電流とし、第2座標を形成する第2のインバータ周波数を給水ポンプの最少負荷を満足する周波数とし、第2の電流値を第2のインバータ周波数で運転したときの給水ポンプの最少負荷時電流とするように、前記設定部によってパラメータが設定され、前記記憶部に記憶するようにしたことを特徴とする給水装置。The first inverter frequency forming the first coordinate is a frequency that satisfies the maximum load of the feedwater pump, the first current value is the maximum load current of the feedwater pump when operating at the first inverter frequency, and the second The second inverter frequency forming the coordinates is set to a frequency satisfying the minimum load of the feed water pump, and the second current value is set to the minimum load current of the feed water pump when operating at the second inverter frequency. A water supply apparatus, wherein parameters are set by a setting unit and stored in the storage unit.
請求項6または7に記載の給水装置において、In the water supply apparatus of Claim 6 or 7,
前記制御部は、目標電流の更新するタイミングを、一つ前の周波数から現在周波数に変更してこれに到達したことを契機としたことを特徴とする給水装置。The said control part changed the timing which updates a target electric current from the last frequency to the present frequency, and triggered it that it reached | attained this, The water supply apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項6または7に記載の給水装置において、
前記制御部は、目標電流の更新タイミングを、前記インバータ部の出力した周波数が現在周波数に到達するのに十分な所定時間が経過した時を契機としたことを特徴とする給水装置。
In the water supply apparatus of Claim 6 or 7 ,
The water supply device according to claim 1, wherein the control unit is triggered by a time when a predetermined time sufficient for the frequency output from the inverter unit to reach a current frequency has passed .
請求項6〜9のいずれか一項に記載の給水装置において、
前記制御部は、目標電流を求める演算式を生成するパラメータを予め給水ポンプの機種ごとに定めておき、特定対象機種に適用する場合、前記予め機種ごとに定めたパラメータから特定対象機種用のパラメータを選択して予め前記記憶部に書き込むようにしたことを特徴とする給水装置。
In the water supply apparatus as described in any one of Claims 6-9 ,
The control unit determines a parameter for generating an arithmetic expression for obtaining a target current in advance for each model of the water supply pump, and when applied to the specific target model, the parameter for the specific target model from the parameter predetermined for each model The water supply apparatus is characterized by selecting and writing in the storage unit in advance .
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