(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を駆動するインバータ回路を制御する制御回路部と、制御条件のデータを設定させるためのスイッチ部及び該スイッチ部により設定された条件のデータ及び現在の運転状況を表示する表示部よりなる設定表示部と、外部から運転指令を入力する少なくとも１つ以上の入力端子と、外部に接続されない仮想の少なくとも１つ以上の入力端子と、運転状況を外部に出力する複数の出力端子と、外部に接続されない仮想の複数の出力端子を備えたインバータ装置において、複数の入力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段と、複数の出力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段とを備え、仮想の入力端子の１つは常時信号ｏｎ端子であることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
請求項１記載のインバータ装置において、外部の入出力端子と内部の仮想端子の任意の端子に論理演算を行う手段と、演算結果を任意の端子に割り付ける手段を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電動機の可変速制御を行うためのインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータ装置は、外部からの運転指令等を入力する入力端子および運転状況を外部に出力する出力端子は、例えば入力端子８点、出力端子４点固定で各端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段を持っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のインバータ装置においては、割り付ける機能は豊富であるが端子の数に制限があるため一部の機能しか使用できなかった。また実際の応用では、ある特定の運転状況と外部の信号の論理演算を行って運転指令等にする場合がほとんどで、外部にプログラマブルコントローラーの制御装置が必要であった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、入出力端子に割り付け可能な機能を実際の端子数より多く使用ができ、また実際の応用において外部にプログラマブルコントローラー等の制御装置を必要とすることなく、特定の運転状況と外部の信号の論理演算を行って運転指令にすることができるインバータ装置を提供する事にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明においては、電動機を駆動するインバータ回路を制御する制御回路部と、制御条件のデータを設定させるためのスイッチ部及び該スイッチ部により設定された条件のデータ及び現在の運転状況を表示する表示部よりなる設定表示部と、外部から運転指令を入力する少なくとも１つ以上の入力端子と、外部に接続されない仮想の少なくとも１つ以上の入力端子と、運転状況を外部に出力する複数の出力端子と、外部に接続されない仮想の複数の出力端子を備えたインバータ装置で、仮想の入力端子の１つに常時信号ｏｎ端子を持ち、複数の入力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段と、複数の出力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段と、さらに外部の入出力端子と内部の仮想端子の任意の端子に論理演算を行う手段と、演算結果を任意の端子に割り付ける手段を備えている。
【０００６】
【作用】
インバータ装置は、現在の設定データと、外部からの信号による入力端子の状態と、仮想入力端子の状態から予め設定した論理演算を行いその結果を割り付けられた機能の状態とし、その信号に従い運転を実行し出力端子や仮想出力端子に割り付けられた機能の状態を端子に出力する。常時信号ｏｎの仮想入力端子に割り付けられた機能は常時信号ｏｎとする。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明する。
先ず、図１に従って全体の構成につき述べる。インバータ回路１は電源側端子２，３及び４と負荷側端子５，６及び７とを備えており、電源側端子２，３，４には三相交流電源８が接続され、負荷側端子５，６，７には電動機例えば三相誘導電動機９が接続されている。又、インバータ回路１は直流電源回路１０を備えている。この直流電源回路１０は、交流入力端子が電源側端子２，３，４に接続された全波整流回路１１と、この全波整流回路１１の直流出力端子間に接続された平滑用コンデンサ１２とから構成され、その平滑用コンデンサ１２の両端子に直流母線１３，１４が接続されている。
【０００８】
更に、直流母線１３，１４間には６個のスイッチング素子たるトランジスタ１５〜２０を三相ブリッジ接続してなるインバータ主回路２１が接続され、トランジスタ１５〜１７の各エミッタは負荷側端子５，６，７に接続されている。そして、インバータ主回路２１の各トランジスタ１５〜２０のベースには、ベースドライブ回路２２の６個の出力端子が夫々接続されている。なお、インバータ回路１は制御電源回路２３を備えており、その入力端子は直流母線１３，１４に接続されて、出力端子間に直流定電圧の制御電源を出力するようになっている。この場合の制御電源回路２３において、Ｖｃｃは制御電源電圧を示し、Ｅはアース電位を示す。
【０００９】
制御回路部２４はマイコロコンピュータ（以下ＣＰＵと略す）２５を備えている。このＣＰＵ２５は、メモリたる内蔵ＲＡＭ２５ａを有しているとともに、入出力ポートはメモリ例えば書き換え可能な不揮発性メモリ２６に接続されている。この不揮発性メモリ２６には運転モード及び多数の制御項目例えば３５０項目の制御条件データが記憶されている。そして、ＣＰＵ２５は、その出力ポートがベースドライブ回路２２に接続されていて、スイッチング素子であるトランジスタ１５〜２０のスイッチングを制御して、誘導電動機９の回転を制御する。制御回路部２４はすべてＣＰＵ２５により管理され、内蔵ＲＡＭ２５ａのデータに従い制御する。内蔵ＲＡＭ２５ａの制御条件データは現在の設定データを記憶する読み書き可能な不揮発性メモリ２６に記憶され、イニシャライズ時に内蔵ＲＡＭ２５ａに転送される。
【００１０】
制御回路部２４はさらに電源監視回路２９を備えている。この電源監視回路２９は、入力端子が制御電源回路２３の出力端子に接続され且つ出力端子がＣＰＵ２５の入力ポートに接続されていて、制御電源回路２３からの制御電源電圧Ｖｃｃが設定レベルに達するまではＣＰＵ２５をリセット（パワーオンリセット）状態にするようになっている。そして、制御回路部２４は端子台３０を備えている。この端子台３０は、複数の端子例えば８端子がバッファ２７を介してＣＰＵ２５の入力ポートに接続され、また複数の端子例えば４端子がバッファ２８を介してＣＰＵ２５の出力ポートに接続されているとともに、その複数の端子が図示しない外部操作器に接続されている。
【００１１】
パネル（設定操作部）３１は設定操作用のキーマトリックス回路３２を備えており、これらの入，出力端子はＣＰＵ２５の入，出力ポートに接続されている。また、データ及び運転状況表示用ＬＥＤ３３を備えており、これらはドライバー回路３４、３５を介してＣＰＵ２５の出力ポートに接続されている。
【００１２】
この様に構成されたインバータ装置の動作について説明する。
まず装置の３相交流電源ＡＣを投入して制御電源回路２３から制御回路部２４に直流電源Ｖｃｃを供給すると、ＣＰＵ２５は内蔵プログラムにより動作を開始し、まず内蔵ＲＡＭ２５ａのデータを一旦クリアして初期化をはかる。この初期化後、不揮発性メモリ２６に記憶されている制御条件データを読み出し、内蔵ＲＡＭ２５ａに書き込む。ＣＰＵ２５は内蔵ＲＡＭ２５ａの制御条件データと、外部からの信号による入力端子の状態と、仮想入力端子の状態から予め設定した論理演算を行い、その結果を割り付けられた機能の状態としてその信号に従い運転を実行し、出力端子や仮想出力端子に割り付けられた機能の状態を端子に出力する。常時信号ｏｎの仮想入力端子に割り付けられた機能は常時ｏｎとする。
【００１３】
入力端子は外部入力８端子（ＩＴ０〜ＩＴ７）、仮想入力端子１２端子（ＩＴ８〜ＩＴ１９）の計２０端子、出力端子は外部出力端子４端子（ＯＴ０〜ＯＴ３）、仮想出力端子８端子（ＯＴ４〜ＯＴ１１）の計１２端子がある。２０の入力端子は図２に示す５２の機能から任意に選択して割り付け、１２の出力端子は図３に示す６４の機能から任意に割り付けられる。標準では外部入力端子８端子，外部出力端子４端子は図４のごとく割り付けられ、仮想入力端子ＩＴ１９は常時ｏｎの端子であり、仮想端子はすべて無制御に割り付けられている。
【００１４】
論理演算機能は、例えばＡＮＤ機能，ＯＲ機能，ＮＯＴ機能，タイマー機能があり、コマンドとして例えば、ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ，＝のコマンドがあり、入出力端子３２より任意の端子と任意の端子の論理演算を行い任意の端子に割り付けられる。設定はパネル３１で行い、任意の端子（ＩＴ０〜ＩＴ１９，ＯＴ０〜ＯＴ１１）を選択し、必要に応じ信号を反転するときはＮＯＴコマンドを選択し、タイマー機能を付ける場合は時間を入力する。次にＡＮＤコマンドまたはＯＲコマンドを選択し、次に演算を行う任意の端子（ＩＴ０〜ＩＴ１９、ＯＴ０〜ＯＴ１１）を選択し、同様に信号を反転するときはＮＯＴコマンドを選択し、タイマー機能を付ける場合は時間を入力する。これを必要回繰り返し、結果を＝コマンドを選択した後に選択した端子に割り付け、同様に信号を反転するときはＮＯＴコマンドを選択し、タイマー機能を付ける場合は時間を入力する。
【００１５】
常時信号ｏｎの仮想入力端子ＩＴ１９について説明する。ここでＳＴ機能は運転準備完了信号であり、常時信号ｏｎとして使用する場合は、ＩＴ１９にＳＴ機能を割り付けることにより、標準設定の外部入力端子ＩＴ７を任意の他の機能に割り付けることが可能となる。同様に正転のみの運転で運転停止は周波数指令値により行う場合は、ＩＴ１９にＦ（正転運転）機能を割り付けることにより、標準設定の外部入力端子ＩＴＯおよびＩＴ５を任意の他の機能に割り付けることが可能となる。
【００１６】
次に仮想端子と論理演算機能について説明する。例えば、昇降機用のインバータにおいて軽荷重時高速運転を行う場合がある。通常６０Ｈｚで運転し、軽荷重時には１２０Ｈｚの高速運転を行う。この時荷重の検出として電流値を検出し、一定期間電流値が予め設定した電流値より小さい時は高速運転に切り換える。従来のインバータ装置では予め設定した電流値以下の時出力端子から信号を出し、外部のプログラマブルコントローラー等がその信号を読み時間を測定してインバータ装置への周波数指令値を切り換えて、２個の外部入力端子と１個の外部出力端子を使用した。本実施例のインバータ装置では、外部入力端子のＩＴ１にＳＳＩ（多段速運転１）を選択し、仮想入力端子のＩＴ９にＳＳ２（他段速運転２）、仮想出力端子のＯＴ４に不足電流アラームを選択し、論理演算として（ＩＴ１）ＡＮＤ（ＯＴ４タイマー設定）＝（ＩＴ９）と設定し、さらにＳＳＩ信号ｏｎで指令値６０Ｈｚ、ＳＳＩ信号とＳＳ２信号両方ｏｎで指令値１２０Ｈｚと設定する。このように設定することにより、外部からＳＳＩ信号を入力するだけで、インバータ装置自らが電流値のレベルをチェックし、時間測定して高速運転に切り換える。
【００１７】
本実施例によれば、外部から運転指令を入力する複数の入力端子と、外部に接続されない仮想の複数の入力端子と、運転状況を外部に出力する複数の出力端子と、外部に接続されない仮想の複数の出力端子を備えたインバータ装置に、仮想入力端子の一つに常時信号ｏｎ端子を持ち、複数の入力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段と、複数の出力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段を備えているため、入力信号として必要であるが、常時ｏｎ信号入力を与える機能は常時ｏｎの仮想入力端子に割り当てることにより、限られた外部入力端子を有効に使用することができる。
【００１８】
さらに本実施例によれば、外部の入出力端子と内部の仮想端子の任意の端子に論理演算を行う手段と演算結果を任意の端子に割り付ける手段を備えている為、運転状況を示す信号を外部出力端子ではなく仮想出力端子に出力して入力端子と論理演算を行い、その結果を仮想入力端子にセットして仮想入力端子に機能を割り付けることにより、外部出力端子に割り付けることなく応用制御が行え、限られた外部出力端子を有効に使用することができる。さらに、論理演算機能，タイマー機能を備えているため、簡単な論理演算やタイマー機能のために外部にプログラマブルコントローラーを使用していた場合、外部のプログラマブルコントローラーを必要とせずに、応用制御が実現可能となる。
【００１９】
（他の実施例）
他の実施例としては、仮想入力端子，仮想出力端子をともに内部端子とし、内部端子の機能は入力端子機能及び出力端子機能より任意に選択できる構成のインバータ装置や、論理のコマンドはＡＮＤ，ＯＲではなく他のコマンドを用いるインバータ装置がある。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、電動機を駆動するインバータ装置に、仮想入力端子の一つに常時信号ｏｎ端子を持ち、複数の入力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段と、複数の出力端子に複数の機能から任意に機能を割り付ける手段と、さらに外部の入出力端子と内部の仮想端子の任意の端子に論理演算を行う手段と演算結果を任意の端子に割り付ける手段を備えているため、入出力端子に割り付け可能な機能を実際の端子数より多く使用ができる。また実際の応用において、外部にプログラマブルコントローラー等の制御装置を必要とすることなく、特定の運転状態と外部の信号の論理演算を行って運転指令にすることができるインバータ装置を提供することができる。
以上
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路構成図、
【図２】入力端子選択を示す図、
【図３】出力端子機能を示す図、
【図４】入出力端子の標準設定を示す図。
【符号の説明】
１…インバータ回路，              ９…電動機，
２３…制御電源回路，              ２４…制御回路部，
２５…マイクロコンピュータ（ＣＰＵ），  ２５ａ…内蔵ＲＡＭ，
２６…読み書き可能な不揮発性メモリー，
２９…電源監視回路，              ３１…パネル（設定操作部），
ＩＴ０〜ＩＴ７…外部入力端子、
ＩＴ８〜ＩＴ１９…仮想入力端子端子，
ＯＴ０〜ＯＴ３…外部出力端子端子，
ＯＴ４〜ＯＴ１１…仮想出力端子端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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