(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源に電力線を介して接続されたインバータ駆動ポンプと、
該インバータ駆動ポンプの運転状態を前記電力線に搬送信号として重畳して送信する搬送信号結合手段と、
前記搬送信号結合手段とは離隔した位置に配置され、前記電力線に結合して前記搬送信号を受信する搬送信号結合手段と、
前記商用交流電源と前記搬送信号を受信する結合手段の間に配置され、前記インバータの高調波成分と搬送信号の周波数成分とを減衰させるフィルター手段と、
前記商用交流電源と前記フィルター手段との間に接続された電源の遮断手段と、
前記搬送信号を受けて高調波成分が予め設定した許容限度を越える場合には遮断信号を発生する搬送停止手段とを備え、
前記搬送停止手段からの遮断信号を受けて前記遮断手段が前記商用交流電源と電力線との接続を遮断することを特徴とするインバータ駆動ポンプの制御システム。
【請求項２】
前記搬送停止手段からの信号により電力線からの搬送信号の受信を停止することを特徴とする請求項１記載のインバータ駆動ポンプの制御システム。
【請求項３】
商用交流電源に電力線を介して接続されたインバータ駆動ポンプと、
該インバータ駆動ポンプの運転状態を前記電力線に搬送信号として重畳して送信する搬送信号結合手段と、
前記搬送信号結合手段とは離隔した位置に配置され、前記電力線に結合して前記搬送信号を受信する搬送信号結合手段と、
前記搬送信号を受信する結合手段に接続されたポンプ運転状態監視制御装置と、
前記商用交流電源と前記搬送信号を受信する結合手段の間に配置され、前記インバータの高調波成分と搬送信号の周波数成分とを減衰させるフィルター手段と、
前記搬送信号を受けて高調波成分が予め設定した許容限度を越える場合には前記電力線からの搬送信号の受信を停止する搬送停止手段とを備え、
前記搬送停止手段には前記ポンプ運転状態監視制御装置と表示手段が接続され、高調波成分が許容限度を越えない場合には正常である旨の表示が前記表示手段に行われることを特徴とするインバータ駆動ポンプの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、商用交流電源（以下、商用電源）に電力線を介して接続されたインバータによって駆動されるポンプやファン、送風機などの流体機械（以下、これらを代表してポンプという）の制御システムに係り、特に電力線搬送によって運転状態を遠隔監視制御することができるインバータ駆動ポンプの制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
商用電源の周波数を電力損失が少なく所望の周波数及び電圧に変換できるインバータは、誘導モータなどを円滑に回転数制御可能なことから、ポンプやファン、コンプレッサなどの回転機械の省エネルギー運転に広く利用されている。
【０００３】
しかるに、インバータやスイッチング電源などのパワーエレクトロニクス機器の普及にともない、これらのパワーエレクトロニクス機器が商用電源に対して与える高調波ノイズの影響が最近とみに注目されている。商用電源から電源の供給を受けるコンピュータなどの各種電子機器が、商用電源に含まれる高調波ノイズによって誤動作してしまうばかりでなく、受電用設備のリアクトルなどに過度な負担を与え、場合によっては火災などを発生させる恐れもあるからである。
【０００４】
一方、電力線配電網に分散配置された各種電力機器間の遠隔制御や自動検針、あるいは、ホームオートメーションなどの遠隔制御システムとして、商用電源に接続された電力線に各種機器から搬送信号を重畳して伝送し、遠隔した位置に配置された制御機器から制御する電力線搬送制御技術が種々検討されている。
【０００５】
そして、係る電力線搬送制御においては、搬送信号の周波数帯域の高周波ノイズが電力線側から商用電源に漏出すること、あるいは、商用電源側から電力線に混入するという問題があることが従来から知られている。例えば、特開昭５６−１６９９４４号公報によれば、ブロッキングフィルタを電力線と各種パワーエレクトロニクス機器の間に挿入し、ノイズを除去する技術が開示されている。
【０００６】
また、上記のように高調波ノイズに伴うパワーエレクトロニクス機器の誤動作や通信障害の発生が重要視されるに従い、電力線搬送においても、高調波ノイズに対する各種の減衰対策が検討されている。例えば、高調波を記憶して受信信号から減算するもの（特公平２−３３３７号公報）、受信側の入力部に設けたくし型フィルターにより高調波成分を除去するもの（特開平５−６３６１４号公報）などが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、係る従来技術によれば、いずれも、外部の不特定の機器から発生して重畳した高調波ノイズが商用電源側から電力線に侵入し、種々雑多な周波数成分を持った高調波ノイズが既に電力線に加わっている場合を想定し、しかも、電力線搬送される信号を高調波ノイズの影響を受けずに受信することにのみ着目している。そして、高調波を生じるインバータ駆動ポンプが電力線の負荷として接続される場合は想定しておらず、かかるインバータ駆動ポンプの高調波がノイズとして商用電源に流出することに関しては検討がされていない。
【０００８】
それゆえ、インバータ駆動ポンプを電力線の負荷として用いる場合には、電力線から商用電源側にインバータが発生する高調波ノイズが漏れ、広く公衆の利用に供されるべき商用電源の質を低下させ、商用電源に接続された電子機器の正常な動作に悪影響を与えてしまうおそれがある。しかも、商用電源側から電力線に高調波ノイズが侵入するので、電力線搬送によりインバータ駆動ポンプの運転状態監視や制御を行うことが困難になるという課題があった。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑み為されたもので、高調波ノイズを発生するインバータ駆動ポンプを電力線を介して商用電源の負荷として用いる場合でも、高調波ノイズの商用電源側への漏出を抑えて商用電源の質の低下を防止でき、且つ、商用電源側から電力線への高調波ノイズの侵入も抑えて電力線搬送を確実に行うことができるインバータ駆動ポンプの制御システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明のインバータ駆動ポンプは、商用交流電源に電力線を介して接続されたインバータ駆動ポンプと、該インバータ駆動ポンプの運転状態を前記電力線に搬送信号として重畳して送信する搬送信号結合手段と、前記搬送信号結合手段とは離隔した位置に配置され、前記電力線に結合して前記搬送信号を受信する搬送信号結合手段と、前記商用交流電源と前記搬送信号を受信する結合手段の間に配置され、前記インバータの高調波成分と搬送信号の周波数成分とを減衰させるフィルター手段と、前記商用交流電源と前記フィルター手段との間に接続された電源の遮断手段と、前記搬送信号を受けて高調波成分が予め設定した許容限度を越える場合には遮断信号を発生する搬送停止手段とを備え、前記搬送停止手段からの遮断信号を受けて前記遮断手段が前記商用交流電源と電力線との接続を遮断することを特徴とする。
【００１１】
又、本発明のインバータ駆動ポンプは、前記搬送停止手段からの信号により電力線からの搬送信号の受信を停止することを特徴とする。
【００１２】
又、本発明のインバータ駆動ポンプは、商用交流電源に電力線を介して接続されたインバータ駆動ポンプと、該インバータ駆動ポンプの運転状態を前記電力線に搬送信号として重畳して送信する搬送信号結合手段と、前記搬送信号結合手段とは離隔した位置に配置され、前記電力線に結合して前記搬送信号を受信する搬送信号結合手段と、前記搬送信号を受信する結合手段に接続されたポンプ運転状態監視制御装置と、前記商用交流電源と前記搬送信号を受信する結合手段の間に配置され、前記インバータの高調波成分と搬送信号の周波数成分とを減衰させるフィルター手段と、前記搬送信号を受けて高調波成分が予め設定した許容限度を越える場合には前記電力線からの搬送信号の受信を停止する搬送停止手段とを備え、前記搬送停止手段には前記ポンプ運転状態監視制御装置と表示手段が接続され、高調波成分が許容限度を越えない場合には正常である旨の表示が前記表示手段に行われることを特徴とする。
【００１３】
【作用】
前述した構成からなる本発明によれば、電力線に接続されるインバータから生じる高調波成分は、電力線により搬送される搬送信号の周波数成分とともに、電力線と商用電源の間に設けられたフィルター手段により著しく減衰されるので、電力線側から商用電源側に漏出するノイズおよび商用電源側から電力線側に侵入するノイズを減らすことができる。従って、インバータ駆動のポンプの状態監視、或いは運転制御を電力線搬送を介して離隔した場所から安定に行うことができる。
【００１４】
又、前述したようにノイズが除去されているので、インバータ駆動ポンプから離隔した位置に配置された運転監視制御装置から安定に運転監視制御することができる。
【００１５】
又、結合手段に連結した電源遮断手段を設けたことから、ノイズ量が増大して許容量を越えた時には電源遮断を行え、電源側及びインバータ駆動ポンプの双方を保護することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明に係わる実施例を図面を参照して説明する。なお、以下の実施例の説明では、同一要素には同一符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明のインバータ駆動ポンプの第一の実施例の構成を示すブロック図である。
本実施例のインバータ駆動ポンプの制御システムは、商用交流電源１に接続された電力線２と、電力線２に負荷として接続されたインバータ駆動ポンプ３とを備え、インバータ駆動ポンプ３には、商用電源電圧及び周波数を任意の電圧及び周波数に変換するインバータ３１とインバータ３１により駆動される誘導電動機等のモータを備えたポンプ３２が含まれている。そして、インバータ駆動ポンプ３には、電力線２に結合する搬送信号結合手段４が接続されている。
【００１８】
さらに、電源１と電力線２の間には、電力線２に結合する搬送信号を受信する結合手段５が設けられ、受信手段５と電源１の間にはフィルター手段６が接続されている。搬送信号結合手段５で受信された搬送信号は、運転監視制御装置５２に入力され、復調されてポンプ３２の各種の運転状態を示す信号が取出される。また、監視制御装置側から結合手段５を介してポンプ３２の運転を制御する搬送信号を送信して、結合手段４によりこれを受信してポンプ３２の起動・停止又は運転速度等を制御することもできる。
【００１９】
なお、フィルター手段６には、通常のＬ型などのＬＣフィルター回路が適用可能である。また、インバータ駆動ポンプ３、搬送信号結合手段４、受信手段５は、商用電源１に電気的に接続されており、電源が供給されている。
【００２０】
以上のように構成されるインバータ駆動ポンプにおいて、電源１の商用交流電力はフィルター手段６経由で電力線２に供給される。このとき、商用電源１に高調波ノイズや搬送信号の周波数成分が含まれるときは、フィルター手段６によりこれらのノイズ成分が減衰され、電力線２には、高調波ノイズや搬送信号に対するノイズが低減された商用交流電力が供給される。電力線２経由でインバータ３１に供給された商用交流電力はインバータ３１により所望の周波数／電圧の交流電力に変換され、内蔵したモータによりポンプ３２を駆動する。
【００２１】
そして、インバータ駆動ポンプ３の運転状態は搬送信号結合手段４により電力線２に搬送信号として結合重畳され、搬送信号は電力線２経由で結合手段５により電力線２から分離検出される。このとき、インバータ３１から高調波が発生すると、高調波は搬送信号とともに電力線２経由でフィルター手段６に至る。しかるに、フィルター手段６は、商用交流周波数の高調波成分と搬送信号の周波数成分の対して減衰特性を有しており、これらの高調波成分と搬送波の周波数成分は減衰されて電源１側への漏出は著しく低減される。
【００２２】
図２は、本発明の第二の実施例の構成を示す要部構成図であり、前述した結合手段５には、前記搬送信号を受けて前記商用電源の高調波成分が予め設定した許容限度を越える場合には電力線２からの搬送信号の受信を実質的に停止する搬送停止手段５１が備えられ、搬送停止手段５１にはポンプ運転状態監視制御装置５２と表示手段５３が接続されている。そして、上記高調波成分が許容限度を越えない場合には、ポンプ運転状態監視制御装置５２から搬送信号の復調情報Ｖｏｕｔが外部に供給され、例えば表示手段５３により正常運転状態である旨の表示が行われる。
なお、上記第二の実施例の構成で、電力線２に重畳する高調波成分の許容限度値に対する判別手段は、通常のしきい値回路や弁別回路を用いて構成できるものである。
【００２３】
図３は、本発明の第三の実施例の構成を示す要部構成図であり、前記第二の実施例の構成と異なる点は、搬送停止手段５１に接続して電源の遮断手段７が備えられていることである。この実施例の構成によれば、上記高調波成分が許容限度を越える場合には、搬送停止手段５１からの遮断信号を受けて遮断手段７が電源１と電力線２との接続を遮断し、インバータ駆動ポンプ３の運転を停止して過大な高調波ノイズが電力線２側から電源１へ漏出して電源１に悪影響を与えることを防止する。同様に、電源１側から電力線２へ許容限度以上の高調波ノイズが侵入する場合にも、電力線２に対する過度なノイズの侵入を遮断してインバータ駆動ポンプ３の誤動作やポンプの運転状態の監視制御が混乱することを防止するように動作する。
【００２４】
特に、水中ポンプや屋上冷却塔などでは、インバータ駆動ポンプが電源から遠く離れて配置されているので、電源から離隔したインバータ駆動ポンプを電力線搬送により運転監視あるいは制御する場合には、高調波ノイズによる誤動作が思わぬ事故につながるので、安全対策上からも、この発明は極めて有用である。
【００２５】
尚、この発明の思想は、他の各種の変形実施例に展開させることが可能である。例えば、前記フィルター手段６と前記遮断手段７、あるいは、前記受信手段５と遮断手段７を実質的に一体に構成することにより、小型化と保守点検の容易化を図ることもできる。
【００２６】
上記搬送信号結合手段は受信または送信のみを行なうものであっても、受信および送信をかねおこなうものであってもよい。
【００２７】
尚、上述した実施例はインバータ駆動のポンプの例について説明したが、ポンプのみならずファン、コンプレッサ、又は送風機等の各種インバータ駆動の流体機械に広く本発明の趣旨が適用できるのは勿論のことである。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のインバータ駆動ポンプによれば、商用交流電源の高調波成分と搬送信号の周波数成分を減衰させるフィルター手段が商用交流電源と電力線の間に設けられているので、ポンプを駆動するインバータから生じた高調波は、電力線側から商用交流電源側に漏れ出る前に減衰され、商用交流電源への高調波ノイズの流出を抑えることができる。しかも、同時に商用交流電源側から電力線への高調波ノイズの侵入も抑えることができる。その結果、商用交流電源の質を低下させることを防止すると共に、電力線搬送による離隔した場所に配置されたインバータ駆動ポンプの運転状態監視と制御を確実に行うことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータ駆動ポンプの第一の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第二の実施例の構成を示す要部構成図である。
【図３】本発明の第三の実施例の構成を示す要部構成図である。
【符号の説明】
１    商用交流電源
２    電力線
３    インバータ駆動ポンプ
４，５  搬送信号結合手段
６    フィルター手段
３１    インバータ
３２    ポンプ
５２    運転監視制御装置
【図１】
0003646741.tif 000002
【図２】
0003646741.tif 000003
【図３】
0003646741.tif 000004