(57)【要約】【課題】負荷を検出する高価な流量計、圧力計を使用せずに電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御および負荷検出を行なうことを目的とする。【解決手段】本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置は、電磁振動式ダイアフラムポンプの電磁石部の鉄心に磁束検出手段を設け、前記電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧、ポンプ圧力指令、流量指令および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、該電圧／周波数指令手段により制御される可変電圧／周波数電源手段とを備える。また、本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置は、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置に、前記指令電圧、前記指令周波数および磁束指令電圧と前記磁束検出手段出力と前記印加電圧とから演算される偏差電圧を入力して、電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定する手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧、ポンプ圧力指令、流量指令および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御される可変電圧／周波数電源手段と
を備えた電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項２】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率を実現する前記磁束指令電圧を設定し、前記磁束検出手段の出力電圧が前記設定された磁束指令電圧に等しくなるように、前記可変電圧／周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御する請求項１記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項３】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大出力を実現する前記磁束指令電圧を設定し、前記磁束検出手段の出力電圧が前記設定された磁束指令電圧に等しくなるように、前記可変電圧／周波数電源手段の指令電圧、指令周波数を制御する請求項１記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項４】
鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石に印加される電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、該印加される電圧と磁束検出手段の出力電圧との位相差を出力する位相差検出手段と、
磁束位相指令、ポンプ圧力指令、流量指令および前記位相差検出手段出力を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御される可変電圧／周波数電源手段と
を備えた電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項５】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率を実現する前記磁束位相指令を設定し、前記位相差検出手段出力が前記設定した磁束位相指令に等しくなるように、前記可変電圧／周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御する請求項４記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項６】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大出力を実現する前記磁束位相指令を設定し、前記位相差検出手段出力が前記設定された磁束位相指令に等しくなるように、前記可変電圧／周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御する請求項４記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項７】
鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備える電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
ポンプ圧力指令および流量指令を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧／周波数電源手段と
を備えた電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項８】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率を実現する請求項７記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項９】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大出力を実現する請求項７記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置。
【請求項１０】
鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧、指令周波数、および前記磁束指令電圧と前記磁束検出手段出力と前記印加電圧とから演算される偏差電圧を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧／周波数電源手段と、
前記電圧／周波数指令手段の出力の前記指令電圧、前記指令周波数および前記偏差電圧を入力して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定する手段と
を備えた電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。
【請求項１１】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率を実現する前記磁束指令電圧を設定し、前記磁束検出手段の出力電圧が前記設定された磁束指令電圧に等しくなるように、前記可変電圧／周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定検知する請求項１０記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。
【請求項１２】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大出力を実現する前記磁束指令電圧を設定し、前記磁束検出手段の出力電圧が前記設定された磁束指令電圧に等しくなるように、前記電圧／周波数指令手段の指令電圧および指令周波数を制御して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定検知する請求項１０記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。
【請求項１３】
鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、該印加される電圧と磁束検出手段の出力電圧との位相差を出力する位相差検出手段と、
磁束位相指令および前記位相差検出手段出力を入力して、指令電圧、指令周波数、および前記磁束位相指令と前記位相差検出手段出力電圧とから位相偏差を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧／周波数電源手段と
前記電圧／周波数指令手段の出力の前記指令電圧、前記指令周波数および前記位相偏差を入力して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定する手段と
を備えた電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。
【請求項１４】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大効率を実現する前記磁束位相指令を設定し、前記位相差検出手段出力が前記設定した磁束位相指令に等しくなるように、前記可変電圧／周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定検知する請求項１３記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。
【請求項１５】
前記電磁振動式ダイアフラムポンプの最大出力を実現する前記磁束位相指令を設定し、前記位相差検出手段出力が前記設定された磁束位相指令に等しくなるように前記可変電圧／周波数電源手段の指令電圧および指令周波数を制御して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定検知する請求項１３記載の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁振動式ポンプの最適制御装置および負荷検出装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、電磁石と永久磁石との磁気的相互作用によって、前記永久磁石を備える磁石可動子に連結されたダイアフラムを駆動し、流体を吸引、吐出する電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置および負荷検出装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、電磁振動式ポンプは構造が簡単で、比較的圧力が高く、商用電源で運転できるので、さまざまな用途に簡易に用いられている。その反面、商用電源で運転するので、負荷に応じて最適な制御、たとえば最大出力、最大効率、圧力一定あるいは流量一定などの制御を行なうことができない。また、ポンプ負荷を検出するには高価な流量計、圧力計が必要であり、これを採用すると大型で高価な制御装置になり実用的でない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４３６２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１２２１４１号公報
【特許文献３】特開平１０−２６０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電磁振動式ポンプの最大効率または最大出力は、ポンプの流量と圧力とから計算することができる。しかし、ポンプの流量と圧力をリアルタイムに検出し、検出された流量と圧力からポンプの効率または出力を計算して、リアルタイムに制御するためには、流量計、圧力計および計算機能をもった制御装置が必要になり高価である。
【０００６】
本発明は、負荷を検出する高価な流量計、圧力計を使用せずに電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御を行なうことを目的とする。
【０００７】
また本発明は、負荷を検出する高価な流量計、圧力計を使用せずに電磁振動式ダイアフラムポンプが正常運転時の負荷を簡易に検出することを目的とする。さらに、本発明は、流量計、圧力計を使用せずに電磁振動式ダイアフラムポンプのダイヤフラムの異常、破損を検出し、電磁振動式ダイアフラムポンプ負荷の開放状態および閉鎖状態を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置は、鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備える振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧、ポンプ圧力指令、流量指令および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御される可変電圧／周波数電源手段と
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置は、鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備える振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石に印加される電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、該印加される電圧と磁束検出手段の出力電圧との位相差を出力する位相差検出手段と、
磁束位相指令、ポンプ圧力指令、流量指令および前記位相差検出手段出力を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧／周波数電源手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置は、鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備える振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備える電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
ポンプ圧力指令および流量指令を入力して、指令電圧および指令周波数を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧／周波数電源手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置は、鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧、磁束指令電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、指令電圧、指令周波数、および前記磁束指令電圧と前記磁束検出手段出力と前記印加電圧とから演算される偏差電圧を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧／周波数電源手段と、
前記電圧／周波数指令手段の出力の前記指令電圧、前記指令周波数および前記偏差電圧を入力して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定する手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置は、鉄心と該鉄心に巻かれる巻線コイル部とからなる電磁石部と、永久磁石を備えてなる振動子と、前記電磁石部を固定するポンプケーシング部とを備え、磁束検出手段が前記電磁石部の前記鉄心に設けられてなる電磁振動式ダイアフラムポンプにおいて、
前記電磁石部に印加される電圧および前記磁束検出手段の出力電圧を入力して、該印加される電圧と磁束検出手段の出力電圧との位相差を出力する位相差検出手段と、
磁束位相指令および前記位相差検出手段出力を入力して、指令電圧、指令周波数、および前記磁束位相指令と前記位相差検出手段出力とから位相偏差を出力する電圧／周波数指令手段と、
該電圧／周波数指令手段により制御されるポンプ駆動可変電圧／周波数電源手段と
前記電圧／周波数指令手段の出力の前記指令電圧、前記指令周波数および前記位相偏差を入力して、前記電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷を推定する手段と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置は、電磁石の磁束をサーチコイルなどで検出し、検出した磁束と最大効率、最大出力との関係から、複雑な計算を行なわずに最大効率または最大出力制御を行ない、ポンプ出力の増大と省エネを実現することができると同時に、制御の簡略化および制御装置の小型化とコストダウンが可能である。
【００１４】
さらに、磁束や印加電圧を計測しないオープンループ制御においても、簡単な構成で最大効率運転または最大出力運転が実現できる。
【００１５】
本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷検出装置は、電磁振動式ダイアフラムポンプの負荷状態を高価な流量計や圧力計などを使用せずに検知できる。また、ポンプが正常に運転されているか異常かがわかる。さらに、ポンプ負荷の開放状態、閉鎖状態が検出できる。ダイヤフラムが破損したことも検知可能であり、安価で信頼性の高い電磁振動式ダイアフラムポンプの運転を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図２は、電磁振動式ダイアフラムポンプ３の１実施例の構造を示す部分断面図である。図２において、電磁振動式ダイアフラムポンプ３は、断面がＥ字形状の鉄心３１に巻線コイル部３２が巻かれた電磁石部３３を備え、電磁石部３３はポンプケーシング３６に固定されている。電磁石部のＥ字形状の開口部に対向して、永久磁石３４を備える振動子３５が左右のダイアフラム３７に接続している。電磁石部に交流電圧が印加されると、交番磁界が発生し、その吸引または反力によって永久磁石３４が固定された振動子３５が左右に振動する。振動子３５の動きによって周辺が固定されたダイアフラム３７が振動し、ポンプ室３８が拡大または収縮して、吸入弁３９ａから流体が吸引され、また、吐出弁３９ｂから流体が吐出される。
【００１７】
本発明の電磁振動式ダイアフラムポンプの最適制御装置は、ポンプ３を駆動する電磁石部３３の磁束を検出し、ポンプ負荷状態と磁束の関係から最適運転を行なう。電磁石部３３の磁束を検出するには、たとえば、磁束検出手段としてサーチコイル４１を電磁石部の鉄心３１の一部に形成し、サーチコイル４１に誘起される電圧または電流を測定する。サーチコイルに流れる電流は、ポンプ特性に影響を与えない小さい値に抑制する。サーチコイル４１は磁束の一部がコイル面を通過すればよく、電磁石部３３を構成する鉄心３１のどこにあってもかまわない。また磁路にホール素子やＭＲ磁気検出素子を取り付けて、磁束を検出してもよい。
【００１８】
図２には、ポンプを駆動する電磁石部３３の磁束を検出するための、サーチコイルを設置する例が示されている。磁束を検出するサーチコイル４１は、電磁石部３３の断面がＥ字形状の鉄心３１の、センターポール側（サーチコイル４１ａ）またはサイドポール側（サーチコイル４１ｂ）に設けることができる。
【００１９】
また本発明は、電磁振動式ダイアフラムポンプ３を最大効率、または最大出力になるように制御し、電磁石部３３の磁束を検出して、最大効率または最大出力の条件と比較し、電磁振動式ダイアフラムポンプ３の負荷状態を推定する。
【００２０】
図３は、ポンプ圧力を変化させた場合において、駆動電圧ごとに、最大効率となる検出磁束によりサーチコイルに誘起される電圧（以下、検出磁束電圧という）Ｅsを周波数に対してプロットした一例を示す。発明者は、ポンプ圧力を変化させた場合において、駆動電圧ごとに、周波数に対する最大効率となる検出磁束は、周波数軸に平行に近い直線となることを発見した。その原理を利用して、ポンプ圧力指令と磁束指令電圧Ｅs*が与えられたとき、図３の関係に基づいて、駆動電圧を一定にする場合はその駆動電圧に応じた最大効率周波数を決めることができ、周波数を一定にする場合はその周波数に応じた最大効率駆動電圧を決めることができる。最大効率時の磁束指令電圧Ｅs*は、ポンプ印加電圧に応じて変化させる必要がある。磁束検出電圧Ｅsが、前記磁束指令電圧Ｅs*に等しくなるようにフィードバック制御することにより、ポンプ圧力に応じた最大効率周波数で運転できる。
【００２１】
図４は、ポンプ圧力を変化させた場合において、駆動電圧ごとに、最大出力となる検出磁束電圧Ｅsを周波数に対してプロットした一例を示す。発明者はまた、ポンプ圧力を変化させた場合において、駆動電圧ごとに、周波数に対する最大出力となる検出磁束電圧は、周波数軸に平行に近い直線となることを発見した。その原理を利用して、ポンプ圧力指令Ｈ*と磁束指令電圧Ｅs*が与えられたとき、駆動電圧を一定にする場合はその駆動電圧に応じた最大出力周波数を決めることができ、周波数を一定にする場合はその周波数に応じた最大出力駆動電圧を決めることができる。最大出力時の磁束指令電圧Ｅs*は、ポンプ印加電圧に応じて変化させる必要がある。磁束検出電圧Ｅsが、前記磁束指令電圧Ｅs*に等しくなるようにフィードバック制御することにより、ポンプ圧力に応じた最大出力周波数で運転できる。
【００２２】
図６は、ポンプ圧力を変化させた場合において、最大効率となる検出磁束位相（Ａ）、および最大出力となる検出磁束位相（Ｂ）を、駆動周波数を変化させてプロットした一例を示す。発明者はまた、ポンプ圧力を変化させた条件で、最大効率の場合の印加電圧Ｅ1と検出磁束電圧Ｅsの位相θsは、駆動周波数によらずほぼ一定であり、図６のＡで示される直線で表わされることを見出した。したがって、最大効率とするためには、検出磁束電圧Ｅsの位相θsが図６に示されるような、最大効率の位相に等しくなるように制御すればよいことがわかった。
【００２３】
発明者はさらに、ポンプ圧力を変化させた条件で、最大出力の場合の印加電圧Ｅ1と検出磁束電圧Ｅsの位相は、周波数によらずほぼ一定であることを見出した（図６の直線Ｂ）。したがって、最大出力とするためには、検出磁束電圧Ｅsの位相θsが最大出力の位相に等しくなるように制御すればよいことがわかった。
【００２４】
図８は、最大効率のときのポンプ圧力Ｈと流量Ｑの特性の一例を示すグラフである。実測した点（Ｅ1＝６０〜１１０Ｖ）に対して、多項式で近似したグラフ８１〜８６（図８の破線で示される曲線）を重ねて表示している。図８に示すように、発明者は最大効率のときのポンプ圧力Ｈと流量Ｑの関係が、印加電圧Ｅ1ごとに多項式で近似して表わせることを見出した。
【００２５】
図９は、ポンプ圧力が一定の条件で、最大効率のときの印加電圧Ｅ1と駆動周波数の関係の一例を示す。発明者は、ポンプ圧力が一定の条件で、最大効率のときの印加電圧Ｅ1と駆動周波数の関係が図９の直線で表わされることを見出した。
【００２６】
そこで、ポンプ圧力Ｈと流量Ｑが指令されたとき、最大効率を達成する印加電圧を図８の関係から求め、そのポンプ圧力と印加電圧に対して図９の関係から求められる駆動周波数と印加電圧によってポンプを駆動すれば、指令されたポンプ圧力Ｈと流量Ｑに応じた最大効率運転が実現できる。
【００２７】
図１０は、最大出力のときのポンプ圧力Ｈと流量Ｑの特性の一例を示すグラフである。実測した点（Ｅ1＝６０〜１１０Ｖ）に対して、多項式で近似したグラフ９１〜９６（図１０の破線で示される曲線）を重ねて表示している。図１０に示すように、発明者は最大出力のときのポンプ圧力Ｈと流量Ｑの関係が、印加電圧Ｅ1ごとに多項式で近似して表わせることを見出した。
【００２８】
図１１は、ポンプ圧力が一定の条件で、最大出力のときの印加電圧Ｅ1と駆動周波数の一例を示す。発明者は、ポンプ圧力が一定の条件で、最大出力のときの印加電圧Ｅ1と駆動周波数の関係が図１１の直線で表わされることを見出した。
【００２９】
そこで、ポンプ圧力Ｈと流量Ｑが指令されたとき、最大出力を達成する印加電圧を図１０の関係から求め、そのポンプ圧力と印加電圧に対して図１１の関係から求められる駆動周波数と印加電圧によってポンプを駆動すれば、指令されたポンプ圧力Ｈと流量Ｑに応じた最大効率運転が実現できる。
【００３０】
図１４は本願発明にかかわるダイヤフラムポンプの特性を表わす等価回路である。図１５は、図１４の等価回路に基づくダイヤフラムポンプの最大効率時の電圧、電流および磁束の関係を示すベクトル図の一例である。図１６は、図１４の等価回路に基づくダイヤフラムポンプの最大出力時の電圧、電流および磁束の関係を示すベクトル図の一例である。
【００３１】
Ｒ1は電磁石巻線抵抗、Ｒiは鉄損等価抵抗、Ｌ1は電磁石巻線インダクタンス、Ｌdはダイヤフラム等価インダクタンス、Ｃdはダイヤフラム等価容量、Ｒdはダイヤフラム損失等価抵抗である。電磁石に印加電圧Ｅ1が入力されると、入力電流Ｉ1は鉄損電流Ｉiと電磁石電流Ｉaに分かれる。Ｌ1にカップリングされるサーチコイルには電圧Ｅsが誘起される。ダイヤフラムでは等価インピーダンス電流Ｉarが消費され、電磁石有効電流Ｉaeのうち、ダイヤフラム損失電流Ｉdを引いた分がポンプ出力電流Ｉmになり、振動子磁石による誘起電圧Ｅaと出力電流Ｉmの積がポンプ出力になる。
【００３２】
ここで、Φ1を電磁石電流Ｉaによる磁束、Φaを振動子磁石による磁束、Φsをサーチコイルが巻かれている電磁石磁路の磁束とし、θaを印加電圧Ｅ1と電磁石電流Ｉaとの位相差、θeを印加電圧Ｅ1と誘起電圧Ｅaとの位相差、θsを印加電圧Ｅ1とサーチコイル誘起電圧Ｅsとの位相差、θasを磁束Φsと電磁石電流Ｉaとの位相差とすると、ポンプの各電圧、電流および磁束は、ポンプが最大効率で動作する場合は図１５のベクトル図、また、ポンプが最大出力で動作する場合は図１６のベクトル図の関係に表わされる。一般に鉄損電流Ｉiは入力電流Ｉ1に比べて小さいので、これを無視すれば、Ｉ1＝Ｉaとすることができる。この場合、ｊを虚数単位、ωを角周波数として、入力電圧Ｅ1は、誘起電圧Ｅaと電磁石巻線の抵抗電圧降下Ｒ1Ｉaとリアクタンス電圧ｊωＬ1Ｉaとのベクトル和に等しい（図１５および図１６参照）。
【００３３】
電圧による磁束の位相はコイルに印加される電圧に対して、９０°遅れた位相である（逆に電圧の位相は磁束の位相より９０°進んでいる）。すなわち、ΦaはＥaから９０°遅れ、ＥsはΦsより９０°進んだ位相である。また、電流による磁束の位相はコイルに流れる電流と同じ位相（同相）になる。すなわち、Φ1はＩaと同相である。
【００３４】
Φsは振動子磁石による磁束Φaと、電磁石電流Ｉaによる磁束Φ1との合成であるから、ΦaとΦ1のベクトル和で表わされる。Φsによって誘起されるサーチコイルの電圧ＥsはΦsより９０°進んだ位相となる。
【００３５】
図１６において磁束Φsおよび電磁石電流Ｉaと磁束Φsの位相θasはそれぞれ次式で表すことができる。
Φs2＝Φa2＋Φ12−２ΦaΦ1sin（θe−θa）            （１）
θas＝tan-1（Φacos（θe−θa）／（Φ1−Φasin（θe−θa））      （２）
【００３６】
ポンプが最大効率で運転しているときは、図１５からθe＝θaであり、式（１）から磁束Φaは次式で求められる。
Φs＝√（Φ12＋Φa2）                （３）
【００３７】
検出磁束電圧Ｅsは、磁束Φsと駆動周波数の積に比例する。磁束Φ1は、電磁石電流Ｉaに比例し、誘起電圧Ｅaは、磁束Φaと駆動周波数の積に比例する。これらの関係から式（３）は次式のように書き換えることができる。
Ｅs＝ｋ1√（（ｋ2ωＩaＬ1）2＋Ｅa2）                （４）
ここで、ｋ1、ｋ2は係数である。
【００３８】
同様に、最大効率時のΦsとＩaの位相差θasを式（２）から求めると、次式が得られる。
θas＝ｔａｎ-1（Φa／Φ1）＝ｔａｎ-1（ｋ3Ｅa／（ωＩaＬ1））    （５）
ｋ3は係数である。
【００３９】
印加電圧Ｅ1と検出磁束電圧Ｅsとの位相差θsは、次式で求められる。
θs＝（θa＋θas）−π／２                  （６）
【００４０】
図１７は、最大効率時におけるＥs、θsの特性例を示す。電磁石電流Ｉaは周波数の増加に伴い減少する直線になるため、ωＬ1Ｉaは一定値に近似する。また誘起電圧Ｅaは周波数の変化に対してわずかに変化する多項式で表すことができる。さらに印加電圧Ｅ1と電磁石電流Ｉaとの位相θaは一定値を示す。
【００４１】
その結果、式（４）および（６）から検出磁束電圧Ｅsおよび検出磁束位相θsは、駆動周波数変化に対してわずかに変化する直線として近似できる。
【００４２】
ポンプが最大出力の場合は、電磁石電流Ｉaの位相が、振動子磁石による誘起電圧Ｅ（印加電圧）ａよりやや進んだ状態である。すなわち、振動子が電流より遅れるので、磁石によって発電する状態と言える。この場合も、ＩaとＥaの位相差は周波数によらずほぼ一定となり、ポンプ圧力が変化しても、印加電圧が一定の条件のもとでは、サーチコイルの誘起電圧Ｅsは、その大きさと位相が入力電圧の周波数によらずほぼ一定になる。
【００４３】
なお、ポンプの駆動としては、最大効率と最大出力の間で駆動するのが好ましい。
【００４４】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ３における、最適制御装置のブロック図を示す。実施の形態１の電磁振動式ダイアフラムポンプ３の最適制御装置は、電圧／周波数指令手段１、可変電圧／周波数電源手段２、電磁振動式ダイアフラムポンプ３、磁束検出手段４、ポンプ印加電圧検出手段５で構成される。電圧／周波数指令手段１には、磁束指令電圧Ｅs*、ポンプ印加電圧検出手段５の出力Ｅ1、磁束検出手段４の出力Ｅsおよびポンプ圧力指令Ｈ*、流量指令Ｑ*が入力される。
【００４５】
電圧／周波数指令手段１は、磁束指令電圧Ｅs*、ポンプ圧力指令Ｈ*、流量指令Ｑ*およびポンプ印加電圧検出手段５の出力Ｅ1、磁束検出手段４の出力Ｅsを入力して、制御目的（最大効率または最大出力）に応じた電圧指令Ｖ*、周波数指令Ｆ*を出力する。
【００４６】
磁束指令電圧Ｅs*は、ポンプ印加電圧検出手段出力Ｅ1と指令周波数Ｆ*に応じて補正し、これと磁束検出手段４の出力Ｅsとを比較し、その偏差とポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*から、たとえば最大効率を実現する電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*を出力する。磁束指令電圧Ｅs*と磁束検出手段４の出力Ｅsはフィードバックループにより両者が等しくなるように収束され、電圧／周波数指令手段１の出力である電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*とが決定される。
【００４７】
磁束指令電圧Ｅs*は、磁束検出手段４の方式・仕様、電磁振動式ダイアフラムポンプ３の仕様により、異なる値を示す。
【００４８】
可変電圧／周波数電源手段２は、電圧指令Ｖ*、周波数指令Ｆ*の両方がともに可変のときはインバータで構成される。また周波数指令Ｆ*が固定され、電圧指令Ｖ*のみが可変の場合、可変電圧／周波数電源手段２は、たとえばトライアックによる位相制御装置で構成する。また、主回路ゲート駆動回路２１は実際には、前段にＰＷＭ制御回路または位相差制御回路を含む。
【００４９】
図３は、サーチコイル４１によって検出される検出磁束電圧Ｅsに基づいて、エアポンプ効率を最大にする場合の周波数−検出磁束電圧Ｅs特性の一例を示す。検出磁束電圧Ｅsは、駆動電圧に応じてレベルが変化するが、駆動電圧が一定の条件では、周波数に対してほぼ一定の値を示す。
【００５０】
前記の図３の関係によって、この検出磁束電圧Ｅsを指令値にしたときの、電圧指令Ｖ*および周波数指令Ｆ*を決定し、図１の制御ループにより、磁束指令電圧Ｅs*に等しい検出磁束電圧Ｅsが得られるように最大効率運転をすることができる。
【００５１】
たとえば、ポンプ圧力指令Ｈ*と流量指令Ｑ*が与えられた場合、図８のポンプ圧力と流量との関係から、印加電圧Ｅ1を補間法によって知ることができる。印加電圧Ｅ1と図３の関係から最大効率における検出磁束電圧Ｅsのレベルを知ることができる。そこで、印加電圧Ｅ1を固定して、検出磁束電圧Ｅsが図３の値になるように、周波数を制御すれば、最大効率が達成できることになる。
【００５２】
あるいは、磁束指令電圧Ｅs*が与えられた場合、図３から最大効率の印加電圧Ｅ1のレベルを知ることができ、印加電圧Ｅ1を固定して、検出磁束電圧Ｅsが磁束指令電圧Ｅs*になるように周波数を制御することによって、最大効率が実現できる。または、磁束指令電圧Ｅs*と仮の印加電圧Ｅ1を決めて、図３の関係から周波数を選択して固定し、検出磁束電圧Ｅsが磁束指令電圧Ｅs*になるように、電圧を制御してもよい。したがって、ポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*は、一方または両方を省略してもよい。
【００５３】
図４は、サーチコイル４１によるエアポンプ出力を最大にする場合の周波数−検出磁束電圧Ｅs特性の一例を示す。検出磁束電圧Ｅsは、電圧によって変化するが、周波数に対しては、ほぼ一定の値を示す。
【００５４】
前記の図４の関係によって、この検出磁束電圧Ｅsを指令値にしたときの、電圧指令Ｖ*および周波数指令Ｆ*を決定し、図１の制御ループにより、磁束指令電圧Ｅs*に等しい磁束指令電圧Ｅsが得られるように最大出力運転をすることができる。
【００５５】
たとえば、磁束指令電圧Ｅs*が与えられた場合、図４から最大出力の印加電圧を知ることができ、その値に印加電圧を固定して、検出磁束電圧Ｅsが磁束指令電圧Ｅs*になるように周波数を制御することによって、最大出力が実現できる。したがって、ポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*は、一方または両方を省略してもよい。
【００５６】
また、最大効率と最大出力の間の検出磁束電圧Ｅsは、連続的に変化する。そのため、制御目的を最大効率と最大出力の間の領域とすることができ、その領域の磁束指令電圧Ｅs*を選択して制御することが可能である。
【００５７】
実施の形態２
図５は、本発明の実施の形態２にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ３における、最適制御装置のブロック図を示す。本実施の形態２の最適制御装置は、電圧／周波数指令手段１、可変電圧／周波数電源手段２、電磁振動式ダイアフラムポンプ３、磁束検出手段４、ポンプ印加電圧検出手段５および位相差検出手段６で構成される。電圧／周波数指令手段１には、磁束位相指令θs*、位相差検出手段出力θsおよびポンプ圧力指令Ｈ*、流量指令Ｑ*が入力される。
【００５８】
位相差検出手段６には、ポンプ印加電圧検出手段５の出力Ｅ1、磁束検出手段４の出力Ｅsが入力され、両者の位相差θsが出力される。
【００５９】
電圧／周波数指令手段１において、磁束位相指令θs*と位相差手段の出力θsとを比較し、その偏差とポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*とから、制御目的（最大効率または最大出力）に応じて電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*を出力する。磁束位相指令θs*と位相差検出手段６の出力θsとは、フィードバックループにより両者が等しくなるように制御されて収束し、電圧／周波数指令手段１の出力である電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*とが決定される。図６は、ポンプの圧力を変化させた場合における、周波数−位相θs特性を示す。Ａ特性は最大効率時、Ｂ特性は最大出力時を示す。また、図８は、最大効率のときのポンプ圧力Ｈと流量Ｑの特性の一例を示すグラフである。
【００６０】
そこで、たとえば最大効率運転する場合に、図６の直線Ａの範囲に示される位相差を位相指令θs*とする。ポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*とから図８の関係によって、最大効率時の印加電圧を決定（Ｖ*を指定）し、周波数を変化させて（Ｆ*を制御して）、位相指令θs*と位相差検出手段出力θsとが等しくなるように制御する。周波数一定（Ｆ*が指定される）の場合は駆動電圧を変化させて、位相指令θs*と位相差検出手段出力θsとが等しくなるように制御する。周波数を一定にした場合は、最大効率および最大出力運転ができるポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*の組み合わせの範囲は狭くなる。
【００６１】
また、制御目的を最大出力と最大効率の間の領域にするには、磁束位相指令を図６における最大効率特性曲線Ａと最大出力特性曲線Ｂの間の値を選択して制御することにより実現できる。
【００６２】
同様に、最大出力運転する場合は、図６の直線Ｂの範囲に示される位相差を位相指令にする。図１０に示す最大出力におけるポンプ圧力−流量関係から、最大出力時の印加電圧を決定（Ｖ*を指定）し、周波数を変化させて（Ｆ*を制御して）、位相指令θs*と位相差検出手段出力θsとが等しくなるように制御する。周波数一定（Ｆ*が指定される）の場合は駆動電圧を変化させて、位相指令θs*と位相差検出手段出力θsとが等しくなるように制御する。
【００６３】
このように、位相指令θs*とポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*とによって、Ｖ*またはＦ*を決定し最大効率運転または最大出力運転をすることができる。
【００６４】
実施の形態３
図７は本発明の実施の形態３にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ３における、最適制御装置のブロック図を示す。本実施の形態３の最適制御装置は、電圧／周波数指令手段１、可変電圧／周波数電源手段２および電磁振動式ダイアフラムポンプ３で構成される。電圧／周波数指令手段１には、ポンプ圧力指令Ｈ*と流量指令Ｑ*が入力され、制御目的に応じた指令電圧Ｖ*および指令周波数Ｆ*が出力され、可変電圧／周波数電圧手段を駆動して、電磁振動式ダイアフラムポンプ３を運転する。
【００６５】
実施の形態１または２と本実施の形態３との相違は、本実施の形態３では、フィードバック制御をせずに、オープンループ制御をすることである。
【００６６】
制御目的には、最大効率と最大出力があり、ポンプ圧力指令Ｈ*と流量指令Ｑ*に対する指令電圧Ｖ*、指令周波数Ｆ*はそれぞれ異なる。
【００６７】
Ｈ*、Ｑ*からＶ*、Ｆ*を決める一例を次に示す。
【００６８】
図８は、最大効率時のＨ−Ｑ特性例である。これからポンプ圧力Ｈおよび流量Ｑから補間法を用いて指令電圧Ｖ*が決まる。図９は、最大効率時のＦ−Ｖ特性の例である。すでに印加電圧が判明しているからこの図から指令周波数Ｆ*が決まる。
【００６９】
最大出力の場合も、図１０および図１１の関係によって、ポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*から指令電圧Ｖ*および指令周波数Ｆ*を決めることができる。
【００７０】
本実施の形態３においては、フィードバックループがないので、外乱に対して速い復帰応答は期待できないが、簡単な構成で最大効率運転または最大出力運転が実現できる。
【００７１】
実施の形態４
図１２は、本発明の実施の形態４にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ３における、負荷検出装置のブロック図である。本実施の形態４の電磁振動式ダイアフラムポンプ３の負荷検出装置は、電圧／周波数指令手段１、可変電圧／周波数電源手段２、電磁振動式ダイアフラムポンプ３、磁束検出手段４、ポンプ印加電圧検出手段５および負荷推定手段７で構成される。電圧／周波数指令手段１には、磁束指令電圧Ｅs*、ポンプ印加電圧検出手段５の出力Ｅa、磁束検出手段４の出力Ｅsが入力される。すなわち、実施の形態１における電磁振動式ダイアフラムポンプ３の最適制御装置から、ポンプ圧力指令Ｈ*と流量指令Ｑ*を省略し、負荷推定手段７を付加した形態である。
【００７２】
電圧／周波数指令手段１は、磁束指令電圧Ｅs*、ポンプ印加電圧検出手段５の出力Ｅ1および磁束検出手段４の出力Ｅsを入力して、制御条件（最大効率または最大出力）に応じた電圧指令Ｖ*、周波数指令Ｆ*および磁束指令電圧Ｅs*と磁束検出手段出力Ｅsとポンプ印加電圧検出手段出力Ｅ1とから計算される偏差電圧ΔＥsを出力する。
【００７３】
磁束指令電圧Ｅs*は、ポンプ印加電圧検出手段出力Ｅ1と指令周波数Ｆ*に応じて補正され、これと磁束検出手段４の出力Ｅsとを比較し、その偏差ΔＥsとたとえば最大効率を実現する電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*を出力する。磁束指令電圧Ｅs*と磁束検出手段４の出力Ｅsはフィードバックループにより両者が等しくなるように収束され、電圧／周波数指令手段１の出力である電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*とが決定される。
【００７４】
ここで再び、図３に戻ると、磁束指令電圧Ｅs*が与えられた場合、図３から最大効率の印加電圧のレベルを知ることができる。印加電圧を固定して、検出磁束電圧が磁束指令電圧Ｅs*になるように周波数を制御することによって、最大効率が実現できる。または、磁束指令電圧Ｅs*と仮の印加電圧（たとえば、ポンプ印加電圧検出手段出力Ｅ1とする）を決めて、図３の関係から周波数変動範囲の磁束指令電圧Ｅs*に補正する。補正された磁束指令電圧と磁束検出手段出力Ｅsを比較し、その偏差ΔＥsを出力する。同時に、電圧を固定する場合は補正された磁束指令電圧になるように周波数指令を出力する。あるいは、周波数を固定して、電圧指令Ｖ*を制御してもよい。
【００７５】
負荷推定手段７には、電圧／周波数指令手段１から電圧指令Ｖ*、周波数指令Ｆ*および偏差電圧ΔＥsが入力される。偏差電圧の絶対値がある一定値以下であれば、最大効率であると推定できる。そこで、図９の関係から、印加電圧と周波数に基づいてポンプ負荷の圧力Ｈを推定することができる。さらに、図８の関係からポンプ負荷の圧力Ｈと電圧に基づいて、流量Ｑを求めることができる。
【００７６】
最大出力運転の場合にも、図１０の最大出力時流量−ポンプ圧力特性および図１１の最大出力時電圧−周波数特性とから、偏差電圧の絶対値がある一定値以下であるとき、ポンプ圧力および流量を求めることができる。
【００７７】
偏差電圧ΔＥsが一定の範囲に入らない場合は、偏差電圧の正負と大きさからポンプの開放状態（Ｏ）、閉鎖状態（Ｃ）、ダイアフラムの異常状態（Ｄ）が判別される。
【００７８】
なお、磁束指令電圧Ｅs*は、磁束検出手段４の仕様、電磁振動式ダイアフラムポンプ３の仕様により、異なる値を示すので、電磁振動式ダイアフラムポンプ３の構成と仕様に応じて、図３と図４の関係、およびポンプ運転状況の判別値を設定する。
【００７９】
また、本実施の形態４では、ポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*が省略されている形態としているが、実施の形態１と同様にポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*を入力するようにしてもよい。その場合は、負荷推定手段７は主にポンプの開放、閉鎖、ダイアフラムの異常を検出するのに用いられる。
【００８０】
実施の形態５
図１３は、本発明の実施の形態５にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプ３における、負荷検出装置のブロック図である。本実施の形態５における電磁振動式ダイアフラムポンプ３の負荷検出装置は、電圧／周波数指令手段１、可変電圧／周波数電源手段２、電磁振動式ダイアフラムポンプ３、磁束検出手段４、ポンプ印加電圧検出手段５、位相差検出手段６、負荷推定手段７で構成される。電圧／周波数指令手段１には、磁束位相指令θs*、位相差検出手段出力θsが入力される。すなわち、実施の形態３における電磁振動式ダイアフラムポンプ３の最適制御装置から、ポンプ圧力指令Ｈ*と流量指令Ｑ*を省略し、負荷推定手段７を付加した形態である。
【００８１】
位相差検出手段６には、ポンプ印加電圧検出手段５の出力Ｅ1、磁束検出手段４の出力Ｅsが入力され、両者の位相差θsが出力される。
【００８２】
電圧／周波数指令手段１において、磁束位相指令θs*と位相差手段の出力θsとを比較し、その偏差Δθsと制御目的（最大効率または最大出力）に応じて電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*を出力する。磁束位相指令θs*と位相差検出手段出力θsとは、フィードバックループにより両者が等しくなるように収束し、電圧／周波数指令手段１の出力である電圧指令Ｖ*と周波数指令Ｆ*とが決定される。制御の方法に関しては、ポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*が省略されている場合の実施の形態２と同様である。
【００８３】
負荷推定手段７には、電圧／周波数指令手段１から電圧指令Ｖ*、周波数指令Ｆ*および偏差位相Δθsが入力される。電圧指令Ｖ*、周波数指令Ｆ*から制御条件（最大効率、最大出力）におけるポンプ負荷の圧力Ｈおよび流量Ｑを推定することができる。
【００８４】
偏差位相Δθsの絶対値が一定の値以下である場合（すなわち、位相差検出手段出力が、最大効率の場合は図６のＡ直線上、最大出力の場合は図６のＢ直線上にある場合）、最大効率運転または最大出力運転であると推定できる。そこで、実施の形態４と同様に、最大効率の場合は図９の関係から、印加電圧と周波数に基づいてポンプ負荷の圧力Ｈを推定することができる。さらに、図８の関係からポンプ負荷の圧力Ｈと電圧に基づいて、流量Ｑを求めることができる。
【００８５】
最大出力運転の場合にも、図１０の最大出力時流量−ポンプ圧力特性および図１１の最大出力時電圧−周波数特性とから、位相差が図６のＢ直線上にあるとき、ポンプ圧力および流量を求めることができる。
【００８６】
また偏差位相Δθsの絶対値がある一定以上である場合（図６のＡ直線（最大効率の場合）またはＢ直線（最大出力の場合）からある値以上はずれる場合）は、偏差電圧の正負と大きさから、そのポンプの開放状態（Ｏ）、閉鎖状態（Ｃ）、ダイアフラムの異常状態（Ｄ）が判別される。
【００８７】
なお、位相差検出手段出力は、磁束検出手段４の仕様、電磁振動式ダイアフラムポンプ３の仕様により、異なる値を示すので、電磁振動式ダイアフラムポンプ３の構成と仕様に応じて、図６の関係およびポンプ運転状況の判別値を設定する。
【００８８】
また、本実施の形態５では、ポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*が省略されている形態としているが、実施の形態２と同様にポンプ圧力指令Ｈ*および流量指令Ｑ*を入力するようにしてもよい。その場合は、負荷推定手段７は主にポンプの開放（Ｏ）、閉鎖（Ｃ）、ダイアフラムの異常（Ｄ）を検出するのに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプにおける、磁束検出に基づく最適制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例の構造を示す部分断面図である。
【図３】電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例において、圧力を変化させて、駆動電圧ごとに、最大効率となる検出磁束電圧を周波数に対してプロットしたグラフである。
【図４】電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例において、圧力を変化させて、駆動電圧ごとに、最大出力となる検出磁束電圧を周波数に対してプロットしたグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプにおける、印加電圧と検出磁束電圧の位相差に基づく最適制御装置のブロック図
【図６】電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例において、圧力を変化させて、駆動電圧ごとに、駆動電圧に対する最大効率となる検出磁束位相（Ａ）、および最大出力となる検出磁束位相（Ｂ）を、駆動周波数を変化させてプロットしたグラフである。
【図７】本発明の実施の形態３にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプにおける、オープンループの場合の最適制御装置のブロック図である。
【図８】電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例において、最大効率のときのポンプ圧力Ｈと流量Ｑの特性を示すグラフである。
【図９】電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例において、圧力を一定にした場合の、最大効率のときの駆動電圧Ｖと駆動周波数の関係を表わすグラフである。
【図１０】電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例において、最大出力のときのポンプ圧力Ｈと流量Ｑの特性を示すグラフである。
【図１１】電磁振動式ダイアフラムポンプの１実施例において、圧力を一定にした場合の、最大出力のときの駆動電圧Ｖと駆動周波数の関係を表わすグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態４にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプにおける、磁束検出に基づく負荷検出装置のブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態５にかかわる電磁振動式ダイアフラムポンプにおける、印加電圧と検出磁束の位相差に基づく負荷検出装置のブロック図である。
【図１４】本発明の１実施例における、電磁振動式ダイヤフラムポンプの特性を表わす等価回路を示す回路図である。
【図１５】本発明の１実施例における、電磁振動式ダイヤフラムポンプの最大効率時の電圧、電流、磁束の関係を示すベクトル図である。
【図１６】本発明の１実施例における、電磁振動式ダイヤフラムポンプの最大出力時の電圧、電流、磁束の関係を示すベクトル図である。
【図１７】本発明の１実施例における、電磁振動式ダイヤフラムポンプの最大効率時の検出磁束電圧とその位相の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１    電圧／周波数指令手段
２    可変電圧／周波数電源手段
３    電磁振動式ダイアフラムポンプ
４    磁束検出手段
５    ポンプ印加電圧検出手段
６    位相差検出手段
７    負荷推定手段
１１    変換回路
１２    補正／比較回路
１３    比較回路
２１    主回路ゲート駆動回路
２２    主回路
３１    鉄心
３２    巻線コイル部
３３    電磁石部
３４    永久磁石
３５    振動子
３６    ポンプケーシング
３７    ダイアフラム
３８    ポンプ室
３９ａ  吸入弁
３９ｂ  吐出弁
４１    磁束検出手段（サーチコイル）
４１ａ  サーチコイル（センターポール側）
４１ｂ  サーチコイル（サイドポール側）
８１    Ｅ1＝６０ＶのＱ−Ｈ特性多項式のグラフ
８２    Ｅ1＝７０ＶのＱ−Ｈ特性多項式のグラフ
８３    Ｅ1＝８０ＶのＱ−Ｈ特性多項式のグラフ
８４    Ｅ1＝９０ＶのＱ−Ｈ特性多項式のグラフ
８５    Ｅ1＝１００ＶのＱ−Ｈ特性多項式のグラフ
８６    Ｅ1＝１１０ＶのＱ−Ｈ特性多項式のグラフ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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