(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設備電源から受電して後記切替選択部からの出力信号に基づきポンプモータの回転数を可変速に制御する回転数制御部、センサ部分とマイコン演算部分とからなり設備電源からポンプモータにつながる系統の電力値を検出するための電力検出部、センサ部分とマイコン演算部とからなりポンプモータに流れる電流値を検出するためのモータ電流検出部、前記電力検出部系統において目標とする電力値を任意の値に設定するための電力設定部、前記電流検出部系統において許容されるモータ電流の上限値を任意の値に設定するためのモータ電流設定部、前記電力の設定目標値と比較して検出値の方が大きいときは回転数低下指令を出力し検出値の方が小さいときは回転数上昇指令を出力するための電力比較部、前記モータ電流の上限設定値と比較して検出値の方が大きいときのみ回転数低下指令を出力するモータ電流比較部、前記電力比較部からの回転数指令とモータ電流比較部からの回転数指令が入力され、上記モータ電流の上限設定値よりも検出値の方が小さいときは電力値一定方式とし検出値の方が大きくなったときは電流値制限制御方式となるように自動的に制御方式を切替えて該切替信号を出力するための切替選択部、これらの要素からなることを特徴する電動ポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、電動ポンプの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
回転制御のされていない従来の電動ポンプでは、ポンプの負荷変動がポンプの吐出量の増大に伴い右上がりに増大するため、高揚程から低揚程までの広範囲に使用される電動ポンプにおいては、最大吐出量時の負荷を基準としてモータが設計されており、低揚程の大吐出量領域で使用される場合のみモータ出力がフルに活用されることになるが、それ以外の領域では本来のモータ出力以下の仕事量しか行っておらず、モータ出力がフル活用されていないという非常に無駄な使われ方であるため、これが本体のみでなく電源設備をも大型化させる要因となっており、製造コストならびにランニングコストの増大を余儀なくされているのである。また、従来公知の電力値一定制御では、ポンプの吐出量変化に伴ってモータに流れる電流値も変動するため、ある範囲でのポンプの吐出量変化領域まではモータ定格電流値を超えることなく回転数制御が行えるが、低揚程の大吐出量領域では過電流となって使用できず、モータ出力がフル活用されないことになる。
【０００３】
【発明の目的】
本発明の目的は、高揚程の小吐出量域から低揚程の大吐出量域に亘る広範囲の領域において、常にモータ出力がフルに活用される電動ポンプの制御装置を提供することにある。
【０００４】
【発明の構成】
本発明に係る電動ポンプの制御装置では、設備電源から受電して後記切替選択部からの出力信号に基づきポンプモータの回転数を可変速に制御する回転数制御部、センサ部分とマイコン演算部分とからなり設備電源からポンプモータにつながる系統の電力値を検出するための電力検出部、センサ部分とマイコン演算部とからなりポンプモータに流れる電流値を検出するためのモータ電流検出部、前記電力検出部系統において目標とする電力値を任意の値に設定するための電力設定部、前記電流検出部系統において許容されるモータ電流の上限値を任意の値に設定するためのモータ電流設定部、前記電力の設定目標値と比較して検出値の方が大きいときは回転数低下指令を出力し検出値の方が小さいときは回転数上昇指令を出力するための電力比較部、前記モータ電流の上限設定値と比較して検出値の方が大きいときのみ回転数低下指令を出力するモータ電流比較部、前記電力比較部からの回転数指令とモータ電流比較部からの回転数指令が入力され、上記モータ電流の上限設定値よりも検出値の方が小さいときは電力値一定方式とし検出値の方が大きくなったときは電流値制限制御方式となるように自動的に制御方式を切替えて該切替信号を出力するための切替選択部、これらの要素からなる電動ポンプの制御装置。
【０００５】
【作用】
使用する電動ポンプのモータ定格値に見合った電力値を制御装置の電力設定部に電力目標値として設定し、制御装置のモータ電流設定部にはモータ電流の上限値を設定し、設備電源から制御装置へ受電して該制御装置からポンプモータに電源が供給されることにより電動ポンプが駆動する。設備電源からポンプモータにつながる系統の電力値は電力検出部によって検知され、電力設定部により設定された電力目標値は電力比較部によって検出電力値と比較され、目標値よりも検出電力値が大きい場合は回転数低下指令が出力され、検出電力値の方が小さい場合は回転数上昇指令が出力され、モータ電流値はモータ電流検知部で常時検知してモータ電流比較部により上限設定値と比較され、検出電流値が上限設定値よりも大きい場合に回転数低下指令が出力され、これら電力検出部系統からの回転数指令と電流検出部系統からの回転数指令は切替選択部に入力され、モータ電流の上限設定値よりも検出値の方が小さいときは電力値一定方式とし検出値の方が大きくなったときは電流値制限制御方式となるように自動的に制御方式が切替られる。
【０００６】
【実施例】
以下実施例の図面により説明をする。
【０００７】
図１において、１は設備電源、２は制御装置、３は制御装置２に包摂される回転数制御部であり、後記切替選択部７からの出力信号に基づきポンプモータ４の回転数を可変速に制御するものである。５はポンプモータ４とポンプ部６とで構成される電動ポンプ、８Ａは目標とする電力値を任意の値に設定するため制御装置２に包摂されている電力設定部、８Ｂはモータ電流の上限値を任意の値に設定するため制御装置２に包摂されているモータ電流設定部、９Ａは設備電源１からポンプモータ４につながる系統の電力値を検出するための電力検出部で、センサ部分とマイコン演算部分とからなる。９Ｂはポンプモータ４に流れる電流値を検出するためのモータ電流検出部であり、検出センサ部分とマイコン演算部とからなり、例えば直流部分の電流値を検出してポンプモータ４に流れる電流をマイコンにより演算する。前記電力検出部９Ａおよびモータ電流検出部９Ｂは制御装置２に内設させた構造でもよく、あるいは外設構造であってもよい。８Ａは前記電力検出部９Ａの系統における電力設定部であり、例えば外部インターフェイスからの操作等によって目標とする電力値を任意の値に設定する。８Ｂは前記モータ電流検出部９Ｂの系統におけるモータ電流設定部であり制御装置２に包摂され、外部インターフェイスからの操作等によって許容されるモータ電流の上限値を任意の値に設定する。１０Ａは前記電力の設定目標値と電力検出値とを比較するため制御装置２に包摂されている電力比較部であり、検出電力値の方が大きい場合は回転数低下指令を出力し、検出電力値の方が小さい場合は回転数上昇指令を出力する。１０Ｂは前記検出電流値の方が大きい場合にのみ回転数低下指令を出力する。切替選択部７は前記電力比較部１０Ａからの回転数指令とモータ電流比較部１０Ｂからの回転数指令を入力選択して電力値一定制御または電流値制限制御に切替えるため制御装置２に包摂されており、モータ電流の上限設定値よりも検出値の方が小さいときは電力値が一定となるようポンプモータ４の回転数を調整してそれに見合った周波数電源を回転数制御部３からポンプモータ４に供給させる電力値一定制御方式により電動ポンプ５を制御し上限設定値よりも検出値が大きくなったときはモータ電流値を制限する電流制限制御方式により電動ポンプ５を制御する。つまり、電動ポンプ５の負荷状況に応じて自動的に電力値一定制御方式から電流制限制御方式へまたは電流制限制御方式から電力値一定制御方式へと切替えるのである。なお、電力設定部８Ａにおける電力目標値およびモータ電流設定部８Ｂにおけるモータ電流の上限設定値は、使用する電動ポンプ５のモータ定格値に見合った適切なものとするため、許容範囲内で任意の値に設定させることが望ましい。
【０００８】
本発明装置により電動ポンプの回転制御を行えば図３に示すような運転特性となる。図中に破線で示したＴＨ１、Ｐ１、Ｉ１は一定速で運転した場合の特性であり、図中に実線で示したＴＨ２、Ｐ２、Ｉ２は本発明装置を用いた場合の運転特性である。Ｑは吐出量を、ＴＨは全揚程を、Ｐは電力を、Ｉはモータ電流を示している。一定速で運転した場合の破線で示されるＰ１、Ｉ１は、小吐出量域においては低く、吐出量の増大に伴い右上がりの特性となっている。これに伴い小吐出量域における破線で示すＴＨ１も低くなっている。また、上記電動ポンプの負荷状況に応じて検出電流値が上限電流値に達する、ＴＨ２特性線上のａ点およびＩ２特性線上のｂ点とＰ２特性線上のｃ点を境として、検出電流値の方が小さい左側の小吐出量域においては、上記ｃ点までは電力値一定制御方式の目標電力値Ｐ２に一定となるよう回転数制御を行い、検出電流値の方が大きい右側の大吐出量域においては、上記ｂ点の検出電流値が上限電流値に達するとその値を超えないよう該上限電流値で一定となるよう回転数制御する電流制限制御方式となるように自動的に制御方式が切替えられることにより、それぞれの特性は実線で示したＴＨ２、Ｐ２、Ｉ２のようになり、小吐出量域における高揚程化および大吐出量域における過負荷防止が実現されることになる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明電動ポンプの制御装置によれば、ポンプの負荷状況に応じて電力値一定制御方式またはモータ電流値制限制御方式のいずれかを選択して自動的に切替え、小吐出量域における高揚程化および低揚程の大吐出量域における過負荷防止を実現させることができ、ポンプモータの焼損を防止し得るという効果もある。また、広範囲に亘る領域において常にモータ出力がフルに活用されるため、比較的高揚程なポンプ要求仕様ポイントに対して従来よりも小型のポンプで対応することができ、ポンプ本体のみでなく電源設備をも小型化し得て製造コストならびにランニングコストの低減を図ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置の一実施例における構成を示したブロック図である。
【図２】  本発明装置による電動ポンプの制御態様を示したフロー図である。
【図３】  本発明装置による電動ポンプの運転特性を示した線図である。
【符号の説明】
１    設備電源
３    回転数制御部
４    ポンプモータ
７    切替選択部
８Ａ  電力設定部
８Ｂ  モータ電流設定部
９Ａ  電力検出部
９Ｂ  モータ電流検出部
１０Ａ  電力比較部
１０Ｂ  モータ電流比較部
【図１】
0004502152.tif 000002
【図２】
0004502152.tif 000003
【図３】
0004502152.tif 000004