(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、外部から与えられる周波数指令を入力する周波数指令入力手段と、前記周波数指令に基づいて前記交流電圧の周波数を設定する周波数設定手段とを備えたインバータ装置であって、
内部の電源電位線に短絡保護用抵抗を介して接続された電源供給端子と、
前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子と、
内部の基準電位線に接続されたコモン端子と、
前記コモン端子の電位を基準として前記指令電圧入力端子の電圧を指令電圧値として検出する指令電圧検出手段と、
前記コモン端子の電位を基準として前記電源供給端子の電圧を供給電圧値として検出する供給電圧検出手段とを備え、
外部より前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記指令電圧値に対し、所定の演算を行うことにより前記交流電圧の周波数を設定し、
外部に設けられるボリュームの一方の固定端子が前記電源供給端子に接続され、当該ボリュームの中点端子が前記指令電圧入力端子に接続され、当該ボリュームの他方の固定端子が前記コモン端子に接続されることにより、前記中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記供給電圧値および前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記電源電位線の電圧値、前記供給電圧値、前記指令電圧値、前記短絡保護用抵抗の抵抗値、前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値および前記供給電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記ボリュームの分圧比を演算し、この分圧比に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記周波数設定手段は、
外部に設けられる前記ボリュームの中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記指令電圧値および前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記指令電圧検出手段の入力部に流れる第１の電流の値を演算し、
前記電源電位線の電圧値、前記供給電圧値および前記短絡保護用抵抗の抵抗値を用いて前記短絡保護用抵抗に流れる第２の電流の値を演算し、
前記供給電圧値および前記供給電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記供給電圧検出手段の入力部に流れる第３の電流の値を演算し、
前記供給電圧値、前記指令電圧値および前記第１〜第３の電流の値を用いて、前記ボリュームの一方の固定端子と中点端子との間の第１の分割抵抗の値および中点端子と他方の固定端子との間の第２の分割抵抗の値を演算し、
前記第１および第２の分割抵抗の値から前記ボリュームの分圧比を演算することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記周波数設定手段が前記分圧比を演算する過程で求められる前記ボリュームの抵抗値が所定の範囲内の値でない場合に警報出力を行う警報出力手段を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる第２の指令電圧入力端子と、
前記コモン端子の電位を基準として前記第２の指令電圧入力端子の電圧を第２の指令電圧値として検出する第２の指令電圧検出手段とを備え、
前記供給電圧検出手段により検出された供給電圧値が、前記電源電位線の電圧値より低い場合には、前記電源供給端子、前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記ボリュームが接続されることにより前記指令電圧が与えられる場合であると判断し、
前記供給電圧値が前記電源電位線の電圧値と等しい場合には、外部より前記第２の指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合であると判断し、
外部より前記第２の指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記第２の指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記第２の指令電圧値に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインバータ装置。
【請求項５】
直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、外部から与えられる周波数指令を入力する周波数指令入力手段と、前記周波数指令に基づいて前記交流電圧の周波数を設定する周波数設定手段とを備えたインバータ装置であって、
内部の電源電位線に短絡保護用抵抗を介して接続された電源供給端子と、
前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子と、
内部の基準電位線に接続されたコモン端子と、
前記コモン端子の電位を基準として前記指令電圧入力端子の電圧を指令電圧値として検出する指令電圧検出手段と、
前記電源供給端子、前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して外部に接続されるボリュームの抵抗値を入力する抵抗値入力手段とを備え、
外部より前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記指令電圧値に対し、所定の演算を行うことにより前記交流電圧の周波数を設定し、
外部に設けられるボリュームの一方の固定端子が前記電源供給端子に接続され、当該ボリュームの中点端子が前記指令電圧入力端子に接続され、当該ボリュームの他方の固定端子が前記コモン端子に接続されることにより、前記中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記ボリュームの抵抗値、前記電源電位線の電圧値、前記指令電圧値、前記短絡保護用抵抗の抵抗値および前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記ボリュームの分圧比を演算し、この分圧比に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とするインバータ装置。
【請求項６】
前記コモン端子の電位を基準として前記電源電位線の電圧値を検出する電源電位検出手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、外部から与えられる周波数指令を入力する周波数指令入力手段と、この周波数指令に基づいて交流電圧の周波数を設定する周波数設定手段とを備えたインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータ装置は、負荷として接続されるモータを所望の回転速度で運転させるように、出力する交流電圧の周波数を設定することが可能となっている。インバータ装置の動作を上位の制御機器により自動制御する場合などには、その制御機器から周波数の設定値を指令する指令電圧（アナログ電圧）がインバータ装置に与えられる。また、インバータ装置の点検もしくは調整を行う場合またはインバータ装置を自動制御することなく動作させる場合などには、インバータ装置の外部にボリューム（可変抵抗器）が接続され、その設定値（分圧比）に応じたボリュームの中点電圧が周波数の設定値を指令する指令電圧としてインバータ装置に与えられる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−７８５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、このようなインバータ装置の周波数設定に係る部分の一構成例を示している。この図６において、インバータ装置１は、アナログ入力部２、周波数設定部３、アナログ入力切換部４および運転指令入力部５を備えている。また、インバータ装置１は、電源供給端子ＰＰ、入力端子ＲＲ、ＲＳ、Ｌ１、ＲＵＮおよびコモン端子ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＯＭを備えている。
【０００５】
アナログ入力部２は、入力端子ＲＲ（指令電圧入力端子に相当）および入力端子ＲＳ（第２の指令電圧入力端子に相当）の電圧を入力とし、それら電圧に応じた信号を後段に出力するものである。アナログ入力部２は、入力端子ＲＲの電圧を検出する電圧検出部６と、入力端子ＲＳの電圧を検出する電圧検出部７と、電圧検出部６、７の検出電圧を入力とするＡ／Ｄ変換部８とを備えている。
【０００６】
電圧検出部６（指令電圧検出手段に相当）は、抵抗９、１０の直列回路により構成されており、その相互接続点から入力端子ＲＲとコモン端子ＣＣ１との間の電圧を分圧した検出電圧Ｖrr’（指令電圧値に相当）が出力される。電圧検出部７（第２の指令電圧検出手段に相当）は、抵抗１１、１２の直列回路により構成されており、その相互接続点から入力端子ＲＳとコモン端子ＣＣ２との間の電圧を分圧した検出電圧Ｖrs’（第２の指令電圧値に相当）が出力される。
【０００７】
コモン端子ＣＣ１、ＣＣ２は、いずれもインバータ装置１の内部の基準電位線１３（０Ｖ）に接続されている。すなわち、電圧検出部６、７は、基準電位線１３の電位を基準として入力端子ＲＲ、ＲＳの電圧をそれぞれ検出する。各検出電圧Ｖrr’Ｖrs’は、Ａ／Ｄ変換部８に与えられる。Ａ／Ｄ変換部８は、電圧検出部６、７から与えられる各検出電圧Ｖrr’、Ｖrs’をデジタル値に変換して周波数設定部３に出力する。
【０００８】
インバータ装置１の外部において、電源供給端子ＰＰにはボリューム１４の一方の固定端子が接続され、入力端子ＲＲにはボリューム１４の中点端子が接続され、コモン端子ＣＣ１にはボリューム１４の他方の固定端子が接続される。電源供給端子ＰＰは、抵抗１５を介してインバータ装置１の内部の電源電位線１６（Ｖcc）に接続されている。これにより、ボリューム１４の設定値（分圧比）に応じた電圧が入力端子ＲＲに与えられるようになっている。一方、入力端子ＲＳ、コモン端子ＣＣ２間には、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などの上位の制御機器から周波数の設定値（周波数指令）を表す指令電圧が与えられるようになっている。
【０００９】
アナログ入力切換部４は、インバータ装置１の外部において入力端子Ｌ１およびコモン端子ＣＯＭ間に接続された外部接点Ｓａの開閉状態に応じて、入力端子ＲＲ、ＲＳのいずれかを選択することを示す選択信号を周波数設定部３に出力する。例えば、アナログ入力切換部４は、外部接点Ｓａがオンされた場合には入力端子ＲＲを選択し、オフされた場合には入力端子ＲＳを選択するようになっている。周波数設定部３は、アナログ入力部２の出力信号およびアナログ入力切換部４の出力信号に基づいてインバータ装置１から出力する交流電圧の周波数を設定する。すなわち、周波数設定部３は、アナログ入力部２から与えられる入力端子ＲＲ、ＲＳの電圧に応じた信号のうち、アナログ入力切換部４から与えられる選択信号が示すほうの信号に基づいて周波数の設定を行う。
【００１０】
運転指令入力部５は、インバータ装置１の外部において入力端子ＲＵＮおよびコモン端子ＣＯＭ間に接続された外部接点Ｓｂの開閉状態に応じてインバータ主回路（図示せず）の駆動を行うか否かを表す信号をその駆動を制御するＰＷＭ制御部（図示せず）に出力する。なお、上記外部接点Ｓａ、Ｓｂによる入力端子の選択および運転指令については、オープンネットワークなど通信により行うことも可能である。
【００１１】
図６では、電源供給端子ＰＰ、入力端子ＲＲおよびコモン端子ＣＣ１を介してボリューム１４を接続する構成としたが、インバータ装置１は、入力端子ＲＲおよびコモン端子ＣＣ１間にも、上位の制御機器などからの指令電圧を直接入力することが可能となっている。外部の制御機器から入力端子ＲＲ、ＲＳを介して与えられる指令電圧の規定範囲は、通常０〜１０Ｖである。一方、Ａ／Ｄ変換部８の規定入力範囲は、０〜５Ｖであることが多い。従って、電圧検出部６、７を構成する各抵抗の値は、その分圧比が０．５となるような値に設定されている。また、一般に、このような電圧入力を行う場合には、電圧検出部６、７の入力インピーダンス値、つまり抵抗９、１０の直列合成抵抗値および抵抗１１、１２の直列合成抵抗値は、いずれも３０ｋΩ程度に設定される。なお、Ａ／Ｄ変換部８の入力インピーダンスは上記直列合成抵抗値（３０ｋΩ）と比べて十分に高い。このため、ここでは、Ａ／Ｄ変換部８の入力インピーダンスは無限大であるとして取り扱う。
【００１２】
さて、外部に接続されるボリューム１４としては、その全抵抗の値ｒvが例えば１ｋΩ〜１０ｋΩのものが用いられる。ボリューム１４の各端部間の抵抗（全抵抗）がその中点により１０分割される場合において、その分割値（ノッチ）をＮで示すと、ボリューム１４の一方の端部と中点との間の分割抵抗の値ｒa（第１の分割抵抗の値に相当）、中点と他方の端部との間の分割抵抗の値ｒb（第２の分割抵抗の値に相当）は、それぞれ下記（１）式および（２）式により表される。
ｒa＝ｒv×（１０−Ｎ）／１０            …（１）
ｒb＝ｒv×（Ｎ／１０）                  …（２）
【００１３】
電圧検出部６の入力インピーダンスの値ｒ1が無限大であれば、入力端子ＲＲおよびコモン端子ＣＣ１間の抵抗の値ｒ(RR-CC)は、ほぼ分割抵抗値ｒbとなる。このため、入力端子ＲＲおよびコモン端子ＣＣ１間の電圧Ｖrrが分割抵抗値ｒa、ｒbの比（分圧比）に応じた電圧となり、その結果、ボリューム１４の設定値（分圧比）に応じた周波数設定を行うことができる。しかし、実際には、電圧検出部６の入力インピーダンスの値ｒ1は無限大ではなく、例えば３０ｋΩ程度となっている。このため、入力端子ＲＲおよびコモン端子ＣＣ１間の抵抗の値ｒ(RR-CC)は、下記（３）式により表される。
ｒ(RR-CC)＝（ｒb×ｒ1）／（ｒb＋ｒ1）            …（３）
【００１４】
上記（３）式に示すように、抵抗値ｒ(RR-CC)は、分割抵抗値ｒbだけでなく、入力インピーダンス値ｒ1にも依存する。このため、ボリューム１４の設定値と入力端子ＲＲおよびコモン端子ＣＣ１間の電圧Ｖrrとの関係における線形性が低下してしまう。図７は、１ｋΩ、３ｋΩ、５ｋΩ、１０ｋΩのそれぞれの抵抗値ｒvを持つボリューム１４を用いた場合における分圧比と電圧Ｖrrとの関係を示している。図７の（ａ）は、上記関係をグラフ化したものであり、（ｂ）はグラフの元になるデータである。なお、図７（ａ）の縦軸は、分割値Ｎ＝１０のときを１００％とした電圧Ｖrrの変化率を表している。また、入力インピーダンス値ｒ1＝３０ｋΩとしている。
【００１５】
図７に示すように、ボリューム１４の抵抗値ｒvが入力インピーダンス値ｒ1（３０ｋΩ）に近づくほど線形性が悪くなっている。例えば、ｒv＝１０ｋΩの場合、ボリュームの設定値（分圧比）が０．５となる分割値Ｎ＝５のときには、電圧Ｖrrの変化率の期待値は５０％であるが、実際には４６．３％となっている。このとき、例えば周波数の最大設定値が６０Ｈｚであるとすると、期待される周波数設定値が３０Ｈｚであるのに対し、実際の周波数設定値は２７．８Ｈｚとなってしまう。
【００１６】
また、ボリューム１４の一方の固定端子は電源供給端子ＰＰに接続されており、インバータ装置１内部の電源電位線１６から例えば１０Ｖの電圧Ｖccが与えられるようになっている。ただし、電源供給端子ＰＰは、電位の低い部分（例えばコモン端子ＣＣ１などの０Ｖの部分）と短絡された場合に過大な電流が流れることを抑止する短絡保護用抵抗として機能する抵抗１５を介して電源電位線１６に接続されている。この抵抗１５の値ｒ2は、例えば１００Ω程度となっている。このため、電源供給端子ＰＰの電圧Ｖppは、下記（４）式により表される。
Ｖpp＝Ｖcc×（ｒa＋ｒ(RR-CC)）／（ｒ2＋ｒa＋ｒ(RR-CC)）      …（４）
【００１７】
上記（４）式に示すように、電源供給端子ＰＰの電圧Ｖppは、電源電位線１６の電圧Ｖccだけでなく、ｒ2、ｒa、ｒ(RR-CC)の値にも依存する。図８は、１ｋΩ、３ｋΩ、５ｋΩ、１０ｋΩのそれぞれの抵抗値ｒｖを持つボリューム１４を用いた場合における分圧比と電圧Ｖppとの関係を示している。図８の（ａ）は、上記関係をグラフ化したものであり、（ｂ）はグラフの元になるデータである。なお、図８（ａ）の縦軸は、電圧Ｖccであるときを１００％とした電圧Ｖppの変化率を表している。また、入力インピーダンス値ｒ1＝３０ｋΩ、抵抗値ｒ2＝１００Ωとしている。図８に示すように、電圧Ｖppはボリューム１４の抵抗値ｒvにより大きく異なることが分かる。具体的には、電圧Ｖppは、ボリューム１４の抵抗値ｒvが小さいほど、抵抗１５（抵抗値ｒ2）の影響を受けて小さくなっている。
【００１８】
さて、前述したとおり、入力端子ＲＲは、外部から０〜１０Ｖの範囲の指令電圧を入力することも可能となっている。このため、周波数設定部３は、最大値である１０Ｖの指令電圧が入力されたときにＡ／Ｄ変換部８から出力される最大値を示すデジタル値が与えられると周波数を最大の値（例えば６０Ｈｚ）に設定するようになっている。
【００１９】
このことから、ボリューム１４を接続した場合において、電圧Ｖppが電圧Ｖcc（１０Ｖ）よりも小さいと、分割値Ｎを最大（＝１０）にした場合でも、入力端子ＲＲには最大値である１０Ｖの指令電圧が与えられない。このため、周波数を最大値に設定することができなくなってしまう。例えば、図８（ｂ）に示すように、抵抗値ｒv＝１ｋΩ、分割値Ｎ＝１０の場合、電圧Ｖppは９０．６％となっている。このとき、例えば周波数の最大設定値が６０Ｈｚであるとすると、実際の周波数設定値は５４．４Ｈｚとなってしまう。
【００２０】
上記各事項を考慮した上で、ボリューム１４を接続した場合における入力端子ＲＲの電圧Ｖrrを求めると、下記（５）式により表される。
Ｖrr＝（Ｖcc×ｒ(RR-CC)）／（ｒ2＋ｒa＋ｒ(RR-CC)）      …（５）
【００２１】
図９は、１ｋΩ、３ｋΩ、５ｋΩ、１０ｋΩのそれぞれの抵抗値ｒvを持つボリューム１４を用いた場合における分圧比と電圧Ｖrrとの関係を示している。図９の（ａ）は、上記関係をグラフ化したものであり、（ｂ）はグラフの元になるデータである。なお、図９（ａ）の縦軸は、電圧Ｖccであるときを１００％とした電圧Ｖrrの変化率を表している。また、入力インピーダンス値ｒ1＝３０ｋΩ、抵抗値ｒ2＝１００Ωとしている。
【００２２】
図９に示すように、ボリューム１４の抵抗値ｒvを小さくするほど線形性の問題は改善されるものの、最大値が小さくなってしまう。一方、ボリューム１４の抵抗値ｒvを大きくするほど最大値の問題は改善されるものの、線形性が低下してしまう。つまり、ボリューム１４の抵抗値ｒvの設定だけでは、線形性および最大値の問題点を共に解決することはできない。
【００２３】
図１０は、ボリューム１４を周波数設定器として用いる場合の一構成例を示している。周波数設定器１７は、ボリューム１４（図１０では省略）と、ボリューム１４の分圧比を可変するための軸（図示せず）と連動して回転する摘み１８と、ボリューム１４の分割値Ｎを表すための目盛板１９とを備えている。ユーザは、摘み１８を回転させることにより、ボリューム１４の中点の位置を変化させることができるようになっている。また、目盛板１９には、分割値Ｎを表すマークＭ０〜Ｍ１０が互いに等間隔に付されている。マーク（丸印）の大きさは、互いに異なっており、その大きさは分割値Ｎの大きさに対応している。従って、最も小さいマークＭ０は分割値＝０（Ｌｏｗ）を示し、最も大きいマークＭ１０は分割値＝１０（Ｈｉｇｈ）を示している。また、摘み１８には指示マークＭｄが付されており、この指示マークＭｄが指す目盛板１９上のマークが実際の分割値を表すような構成となっている。
【００２４】
上記した線形性および最大値の問題がある場合、周波数設定器１７を操作する上で次のような問題が生じる。例えば、図１０に示すように、摘み１８の指示マークＭｄが目盛板１９のマークＭ５のところに合っている状態においては、通常、ユーザは、周波数の設定値が最大値の５０％（３０Ｈｚ）になると考える。しかしながら、上記した線形性に問題がある場合には、このような状態であっても、周波数の設定値が３０Ｈｚとはならずに例えば２７．８Ｈｚとなってしまう。このようなことが起こると、ユーザは周波数設定器１７の操作に違和感を感じてしまう。
【００２５】
また、通常、ユーザは、摘み１８の指示マークＭｄを目盛板１９のマークＭ１０のところに合わせた状態、つまり摘み１８を時計回りに回転させて回しきった状態が周波数の設定値が最大値（６０Ｈｚ）になると考える。しかしながら、上記した最大値に問題がある場合には、このような状態であっても、周波数の設定値が６０Ｈｚとはならずに例えば５４．４Ｈｚとなってしまう。つまり、周波数を仕様上の最大値まで設定することができなくなってしまう。
【００２６】
そこで、電圧Ｖrrの値を所定のパラメータを用いて調整することが考えられる。周波数の最大値は、電圧Ｖrrに対し所定のゲインをかける調整を行うことである程度改善できる。しかし、線形性については、例えばボリュームの分割値Ｎが５のときに、周波数の設定値が最大値の５０％となるように調整すると、分割値Ｎが１０のときに、周波数の設定値が１００％を超えてしまうなどの問題が生じる。また、仮にパラメータを用いた調整により線形性および最大値の問題を解決できるとしても、そのような調整作業を行うことは、ユーザにとっては多大な作業時間を要するとともに、非常に煩わしいものとなる。
【００２７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パラメータ等による調整作業を必要とすることなく、外部に接続されるボリュームの設定値と周波数設定値との関係に線形性を持たせつつ、周波数を最大値まで設定可能とすることができるインバータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記した目的を達成するために、請求項１記載のインバータ装置は、直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、外部から与えられる周波数指令を入力する周波数指令入力手段と、前記周波数指令に基づいて前記交流電圧の周波数を設定する周波数設定手段とを備えたインバータ装置であって、内部の電源電位線に短絡保護用抵抗を介して接続された電源供給端子と、前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子と、内部の基準電位線に接続されたコモン端子と、前記コモン端子の電位を基準として前記指令電圧入力端子の電圧を指令電圧値として検出する指令電圧検出手段と、前記コモン端子の電位を基準として前記電源供給端子の電圧を供給電圧値として検出する供給電圧検出手段とを備え、外部より前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、前記周波数設定手段は、前記指令電圧値に対し、所定の演算を行うことにより前記交流電圧の周波数を設定し、外部に設けられるボリュームの一方の固定端子が前記電源供給端子に接続され、当該ボリュームの中点端子が前記指令電圧入力端子に接続され、当該ボリュームの他方の固定端子が前記コモン端子に接続されることにより、前記中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、前記周波数指令入力手段は、前記供給電圧値および前記指令電圧値を入力し、前記周波数設定手段は、前記電源電位線の電圧値、前記供給電圧値、前記指令電圧値、前記短絡保護用抵抗の抵抗値、前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値および前記供給電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記ボリュームの分圧比を演算し、この分圧比に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項５記載のインバータ装置は、直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、外部から与えられる周波数指令を入力する周波数指令入力手段と、前記周波数指令に基づいて前記交流電圧の周波数を設定する周波数設定手段とを備えたインバータ装置であって、内部の電源電位線に短絡保護用抵抗を介して接続された電源供給端子と、前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子と、
内部の基準電位線に接続されたコモン端子と、前記コモン端子の電位を基準として前記指令電圧入力端子の電圧を指令電圧値として検出する指令電圧検出手段と、前記電源供給端子、前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して外部に接続されるボリュームの抵抗値を取得する抵抗値取得手段とを備え、外部より前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、前記周波数設定手段は、前記指令電圧値に対し、所定の演算を行うことにより前記交流電圧の周波数を設定し、外部に設けられるボリュームの一方の固定端子が前記電源供給端子に接続され、当該ボリュームの中点端子が前記指令電圧入力端子に接続され、当該ボリュームの他方の固定端子が前記コモン端子に接続されることにより、前記中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、前記周波数設定手段は、前記ボリュームの抵抗値、前記電源電位線の電圧値、前記指令電圧値、前記短絡保護用抵抗の抵抗値および前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記ボリュームの分圧比を演算し、この分圧比に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とする。
【００３０】
このような構成によれば、外部に設けられるボリュームが電源供給端子、指令電圧入力端子およびコモン端子に接続されることにより、その中点端子の位置に応じた指令電圧が与えられる場合にあっては、各部の電圧値、抵抗値および入力インピーダンス値を用いてボリュームの実際の分圧比を演算し、この分圧比に基づいて交流電圧の周波数を設定する。このため、指令電圧検出手段の入力インピーダンスや、短絡保護用抵抗などの影響を受けることなく、交流電圧の周波数設定を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ボリュームの実際の分圧比（設定値）を演算し、その分圧比に基づいて交流電圧を設定するので、パラメータ等による調整作業を必要とすることなく、外部に接続されるボリュームの設定値と周波数設定値との関係に線形性を持たせつつ、周波数を最大値まで設定可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すインバータ装置の周波数設定に係る部分の構成図
【図２】インバータ装置の構成を示すブロック図
【図３】周波数指令電圧の一例を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図５】本発明の第３の実施形態を示す図１相当図
【図６】従来技術を示す図１相当図
【図７】ボリュームの設定値と指令電圧入力端子の電圧との関係における線形性を検証するための図
【図８】ボリュームの設定値と電源供給端子の電圧との関係を示す図
【図９】ボリュームの設定値と指令電圧入力端子の電圧との関係を示す図
【図１０】ボリュームを周波数設定器として用いる場合の一構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。
図２に示すインバータ装置２１は、交流電源２２から与えられる所定の電圧および周波数を持つ交流電圧を一旦直流電圧に変換した後、任意の電圧および周波数を持つ交流電圧に再変換して出力するものである。例えば三相の交流電源２２から出力される交流電圧は、ダイオードをブリッジ接続して構成されるコンバータ部２３に入力されている。コンバータ部２３は、入力される交流電圧を整流し、直流電源線２４、２５を介して直流電圧を出力する。直流電源線２４、２５間には平滑用のコンデンサ２６が接続されている。
【００３４】
インバータ主回路２７は、直流電源線２４、２５間に６つのスイッチング素子例えばＩＧＢＴ（図２には２つのみ示す）を三相フルブリッジ接続して構成されている。インバータ主回路２７の出力電圧は、負荷であるモータ２８に印加される。ドライブ回路２９は、ＰＷＭ制御部３０から与えられる通電指令信号（ＰＷＭ信号）に基づいてパルス幅変調されたゲート信号を出力し、インバータ主回路２７の各スイッチング素子を駆動する。
【００３５】
アナログ入力部３１（周波数指令入力手段に相当）は、外部より与えられる周波数指令を表す指令電圧を入力し、その指令電圧に応じた信号を周波数設定部３２に出力する。周波数設定部３２（周波数設定手段に相当）は、アナログ入力部３１からの出力信号に基づいて周波数設定値を決定し、その周波数設定値を示す信号をＰＷＭ制御部３０に出力する。運転指令入力部５は、外部より入力されるモータ２８の運転の開始／停止を示す指令信号を入力し、その指令信号に応じた信号をＰＷＭ制御部３０に出力する。ＰＷＭ制御部３０は、インバータ装置２１から出力する交流電圧の周波数が、周波数設定部３２から与えられる信号が示す周波数設定値と一致するように通電指令信号を出力する。
【００３６】
ただし、ＰＷＭ制御部３０は、運転指令入力部５から与えられる信号に基づいて上記通電指令信号の出力／停止を制御する。つまり、ＰＷＭ制御部３０は、運転指令入力部５の出力信号に基づいてインバータ主回路２７の駆動の開始／停止を行う。このような構成により、インバータ装置２１は、任意の電圧および周波数を持つ交流電圧を出力し、その交流電圧をモータ２８に印加することで、モータ２８を任意の回転速度に制御して駆動するようになっている。
【００３７】
周波数設定部３２は、外部に接続されるボリューム１４の抵抗値を演算により求める機能を有している（詳細は後述する）。周波数設定部３２は、演算により求めた抵抗値を警報判別部３３に出力する。警報判別部３３は、その抵抗値が所定範囲内（例えば１ｋΩ〜１０ｋΩ）の値であるか否かを判別する。警報出力部３４（警報出力手段に相当）は、警報判別部３３において抵抗値が所定範囲内の値でないと判別された場合に所定の方法で警報を出力する。この警報出力の方法としては、ＬＥＤなどからなる表示器におけるアラーム表示、ブザーなどを用いたアラーム音声の出力、既存の信号出力端子からの警報信号の出力など、種々の方法を採用することが可能である。
【００３８】
図１は、インバータ装置の周波数設定に係る部分の一構成例を示しており、図６と同一のまたは相当する構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。図１に示す本実施形態のインバータ装置２１は、図６に示したインバータ装置１に対し、アナログ入力部２に代えてアナログ入力部３１を備えている点、周波数設定部３に代えて周波数設定部３２を備えている点およびアナログ入力切換部４を備えていない点が異なる。
【００３９】
アナログ入力部３１は、アナログ入力部２に対し、さらに、電源供給端子ＰＰの電圧を検出する電圧検出部４１（供給電圧検出手段に相当）を備えている。電圧検出部４１は、抵抗４２、４３の直列回路により構成されており、その相互接続点から電源供給端子ＰＰと基準電位線１３との間の電圧を分圧した検出電圧Ｖpp’（供給電圧値に相当）が出力される。すなわち、電圧検出部４１は、基準電位線１３の電位を基準として電源供給端子ＰＰの電圧を検出する。この検出電圧Ｖpp’は、Ａ／Ｄ変換部８に与えられる。Ａ／Ｄ変換部８は、電圧検出部６、７、４１から与えられる各検出電圧Ｖrr’、Ｖrs’、Ｖpp’をデジタル値に変換して周波数設定部３２に出力する。
【００４０】
インバータ装置２１の外部において、電源供給端子ＰＰには外部接点Ｓｃを介してボリューム１４の一方の固定端子が接続され、入力端子ＲＲにはボリューム１４の中点端子が接続され、コモン端子ＣＣ１にはボリューム１４の他方の固定端子が接続されている。これにより、外部接点Ｓｃが閉じられた状態において、ボリューム１４の設定値（分圧比）に応じた電圧が入力端子ＲＲに与えられるようになっている。本実施形態では、インバータ装置２１の動作を上位の制御機器により自動制御する場合には外部接点Ｓｃが開放される。また、インバータ装置２１の点検もしくは調整を行う場合またはインバータ装置２１を自動制御することなく動作させる場合などには、外部接点Ｓｃが閉鎖される。なお、外部接点Ｓｃの開閉は、ユーザによる所定の操作（通信を含む）に応じて行われる。
【００４１】
周波数設定部３２は、図示しない記憶部を備えており、その記憶部には、抵抗９、１０の抵抗値ｒ1a、ｒ1b、抵抗１１、１２の抵抗値ｒsa、ｒsb、抵抗１５の抵抗値ｒ2、抵抗４２、４３の抵抗値ｒ3a、ｒ3bおよび電源電位線１６の電圧値Ｖccが記憶されている。なお、これらの値は、インバータ装置２１の仕様に応じて定まる既知の回路定数であるため、予め記憶させておくことが可能である。
【００４２】
続いて、周波数設定部３２による交流電圧の周波数設定の内容について説明する。電源供給端子ＰＰの電圧値Ｖppは、電圧検出部４１の入力インピーダンス値ｒ3（＝ｒ3a＋ｒ3b）、抵抗４３の抵抗値ｒ3bおよび検出電圧Ｖpp’を用いて下記（６）式により求められる。
Ｖpp＝（ｒ3／ｒ3b）×Ｖpp’            …（６）
【００４３】
周波数設定部３２は、上記（６）式により演算した電源供給端子ＰＰの電圧値Ｖppに基づいて、外部にボリューム１４が接続されているか否かを判断する。すなわち、外部接点Ｓｃが開放されてボリューム１４が接続されていない状態においては、電圧値Ｖppは電源電位線１６の電圧値Ｖccとほぼ一致する。一方、外部接点Ｓｃが閉鎖されてボリューム１４が接続されている状態においては、電圧値Ｖppは電圧値Ｖccよりも低くなる。このことから、周波数設定部３２は、電圧値Ｖppが電圧値Ｖccと一致する場合には、外部にボリューム１４が接続されていないと判断し、電圧値Ｖppが電圧値Ｖccより所定値以上低い場合には、外部にボリューム１４が接続されていると判断する。なお、この所定値は誤判断する可能性を低減するためのものであり、適宜変更可能である。
【００４４】
周波数設定部３２は、ボリューム１４が接続されていないと判断した場合、アナログ入力部３１から出力される検出電圧Ｖrs’を示す信号（デジタル値）に基づいて交流電圧の周波数を次のように設定する。すなわち、周波数設定部３２は、外部の制御機器より入力端子ＲＳに与えられる指令電圧に対し、所定のバイアスおよびゲインを加える演算を行うことで周波数を設定する。なお、ここでは、入力端子ＲＳについて説明するが、入力端子ＲＲに外部の制御機器より指令電圧が与えられる場合も同様の演算を行うようになっている。
【００４５】
入力端子ＲＳの電圧値Ｖrsは、電圧検出部７の入力インピーダンス値ｒs（＝ｒsa＋ｒsb）、抵抗１２の抵抗値ｒsbおよび検出電圧Ｖrs’を用いて下記（７）式により求められる。
Ｖrs＝（ｒs／ｒsb）×Ｖrs’            …（７）
【００４６】
図３は、外部の制御機器より入力端子に与えられる指令電圧とこれに応じて設定される周波数設定値との関係の一例を示している。周波数設定部３２は、この図３に示すように、与えられる指令電圧が０〜２Ｖの間は、周波数設定値Ｆｃを最小値（０Ｈｚ）で固定し、２〜１０Ｖの間は、周波数設定値Ｆｃが指令電圧と比例関係となるようにし、１０Ｖにて周波数設定値Ｆｃが最大値Ｆmax（６０Ｈｚ）となるようにしている。指令電圧が０〜２Ｖの間に周波数設定値Ｆｃを０Ｈｚに固定するのは指令電圧に重畳するノイズ等により周波数設定値Ｆｃがむやみに上昇してしまうことを防止するためなどである。
【００４７】
この場合、バイアスは、−２Ｖとなり、ゲインは、１０／８（＝１．２５）となる。周波数設定部３２の記憶部には、これらバイアスおよびゲインの値がパラメータとして記憶されている。周波数設定部３２は、電圧値Ｖrs、バイアスおよびゲインを用いて下記（８）式により周波数設定値Ｆｃを演算する。
Ｆｃ＝Ｆmax×１．２５×（（Ｖrs−２）／１０）            …（８）
なお、これらバイアスおよびゲインは、上記した値に限るものではなく、ユーザが所望する値に適宜変更することが可能となっている。
【００４８】
一方、ボリューム１４が接続されていると判断した場合、周波数設定部３２は、アナログ入力部３１から出力される各信号（デジタル値）および記憶部に記憶された各回路定数を用いてボリューム１４の分圧比を演算し、その分圧比に基づいて交流電圧の周波数を次のように設定する。すなわち、短絡保護用の抵抗１５に流れる電流Ｉr2（第２の電流に相当）は、電源電位線１６の電圧値Ｖcc、電源供給端子ＰＰの電圧値Ｖppおよび抵抗１５の抵抗値ｒ2を用いて下記（９）式により求められる。
Ｉr2＝（Ｖcc−Ｖpp）／ｒ2            …（９）
【００４９】
電圧検出部４１を構成する抵抗４２、４３（供給電圧検出手段の入力部に相当）に流れる電流Ｉr3（第３の電流に相当）は、電源供給端子ＰＰの電圧値Ｖppおよび電圧検出部４１の入力インピーダンス値ｒ3（＝ｒ3a＋ｒ3b）を用いて下記（１０）式により求められる。
Ｉr3＝Ｖpp／ｒ3            …（１０）
【００５０】
ボリューム１４の一方の固定端子および中点端子間に流れる電流Ｉraは、電流Ｉr2、Ｉr3を用いて下記（１１）式により求められる。
Ｉra＝Ｉr2−Ｉr3            …（１１）
【００５１】
入力端子ＲＲの電圧値Ｖrrは、電圧検出部６の入力インピーダンス値ｒ1（＝ｒ1a＋ｒ1b）、抵抗１０の抵抗値ｒ1bおよび検出電圧Ｖrr’を用いて下記（１２）式により求められる。
Ｖrr＝（ｒ1／ｒ1b）×Ｖrr’            …（１２）
【００５２】
従って、ボリューム１４の分割抵抗値ｒaは、下記（１３）式により求められる。
ｒa＝（Ｖpp−Ｖrr）／Ｉra            …（１３）
【００５３】
電圧検出部６を構成する抵抗９、１０（指令電圧検出手段の入力部に相当）に流れる電流Ｉr1（第１の電流に相当）は、入力端子ＲＲの電圧値Ｖrrおよび電圧検出部６の入力インピーダンス値ｒ1（ｒ1a＋ｒ1b）を用いて下記（１４）式により求められる。
Ｉr1＝Ｖrr／ｒ1            …（１４）
【００５４】
ボリューム１４の中点端子および他方の固定端子間に流れる電流Ｉrbは、電流Ｉra、Ｉr1を用いて下記（１５）式により求められる。
Ｉrb＝Ｉra−Ｉr1            …（１５）
【００５５】
従って、ボリューム１４の分割抵抗値ｒｂは、下記（１６）式により求められる。
ｒb＝Ｖrr／Ｉrb            …（１６）
【００５６】
ボリューム１４の全抵抗値ｒvは、分割抵抗値ｒa、ｒbを用いて下記（１７）式により求められる。
ｒv＝ｒa＋ｒb            …（１７）
【００５７】
周波数設定部３２は、このような演算により求められるボリューム１４の全抵抗値ｒvを警報判定部３３に出力する。また、周波数設定部３２は、分割抵抗値ｒa、ｒbを用いて下記（１８）式により周波数設定値Ｆｃを演算する。
Ｆｃ＝Ｆmax×ｒb／（ｒa＋ｒb）            …（１８）
【００５８】
上記（１８）式において、「ｒb／（ｒa＋ｒb）」の部分がボリューム１４の設定値（分圧比）に相当する。このように、実際のボリューム１４の設定値に基づいて周波数設定値Ｆｃを演算すれば、ボリューム１４の設定値と周波数設定値Ｆｃとが比例関係となる。また、ボリューム１４を時計回りに回しきった状態、つまりボリューム１４の設定値を最大にした場合には、分割抵抗値ｒa＝０となる。これにより、周波数設定値Ｆｃが周波数の最大値Ｆmaxに設定される。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を奏する。
周波数設定部３２は、ボリューム１４が接続されていると判断した場合、電圧値Ｖcc、Ｖpp、Ｖrr、抵抗値ｒ2および入力インピーダンス値ｒ1、ｒ3を用いてボリューム１４の分割抵抗値ｒa、ｒb、ひいてはボリューム１４の分圧比を演算し、その分圧比に基づいて交流電圧の周波数設定値Ｆｃを演算する。このように、ボリューム１４の設定値（分圧比）に基づいて周波数を設定するので、周波数設定値Ｆｃが電圧検出部６の入力インピーダンスの影響を受けることがなくなり、使用するボリューム１４の全抵抗値ｒvにかかわらず、ボリューム１４の設定値と周波数設定値Ｆｃとの関係に線形性を持たせることができる。また、周波数設定値Ｆｃが短絡保護用の抵抗１５の影響を受けることがなくなるので、周波数を最大値Ｆmaxまで設定することができる。
【００６０】
周波数設定部３２は、ボリューム１４の分圧比を演算する過程においてボリューム１４の全抵抗値ｒvを求める。そして、警報判別部３３が抵抗値ｒvが所定範囲の値であるか否かを判別し、所定の範囲内にないと判別された場合には警報出力部３４が所定の方法で警報を出力する。このような構成によれば、使用されるボリューム１４が推奨した全抵抗値ｒvを有するものでない場合、ユーザに対してその旨を報知することができる。特に、全抵抗値ｒvが推奨値よりも低い場合には、ボリューム１４に流れる電流が増加し、電源供給端子ＰＰを介して供給する電源の容量が不足する可能性がある。上記構成のように、警報を出力することで、このような事態の発生を未然に防ぐことができる。
【００６１】
周波数設定部３２は、電源供給端子ＰＰの電圧値Ｖppが電源電位線１６の電圧値Ｖccとほぼ一致した場合には外部にボリューム１４が接続されていないと判断し、検出電圧Ｖrs’に基づいて交流電圧の周波数を設定する。また、電圧値Ｖppが電圧値Ｖccより所定値以上低い場合には、外部にボリューム１４が接続されていると判断し、検出電圧Ｖrr’、Ｖpp’および各回路定数に基づいて交流電圧の周波数を設定する。このように構成すれば、図６に示した従来のインバータ装置１において必要であったアナログ入力切換部４を設けることなく、しかも、入力端子ＲＲに与えられる周波数指令に基づく周波数の設定と入力端子ＲＳに与えられる周波数指令に基づく周波数の設定とを自動的に切り換えることが可能となる。
【００６２】
周波数設定部３２は、記憶部に記憶させる回路定数を適宜変更することができるように構成されている。これら回路定数（入力インピーダンス値、抵抗値、電圧値など）は、インバータ装置２１の機種毎、または同一機種であってもロット毎に変更される可能性がある。従って、このように記憶する回路定数を適宜変更可能とすることで、インバータ装置２１の機種変更、設計変更などに柔軟に対応することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態の構成では、上述したとおり、短絡保護用の抵抗１５の影響を受けることなく、周波数を最大値Ｆmaxまで設定することができるので、抵抗１５として、高い抵抗値を持つものを使用することができる。これにより、電源供給端子ＰＰが低電位ラインと短絡したときの電力損失を低減することができる。例えば、電源供給端子ＰＰがコモン端子ＣＣ１（０Ｖ）と短絡した場合の抵抗１５での電力損失Ｗr2は、下記（１９）式により表される。
Ｗr2＝Ｖcc2／ｒ2            …（１９）
【００６４】
上記（１９）式によれば、例えば、電圧値Ｖcc＝１０Ｖ、抵抗値ｒ2＝１００Ωの場合では、電力損失Ｗr2は１Ｗになる。しかし、抵抗１５の抵抗値ｒ2を２００Ωにすれば、電力損失Ｗr2は０．５Ｗとなり、さらに抵抗値ｒ2を５００Ωにすれば、電力損失Ｗr2は０．２Ｗとなる。このように本実施形態によれば、抵抗１５の抵抗値ｒ2を高くすることが可能であるので、上記電力損失Ｗr2を低減できるとともに、抵抗１５として定格電力の小さいものを使用することが可能となる。
【００６５】
さらに、抵抗１５の抵抗値ｒ2を高くすることにより、次のような効果も得られる。すなわち、抵抗値ｒ2を高くするほど、ボリューム１４が接続された際における電源供給端子ＰＰの電圧値Ｖppの低下度合いが大きくなる。このため、周波数設定部３２によるボリューム１４の接続判定が行い易くなるという効果が得られる。
【００６６】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図４を参照しながら説明する。
図４は、第１の実施形態における図１相当図であり、図１と同一のまたは相当する構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図４に示す本実施形態のインバータ装置５１は、図１に示したインバータ装置２１に対し、アナログ入力部３１に代えてアナログ入力部５２を備えている点および周波数設定部３２に代えて周波数設定部５３を備えている点が異なる。
【００６７】
アナログ入力部５２（周波数指令入力手段に相当）は、アナログ入力部３１に対し、さらに、電源電位線１６の電圧を検出する電圧検出部５４（電源電位検出手段に相当）を備えている。電圧検出部５４は、抵抗５５、５６の直列回路により構成されており、その相互接続点から電源電位線１６と基準電位線１３との間の電圧を分圧した検出電圧Ｖcc’が出力される。すなわち、電圧検出部５４は、基準電位線１３の電位を基準として電源電位線１６の電圧値を検出する。この検出電圧Ｖcc’は、Ａ／Ｄ変換部８に与えられる。Ａ／Ｄ変換部８は、電圧検出部６、７、４１、５４から与えられる各検出電圧Ｖrr’、Ｖrs’、Ｖpp’、Ｖcc’をデジタル値に変換して周波数設定部５３に出力する。
【００６８】
周波数設定部５３（周波数設定手段に相当）の記憶部には、電源電位線１６の電圧値Ｖccに代えて抵抗５５、５６の抵抗値ｒ4a、ｒ4bが記憶されている。なお、これらの値についても、インバータ装置５１の仕様に応じて定まる既知の回路定数であるため、予め記憶させておくことが可能である。
【００６９】
周波数設定部５３は、電源電位線１６の電圧値Ｖccを、電圧検出部５４の入力インピーダンス値ｒ4（＝ｒ4a＋ｒ4b）、抵抗５６の抵抗値ｒ4bおよび検出電圧Ｖcc’を用いて下記（２０）式により演算する。
Ｖcc＝（ｒ4／ｒ4b）×Ｖcc’            …（２０）
【００７０】
本実施形態の周波数設定部５３は、このように演算によって電源電位線１６の電圧値Ｖccを求める点以外は、第１の実施形態の周波数設定部３２と同様の方法でボリューム１４の分圧比を演算し、その分圧比に基づいて交流電圧の周波数を設定する。このため、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
【００７１】
また、第１の実施形態の周波数設定部３２は、ボリューム１４の分圧比を演算する際、記憶部に予め記憶させておいた固定の値である電圧値Ｖccを用いていた。これに対し、本実施形態の周波数設定部５３は、ボリューム１４の分圧比を演算する際、検出電圧Ｖcc’に基づいて求められる電圧値Ｖccを用いている。電源電位線１６の電圧値Ｖccは、例えばその電圧を発生する電源回路の状態やその回路定数のばらつきなどにより、各装置において必ずしも同一の値になるとは限らず、その値が若干ばらつくことも考えられる。本実施形態の構成によれば、電源電位線１６の電圧を実際に検出することで得られる電圧値Ｖccを用いてボリューム１４の分圧比を演算するので、電源電位線１６の電圧のばらつきによる演算誤差の発生を抑え、一層正確な分圧比の演算を行うことができる。
【００７２】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図５を参照しながら説明する。
図５は、第１の実施形態における図１相当図であり、図１と同一のまたは相当する構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図５に示す本実施形態のインバータ装置６１は、図１に示したインバータ装置２１に対し、アナログ入力部３１に代えてアナログ入力部２を備えている点、周波数設定部３２に代えて周波数設定部６２を備えている点およびボリューム抵抗値入力部６３を備えている点が異なる。
【００７３】
アナログ入力部２（周波数指令入力部に相当）は、図６に示した従来技術の構成と同様のものである。ボリューム抵抗値入力部６３（抵抗値入力手段に相当）は、ボリューム１４の全抵抗値ｒvを入力するためのものである。ボリューム抵抗値入力部６３により入力された全抵抗値ｒvは、周波数設定部６２の記憶部に記憶されるようになっている。ユーザは、ボリューム１４を接続する際、ボリューム抵抗値入力部６３を介してその全抵抗値ｒvを入力する。なお、この入力方法については、ユーザによる所定の操作（通信を含む）に応じて行われるようになっている。
【００７４】
周波数設定部６２は、アナログ入力部２から出力される各信号（デジタル値）および記憶部に記憶された各回路定数などを用いて、下記（２１）式に示す２次方程式の解を求めることでボリューム１４の分割抵抗値ｒｂを演算する。
ｒb2＋ｂ×ｒb＋ｃ＝０            …（２１）
この（２１）式におけるｂ、ｃは、下記（２２）式、（２３）式に示すとおりである。
ｂ＝（Ｖcc／Ｖrr）×ｒ1−（ｒ2＋ｒv）            …（２２）
ｃ＝−（ｒ2＋ｒv）×ｒ1                          …（２３）
【００７５】
上記（２１）式による演算に用いる各変数はいずれも既知の値である。従って、（２１）式に示す２次方程式の解を求める下記（２４）式により分割抵抗値ｒｂが求められる。
ｒb＝｛−ｂ＋（ｂ2−４×ａ×ｃ）1/2｝／２×ａ            …（２４）
【００７６】
また、上記演算により求めた分割抵抗値ｒｂと、全抵抗値ｒｖとを用いて下記（２５）によりボリューム１４の分割抵抗値ｒａが求められる。
ｒa＝ｒv−ｒb            …（２５）
ただし、電圧値Ｖrr＝０である場合、上記（２４）式による演算においてゼロ割が発生してしまうので、その場合には上記（２４）式、（２５）式による演算を行うことなく、分割抵抗値ｒａ＝ｒv、分割抵抗値ｒb＝０とする。
【００７７】
なお、（２４）式に示した２次方程式（２１）式の解を求める式としては、下記（２６）式も考えられる。
ｒb＝｛−ｂ−（ｂ2−４×ａ×ｃ）1/2｝／２×ａ            …（２６）
しかしながら、この（２６）式を用いて演算した場合、分割抵抗値ｒbが必ず負（マイナス）の値となってしまうため、ここでは上記（２６）式は用いない。
【００７８】
周波数設定部６２は、上記演算により求めた分割抵抗値ｒa、ｒbを用いて、第１の実施形態の周波数設定部３２と同様に、上記（１８）式により周波数設定値Ｆｃを演算する。すなわち、周波数設定部６２は、アナログ入力部２から出力される各信号および記憶部に記憶された各回路定数などを用いてボリューム１４の分圧比を演算し、その分圧比に基づいて交流電圧の周波数を設定する。
【００７９】
続いて、上記（２１）式に示した２次方程式の導出方法について説明する。すなわち、図５に示す本実施形態の構成では、ボリューム１４の一方の固定端子および中点端子間に流れる電流Ｉraは、抵抗１５に流れる電流Ｉr2と等しくなる。そして、これら電流Ｉra、Ｉr2は、電圧値Ｖcc、電圧値Ｖrr、抵抗値ｒ2および分割抵抗値ｒaを用いて下記（２７）式のように表すことができる。
Ｉra＝Ｉr2＝（Ｖcc−Ｖrr）／（ｒ2＋ｒa）            …（２７）
【００８０】
また、電流Ｉra、Ｉr2は、ボリューム１４の中点端子および他方の固定端子間に流れる電流Ｉrbと、電圧検出部６を構成する抵抗９、１０に流れる電流Ｉr1とを用いて下記（２８）式のように表すこともできる。
Ｉra＝Ｉr2＝Ｉrb＋Ｉr1            …（２８）
【００８１】
入力端子ＲＲの電圧値Ｖrrは、入力インピーダンス値ｒ1および電流値Ｉr1を用いて下記（２９）式のように表すことができる。
Ｖrr＝ｒ1×Ｉr1            …（２９）
【００８２】
また、入力端子ＲＲの電圧値Ｖrrは、分割抵抗値ｒbおよび電流Ｉrbを用いて下記（３０）式のように表すこともできる。
Ｖrr＝ｒb×Ｉrb            …（３０）
【００８３】
上記（２７）式〜（３０）式を下記のような手順により分割抵抗値ｒbについて整理することで（２１）式が導き出される。すなわち、（２７）式〜（３０）式から下記（３１）式が導き出される。
（１／ｒb＋１／ｒ1）×Ｖrr＝（Ｖcc−Ｖrr）／（ｒ2＋ｒa）      …（３１）
【００８４】
上記（３１）式から上記（２５）式を用いて分割抵抗値ｒaを削除すると下記（３２）式となる。
（１／ｒb＋１／ｒ1）×Ｖrr＝（Ｖcc−Ｖrr）／（ｒ2＋ｒv−ｒb）…（３２）
【００８５】
上記（３２）式は、下記（３３）〜（３８）式のように順次整理することができる。
｛（ｒ1＋ｒb）／（ｒ1×ｒb）｝×Ｖrr＝（Ｖcc−Ｖrr）／（ｒ2＋ｒv−ｒb）
…（３３）
（ｒ1＋ｒb）×（ｒ2＋ｒv−ｒb）×Ｖrr＝（Ｖcc−Ｖrr）×（ｒ1×ｒb）
…（３４）
｛−ｒb2＋（ｒ2＋ｒv−ｒ1）×ｒb＋ｒ1×（ｒ2＋ｒv）｝×Ｖrr
＝ｒ1×ｒb×Ｖcc−ｒ1×ｒb×Ｖrr                                  …（３５）
｛−ｒb2＋（ｒ2＋ｒv）×ｒb＋ｒ1×（ｒ2＋ｒv）｝×Ｖrr
＝ｒ1×ｒb×Ｖcc                                                  …（３６）
｛−ｒb2＋（ｒ2＋ｒv）×ｒb＋ｒ1×（ｒ2＋ｒv）｝
＝ｒ1×ｒb×Ｖcc／Ｖrr                                            …（３７）
ｒb2＋｛（Ｖcc／Ｖrr）×ｒ1−（ｒ2＋ｒv）｝×ｒb−（ｒ2＋ｒv）×ｒ1＝０
…（３８）
【００８６】
このようにして求められる（３８）式について、「（Ｖcc／Ｖrr）×ｒ1−（ｒ2＋ｒv）」の部分を「ｂ」に置き換え、「−（ｒ2＋ｒv）×ｒ1」の部分を「ｃ」に置き換えることにより、（２１）式に示した２次方程式が導き出される。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態の周波数設定部６２は、ボリューム１４が接続される際にボリューム抵抗値入力部６３を介して入力される全抵抗値ｒv、電圧値Ｖcc、Ｖrr、抵抗値ｒ2および入力インピーダンス値ｒ1を用いてボリューム１４の分割抵抗値ｒa、ｒb、ひいてはボリューム１４の分圧比を演算し、その分圧比に基づいて交流電圧の周波数設定値Ｆｃを演算する。このように、ボリューム１４の設定値（分圧比）に基づいて周波数を設定するので、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。
【００８８】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
周波数設定部３２、５３は、最初に抵抗値ｒvを演算しておき、この抵抗値ｒvが所定値以上である場合にボリューム１４が接続されていない状態であると判断し、所定値未満である場合にボリューム１４が接続されている状態であると判断してもよい。
インバータ装置としては、入力端子ＲＳおよび電圧検出部７を備えてない構成や、さらに別の周波数指令の入力端子およびその電圧を検出する電圧検出部を備えた構成であってもよい。すなわち、本発明は、周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子を１つだけ備えたインバータ装置や、指令電圧入力端子を３つ以上備えたインバータ装置にも適用することができる。
図５に示した第３の実施形態のアナログ入力部２についても、図４に示した第２の実施形態のアナログ入力部５２に設けられた電源電位線１６の電圧を検出する電圧検出部５４を設けてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
図面中、６は電圧検出部（指令電圧検出手段）、７は電圧検出部（第２の指令電圧検出手段）、１３は基準電位線、１４はボリューム、１５は抵抗（短絡保護用抵抗）、１６は電源電位線、２１、５１、６１はインバータ装置、２７はインバータ主回路、２、３１、５２はアナログ入力部（周波数指令入力手段）、３２、５３、６２は周波数設定部（周波数設定手段）、３４は警報出力部（警報出力手段）、４１は電圧検出部（供給電圧検出手段）、５４は電圧検出部（電源電位検出手段）、６３はボリューム抵抗値入力部（抵抗値入力手段）、ＣＣ１、ＣＣ２はコモン端子、ＰＰは電源供給端子、ＲＲは入力端子（指令電圧入力端子）、ＲＳは入力端子（第２の指令電圧入力端子）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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