(57)【要約】【課題】本発明は、ポンプ性能を実測することなく、短時間でポンプ装置の異常発生を判定でき、検査漏れも生じないポンプ装置の運転状態検査装置、及びそのポンプ装置を備えたポンプ内蔵機器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の運転状態検査装置とポンプ内蔵機器は、磁極位置センサの信号からマグネットロータ３の回転数信号を発生させる回転数信号発生手段６と、回転数信号発生手段６が出力する回転数信号を基に回転数の変動を示す所定の統計量を演算し、該統計量と設定限界値とを比較することを特徴とする。【選択図】　図１
2004124869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極位置センサの出力信号に従って巻線に流す電流を制御しマグネットロータを回転させるＤＣブラシレスモータを備えたポンプ装置の運転状態を検査する運転状態検査装置であって、前記磁極位置センサの信号から回転数信号発生手段によって出力されるマグネットロータの回転数信号を基に、回転数の変動を示す所定の統計量を演算し、該統計量と設定限界値とを比較することを特徴とする運転状態検査装置。
【請求項２】
回転数のジッタを統計量として演算することを特徴とする請求項１記載の運転状態検査装置。
【請求項３】
前記回転数信号が方形波信号であって該方形波信号のＨレベルまたはＬレベルの数をそれぞれカウントするタイマカウンタと、そのカウント値を記憶するメモリと、統計量として所定期間のカウント値の最大値と最小値、前後の期間の差分を演算する演算装置と、前記最大値と限界最大値，前記最小値と限界最小値，前記差分と限界差分とをそれぞれ比較する比較装置と、所定の判定開始のタイミングで前記比較装置の結果から運転状態を判定する運転状態判定装置とを備えたことを特徴とする請求項２記載の運転状態検査装置。
【請求項４】
前記回転数信号が方形波信号であって該方形波信号のＨレベルとＬレベルの数をカウントするアップダウンカウンタと、Ｈレベルのときアップカウントを行い、Ｌレベルのときダウンカウントに切り替え、次のＨレベル直前のカウント値をラッチさせるラッチ装置と、設定値と前記ラッチ装置の出力信号を比較する比較装置と、所定の判定開始のタイミングで前記比較装置の結果から運転状態を判定する運転状態判定装置を有することを特徴とする請求項２記載の運転状態検査装置。
【請求項５】
回転数の平均値を統計量として演算することを特徴とする請求項１記載の運転状態検査装置。
【請求項６】
前記回転数信号が方形波信号であって該方形波信号をＦ／Ｖ変換するＦ／Ｖ変換回路と、前記Ｆ／Ｖ変換回路の出力信号と所定の設定電圧とを比較する比較回路と、所定の判定開始のタイミングで前記比較回路の結果から運転状態を判定する運転状態判定装置を有することを特徴とする請求項５記載の運転状態検査装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの運転状態検査装置が制御装置に組み込まれたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかの運転状態検査装置を備えたポンプ装置が組み込まれるとともに、前記運転状態検査装置がその制御装置に組み込まれたことを特徴とするポンプ内蔵機器。
【請求項９】
前記運転状態判定装置が運転状態を異常と判断したとき、前記制御装置が前記ポンプ装置に印加する電圧を下げて能力を低減するか、停止させることを特徴とする請求項８記載のポンプ内蔵機器。
【請求項１０】
異常状態を報知する異常状態報知装置を備えたことを特徴とする請求項８または９記載のポンプ内蔵機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＤＣブラシレスモータを駆動源とするポンプ装置の運転状態を検査する検査装置と、このようなポンプ装置を内蔵したポンプ内蔵機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＣブラシレスモータで駆動するポンプ装置がポンプ内蔵機器に使用されることが多くなっている。このポンプ装置はポンプ特性とＤＣブラシレスモータの特性を利用して制御が行われる。ポンプ装置の回転数を検出し、回転数が所定値以上（異常状態）になるとポンプ装置を停止する制御が提案されている。これはポンプ装置が空運転状態の時、定格運転時より高回転になることを利用している。（例えば、特許文献１参照）この従来の技術を図７，８，９を用いて説明する。図７は従来のポンプ装置の縦断面図であり、図８は従来のポンプ装置の運転制御の状態を示す図であり、図９は従来のポンプ装置の回路構成を示す図である。図７において、１０１は電動機を構成する固定子、１０２は固定子１０１の内周側に回転自在に設けられた回転子、１０３は回転子１０２の一部に近接して設けられたホール素子、１０４は遠心型のポンプ部、１０５は回転子１０２の軸に取付けられ昇圧する羽根車である。電動機には、図示されていない制御回路によって電源が供給されて回転子１０２が回転するように構成され、ホール素子１０３が回転子１０２の位置を検出して制御回路へ帰還し回転数を制御するよう構成されている。
【０００３】
図８には、後述する図９の制御回路によって形成される電動機に対する駆動パルスの波形が示されており、Ａはインバータ駆動パルスの波形で回転数に応じた周期でＯＮ−ＯＦＦを繰り返し、Ａ’はその異常高速時の場合の波形、Ｂは波形Ａにより形成したワンショットマルチの波形である。Ｃは所定速度におけるフリップフロップで構成された異常高速検出信号の波形、Ｃ’はその異常高速の場合の波形、Ｄは検出信号の記憶状態の波形である。なお、Ｅは電動機への印加電圧の波形である。この図８の波形Ａ〜Ｄは、以下説明する図９に示したＡ〜Ｄの位置で生じる波形である。
【０００４】
図９において、制御回路の構成は、１０６が速度設定回路、１０７が速度制御チョッパドライブ回路、１０８がチョッパトランジスタ、１０９が駆動信号回路、１１０がインバータトランジスタ、１１１が電動機、１１２がワンショットマルチバイブレータ、１１３，１１４がそれぞれフリップフロップである。そしてフリップフロップ１１４の出力が速度設定回路１０６に接続されている。
【０００５】
このような制御回路において、羽根車１０５に適正な負荷が加わってポンプ装置が所定の制御範囲で回転している場合は、図８に示されるＥの波形の印加電圧が電動機に加わり安定に制御回転される。
【０００６】
これに対し、水枯れ等によってポンプ装置が空運転したときのように羽根車１０５の負荷が極端に小さくなった場合には、電動機は無負荷のため異常高速回転になる。しかしこの場合、ワンショットマルチバイブレータ１１２の信号Ｂの１パルス内に次のインバータ駆動パルスＡ’が入力されるとフリップフロップ１１３，１１４によってＤの信号が発生し、これが速度設定回路１０６に入力され、電動機を停止させるように動作する。
【０００７】
すなわち、異常回転数になった場合フリップフロップ１１３の入力側にＡ’によるＢの信号とＡ’の信号が入力され、フリップフロップ１１３は、Ａ信号に僅かに遅れて立ち上げられたＢ信号がＨレベルにあるとき、次の信号の立上りを検出してＣ’信号として出力する。異常運転でＢ信号がＬレベルに戻った後にＡ信号が立上った場合Ｃ信号となり出力されない。そして、第２のフリップフロップ１１４にＣ’信号が入力されると信号が入力回路によって保持されるように構成されているため、保持されたＣ’信号によって速度設定回路１０６が制御されて電動機１１１への印加電圧を低下あるいは停止させる。
【０００８】
このように制御回路によって、ポンプ装置は空運転による異常回転数になった場合、回転数を制御して電動機等の機構の破損を防止することができる。この従来の制御回路においては、Ａ’信号によってフリップフロップ１１３，１１４が速度設定回路１０６に電動機１１１を停止させる信号を与えるように構成されているが、実質的には、ワンショットマルチバイブレータ１１２によって形成される所定の回転数を越えることによって電動機１１１を停止させるものである。
【０００９】
ところで、このような従来のポンプ装置を生産工程において検査する方法は、ポンプ性能（流量−揚程）を実際に測定し、無負荷回転状態での異常な振動や音を人の感覚で検査するものであった。また販売後の製品を検査する方法は、現場でのポンプ性能の異常な低下やポンプ装置からの異常音で検査するものであった。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６０−７３０７３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、まず従来のポンプ装置の制御回路では、空運転時に負荷が通常より小さい場合（空運転状態）しか作動しないという課題を有していた。すなわち、経時変化等により回転数の変化量（ジッタ）に現れる負荷変動の状態や、回転数の平均値が通常より低い場合に現れるポンプ特性（Ｑ−Ｈ特性）の低下は検出できない。この経時変化というのは、通常のポンプ装置で寿命になったとき、機械的接触が起こり負荷変動や機械摩擦として現れるものである。このほかに例えば磁気駆動型等の非接触で回転するポンプ装置では、非接触が保たれていない場合に負荷変動として現れる。
【００１２】
そしてこのような従来のポンプ装置を生産工程で検査する場合には次のような問題が存在していた。ポンプ性能を測定するために、設備としては流量計及び圧力計を必要とし、１台当りかなりの検査時間を必要とした。また、かすかな機械的接触では性能低下が顕著に表れないため、これを見逃して検査漏れになってしまうことがあった。さらに人による感覚検査では、安定した検査が不可能でこれも検査漏れが発生した。販売後の製品を検査する場合は、異常が生じてからポンプ装置交換作業に取りかかることから、メーカとしてのイメージダウンとなる。
【００１３】
そこで本発明は、ポンプ性能を実測することなく、短時間でポンプ装置の異常発生を判定でき、検査漏れも生じない運転状態検査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また本発明は、ポンプ性能を実測することなく、短時間でポンプ装置の異常発生を判定でき、検査漏れも生じないポンプ内蔵機器を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の運転状態検査装置は、磁極位置センサの信号から回転数信号発生手段によって出力されるマグネットロータの回転数信号を基に、回転数の変動を示す所定の統計量を演算し、該統計量と設定限界値とを比較することを特徴とする。
【００１６】
これにより、ポンプ性能を実測することなく、短時間でポンプ装置の異常発生を判定でき、検査漏れも生じない。
【００１７】
また、本発明のポンプ内蔵機器は、上述の運転状態検査装置を備えたポンプ装置が組み込まれるとともに、運転状態検査装置がその制御装置に組み込まれたことを特徴とする。
【００１８】
これにより、ポンプ性能を実測することなく、短時間でポンプ装置の異常発生を判定でき、検査漏れも生じない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、磁極位置センサの出力信号に従って巻線に流す電流を制御しマグネットロータを回転させるＤＣブラシレスモータを備えたポンプ装置の運転状態を検査する運転状態検査装置であって、磁極位置センサの信号から回転数信号発生手段によって出力されるマグネットロータの回転数信号を基に、回転数の変動を示す所定の統計量を演算し、該統計量と設定限界値とを比較することを特徴とする運転状態検査装置であり、回転数で仕事量が決まるポンプ装置の運転状態を回転数の変化で統計的に正確に把握することができる。
【００２０】
本発明の請求項２に記載の発明は、回転数のジッタを統計量として演算することを特徴とする請求項１記載の運転状態検査装置であり、非常に短い時間で発生するポンプ装置の異常状態を瞬時に検査できる。
【００２１】
本発明の請求項３に記載の発明は、回転数信号が方形波信号であって該方形波信号のＨレベルまたはＬレベルの数をそれぞれカウントするタイマカウンタと、そのカウント値を記憶するメモリと、統計量として所定期間のカウント値の最大値と最小値、前後の期間の差分を演算する演算装置と、最大値と限界最大値，最小値と限界最小値，差分と限界差分とをそれぞれ比較する比較装置と、所定の判定開始のタイミングで比較装置の結果から運転状態を判定する運転状態判定装置とを備えたことを特徴とする請求項２記載の運転状態検査装置であり、ポンプ装置の運転状態の経時変化を含めたポンプ装置に発生する異常状態を正確に検査できる。
【００２２】
本発明の請求項４に記載の発明は、回転数信号が方形波信号であって該方形波信号のＨレベルとＬレベルの数をカウントするアップダウンカウンタと、Ｈレベルのときアップカウントを行い、Ｌレベルのときダウンカウントに切り替え、次のＨレベル直前のカウント値をラッチさせるラッチ装置と、設定値とラッチ装置の出力信号を比較する比較装置と、所定の判定開始のタイミングで比較装置の結果から運転状態を判定する運転状態判定装置を有することを特徴とする請求項２記載の運転状態検査装置であり、カウンタとラッチ及び比較装置の３つの簡単な装置で、非常に短い時間で発生するポンプ装置の異常状態を瞬時に検査できる。
【００２３】
本発明の請求項５に記載の発明は、回転数の平均値を統計量として演算することを特徴とする請求項１記載の運転状態検査装置であり、精度の良い検査が可能になる。
【００２４】
本発明の請求項６に記載の発明は、回転数信号が方形波信号であって該方形波信号をＦ／Ｖ変換するＦ／Ｖ変換回路と、Ｆ／Ｖ変換回路の出力信号と所定の設定電圧とを比較する比較回路と、所定の判定開始のタイミングで比較回路の結果から運転状態を判定する運転状態判定装置を有することを特徴とする請求項５記載の運転状態検査装置であり、簡単な構成で精度の良い回転数の平均値の検査が可能になる。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの運転状態検査装置が制御装置に組み込まれたことを特徴とするポンプ装置であり、現在のポンプ装置の状態に合わせてポンプ装置の運転状態を制御することができ、最低限必要なポンプ性能を満足しないポンプ状態となった場合ポンプ装置の寿命として判断できる。
【００２６】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの運転状態検査装置を備えたポンプ装置が組み込まれるとともに、運転状態検査装置がその制御装置に組み込まれたことを特徴とするポンプ内蔵機器であり、現在のポンプ装置の状態に合わせてポンプ装置の運転状態を制御することができ、ポンプ内蔵機器として最低限必要なポンプ性能を満足しないポンプ状態となった場合ポンプ装置の寿命として判断できる。
【００２７】
本発明の請求項９に記載の発明は、運転状態判定装置が運転状態を異常と判断したとき、制御装置がポンプ装置に印加する電圧を下げて能力を低減するか、停止させることを特徴とする請求項８記載のポンプ内蔵機器であり、ポンプ装置の寿命前の状態を保持することができる。
【００２８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、異常状態を報知する異常状態報知装置を備えたことを特徴とする請求項８または９記載のポンプ内蔵機器であり、ポンプ装置が寿命となった場合機器の使用者に対しその旨を正確に報知することができる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１，２を用いて本発明の実施の形態１の運転状態検査装置について説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモータで駆動するポンプ装置の全体ブロック構成図、図２は本発明の実施の形態１における運転状態検査装置のブロック構成図である。図１において、１はモータ巻線に電気を供給する直流電源、２は３相モータの巻線である。３はマグネットロータで、ターボ型ポンプ装置の場合マグネットロータ３に羽根が設けられ、全体として羽根車を形成する。４はマグネットロータ３の磁極位置を検出する磁極位置センサ、５は駆動制御装置である。
【００３１】
３相モータの場合、磁極位置センサ４は３個がほぼ等間隔に配置される。この磁極位置センサ４の出力信号は、まず駆動制御装置５に入力される。この駆動制御装置５には、この出力信号から３相巻線２の内どの相の巻線にどちら方向に電流を流すべきか判断する分配回路が設けられている。これにより巻線２に電流が流れて発生する電磁界とマグネットロータ３の磁界の吸引、反発作用により、マグネットロータ３に対して一方向に回転トルクが発生し、マグネットロータ３が構成する羽根車が回転する。またポンプ装置の能力を可変にするために、駆動制御装置５では巻線２に流す電流の大きさを制御するＰＷＭ制御を行う。このＰＷＭ制御は、駆動制御装置５内でのインバータのトランジスタをスイッチングさせ、巻線２に通電する期間を調節し、電流の大きさを変えるものである。
【００３２】
次に、６は回転数信号発生装置（本発明の回転数信号発生手段）、７は運転状態検査装置、８は異常状態報知装置、９はポンプ装置の制御装置である。なお、実施の形態１においては、ポンプ装置の制御装置９に、回転数信号発生装置６，運転状態検査装置７，異常状態報知装置８が設けられているが、このポンプ装置を組み込んだポンプ内蔵機器全体の制御装置に、回転数信号発生装置６，運転状態検査装置７，異常状態報知装置８を設けるのでもよい。磁極位置センサ４からの出力信号は、制御装置９内にある回転数信号発生装置６に入力される。ここでは駆動制御装置５内で行う巻線に流す電流を切り替える（転流）タイミングと同期したパルス信号（本発明の方形波信号）が発生する。すなわち転流ごとで信号状態のＨレベルまたはＬレベルが変わる。この回転数信号は、一定回転数でマグネットロータ３が回転している理想的な場合は、信号状態のＨとＬのそれぞれの時間が同じになる。しかし負荷変動が発生した場合は、その時間も変動する。また負荷が大きくなるとその時間が長くなる。
【００３３】
回転数信号発生装置６で生成された回転数信号は、運転状態検査装置７に入力される。運転状態検査装置７では入力された回転数信号を使って統計処理を行い、運転状態を検査する。いくつかの統計処理の結果が、予め設定していた値と比較し異常状態と判断した場合、その結果を駆動制御装置５と異常状態報知装置８に伝える。まず駆動制御装置５では異常と判定した結果を受け、巻線に流す電流をＰＷＭ制御で小さくするか、もしくは停止させる。一方異常状態報知装置８では、異常と判定した結果を受け、ランプやブザーもしくは通信手段により外部に異常が発生したことを報知する。
【００３４】
図２において、１０は回転数信号のＨレベルの時間に相当するカウント値を出力する第１タイマカウンタ、１１は回転数信号のＬレベルの時間に相当するカウント値を出力する第２タイマカウンタ、１２はメモリ、１３はメモリ１２に記憶された複数のカウント値を使って、カウント値の平均値、最大値、最小値、前後の期間の差分等（本発明の統計値）の統計処理を行う演算装置、１４は比較装置、１５は運転状態判定装置である。
【００３５】
第１タイマカウンタ１０と第２タイマカウンタ１１の各カウント値はメモリ１２に入力される。メモリ１２には多数のカウント値が記憶される。演算装置１３がこの多数のカウント値を使って、カウント値の平均値、最大値、最小値、前後の期間の差分等の統計処理を行う。比較装置１４では演算装置１３の統計処理結果を受け、予め設定した値（本発明の設定限界値）と比較し、その結果を運転状態判定装置１５に出力する。運転状態判定装置１５では、まず回転数信号発生装置６の信号を受け、起動時やＰＷＭ制御による能力可変時に判定を行うと誤判定が発生するため、例えば判定開始のタイミングを回転数信号の入力されるパルス数が予め設定した値となったときとする。判定開始後に比較装置１４の出力信号が、異常状態となった場合駆動制御装置５と異常状態報知装置８にその結果を伝え、それぞれポンプ装置の能力低減もしくは停止を行い、更に外部に異常状態を報知する。
【００３６】
（実施の形態２）
図３，４を用いて本発明の実施の形態２の運転状態検査装置を説明する。図３は本発明の実施の形態２における運転状態検査装置のブロック構成図、図４は本発明の実施の形態２における運転状態検査装置内信号波形図である。図３において、１６はアップ／ダウンタイマカウンタ（本発明のアップダウンカウンタ）、１７はラッチ装置、１８はラッチトリガ発生装置である。
【００３７】
回転数信号発生装置６で生成された回転数信号は、アップ／ダウンタイマカウンタ１６とラッチトリガ発生装置１８に入力される。アップ／ダウンタイマカウンタ１６では例えば回転数信号がＨレベルの時アップカウントを行い、Ｌレベルの時ダウンカウントを行う。また一方でラッチトリガ発生装置１８は回転数信号の立上りでワンショットのパルスを発生する。この時発生されたワンショットのパルス信号の時間幅Δｔは、図４に示すように、タイマカウンタのクロック時間ΔＴよりも十分小さく設定する。それはこのワンショットのパルス信号をアップ／ダウンタイマカウンタ１６のカウント値のラッチトリガ信号とするとき、ラッチする際にカウント値が変更することを防止するためである。ラッチトリガ発生装置１８の出力信号で、アップ／ダウンタイマカウンタ１６の出力のカウント値をラッチするラッチ装置１７を設ける。またアップ／ダウンタイマカウンタ１６は、ダウン時キャリが発生した（カウント値が０になった）場合は、回転数信号がＬレベルでもアップカウントに切替る。これにより回転数信号でＬレベルの時間がＨレベルの時間より長い場合でも、それぞれの時間差をカウント値として正の値で出力できる。すなわちアップ／ダウンタイマカウンタ１６は、回転数信号のＨレベルの時間とその直後のＬレベルの時間の差分をカウント値として出力し、回転数のバラツキとして評価するものである。次にラッチ装置１７には、予め設定した値とラッチしたカウント値を比較する比較装置１４を設ける。また実施の形態１で説明したように運転状態判定装置１５は運転状態判定開始のタイミングを回転数信号により生成する。その後は実施の形態１で説明したのと同様であるから説明を省略する。
【００３８】
図４において、上段は回転数信号でＨレベルの時間がＬレベルの時間より長い場合を表し、下段は回転数信号でＨレベルの時間がＬレベルの時間より短い場合を表している。１９は回転数信号、２０は回転数信号１９の立上りで非常に短い時間幅（Δｔ）のパルス信号であるラッチトリガ信号、２１はアップ／ダウンタイマカウンタ１６の出力信号である。ラッチトリガ信号２０のＨレベルの時ラッチ装置１７の内容が現在のアップ／ダウンタイマカウンタ１６のカウント値に変更される。そこでラッチ装置１７で変更中にカウント値が変わらないように、アップ／ダウンタイマカウンタ１６のクロック時間ΔＴとラッチトリガ信号のＨレベルの時間幅Δｔの関係は、ΔＴ≫Δｔとなるようにする。またラッチトリガ信号２０の立下りで、アップ／ダウンタイマカウンタ１６のカウント値をクリアにする。この時もΔＴ≫Δｔの関係であるため、回転数信号１９のＨレベルのカウント値に誤差がほとんど発生しない。
【００３９】
下段の場合、ダウンカウント時にキャリア信号が発生した（カウント値が０になった）場合、回転数信号１９がＬレベルでもアップカウントに切り替えることで、回転数信号１９がＨレベルの時間がＬレベルの時間より短い場合でも時間差を計測できる。
【００４０】
（実施の形態３）
図５，６を用いて本発明の実施の形態３を説明する。図５は本発明の実施の形態３における運転状態検査装置のブロック構成図、図６は本発明の実施の形態３における運転状態検査装置内信号波形図である。
【００４１】
図５において、１４’は比較回路、２２はＦ／Ｖ変換回路である。回転数信号発生装置６から回転数信号が出力され、Ｆ／Ｖ変換回路２２に入力される。ここでは回転数信号の周波数の大きさに合わせたアナログ電圧信号に変換される。それと同時に回転数信号のある時間平均値を表す電圧信号となる。つまり回転数の平均値で検査することを意味している。Ｆ／Ｖ変換回路２２の出力信号は、比較回路１４’で所定の設定電圧と比較することになる。この設定電圧は、回転数の下限値に対応した電圧値や回転数の許容変動幅に対応した許容電圧変動幅等になる。比較回路１４’の結果を受け、運転状態判定装置１５は実施の形態１で説明したように、回転数信号を受け、運転状態判定開始のタイミングを生成する。これについては実施の形態１で説明したのと同様であるから説明を省略する。
【００４２】
図６において、上段、中段、下段の図はそれぞれ、回転数のジッタ（回転数のバラツキ）が大きい回転数信号の場合、正常な回転数信号の場合、平均値が小さい回転数信号の場合を表す。まず図６の上段の図で、１９１はジッタが大きい回転数信号、２３１はジッタが大きい回転数信号のＦ／Ｖ変換後の信号波形である。２４は回転数信号の平均値のＦ／Ｖ変換後の判定下限値、２５は回転数信号のジッタでの評価のためのＦ／Ｖ変換後の許容変化幅である。図６の上段の図の場合、回転数の平均値としては、許容下限値より大きく問題ないが、変動許容幅を超えているので、この点で異常となる。例えばポンプ装置でこのような場合が発生した場合は、ポンプの性能（Ｑ−Ｈ性能）は問題ないが、振動・騒音に関連して問題が発生する。
【００４３】
次に中段の図で１９２は正常な回転数信号で、２３２は正常な回転数信号のＦ／Ｖ変換後の信号波形である。この場合回転数の平均値として、下限値以上であり、また許容変動幅以内なので全く問題がない。
【００４４】
最後に下段の図で、１９３は回転数の平均値が小さい回転数信号である。また２３３は平均値が小さい回転数信号のＦ／Ｖ変換後の信号波形である。図６のような場合ポンプ装置としてはポンプ性能（Ｑ−Ｈ性能）が問題となる。
【００４５】
この実施の形態３の運転状態検査装置によれば、簡単な回路で回転数の平均値として運転状態を検査できることになる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明の運転状態検査装置によれば、周囲環境や経時変化によるマグネットロータの減磁及び磁極位置センサの感度低下が発生し、巻線に流す電流の切替のタイミングがばらついてポンプ装置の振動・騒音が増大したとき、ポンプ装置の運転状態の異常を検出できる。また、軸及び軸受けのない非接触でマグネットロータが回転するポンプ装置において、非接触状態が実現されない場合、接触する度に瞬間的に負荷が上昇し、非接触状態が悪化する程負荷変動が大きくなり、ポンプ装置の振動・騒音が増大し、ポンプ特性も低下したとき、ポンプ装置の運転状態の異常を検出できる。回転数で仕事量が決まるポンプ装置の運転状態を回転数の変化で統計的に正確に把握することができる。簡単な装置で精度の高い検査が可能になる。
【００４７】
また、本発明のポンプ内蔵機器は、現在のポンプ装置の状態に合わせてポンプ装置の運転状態を制御することができ、ポンプ内蔵機器として最低限必要なポンプ性能を満足しないポンプ状態となった場合ポンプの寿命として判断できる。異常状態を検出した場合、外部に報知しポンプ装置の交換を促すとともに、ポンプ装置の能力を抑えポンプ装置の寿命を延ばす運転が可能となる。簡単な装置で、非常に短い時間で発生するポンプ装置の異常状態を瞬時に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＤＣブラシレスモータで駆動するポンプ装置の全体ブロック構成図
【図２】本発明の実施の形態１における運転状態検査装置のブロック構成図
【図３】本発明の実施の形態２における運転状態検査装置のブロック構成図
【図４】本発明の実施の形態２における運転状態検査装置内信号波形図
【図５】本発明の実施の形態３における運転状態検査装置のブロック構成図
【図６】本発明の実施の形態３における運転状態検査装置内信号波形図
【図７】従来のポンプ装置の縦断面図
【図８】従来のポンプ装置の運転制御の状態を示す図
【図９】従来のポンプ装置の回路構成を示す図
【符号の説明】
１　直流電源
２　巻線
３　マグネットロータ
４　磁極位置センサ
５　駆動制御装置
６　回転数信号発生装置
７　運転状態検査装置
８　異常状態報知装置
９　制御装置
１０　第１タイマカウンタ
１１　第２タイマカウンタ
１２　メモリ
１３　演算装置
１４　比較装置
１４’　比較回路
１５　運転状態判定装置
１６　アップ／ダウンタイマカウンタ
１７　ラッチ装置
１８　ラッチトリガ発生装置
１９　回転数信号
１９１　ジッタが大きい回転数信号
１９２　正常な回転数信号
１９３　平均値が小さい回転数信号
２０　ラッチトリガ信号
２１　タイマカウンタの出力値
２２　Ｆ／Ｖ変換回路
２３１　ジッタが大きい回転数信号のＦ／Ｖ変換後の信号波形
２３２　正常な回転数信号のＦ／Ｖ変換後の信号波形
２３３　平均値が小さい回転数信号のＦ／Ｖ変換後の信号波形
２４　回転数信号の平均値のＦ／Ｖ変換後の判定下限値
２５　回転数信号のジッタでの評価のためのＦ／Ｖ変換後の許容変化幅
１０１　固定子
１０２　回転子
１０３　ホール素子
１０４　ポンプ部
１０５　羽根車
１０６　速度設定回路
１０７　速度制御チョッパドライブ回路
１０８　チョッパトランジスタ
１０９　駆動信号回路
１１０　インバータトランジスタ
１１１　電動機
１１２　ワンショットマルチバイブレータ
１１３，１１４　フリップフロップ
【図１】
2004124869.tif 000003
【図２】
2004124869.tif 000004
【図３】
2004124869.tif 000005
【図４】
2004124869.tif 000006
【図５】
2004124869.tif 000007
【図６】
2004124869.tif 000008
【図７】
2004124869.tif 000009
【図８】
2004124869.tif 000010
【図９】
2004124869.tif 000011