(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧を供給する電力変換装置と該電力変換装置の駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御する演算処理部とを有するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置であって、
前記演算処理部は、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げ、前記電力変換装置の出力する電流値が所定時間において増大した場合には、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げないことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧を供給する電力変換装置と該電力変換装置の駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御する演算処理部とを有するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置であって、
前記演算処理部は、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がなく、かつ前記電力変換装置の出力する電流値が所定時間において減少した場合に、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げることを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧を供給する電力変換装置と該電力変換装置の駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御する演算処理部とを有するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置であって、
前記演算処理部は、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げ、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げた後、前記ポンプの吐き出し側圧力が低下しなかった場合には、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数の変化を確認する時間を短くすることを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧を供給する電力変換装置と該電力変換装置の駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御する演算処理部とを有するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置であって、
前記インバータは制御パラメータを記憶する記憶部を有し、
前記演算処理部は、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げ、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げる際、周波数を下げる前の前記電力変換装置の出力周波数、または出力電流値、あるいはその両方と、前記ポンプの吐き出し側圧力を前記記憶部に記憶し、さらに、前記駆動電圧の周波数を下げた後、前記ポンプの吐き出し側圧力が低下した場合には、吐き出し側圧力が低下したことを前記記憶部に記憶し、
前記演算処理部は、前記電力変換装置が出力している周波数、または出力している電流値、あるいはその両方と、前記ポンプの吐き出し側圧力の値が、前記吐き出し側圧力が低下したことを記憶した際の前記記憶部に記憶されている周波数、電流値、あるいはその両方の値と、ポンプの吐き出し側圧力の値と一致、または所定の誤差範囲内にある場合には、前記電力変換装置の出力する周波数を下げないことを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧を供給する電力変換装置と該電力変換装置の駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御する演算処理部とを有するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置であって、
前記インバータは制御パラメータを記憶する記憶部を有し、
前記演算処理部は、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げ、前記電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げる際、周波数を下げる前の前記電力変換装置の出力周波数、または出力電流値、あるいはその両方と、前記ポンプの吐き出し側圧力を前記記憶部に記憶し、さらに、前記駆動電圧の周波数を下げた後、前記ポンプの吐き出し側圧力が低下しなかった場合には、吐き出し側圧力が低下しなかったことを前記記憶部に記憶し、
前記演算処理部は、前記電力変換装置が出力している周波数、または出力している電流値、あるいはその両方と、前記ポンプの吐き出し側圧力の値が、前記吐き出し側圧力が低下しなかったことを記憶した際の前記記憶部に記憶されている周波数、電流値、あるいはその両方の値と、ポンプの吐き出し側圧力の値と一致、または所定の誤差範囲内にある場合には、前記電力変換装置の出力する周波数を下げることを特徴とするポンプ装置。
【請求項６】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置の運転制御方法であって、
前記インバータの出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記インバータは出力する駆動電圧の周波数を下げ、該インバータの出力する電流値が所定時間において増大した場合には、前記インバータは出力する駆動電圧の周波数を下げないことを特徴とするポンプ装置の運転制御方法。
【請求項７】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置の運転制御方法であって、
前記インバータの出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がなく、かつ前記インバータの出力する電流値が所定時間において減少した場合に、前記インバータは出力する駆動電圧の周波数を下げることを特徴とするポンプ装置の運転制御方法。
【請求項８】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置の運転制御方法であって、
前記インバータの出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記インバータは出力する駆動電圧の周波数を下げ、該インバータの出力する駆動電圧の周波数を下げた後、前記ポンプの吐き出し側圧力が低下しなかった場合には、前記インバータは出力する駆動電圧の周波数の変化を確認する時間を短くすることを特徴とするポンプ装置の運転制御方法。
【請求項９】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置の運転制御方法であって、
前記インバータの出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記インバータは出力する駆動電圧の周波数を下げ、前記インバータは、該インバータの出力する駆動電圧の周波数を下げることによってポンプの吐き出し側圧力が低下する運転状態である、前記インバータの出力周波数、または出力電流値、あるいはその両方と、前記ポンプの吐き出し側圧力を記憶しておき、同じ運転状態である場合には前記インバータの出力する駆動電圧の周波数を下げないようにすることを特徴とするポンプ装置の運転制御方法。
【請求項１０】
ポンプと、該ポンプを駆動する電動機と、該電動機に駆動電圧の周波数を変化させることで前記電動機の回転数を制御するインバータと、前記ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、前記インバータにより前記ポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置の運転制御方法であって、
前記インバータの出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、前記インバータは出力する駆動電圧の周波数を下げ、前記インバータは、該インバータの出力する駆動電圧の周波数を下げてもポンプの吐き出し側圧力が低下しない時の運転状態である、前記インバータの出力周波数、または出力電流値、あるいはその両方と、前記ポンプの吐き出し側圧力を記憶しておき、同じ運転状態である場合には前記インバータの出力する駆動電圧の周波数を下げるようにすることを特徴とするポンプ装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータにより速度制御される電動機によって駆動するポンプ装置に係り、ポンプの運転制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプの吐き出し側圧力値が許容圧力範囲内に収まるように制御するポンプ装置では、使用水量が少なくなった場合、即ち少水量の場合には、ポンプを停止させ、省エネ運転とする方法が知られている。
【０００３】
少水量を検出する方法として、流量計や流量スイッチなどの機械的な流量検出手段を用いる方法の他に、インバータの出力する周波数の増減により使用水量を推定する方法が特開平９−１１２４３７号公報（特許文献１）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１２４３７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、特許文献１の方法では、使用水量に対して全揚程が大きく変化しない水量域を持つ性能特性のポンプにおいては、使用水量が減少してもポンプの吐き出し側圧力（特許文献１における圧力センサー１１の検出圧力）が上昇しないため、インバータの出力する周波数を下げる処理（特許文献１におけるモータ回転数を減ずる処理）が行われず、結果、インバータの出力する周波数が使用水量に対し過大になり、使用水量を適切に把握できない恐れがある。これにより出力周波数が使用水量を少水量とみなす周波数（特許文献１における停止判定許可周波数）まで下がらず、少水量停止を行わないことも起こり得る。
【０００６】
そこで、本発明では、ポンプの性能特性に関わらず、適切に使用水量を検出することで、最適な出力周波数を決定し、少水量時には確実にポンプを停止させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げるならば、ポンプと、ポンプを駆動する電動機と、電動機に駆動電圧を供給する電力変換装置と電力変換装置の駆動電圧の周波数を変化させることで電動機の回転数を制御する演算処理部とを有するインバータと、ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、インバータによりポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置であって、演算処理部は、電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げるように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機械的な流量検出手段を用いずに、水量に応じた最適なポンプ回転数制御を行うことが可能となり、ポンプの省エネ運転を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における使用水量に対して全揚程が大きく変化しない水量域を持つポンプの性能特性と、その性能特性の一部を拡大した図である。
【図２】実施例１におけるポンプ装置の全体構成を示す図である。
【図３】実施例１におけるインバータの記憶部のデータ内容のうち揮発性メモリの内容を示す図である。
【図４】実施例１におけるインバータの記憶部のデータ内容のうち不揮発性メモリの内容を示す図である。
【図５】実施例１におけるメイン制御処理フローを示す図である。
【図６】実施例１におけるポンプ状態確認処理フローを示す図である。
【図７】実施例１におけるポンプ制御処理のうち運転モード処理フローを示す図である。
【図８】実施例１におけるポンプ制御処理のうち手動運転処理フローを示す図である。
【図９】実施例１におけるポンプ制御処理のうち自動運転処理フローの冒頭にて処理する非圧力制御処理フローを示す図である。
【図１０】実施例１におけるポンプ制御処理のうち運転開始処理フローを示す図である。
【図１１】実施例１におけるポンプ制御処理のうち少水量検出処理フローを示す図である。
【図１２】実施例１におけるポンプ制御処理のうち圧力制御処理フローを示す図である。
【図１３】実施例１におけるポンプ制御処理のうち周波数低減処理フローを示す図である。
【図１４】実施例１におけるポンプ制御処理のうち昇圧停止処理フローを示す図である。
【図１５】実施例２におけるポンプ制御処理のうち周波数低減処理フローを示す図である。
【図１６】実施例３におけるポンプ制御処理のうち周波数低減処理フローを示す図である。
【図１７】実施例４におけるポンプ制御処理のうち圧力制御処理フローを示す図である。
【図１８】実施例４におけるポンプ制御処理のうち周波数低減処理フローを示す図である。
【図１９】実施例５におけるポンプ制御処理のうち圧力制御処理フローを示す図である。
【図２０】実施例５におけるポンプ制御処理のうち周波数低減処理フローを示す図である。
【図２１】実施例５におけるポンプ制御処理のうちデータ記憶処理フローを示す図である。
【図２２】実施例６におけるポンプ制御処理のうち圧力制御処理フローを示す図である。
【図２３】実施例６におけるポンプ制御処理のうち周波数低減処理フローを示す図である。
【図２４】実施例６におけるポンプ制御処理のうちデータ記憶処理フローを示す図である。
【図２５】実施例１における電力変換装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
本実施例は、インバータの出力する周波数が所定時間において変化がない場合に、インバータは出力する周波数を下げるよう制御するものである。
【００１２】
まず、図１を用いて本実施例を用いた場合の給水制御の圧力変化、周波数変化の様子を説明する。図１（Ａ）は、使用水量に対して全揚程が大きく変化しない水量域を持つポンプの性能特性図である。横軸が水量、縦軸が吐出圧と電流値である。周波数ＨＦ１でポンプを運転させた時の水量に対する吐出圧の変化を曲線ＦＨ１で表す。同様に周波数ＨＦ２、ＨＦ３、ＨＦ４、ＨＦ５で運転させた場合の吐出圧の変化をそれぞれ曲線ＦＨ２、ＦＨ３、ＦＨ４、ＦＨ５で表す。一般的なポンプ特性として同じ周波数で運転した場合、水量が増えると吐出圧が下がるため、水量−吐出圧の特性は右肩下がりの曲線となる。水量に対する吐出圧の低下量はポンプ内部の羽根車の形状などにより変化する。
【００１３】
周波数ＨＦ１でポンプを運転させた時の水量に対する電流値の変化を曲線ＦＡ１で表す。同様に周波数ＨＦ２、ＨＦ３、ＨＦ４、ＨＦ５で運転させた場合の電流値の変化をそれぞれ曲線ＦＡ２、ＦＡ３、ＦＡ４、ＦＡ５で表す。一般的なポンプ特性として同じ周波数で運転した場合、水量が増えると電流値が上がるため、水量−電流値の特性は右肩上がりの曲線となる。水量に対する電流値の上昇量も同じくポンプ内部の羽根車の形状などにより変化する。
【００１４】
顧客仕様点が仮に水量Ｑ４、吐出圧Ｈ４であった場合、推定末端圧一定制御であれば配管抵抗を加味し、使用水量に対して自動運転における給水圧（目標圧力）は図中のＨ１からＨ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５を通る曲線のように変化する。配管抵抗を一次近似した場合はＨ１からＨ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５は一直線上に並ぶ。目標圧力の上下に点線で示した曲線ＮＣＵ、ＮＣＬはそれぞれ目標圧力に誤差許容値を加えた、或いは誤差許容値を引いた曲線であり、吐出圧がこの曲線ＮＣＵ、ＮＣＬの範囲に収まるように給水制御を行うことで安定した給水を行なうことができる。
【００１５】
図１（Ａ）の一点鎖線枠Ａの部分およびＡ’の部分の拡大図を、図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）において、従来の制御方法であれば、仮にａ’点（水量Ｑａ’、周波数ＨＦ１−２）で運転していた状態から水量がＱａまで減少すると吐出圧はＮＣＵに達する。よって周波数をＨＦ１−１まで下げる（後述する図１２の４６０ステップから４７２、４７３ステップの流れに該当）。さらに水量がＱｂまで減少すると吐出圧は再びＮＣＵに達するため、周波数をＨＦ１まで下げる（図中の黒丸の軌跡をたどる）。
【００１６】
従来の制御方法に対し、本実施例における制御方法を用いた場合は、ａ’点（水量Ｑａ’、周波数ＨＦ１−２）で運転している状態が続くようであれば、吐出圧がＮＣＵまで達しなくても周波数をＨＦ１−１まで下げる（図中の白丸の軌跡をたどる）（後述する図１３の４９０ステップから４９１、５２０、５４５、５４６ステップの流れに該当）。同様に水量ｂ’点で運転している状態が続けば、周波数をＨＦ１まで下げる。
【００１７】
例えば、後述する少水量であると判定する少水量周波数（判定速度）ＨＦＬがＨＦ１−１であったとすると、従来の制御方法では水量がＱｂまで減少しないとポンプは停止判断（後述する図１１の３９０、４００、４１０ステップ）をしないが、本実施例における制御方法を用いた場合は水量Ｑｂ’から停止判断を始める。
【００１８】
さらに、上述の本実施例の制御を取り入れることにより、電流値を低減することができる。出力電流値は従来の制御方法であれば水量ＱａからＱａ’においてＦＡ１−２となり、本実施例の制御方法であればＦＡ１−１となる。よって、その差は図において網掛けで示すＱａ、Ｑａ’、ＦＡ１−１、ＦＡ１−２で囲まれる領域の分である。同様に水量ＱｂからＱｂ’においてＱｂ、Ｑｂ’、ＦＡ１、ＦＡ１−１で囲まれる領域の分が電流値を低減できる量である。消費電力は電圧および電流のそれぞれに比例し、さらには電圧／周波数一定制御のインバータの場合、出力電圧は周波数に比例するので、本実施例を用いることで、省エネ効果をＥＣＯ、インバータ出力最大電圧をＶｍａｘ、Ｖｍａｘ出力時の出力周波数をＦｍａｘ、定数をｋとすると、水量Ｑａにおいては式１で示される省エネ効果を得られる。
【００１９】
ＥＣＯ  ＝  （“ＨＦ１−２”−“ＨＦ１−１”）÷“Ｆｍａｘ”×“Ｖｍａｘ”×
×（“ＦＡ１−２”−“ＦＡ１−１”）×  ｋ    ・・・  式１
【００２０】
次に、本実施例のポンプ装置の全体構成について説明する。図２において、１０はポンプを示し、２０で示す電動機で駆動されている。ポンプの吸込み側は、１１で示す吸込み管を介して水源側と接続される。水源側は、直結方式では図示していない水道本管からの水の供給を受け、受水槽方式では図示していない受水槽から水の供給を受ける。１２は給水管（吐出し管）を示し、５２は、給水管１２に備わり、ここの水圧（ポンプの吐き出し側圧力）に応じて電気信号を発する圧力検出手段である。この圧力検出手段の検出値を基にポンプの吐き出し側圧力を制御（例えば吐出圧一定制御、推定末端圧一定制御）する。更に、需要側として、給水管１２の端末の先が直送式の場合には、需要側給水管と接続して、例えば集合住宅等の水栓に給水する。高置水槽式の場合には。この需要側給水管と接続して高置水槽へ給水する。
【００２１】
３０で示すインバータは、電源側より電源の供給を受け、３２で示す電力変換装置により出力電圧の周波数を変化させることで、電動機２０の回転速度を変化させ駆動する。３１は演算処理部であり、３３で示す記憶部に記憶された制御パラメータに従い、３４で示す信号処理部から入力された信号に応じて、電動機２０の運転／停止および回転速度変化を行う。信号処理部３４と圧力検出手段５２は圧力信号線５１で接続され、圧力検出手段５２で検出した吐き出し圧力値が信号処理部３４に入力される。
【００２２】
図２５に、本実施例における電力変換装置３２の回路構成図を示す。図２５において、入力される交流電力は順変換器６１で直流電力に変換される。変換された直流電力は、平滑コンデンサ６２により平滑された後に、パワースイッチング素子により構成される逆変換器６３にて任意の周波数の交流電力に変換されて電動機２０に供給される。逆変換器６３は駆動回路６７により駆動される。温度検出器６６で検出された温度情報は制御回路６４に入力され、駆動回路６７は制御回路６４からの指令により制御され、例えば電動機温度が異常に高い場合には電動機への電力供給を停止する。制御回路６４に接続された操作表示部６５により各種設定を行うことができる。
【００２３】
図３に、インバータ３０の記憶部３３に記憶する、揮発性メモリの内容を示す。
【００２４】
揮発性メモリの１００１番地にはポンプ吐き出し側圧力（吐出圧）ＤｐＮを記憶する。１００２番地にはインバータが電動機に対し出力している周波数（運転速度）ＨｚＮを記憶し、１００３番地にはインバータの出力電流値（負荷電流）ＡｍＮを記憶する。１００４番地にはその時点の使用水量に対し、ポンプが出力すべき吐出圧である目標圧力ＨｓＮを記憶する。
【００２５】
１００５番地には外部から入力される運転モードＲＳＮを記憶する。例えば信号入出力部３４に制御線を用いて手動運転信号が入力されればＲＳＮを１とし、自動運転信号が入力されればＲＳＮを２とする。
【００２６】
１００６番地にはポンプ状態ＰＳＮを記憶する。ポンプに対し停止の指示をしている状態は０（停止）とし、運転の指示をしている状態は１（運転中）とする。
【００２７】
１００７番地にはインバータが電動機に対し出力する目標である周波数（指令周波数、指示速度）ＨｚＣを記憶する。インバータは所定時間をかけて電動機をある周波数（運転速度）から指令周波数（指示速度）まで速度を変化させる。よって、定速運転中は指令周波数と出力周波数が一致するが、電動機の加速中あるいは減速中は指令周波数と出力周波数に差が生じる。
【００２８】
１００８番地には外部から入力される運転指令信号ＲＣＮを記憶する。例えば信号入出力部３４に制御線を用いて運転指令信号が入力されればＲＣＮを１とし、入力されていなければＲＣＮを０とする。１００９番地には同様に外部から入力される停止指令信号ＳＣＮを記憶する。停止指令信号が入力されればＳＣＮを１とし、入力されていなければＳＣＮを０とする。運転指令信号と停止指令信号を１つの制御線で制御し、信号が入力されている時はＲＣＮを１、ＳＣＮを０、信号が入力されていない時はＲＣＮを０、ＳＣＮを１としても良い。
【００２９】
１０１０番地には外部から入力される定速運転指令信号ＣＣＮを記憶する。例えば信号入出力部３４に制御線を用いて定速運転指令信号が入力されればＣＣＮを１とし、入力されていなければＣＣＮを０とする。
【００３０】
１０１１番地にはポンプが停止した直後に圧力が急激に下がることがないよう、ポンプ停止前に昇圧運転を行なっていることを示す停止前昇圧運転フラグＳＴＦを記憶する。ＳＴＦが０であれば通常運転中であり、ＳＴＦが１であれば停止前昇圧運転中である。
【００３１】
１０５１番地には少水量検出タイマの残り時間ＴＮ１を記憶する。１０５２番地には一定周波数継続タイマの残り時間ＴＮ２を記憶する。タイマの残り時間が０でない時はタイマが運転中であり、タイマの残り時間がカウントダウンし０になった時、タイマは停止中となる。なお、本実施例において、揮発性メモリの１２０１番地から１５０４番地は使用しない。
【００３２】
図４に、インバータ３０の記憶部３３に記憶する、不揮発性メモリの内容を示す。
【００３３】
不揮発性メモリの２００１番地にはポンプが自動運転する際に水量０（締切運転）で目標とする圧力（最低目標圧力）Ｈ１を記憶する。２００２番地にはポンプが自動運転する際に最大水量で目標とする圧力（最高目標圧力）Ｈ５を記憶する。需要側末端での圧力が一定となるように推定し、給水制御を行う場合（推定末端圧一定制御の場合）配管抵抗を加味しＨ１＜Ｈ５とする。需要側末端を意識せず、ポンプ装置の吐き出し側圧力を一定にするよう給水制御を行う場合（吐出圧一定制御の場合）Ｈ１＝Ｈ５とする。
【００３４】
２００３番地にはポンプが運転を開始する始動圧力Ｈｏｎを記憶する。２００４番地にはポンプが停止前に昇圧する際の目標とする圧力Ｈｏｆを記憶する。
【００３５】
２００５番地にはポンプが水量０（締切運転）で吐出圧Ｈ１となるよう運転した際の出力周波数である最低制御周波数ＨＦ１を記憶する。２００６番地にはポンプが最大水量で吐出圧Ｈ５となるよう運転した際の出力周波数である最高制御周波数ＨＦ５を記憶する。
【００３６】
２００７番地には少水量であると判定する少水量周波数（判定速度）ＨＦＬを記憶する。２００８番地には加速処理において出力周波数に加える値（周波数加算値）ＨＦＡを記憶する。２００９番地には減速処理において出力周波数より引く値（周波数減算値）ＨＦＤを記憶する。
【００３７】
２０１０番地には手動運転を行う際の指令周波数（手動運転時の運転速度）ＨＦＭを記憶する。２０１１番地には定速運転を行う際の指令周波数（定速運転時の運転速度）ＨＦＣを記憶する。
【００３８】
２０１２番地には吐出圧ＤｐＮと目標圧力ＨｓＮの差の許容値ＮＣＤを記憶する。この許容値を超えた場合、加速処理または減速処理を行うことで水量に対し最適な吐出圧となるように制御する。
【００３９】
２０５１番地には少水量検出タイマの設定値（少水量検出時間）ＴＭ１を記憶する。２０５２番地には一定周波数継続タイマの設定値（周波数確認時間）ＴＭ２を記憶する。なお、本実施例において、不揮発性メモリの２２０１番地から２６９３番地は使用しない。
【００４０】
図５は、本実施例におけるメイン制御処理フロー図である。図５において、まず１００ステップでインバータ内の各種機能の初期化処理を行い、以下２００ステップと３００ステップの各制御を繰り返し実行する。２００ステップではポンプ状態確認処理を行い、運転状態を揮発性メモリに記憶させる。３００ステップではポンプ制御処理を行い、入力された信号に従いポンプを制御し、自動運転モードの場合には圧力制御を行う。
【００４１】
図６は、本実施例におけるポンプ状態確認処理フロー図である。図６において、２０１ステップで現在の吐出圧をＤｐＮに記憶する。２０２ステップで現在の出力周波数をＨｚＮに記憶する。２０３ステップで現在の出力電流値をＡｍＮに記憶し、メイン制御フローに戻る。
【００４２】
図７は、本実施例におけるポンプ制御処理のうち運転モード処理フロー図である。図７において、３１０ステップで運転モードＲＳＮの判定を行い、０（切）であれば３２０ステップに進み、１（手動運転）であれば３３０ステップに進み、２（自動運転）であれば３５０ステップに進む。３２０ステップでポンプ状態ＰＳＮが１（運転）であるか判定を行い、ＰＳＮが１（運転）であれば３２１ステップで指令周波数ＨｚＣに０を設定し、３２２ステップでＰＳＮに０（停止）を設定し、メイン制御フローに戻る。３２０ステップでＰＳＮが０（停止）であれば、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。ＲＳＮが０（切）である場合に運転状態の確認を行うのは、運転モードを切り替えた後、０（切）のモードにおいてポンプを確実に停止させておくためである。
【００４３】
図８は、本実施例におけるポンプ制御処理のうちの手動運転処理フロー図である。図８において、３３０ステップで運転指令信号が入力されている（ＲＣＮが１）か判定を行い、ＲＣＮが１の場合には３３１ステップで指令周波数ＨｚＣに手動運転周波数ＨＦＭを設定し、３３２ステップでポンプ状態ＰＳＮに１（運転）を設定し、３４０ステップに進む。３３０ステップで運転指令信号が入力されていなければ（ＲＣＮが０であれば）、何も処理を行わず、３４０ステップに進む。３４０ステップで停止指令信号が入力されている（ＳＣＮが１）か判定を行い、ＳＣＮが１の場合には３４１ステップでＨｚＣに０を設定し、３４２ステップでＰＳＮに０（停止）を設定し、メイン制御フローに戻る。３４０ステップで停止指令信号が入力されていなければ（ＳＣＮが０であれば）、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。
【００４４】
図９は、本実施例におけるポンプ制御処理のうちの自動運転処理フローの冒頭にて処理する非圧力制御処理フロー図である。なお、図９から図１４の処理フローは全て自動運転処理フローの一部である。図９において、３５０ステップで定速運転指令信号が入力されている（ＣＣＮが１）か判定を行い、ＣＣＮが１の場合には３５１ステップで指令周波数ＨｚＣに定速運転周波数ＨＦＣを設定し、３５２ステップでポンプ状態ＰＳＮに１（運転）を設定し、メイン制御フローに戻る。３５０ステップで定速運転指令信号が入力されていなければ（ＣＣＮが０であれば）、３６０ステップに進む。３６０ステップでＰＳＮが１（運転）であるか判定を行い、１（運転）であれば３７０ステップに進み、０（停止）であれば３８０ステップに進む。３７０ステップで停止前昇圧運転中である（ＳＴＦが１）か判定を行い、１（昇圧運転中）であれば５５０ステップに進み、０（通常運転中）であれば３９０ステップに進む。
【００４５】
図１０は、本実施例におけるポンプ制御処理のうちの運転開始処理フロー図である。図１０において、３８０ステップで吐出圧ＤｐＮが始動圧力Ｈｏｎ未満であるか判定を行い、ＤｐＮがＨｏｎ未満であれば３８１ステップで指令周波数ＨｚＣに最低制御周波数ＨＦ１を設定し、３８２ステップでポンプ状態ＰＳＮに１（運転）を設定し、メイン制御フローに戻る。３８０ステップでＤｐＮがＨｏｎ未満である場合、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。
【００４６】
図１１は、本実施例におけるポンプ制御処理のうちの少水量検出処理フロー図である。図１１において、３９０ステップで出力周波数ＨｚＮが少水量周波数ＨＦＬ未満であるか判定を行い、ＨｚＮがＨＦＬ未満であれば４００ステップに進み、ＨｚＮがＨＦＬ未満でなければ３９１ステップで少水量検出タイマを停止させ（ＴＮ１に０を設定し）、４２０ステップに進む。４００ステップで少水量検出タイマＴＮ１が運転中である（ＴＮ１が０ではない）か判定を行い、運転中であれば４０１ステップでＴＮ１をカウントダウンし（値を減少させ）、４１０ステップに進む。４００ステップでＴＮ１が停止中（ＴＮ１が０）であれば、４０２ステップでＴＮ１に少水量検出時間ＴＭ１を設定し、４２０ステップに進む。４１０ステップでＴＮ１が０であれば４１１ステップに進み、４１１ステップで停止前昇圧運転処理を行う。停止前昇圧運転処理では、例えば加速にかける時間を長くするなど昇圧運転を行うのに適した制御パラメータに変更する。その後、４１２ステップで停止前昇圧運転フラグＳＴＦを１（昇圧運転中）に設定し、メイン制御フローに戻る。４１０ステップでＴＮ１が０でなければ、４２０ステップに進む。
【００４７】
図１２は、本実施例におけるポンプ制御処理のうちの圧力制御処理フロー図である。図１２において、４２０ステップで出力周波数ＨｚＮが指令周波数ＨｚＣと等しいか判定を行い、ＨｚＮがＨｚＣと等しければ、４２１ステップでＨｚＮと最低目標圧力Ｈ１、最高目標圧力Ｈ５、最低制御周波数ＨＦ１、最高制御周波数ＨＦ５から目標圧力ＨｓＮを算出し、４３０ステップに進む。算出には次の式２（一次式近似）や式３（二次式近似）を用いる。
【００４８】
ＨｓＮ  ＝  （ＨｚＮ−ＨＦ１）÷（ＨＦ５−ＨＦ１）
×（Ｈ５−Ｈ１）＋Ｈ１                    ・・・式２
ＨｓＮ  ＝  （  （ＨｚＮ−ＨＦ１）÷（ＨＦ５−ＨＦ１）  ）１／２
×（Ｈ５−Ｈ１）＋Ｈ１                    ・・・式３
【００４９】
４２０ステップでＨｚＮがＨｚＣと等しくなければ、メイン制御フローに戻る。
【００５０】
４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮより圧力誤差許容値ＮＣＤ以上低いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低ければ、４７１ステップで加速処理を行う。加速処理では、次の指令周波数ＨｚＣを求めるため現在の出力周波数ＨｚＮに周波数加算値ＨＦＡを加える。４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低くなければ、４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＤＣ以上高いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高ければ、４７２ステップで減速処理を行う。減速処理では、次のＨｚＣを求めるためＨｚＮから周波数減算値ＨＦＤを引く。４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高くなければ、４９０ステップに進む。４７１ステップの加速処理、または４７２ステップの減速処理の後、４７３ステップで指令周波数ＨｚＣを設定し、４７４ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２を停止させ（ＴＮ２に０を設定し）、メイン制御フローに戻る。
【００５１】
図１３は、本実施例におけるポンプ制御処理のうちの周波数低減処理フロー図である。図１３において、４９０ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２が運転中である（ＴＮ２が０ではない）か判定を行い、運転中であれば４９１ステップでＴＮ２をカウントダウンし（値を減少させ）、５２０ステップに進む。４９０ステップでＴＮ２が停止中（ＴＮ２が０）であれば、５１２ステップでＴＮ２に周波数確認時間ＴＭ２を設定し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０であれば５４５ステップに進み、５４５ステップで減速処理を行う。その後、５４６ステップで指令周波数ＨｚＣを設定し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０でなければ、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。なお、５４５ステップでの減速処理で周波数を下げた結果、次の制御ステップとして、図１２、４３０ステップで圧力確認し圧力下がったら加速処理４７１で、もとの周波数に戻すことで、吐出圧を目標範囲内で制御できる。
【００５２】
図１４は、本実施例におけるポンプ制御処理のうちの昇圧停止処理フロー図である。５５０ステップで吐出圧ＤｐＮが停止時昇圧目標圧力Ｈｏｆに達しているか判定を行い、達していれば５５１ステップで指令周波数ＨｚＣに０を設定し、５５２ステップでポンプ状態ＰＳＮに０（停止）を設定し、５５３ステップで停止前昇圧運転フラグＳＴＦを０（通常運転）に設定し、メイン制御フローに戻る。５５０ステップでＤｐＮがＨｏｆに達していない場合、５５４ステップで加速処理を行い、５５５ステップでＨｚＣを設定し、メイン制御フローに戻る。
【００５３】
例えば、出力周波数が指令周波数と等しい状態で、吐出圧と目標圧力の差分が許容値以内であり、一定周波数継続タイマで設定した時間の間、吐出圧と目標圧力の差分が許容値以内を維持し続ければ、一定周波数継続タイマが終了した後に、図１３の５４５ステップで減速処理を行い、指令周波数を下げ、メインの処理フローに戻る。指令周波数を下げてから実際に出力周波数が下がるまでには少しの時間差が発生する。図５のループ処理を繰り返し、出力周波数が指令周波数と等しくなってから、図１２の４２０ステップを実行した際、吐出圧と目標圧力の差分が許容値以上に離れていれば、４７１ステップの加速処理、あるいは４７２ステップの減速処理を行う。吐出圧と目標圧力の差分が許容値以内であれば、再び一定周波数継続タイマを設定し、タイマの終了を待つ。
【００５４】
一定周波数継続タイマが動いている間に吐出圧と目標圧力の差分が許容値を超えてしまえば加速処理、または減速処理を行なって、タイマを停止する。その後に吐出圧と目標圧力の差分が許容値以内になって一定周波数継続タイマを再開する場合には図１３の５１２ステップでタイマに確認時間ＴＭ２を再設定する。
【００５５】
一定周波数継続タイマが終了して指令周波数を下げた後、もし水量に対して周波数が低すぎれば吐出圧は下がることとなる。その場合は４７１ステップで加速処理を行うことで指令周波数を上げ、吐出圧を上げるよう処理を行う。
【００５６】
本実施例は、インバータの出力する周波数が所定時間において変化がない場合に、インバータは出力する周波数を下げるよう制御するものであるが、周波数の変化はある程度の許容範囲を持っていて、その許容範囲内であれば、周波数の変化はないと見做して制御するようにしても良い。
【００５７】
以上のように、本実施例は、ポンプと、ポンプを駆動する電動機と、電動機に駆動電圧を供給する電力変換装置と電力変換装置の駆動電圧の周波数を変化させることで電動機の回転数を制御する演算処理部とを有するインバータと、ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、インバータによりポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置であって、演算処理部は、電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、電力変換装置の出力する駆動電圧の周波数を下げるように構成する。
【００５８】
また、ポンプと、ポンプを駆動する電動機と、電動機に駆動電圧の周波数を変化させることで電動機の回転数を制御するインバータと、ポンプの吐き出し側圧力を検出する圧力検出手段と、を備え、インバータによりポンプの吐き出し側圧力を許容圧力範囲内で駆動するように制御するポンプ装置の運転制御方法であって、インバータの出力する駆動電圧の周波数が所定時間において変化がない場合に、インバータの出力する駆動電圧の周波数を下げるように構成する。
【００５９】
これにより、機械的な流量検出手段を用いずに、水量に応じた最適なポンプ回転数制御を行うことが可能となり、ポンプの省エネ運転を行うことが可能となる。
【実施例２】
【００６０】
本実施例は、インバータの出力する電流値が所定時間において増大した場合には、インバータは出力する周波数を下げないよう制御するものである。すなわち、周波数が一定の状態において、吐出圧が変化していなくても電流値が増大するということは、水量−電流値の特性より水量が増大していることが推測できるため、インバータの出力周波数を下げないように制御する。
【００６１】
本実施例のポンプ装置の全体構成は実施例１と同様であるので説明を割愛する。本実施例におけるインバータの記憶部に記憶する揮発性メモリの内容のうち１２０１番地には判定開始時の電流値ＡｍＪを記憶する。また、本実施例のインバータの記憶部に記憶する不揮発性メモリの内容のうち２２０１番地には電流の許容値ＮＣＡを記憶する。揮発性メモリに記憶された電流値ＡｍＪが一定周波数継続タイマが停止するまでに上昇し、その上昇量が許容値ＮＣＡを超えた場合には、インバータは出力する周波数を下げない。その他の揮発性メモリ、不揮発性メモリの内容は実施例１と同様であるので説明を割愛する。
【００６２】
本実施例の制御フローは、実施例１の制御フローにおいて、図１３を図１５に置き換えたものである。図１５の４９０ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２が運転中である（ＴＮ２が０ではない）か判定を行い、運転中であれば４９１ステップでＴＮ２をカウントダウンし（値を減少させ）、５００ステップに進む。４９０ステップでＴＮ２が停止中（ＴＮ２が０）であれば、５１２ステップでＴＮ２に周波数確認時間ＴＭ２を設定し、５１３ステップで出力電流値ＡｍＮを判定開始時の電流値ＡｍＪに記憶し、メイン制御フローに戻る。５００ステップで出力電流値ＡｍＮがＡｍＪより電流誤差許容値ＮＣＡ以上高いか判定を行い、ＡｍＮがＡｍＪよりＮＣＡ以上高ければ、５０１ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２を停止させ（ＴＮ２に０を設定し）、メイン制御フローに戻る。５００ステップでＡｍＮがＡｍＪよりＮＣＡ以上高くなければ、５２０ステップに進む。５２０ステップでＴＮ２が０であれば５４５ステップに進み、５４５ステップで減速処理を行う。その後、５４６ステップで指令周波数ＨｚＣを設定し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０でなければ、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。
【００６３】
本実施例によれば、出力電流値の変化から使用水量の変動を推定することで、使用水量が増加している状態において出力周波数を下げることによるポンプの吐き出し側圧力の低下を防ぐことができる。
【実施例３】
【００６４】
本実施例は、インバータの出力する電流値が所定時間において減少した場合に、インバータは出力する周波数を下げるよう制御するものである。すなわち、周波数が一定の状態において、吐出圧が変化していなくても、電流値が減少するということは水量−電流値の特性より水量が減少していることが推測できるため、インバータの出力周波数を下げるように制御する。
【００６５】
本実施例のポンプ装置の全体構成は実施例１と同様であるので説明を割愛する。本実施例のインバータの記憶部に記憶する揮発性メモリの内容のうち１２０１番地には実施例２と同様に判定開始時の電流値ＡｍＪを記憶する。また、本実施例のインバータの記憶部に記憶する不揮発性メモリの内容のうち２２０１番地には実施例２と同様に電流の許容値ＮＣＡを記憶する。揮発性メモリに記憶された電流値ＡｍＪが、一定周波数継続タイマが停止するまでに減少し、その減少量が許容値ＮＣＡを超えた場合に、インバータは出力する周波数を下げる。その他の揮発性メモリ、不揮発性メモリの内容は実施例１と同様であるので説明を割愛する。
【００６６】
本実施例の制御フローは、実施例１の制御フローにおいて、図１３を図１６に置き換えたものである。
【００６７】
図１６において、４９０ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２が運転中である（ＴＮ２が０ではない）か判定を行い、運転中であれば４９１ステップでＴＮ２をカウントダウンし（値を減少させ）、５２０ステップに進む。４９０ステップでＴＮ２が停止中（ＴＮ２が０）であれば、５１２ステップでＴＮ２に周波数確認時間ＴＭ２を設定し、５１３ステップで出力電流値ＡｍＮを判定開始時の電流値ＡｍＪに記憶し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０であれば５３０ステップに進み、５３０ステップで出力電流値ＡｍＮがＡｍＪより電流誤差許容値ＮＣＡ以上低いか判定を行い、ＡｍＮがＡｍＪよりＮＣＡ以上低ければ、５４５ステップに進み、５４５ステップで減速処理を行う。その後、５４６ステップで指令周波数ＨｚＣを設定し、メイン制御フローに戻る。５３０ステップでＡｍＮがＡｍＪよりＮＣＡ以上低くなければ、５４７ステップでＴＮ２に周波数確認時間ＴＭ２を再度設定し、メイン制御フローに戻る。
【００６８】
本実施例によれば、出力電流値の変化から使用水量の変動を推定することで、より正確に使用水量の減少を検出することができる。さらには、正確に使用水量の減少を検出できるため出力周波数のみから判断する場合よりも短い時間で使用水量の減少の判定を行なっても問題なく、早い段階で出力周波数を下げることによって省エネ運転となる。
【実施例４】
【００６９】
本実施例は、インバータの出力する周波数を下げた後、ポンプの吐き出し側圧力が低下しなかった場合には、出力する周波数の変化を確認する時間を短くするよう制御するものである。すなわち、周波数を低下させても吐出圧が低下しないのは、出力周波数が現在の水量に対し十分であるだけなく、場合によっては締切運転であることも考えられる。締切運転の場合にはポンプが過熱してしまう恐れもあるため、素早く周波数を減少させ、ポンプの停止判断を行う周波数未満にする。
【００７０】
本実施例のポンプ装置の全体構成は実施例１と同様であるので説明を割愛する。本実施例のインバータの記憶部に記憶する揮発性メモリの内容のうち１４０１番地には定水量フラグＱＳＦを記憶する。一定の水量と判断し、周波数を下げた場合にはＱＳＦを１とし、その後、圧力が下がり加速処理を行なった場合にはＱＳＦを０とする。また、本実施例のインバータの記憶部に記憶する不揮発性メモリの内容のうち２４０１番地には定水量時の周波数確認時間ＴＭ３を記憶する。定水量フラグＱＳＦが１のまま一定周波数継続タイマの運転を開始する場合、即ち周波数を下げても圧力が下がらず、さらに周波数を下げるか確認する場合、その確認時間を通常の確認時間ＴＭ１より短いＴＭ３とする。その他の揮発性メモリ、不揮発性メモリの内容は実施例１と同様であるので説明を割愛する。
【００７１】
本実施例の制御フローは、実施例１の制御フローにおいて図１２の破線枠Ｂの部分を図１７に置き換え、図１３を図１８に置き換えたものである。
【００７２】
図１７において、４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮより圧力誤差許容値ＮＣＤ以上低いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低ければ、４３１ステップで定水量フラグＱＳＦを１（定水量）に設定し、４７１ステップで加速処理を行う。加速処理では、次の指令周波数ＨｚＣを求めるため現在の出力周波数ＨｚＮに周波数加算値ＨＦＡを加える。４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低くなければ、４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＤＣ以上高いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高ければ、４７２ステップで減速処理を行う。減速処理では、次のＨｚＣを求めるためＨｚＮから周波数減算値ＨＦＤを引く。４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高くなければ、４９０ステップに進む。４７１ステップの加算処理、または４７２ステップの減算処理の後、４７３ステップで指令周波数ＨｚＣを設定する。
【００７３】
図１８の４９０ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２が運転中である（ＴＮ２が０ではない）か判定を行い、運転中であれば４９１ステップでＴＮ２をカウントダウンし（値を減少させ）、５２０ステップに進む。４９０ステップでＴＮ２が停止中（ＴＮ２が０）であれば、５１０ステップで定水量フラグＱＳＦが１（定水量）であるか判定を行い、ＱＳＦが１であれば５１１ステップでＴＮ２に定水量時の周波数確認時間ＴＭ３を設定し、メイン制御フローに戻る。５１０ステップでＱＳＦが０であれば、５１２ステップでＴＮ２に周波数確認時間ＴＭ２を設定し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０であれば５４５ステップに進み、５４５ステップで減速処理を行う。その後、５４６ステップで指令周波数ＨｚＣを設定し、５４８ステップで定水量フラグＱＳＦを１（定水量）に設定し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０でなければ、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。
【００７４】
本実施例によれば、繰り返し使用水量の確認を行う場合の確認時間を短くすることで、早く出力周波数を下げることができ、省エネ運転となる。繰り返しの確認を行う場合だけでなく単純に常に確認時間を短くした場合には、使用水量が変化していない状態において出力周波数を下げることによるポンプの吐き出し側圧力低下の起きる頻度が多くなり、吐き出し側圧力が不安定となる。同様に周波数を下げる際の周波数低減量を大きくすることは、ポンプの吐き出し側圧力が大きく減少するおそれがある。よって、繰り返し使用水量の確認を行う場合のみ確認時間を短くし、１回の周波数低減量を大きくしないことで安定した給水制御が可能となる。
【実施例５】
【００７５】
本実施例は、インバータの出力する周波数を下げる際、周波数を下げる前のインバータの出力周波数、出力電流値と、ポンプの吐き出し側圧力を記憶しておき、インバータの出力する周波数を下げた後、ポンプの吐き出し側圧力が低下した場合には、吐き出し側圧力が低下したことを記憶し、次にインバータの出力周波数、出力電流値と、ポンプの吐き出し側圧力の値が、吐き出し側圧力が低下した際の記憶されている値に対して所定の誤差範囲内にある状態になった場合には、インバータは出力する周波数を下げないよう制御するものである。すなわち、記憶された運転状態と同じ運転状態で周波数を低下させれば吐き出し側圧力が低下するのは明らかであるので、周波数を下げないようにする。
【００７６】
本実施例のポンプ装置の全体構成は実施例１と同様であるので説明を割愛する。本実施例のインバータの記憶部に記憶する揮発性メモリの内容のうち１５０１番地には候補データ確認フラグＤＣＦを記憶する。１５０２番地には一定の水量と判断し、周波数を下げる前の出力周波数（出力周波数候補データ）ＨｚＳを記憶する。１５０３番地には同様に周波数を下げる前の出力電流値（出力周波数候補データ）ＡｍＳを記憶する。１５０４番地には同様に周波数を下げる前の吐出側圧力（吐出側圧力候補データ）ＤｐＳを記憶する。また、本実施例のインバータの記憶部に記憶する不揮発性メモリの内容のうち２５０１番地には出力周波数候補データＨｚＳと後述する確定データの出力周波数を比較する際の誤差として許容する値（周波数誤差許容値）ＮＨｚを記憶する。２５０２番地には同様に電流値誤差許容値ＮＡｍを記憶する。２５０３番地には同様に吐出圧誤差許容値ＮＤｐを記憶する。
【００７７】
２５１１番地から２５９３番地は確定データを記憶するデータ領域である。このデータ領域に記憶されている値が０の場合は空き領域とする。候補データ確認フラグＤＣＦを１とし、その後、圧力が下がり加速処理を行なった場合には候補データＨｚＳ、ＡｍＳ、ＤｐＳをそれぞれ確定データのデータ領域のうち空き領域に記憶し、候補データ確認フラグを０とする。ＤＣＦを１とした後、減速処理を行なった場合、或いは加速処理や減速処理を行わず、再び一定周波数確認の処理を行う場合、ＤＣＦを０に設定する。これにより周波数を下げた結果、圧力が低下した場合のみデータが確定データに記憶される。確定データの中に候補データに近い値がある場合、候補データを空き領域に記憶するのではなく、近い値の確定データを上書きしても良い。また、逆に確定データの中に候補データに近い値（誤差範囲内）がある場合、データを保存せずデータ領域を節約しても良い。確定データは常に周波数、電流値、吐出圧のデータを１組（例えばＨＮ１、ＡＮ１、ＤＮ１で１組、ＨＮ２、ＡＮ２、ＤＮ２で１組）として扱い、１組ごとに比較、保存を行う。その他の揮発性メモリ、不揮発性メモリの内容は実施例１と同様であるので説明を割愛する。
【００７８】
本実施例の制御フローは、実施例１の制御フローにおいて図１２の破線枠Ｂの部分を図１９に置き換え、図１３を図２０および図２１に置き換えたものである。
【００７９】
図１９において、４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮより圧力誤差許容値ＮＣＤ以上低いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低ければ、４４０ステップに進む。４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低くなければ、４４２ステップで候補データ確認フラグを０（なし）に設定し、４６０ステップに進む。４４０ステップで候補データがある（ＤＣＦが１である）か判定を行い、ＤＣＦが１であれば４４１ステップで候補データＨｚＳ、ＡｍＳ、ＤｐＳを確定データ領域（不揮発性メモリ２５１１から２５９３番地の空き領域）に記憶する。その後、４４２ステップで候補データ確認フラグを０（なし）に設定し、４７１ステップで加速処理を行う。加速処理では、次の指令周波数ＨｚＣを求めるため現在の出力周波数ＨｚＮに周波数加算値ＨＦＡを加える。４４０ステップで候補データがなければ（ＤＣＦが０であれば）、４７１ステップで加速処理を行う。４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＤＣ以上高いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高ければ、４７２ステップで減速処理を行う。減速処理では、次のＨｚＣを求めるためＨｚＮから周波数減算値ＨＦＤを引く。４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高くなければ、４９０ステップに進む。４７１ステップの加算処理、または４７２ステップの減算処理の後、４７３ステップで指令周波数ＨｚＣを設定する。
【００８０】
図２０の４８０ステップで確定データの中に現在の運転状態ＨｚＮ、ＡｍＮ、ＤｐＮと同じデータがあるか判定を行い、同じデータがある場合はメイン制御フローに戻る。４８０ステップで同じデータがない場合は４９０ステップに進む。４９０ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２が運転中である（ＴＮ２が０ではない）か判定を行い、運転中であれば４９１ステップでＴＮ２をカウントダウンし（値を減少させ）、５２０ステップに進む。４９０ステップでＴＮ２が停止中（ＴＮ２が０）であれば、５１２ステップでＴＮ２に周波数確認時間ＴＭ２を設定し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０であれば５３１ステップに進む。５２０ステップでＴＮ２が０でなければ、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。
【００８１】
図２１の５３１ステップで出力周波数ＨｚＮを出力周波数候補データＨｚＳに記憶する。続く５３２ステップで出力電流値ＡｍＮを出力電流値候補データＡｍＳに記憶する。その後、５３３ステップで吐出側圧力ＤｐＮを吐出側圧力候補データＤｐＳに記憶し、５４３ステップで候補データ確認フラグＤＣＦを１（あり）に設定する。５４５ステップで減速処理を行い、５４６ステップで指令周波数ＨｚＣを設定し、メイン制御フローに戻る。
【００８２】
本実施例によれば、出力周波数を下げることによってポンプの吐き出し側圧力が低下する運転状態（出力周波数、出力電流値、吐出側圧力）を記憶しておき、同じ運転状態である場合には出力周波数を下げないことによりポンプの吐き出し側圧力が低下することを防ぐことができる。
【００８３】
出力周波数、ポンプの吐き出し側圧力において設定する誤差はそれぞれの最大値の１％程度が望ましい。出力電流値の誤差は同様に最大値の１％程度とする、あるいは出力電流値の比較は検出値（現在の出力電流値）が記憶値以上の場合としても良い。
【実施例６】
【００８４】
本実施例は、インバータの出力する周波数を下げる際、周波数を下げる前のインバータの出力周波数、出力電流値と、ポンプの吐き出し側圧力を記憶しておき、インバータの出力する周波数を下げた後、前記ポンプの吐き出し側圧力が低下しなかった場合には、吐き出し側圧力が低下しなかったことを記憶し、次にインバータの出力周波数、出力電流値と、ポンプの吐き出し側圧力の値が、吐き出し側圧力が低下しなかった際の記憶されている値に対して所定の誤差範囲内にある状態になった場合には、インバータは出力する周波数を下げるよう制御するものである。すなわち、記憶された運転状態と同じ運転状態で周波数を低下させても吐き出し側圧力が低下しないのは明らかであるので、確認時間を待たずに周波数を下げるようにする。
【００８５】
本実施例のポンプ装置の全体構成は実施例１と同様であるので説明を割愛する。本実施例のインバータの記憶部に記憶する揮発性メモリの内容のうち１５０１番地から１５０４番地に記憶するデータは実施例５と同様である。また、本実施例のインバータの記憶部に記憶する不揮発性メモリの内容のうち２５０１番地から２５０３番地に記憶するデータは実施例５と同様である。２６１１番地から２６９３番地は確定データを記憶するデータ領域である。このデータ領域に記憶されている値が０の場合は空き領域とする。候補データ確認フラグＤＣＦを１とし、その後、圧力が上がり減速処理を行なった場合、或いは加速処理や減速処理を行わず、再び一定周波数確認の処理を行う場合、候補データＨｚＳ、ＡｍＳ、ＤｐＳをそれぞれ確定データのデータ領域のうち空き領域に記憶し、候補データ確認フラグを０とする。ＤＣＦを１とした後、減速処理を行なった場合、ＤＣＦを０に設定する。これにより周波数を下げた結果、圧力が低下しなかった場合のみデータが確定データに記憶される。確定データの中に候補データに近い値がある場合、候補データを空き領域に記憶するのではなく、近い値の確定データを上書きしても良い。また、逆に確定データの中に候補データに近い値（誤差範囲内）がある場合、データを保存せずデータ領域を節約しても良い。確定データは常に周波数、電流値、吐出圧のデータを１組（例えばＨｏ１、Ａｏ１、Ｄｏ１で１組、Ｈｏ２、Ａｏ２、Ｄｏ２で１組）として扱い、１組ごとに比較、保存を行う。その他の揮発性メモリ、不揮発性メモリの内容は実施例１と同様であるので説明を割愛する。
【００８６】
本実施例の制御フローは、実施例１の制御フローにおいて図１２の破線枠Ｂの部分を図２２に置き換え、図１３を図２３および図２４に置き換えたものである。
【００８７】
図２２において、４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮより圧力誤差許容値ＮＣＤ以上低いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低ければ、４４２ステップで候補データ確認フラグを０（なし）に設定し、４７１ステップで加速処理を行う。加速処理では、次の指令周波数ＨｚＣを求めるため現在の出力周波数ＨｚＮに周波数加算値ＨＦＡを加える。４３０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上低くなければ、４５０ステップに進む。４５０ステップで候補データがある（ＤＣＦが１である）か判定を行い、ＤＣＦが１であれば４５１ステップで候補データＨｚＳ、ＡｍＳ、ＤｐＳを確定データ領域（不揮発性メモリ２６１１から２６９３番地の空き領域）に記憶する。その後、４５２ステップで候補データ確認フラグを０（なし）に設定し、４６０ステップに進む。４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＤＣ以上高いか判定を行い、ＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高ければ、４７２ステップで減速処理を行う。減速処理では、次のＨｚＣを求めるためＨｚＮから周波数減算値ＨＦＤを引く。４６０ステップでＤｐＮがＨｓＮよりＮＣＤ以上高くなければ、４９０ステップに進む。４７１ステップの加算処理、または４７２ステップの減算処理の後、４７３ステップで指令周波数ＨｚＣを設定する。
【００８８】
図２３の４８０ステップで確定データの中に現在の運転状態ＨｚＮ、ＡｍＮ、ＤｐＮと同じデータがあるか判定を行い、同じデータがある場合は５４５ステップに進む。４８０ステップで同じデータがない場合は４８５ステップに進む。４８５ステップで候補データがある（ＤＣＦが１である）か判定を行い、ＤＣＦが１であれば４８６ステップで候補データＨｚＳ、ＡｍＳ、ＤｐＳを確定データ領域（不揮発性メモリ２６１１から２６９３番地の空き領域）に記憶する。その後、４８７ステップで候補データ確認フラグを０（なし）に設定し、４９０ステップに進む。４９０ステップで一定周波数継続タイマＴＮ２が運転中である（ＴＮ２が０ではない）か判定を行い、運転中であれば４９１ステップでＴＮ２をカウントダウンし（値を減少させ）、５２０ステップに進む。４９０ステップでＴＮ２が停止中（ＴＮ２が０）であれば、５１２ステップでＴＮ２に周波数確認時間ＴＭ２を設定し、メイン制御フローに戻る。５２０ステップでＴＮ２が０であれば５３１ステップに進む。５２０ステップでＴＮ２が０でなければ、何も処理を行わず、メイン制御フローに戻る。
【００８９】
図２４の５３１ステップで出力周波数ＨｚＮを出力周波数候補データＨｚＳに記憶する。続く５３２ステップで出力電流値ＡｍＮを出力電流値候補データＡｍＳに記憶する。その後、５３３ステップで吐出側圧力ＤｐＮを吐出側圧力候補データＤｐＳに記憶し、５４３ステップで候補データ確認フラグＤＣＦを１（あり）に設定する。５４５ステップで減速処理を行い、５４６ステップで指令周波数ＨｚＣを設定し、メイン制御フローに戻る。
【００９０】
本実施例によれば、出力周波数を下げてもポンプの吐き出し側圧力が低下しない（使用水量が減少している）時の運転状態（出力周波数、出力電流値、吐出側圧力）を記憶しておき、同じ運転状態である場合にはすぐに出力周波数を下げることで、省エネ運転となる。
【００９１】
なお、出力周波数、ポンプの吐き出し側圧力において設定する誤差はそれぞれの最大値の１％程度が望ましい。出力電流値の誤差は同様に最大値の１％程度とする、あるいは出力電流値の比較は検出値（現在の出力電流値）が記憶値以下の場合としても良い。
【００９２】
上記の実施例においては、インバータを別途設置するポンプとして説明したが。本発明はこれに限られることなくポンプの周囲あるいは一部にインバータ部品を配置した制御装置一体型ポンプでも同様の効果が得られることは当業者であれば明らかである。
【００９３】
さらに、複数台のポンプを用いた給水装置においても、インバータを用いて可変速運転を行うポンプに上記制御を適用することで本発明と同様の効果が得られる。
【００９４】
以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１０…ポンプ、１１…吸込み管、１２…給水管（吐出し管）、２０…電動機、３０…インバータ、３１…演算処理部、３２…電力変換部、３３…記憶部、３４…信号入出力部、５１…圧力信号線、５２…圧力検出手段
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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