(57)【要約】  接点入力端子の数を大幅に削減することが可能な電気機器を得ることを目的とし、アナログ信号が入力される入力装置１を備える電気機器３であって、入力装置１は、アナログ信号が入力される端子部１３と、端子部１３からアナログ信号が入力される信号処理部１０とを備え、信号処理部１０は、アナログ信号をデジタル値に変換するＡＤ変換部１１を備え、このデジタル値とアナログ信号の取り込み範囲が複数に分割された数値範囲との比較結果により仮想接点のオンオフを制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号が入力される入力装置を備える電気機器であって、
前記入力装置は、
前記アナログ信号が入力される端子部と、
前記端子部から前記アナログ信号が入力される信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、
前記アナログ信号をデジタル値に変換するＡＤ変換部を備え、
前記デジタル値と前記アナログ信号の取り込み範囲が複数に分割された数値範囲との比較結果により仮想接点のオンオフを制御することを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記信号処理部は、
前記アナログ信号の値が複数の前記数値範囲のいずれかに遷移してから設定した待ち時間以上維持されている場合に前記比較結果により前記仮想接点のオンオフを制御することを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記信号処理部は、
前記仮想接点のオンオフ状態を保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機器。
【請求項４】
複数の前記数値範囲のいずれかでは、複数の前記仮想接点のオンオフ動作が同時に行われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気機器。
【請求項５】
アナログ信号が入力される入力装置を備える電気機器であって、
前記入力装置は、
前記アナログ信号が入力される端子部と、
前記端子部から前記アナログ信号が入力される信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、
前記アナログ信号をデジタル値に変換するＡＤ変換部を備え、
前記端子部の端子の数が前記アナログ信号によって入力される指令の数よりも少ないことを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ信号が入力される入力装置を備える電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置には、外部信号が接点入力端子から入力されることによって指令が与えられる。また、電力変換装置に与えられる指令の数は接点入力端子の数よりも多く、１つの接点入力端子に対して複数の指令が割り付けられることがある。このような指令には、駆動制御指令及び設定切換指令を例示することができる。駆動制御指令には、多段速周波数の指令及び正転又は逆転を制御する回転方向の指令を例示することができる。設定切換指令には、操作パネル制御と外部運転制御との制御切換指令、アナログ入力端子の電流電圧切換指令及び制御モード切換指令を例示することができる。しかしながら、電力変換装置には小型化の要請があり、小型化が進むほど接点入力端子の数を少なくすることが望まれるが、指令の数に対して接点入力端子の数が不足してしまうおそれがあり、接点入力端子の数の大幅な削減は困難である。また、電力変換装置には、接点入力端子の他にアナログ入力端子も設けられるが、このアナログ入力端子に入力されるのは周波数設定のみである。【０００３】
従来技術である特許文献１には、アナログ入力端子に入力されるアナログ指令入力の電圧範囲を分割して、アナログ指令入力の電圧が分割された電圧範囲のいずれに当てはまるかにより、設定周波数を１速から５速まで切り換えるインバータ装置の多段速設定装置が開示されている。特許文献１では、アナログ指令入力の電圧が０Ｖから２Ｖであれば１速とし、以後２Ｖ上昇する毎に段速数が１つ上昇し、８Ｖから１０Ｖでは５速としている。すなわち、アナログ指令入力の電圧範囲と多段速周波数の段数とを対応付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１０７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術によれば、端子の数を増加させずに多段速周波数の段数を切り換えることは可能であるが、多段速周波数以外の指令には適用することが困難である。そのため、周波数以外の指令が入力される接点入力端子を削減することはできず、接点入力端子の数の大幅な削減は困難である、という問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接点入力端子の数を大幅に削減することが可能な電気機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、アナログ信号が入力される入力装置を備える電気機器であって、入力装置は、アナログ信号が入力される端子部と、端子部からアナログ信号が入力される信号処理部とを備える。この信号処理部は、アナログ信号をデジタル値に変換するＡＤ変換部を備え、このデジタル値とアナログ信号の取り込み範囲が複数に分割された数値範囲との比較結果により仮想接点のオンオフを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる電気機器は、接点入力端子の数を大幅に削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる電気機器の構成の一例を示す図
【図２】実施の形態におけるアナログ出力装置の電圧変化の一例を示すグラフ
【図３】図２において、仮想接点をオンさせる一動作例を説明する図
【図４】図２において、仮想接点をオフさせる一動作例を説明する図
【図５】実施の形態における複数の仮想接点を同時にオンさせる一動作例を説明する図
【図６】実施の形態における信号処理部の構成の一例を示す機能ブロック図
【図７】実施の形態における信号処理部を実現するハードウェアの一般的な構成の一例を示す図
【図８】実施の形態における信号処理部の一動作例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる電気機器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる電気機器の構成の一例を示す図である。図１に示す電気機器３は、入力装置１及び図示しない機能部を備える。入力装置１は、信号処理部１０と、信号処理部１０内に設けられた、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１１と、ＡＤ変換部１１に接続され、ＡＤ変換部１１への入力電圧を調整するアナログ入力回路１２と、アナログ出力装置２及びアナログ入力回路１２に接続された端子部１３とを備える。そして、端子部１３は、アナログ出力装置２からのアナログ信号が入力されるアナログ入力端子１３ａと、コモン電位とするコモン端子１３ｂとを備える。
【００１２】
なお、ＡＤ変換部１１への入力電圧の調整が不要である場合には、アナログ入力回路１２が設けられていなくてもよい。
【００１３】
なお、電気機器３が備える図示しない機能部は、電気機器３の機能を実現する。すなわち、電気機器３がインバータ装置である場合には、図示しない機能部はインバータ回路部である。
【００１４】
なお、図１においては、アナログ出力装置２を電気機器３の外部に配しているが、本発明はこれに限定されず、電気機器３がアナログ出力装置２を備えていてもよい。
【００１５】
ここで、アナログ出力装置２の仕様において、アナログ出力値の誤差を±ΔＹ［Ｖ］とし、入力装置１のアナログ入力電圧の取り込み範囲をＷ［Ｖ］以上Ｘ［Ｖ］未満とし、入力装置１の取り込み誤差を±ΔＸ［Ｖ］とすると、分割上限数Ｎｍａｘは、Ｎｍａｘ＝（Ｘ−Ｗ）／{２（ΔＸ＋ΔＹ）}と表される。
【００１６】
すなわち、アナログ出力装置２の仕様において、アナログ出力値の誤差が±０．５Ｖ、入力装置１のアナログ入力電圧の取り込み範囲が０Ｖ以上１０Ｖ未満で取り込み誤差が±０．５Ｖである場合には、分割上限数は５である。
【００１７】
図１に示す電気機器３では、アナログ出力装置２が出力する出力電圧を分割し、電圧変化時間を設定する。
【００１８】
図２は、本実施の形態におけるアナログ出力装置２の電圧変化の一例を示すグラフである。図２では、時間を横軸とし、アナログ出力装置２の出力電圧を縦軸としており、アナログ出力装置２の電圧変化時間は１０ｍｓ／Ｖと設定され、アナログ出力装置２の出力電圧が０Ｖであるときに２Ｖまで上昇させるには２０ｍｓを要する。なお、電圧変化時間は、電圧を１Ｖ変化させるのに要する時間である。図２において、電圧０Ｖ以上２Ｖ未満は仮想接点がオンオフ動作を行わない待機領域であり、電圧２Ｖ以上４Ｖ未満は仮想接点Ｘ１のオンオフ動作領域であり、電圧４Ｖ以上６Ｖ未満は仮想接点Ｘ２のオンオフ動作領域であり、電圧６Ｖ以上８Ｖ未満は仮想接点Ｘ３のオンオフ動作領域であり、電圧８Ｖ以上１０Ｖ未満は仮想接点Ｘ４のオンオフ動作領域であると設定されている。また、電圧取り込み時間が５ｍｓであるとすると、電圧範囲は２Ｖ刻みで５分割されているため、接点オンオフの設定した待ち時間は待ち時間下限値２５ｍｓ以上とする。ここでは設定した待ち時間を３０ｍｓに設定する。
【００１９】
図３は、図２において、仮想接点をオンさせる一動作例を説明する図である。まず、図３においては、初期状態を仮想接点Ｘ１からＸ４のすべてがオフしている状態とする。ここで、仮想接点Ｘ２をオンするためには、アナログ入力値を待機領域から４Ｖ以上６Ｖ未満に遷移させ、設定した待ち時間３０ｍｓ以上維持する。このように制御すると、仮想接点Ｘ２がオンする。なお、信号処理部１０は、仮想接点Ｘ２に対して次にオンオフ動作の制御が行われるまで仮想接点Ｘ２のオン状態を保持し、以下の説明においても同様である。
【００２０】
次に、仮想接点Ｘ４をオンするためには、アナログ入力値を８Ｖ以上１０Ｖ未満に遷移させ、設定した待ち時間３０ｍｓ以上維持する。このように制御すると、仮想接点Ｘ４がオンする。
【００２１】
以上説明したように制御すると、仮想接点Ｘ２，Ｘ４はオンし、仮想接点Ｘ１，Ｘ３はオフした状態となる。
【００２２】
図４は、図２において、仮想接点をオフさせる一動作例を説明する図である。まず、図４においては、初期状態を仮想接点Ｘ２，Ｘ４がオンし、且つ仮想接点Ｘ１，Ｘ３がオフした状態とし、電圧を８Ｖ以上１０Ｖ未満とする。すなわち、図３において説明したように、仮想接点Ｘ２に続いて仮想接点Ｘ４をオンした直後の状態とする。ここで、仮想接点Ｘ２をオフするためには、アナログ入力値を８Ｖ以上１０Ｖ未満から４Ｖ以上６Ｖ未満に遷移させ、設定した待ち時間３０ｍｓ以上維持する。このように制御すると、仮想接点Ｘ２がオフする。すなわち、仮想接点Ｘ４のみがオンした状態となる。
【００２３】
なお、図３，４においては、一度に１つの仮想接点のみをオンオフする形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の仮想接点のオンオフが同時に行われてもよい。
【００２４】
図５は、複数の仮想接点を同時にオンさせる一動作例を説明する図である。図５において、電圧０Ｖ以上２Ｖ未満は仮想接点がオンオフ動作を行わない待機領域であり、電圧２Ｖ以上４Ｖ未満は仮想接点Ｘ１，Ｘ２のオンオフ動作領域であり、電圧４Ｖ以上６Ｖ未満は仮想接点Ｘ２，Ｘ３のオンオフ動作領域であり、電圧６Ｖ以上８Ｖ未満は仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３のオンオフ動作領域であり、電圧８Ｖ以上１０Ｖ未満は仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のオンオフ動作領域であると設定されている。すなわち、電圧２Ｖ以上４Ｖ未満では、オフしている仮想接点Ｘ１，Ｘ２はオンし、オンしている仮想接点Ｘ１，Ｘ２はオフする。また、電圧４Ｖ以上６Ｖ未満では、オフしている仮想接点Ｘ２，Ｘ３はオンし、オンしている仮想接点Ｘ２，Ｘ３はオフする。また、電圧６Ｖ以上８Ｖ未満では、オフしている仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３はオンし、オンしている仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３はオフする。また、電圧６Ｖ以上８Ｖ未満では、オフしている仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４はオンし、オンしている仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４はオフする。その他の設定は図２と同様である。
【００２５】
まず、図５においては、初期状態を仮想接点Ｘ１からＸ４のすべてがオフしている状態とする。ここで、アナログ入力値を０Ｖから４Ｖ以上６Ｖ未満に遷移させ、設定した待ち時間３０ｍｓ以上維持する。このように制御すると、仮想接点Ｘ２，Ｘ３が同時にオンする。
【００２６】
次に、アナログ入力値を８Ｖ以上１０Ｖ未満に遷移させ、設定した待ち時間３０ｍｓ以上維持すると、仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のすべてが同時に論理反転する。すなわち、仮想接点Ｘ２，Ｘ３はオンしていたためオフし、これと同時にオフしていた仮想接点Ｘ１，Ｘ４がオンする。このように制御すると、仮想接点Ｘ１，Ｘ４はオンした状態となり、仮想接点Ｘ２，Ｘ３はオフした状態となる。
【００２７】
上記説明した仮想接点の動作については、入力装置１に対して予め設定することが可能である。なお、図３，４においては、一度に１つの仮想接点のみをオンオフする形態について説明し、図５においては同時に複数の仮想接点をオンオフする形態について説明したが、一度に１つの仮想接点のみをオンオフする電圧範囲と複数の仮想接点のオンオフが同時に行われる電圧範囲とが設定されていてもよい。一例を挙げると、電圧０Ｖ以上２Ｖ未満は仮想接点がオンオフ動作を行わない待機領域とし、電圧２Ｖ以上４Ｖ未満は仮想接点Ｘ１のオンオフ動作領域とし、電圧４Ｖ以上６Ｖ未満は仮想接点Ｘ３のオンオフ動作領域とし、電圧６Ｖ以上８Ｖ未満は仮想接点Ｘ１，Ｘ２のオンオフ動作領域とし、電圧８Ｖ以上１０Ｖ未満は仮想接点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のオンオフ動作領域としてもよい。
【００２８】
図６は、信号処理部１０の構成の一例を示す機能ブロック図である。図６に示す信号処理部１０はＡＤ変換部１１に相当し、アナログ値である入力された電圧が入力されてデジタル値に変換される入力部２１と、デジタル値と設定された仮想接点の電圧範囲とを比較する比較部２２と、現在の電圧範囲に遷移してからの時間を計測する計時部２３と、現在の電圧範囲に遷移してから設定した待ち時間が経過したか否かを判定する判定部２４と、判定部２４の判定結果を出力する出力部２５とを備える。出力部２５は、仮想接点のオンオフ状態が必要な機能部に判定結果を出力する。
【００２９】
図７は、信号処理部１０を実現するハードウェアの一般的な構成の一例を示す図である。図７には、入力部３１、プロセッサ３２、メモリ３３及び出力部３４が示されている。プロセッサ３２は、プログラムの実行及び演算を行うことで、比較部２２と、計時部２３と、判定部２４とを実現する。プロセッサ３２は、代表的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。メモリ３３は、プロセッサ３２が実行するプログラムを記憶し、且つプロセッサ３２がプログラムの実行及び演算を行うに際して必要なデータの記憶を行う。また、メモリ３３は、仮想接点のオンオフ状態の記憶も行う。入力部３１は入力部２１に相当し、出力部３４は出力部２５に相当する。なお、入力部３１、プロセッサ３２、メモリ３３及び出力部３４は、各々複数設けられていてもよい。
【００３０】
図８は、信号処理部１０の一動作例を示すフローチャートである。まず、処理をスタートし、プログラムの設定を行い、設定したプログラムに従って入力装置１が処理を行う。プログラムの設定においては、まず、分割数及び待ち時間の設定を行い（Ｓ１１）、仮想接点の信号割付を行う（Ｓ１２）。すなわち、分割された電圧範囲に仮想接点を割付ける。ここで、分割数は、アナログ出力装置２の仕様により決定される分割上限数以下に設定する。また、待ち時間は、待ち時間下限値以上に設定する。設定した分割数、待ち時間及び仮想接点の信号割付は、信号処理部１０のメモリに保存される。
【００３１】
そして、プログラムの設定後にアナログ入力が行われる（Ｓ１３）。すなわち、アナログ出力装置２が出力するアナログ信号が入力装置１の信号処理部１０に入力される。次に、入力装置１の処理においては、信号処理部１０は、入力されたアナログ信号をＡＤ変換し（Ｓ１４）、この変換されたデジタル値と、設定された各仮想接点の電圧範囲とを比較する（Ｓ１５）。次に、現在の電圧範囲に遷移してから待ち時間以上同範囲内にあるか否かの判定を行う（Ｓ１６）。現在の電圧範囲に遷移してから設定した待ち時間以上同範囲内にある場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、この電圧範囲に割付られた仮想接点に対して論理反転を行い（Ｓ１７）、すなわち、この電圧範囲に割付けられたオンしている仮想接点をオフし、オフしている仮想接点をオンしてＳ１５に戻る。現在の電圧範囲に遷移してから待ち時間以上同範囲内にない場合には（Ｓ１６：Ｎｏ）、仮想接点の論理反転を行うことなくＳ１５に戻る。
【００３２】
従来技術によれば、端子の数を増加させずに多段速周波数の段数を切り換えることは可能であるものの、多段速周波数以外の指令には適用することが困難である。そのため、周波数以外の指令が入力される接点入力端子を削減することはできず、接点入力端子の数の大幅な削減は困難である、という問題があった。
【００３３】
本実施の形態によれば、信号処理部がアナログ信号をデジタル値に変換するＡＤ変換部を備え、このデジタル値とアナログ信号の取り込み範囲が複数に分割された数値範囲との比較結果により仮想接点のオンオフを制御するため、入力接点の数を仮想的に増やすことができ、接点入力端子の数を大幅に削減することができる。すなわち、端子部の接点入力端子の数をアナログ信号によって入力される指令の数よりも少なくすることができる。このような入力装置は、接点入力端子の数を少なくすることができるため、特に小型の電気機器に適している。また、入力装置には、インバータ装置を例示することができる。本実施の形態によれば、従来よりも小型のインバータ装置を実現することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、アナログ信号として電圧値が用いられているが本発明はこれに限定されず、電流値が用いられてもよい。
【００３５】
本実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  入力装置、２  アナログ出力装置、３  電気機器、１０  信号処理部、１１  ＡＤ変換部、１２  アナログ入力回路、１３  端子部、１３ａ  アナログ入力端子、１３ｂ  コモン端子、２１，３１  入力部、２２  比較部、２３  計時部、２４  判定部、２５，３４  出力部、３２  プロセッサ、３３  メモリ。
【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】
2017145392.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月6日(2016.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号が入力される入力装置を備える電気機器であって、
前記入力装置は、
前記アナログ信号が入力される端子部と、
前記端子部から前記アナログ信号が入力される信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、
前記アナログ信号をデジタル値に変換するＡＤ変換部を備え、
前記デジタル値と前記アナログ信号の取り込み範囲が複数に分割された数値範囲との比較結果により仮想接点のオンオフを制御することを特徴とする電気機器。
【請求項２】
前記信号処理部は、
前記アナログ信号の値が複数の前記数値範囲のいずれかに遷移してから設定した待ち時間以上維持されている場合に前記比較結果により前記仮想接点のオンオフを制御することを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記信号処理部は、
前記仮想接点のオンオフ状態を保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機器。
【請求項４】
複数の前記数値範囲のいずれかでは、複数の前記仮想接点のオンオフ動作が同時に行われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気機器。
【国際調査報告】
2017145392.tif 000011
2017145392.tif 000012