(57)【要約】【課題】インバータ装置に接続されるモータの台数に応じてモータの過熱保護の電流設定値を容易に設定できるようにする。【解決手段】三相インバータ出力回路１０の制御回路２０は、１台あたりのモータ４１，４２の定格電流値を入力して保持する定格電流値入力保持部２５と、接続されるモータ４１，４２の台数を入力して保持する接続台数入力保持部２６と、過負荷保護レベル算出部２７とを備える。過負荷保護レベル算出部２７は、定格電流値入力保持部２５に保持された定格電流値、接続台数入力保持部２６に保持された接続台数および過負荷耐量値保持部２８にあらかじめ保持された１台あたりのモータ４１，４２の過負荷耐量値から過負荷保護レベルを算出している。定格電流値入力保持部２５および接続台数入力保持部２６によって定格電流値および接続台数を入力するだけで、過電流保護判断部２９に設定される電流設定値を容易に設定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ容量を有する複数台のモータを駆動するインバータ装置において、
前記モータの１台当たりの定格電流値を入力する定格電流値入力手段と、
接続される前記モータの接続台数を入力する接続台数入力手段と、
前記定格電流値および前記接続台数から過負荷保護レベルを算出して電子サーマルの動作レベルである電流設定値とする過負荷保護レベル算出手段と、
を備えていることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記過負荷保護レベル算出手段は、前記電流設定値と前記接続台数とを乗じた値に、あらかじめ保持された１台あたりの前記モータの過負荷耐量値を乗じて前記過負荷保護レベルを求めることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記定格電流値入力手段によって入力された前記定格電流値を保持しておく定格電流値保持手段と、
前記接続台数入力手段によって入力された前記接続台数を保持しておく接続台数保持手段と、
前記過負荷耐量値を保持しておく過負荷耐量値保持手段と、
を備え、
前記過負荷保護レベル算出手段は、前記定格電流値保持手段に保持されている前記定格電流値、前記接続台数保持手段に保持されている前記接続台数および前記過負荷耐量値保持手段に保持されている前記過負荷耐量値を読み込んで前記過負荷保護レベルを算出することを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記定格電流値入力手段および前記接続台数入力手段によって前記定格電流値および前記接続台数が入力されたときに、前記過負荷保護レベル算出手段が算出した前記過負荷保護レベルを前記電流設定値として保持しておく電流設定値保持手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインバータ装置に関し、特に同じ容量を有する複数台のモータを１台で運転するものであって、モータの過負荷等による過熱に対して保護を行う機能を備えたインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用、医療用などのクリーンルームなどにおいては、外部のエアをファンで吸入、加圧し、フィルタを通ったクリーンエアを内部に供給するようなファン付きのフィルタとすることができるファンフィルターユニットが使用されている。このファンフィルターユニットは、クリーンルームの大きさ、必要とする清浄度などに応じて同一仕様のものが複数設置されている。これらファンフィルターユニットのそれぞれのファンモータは、１台のインバータ装置によって並列運転されることがある。このように、１台のインバータ装置で複数台のファンモータを駆動することは、一般に行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
複数台のファンモータを同時起動かつ並列に運転させるインバータ装置の場合、各モータの定格電流の合計値がインバータ定格出力電流値（モータ保護レベル）より小さくなるように、インバータ装置の容量が選定される。
【０００４】
また、インバータ装置では、その出力電流を検出し、検出した出力電流が所定の電流より大きくなると、運転を停止させることが一般に行われている（たとえば、特許文献２参照）。これにより、過負荷等によりモータに過電流が流れてしまい、それによる過熱によってモータが故障してしまわないように保護している。
【０００５】
このような過熱保護を行う電子サーマルは、複数のファンモータを同時に並列運転させるインバータ装置にも備えられている。ただ、この場合の電子サーマルでは、インバータ装置に接続されている個々のモータの保護はできないので、各モータの保護は、各モータに設置されるサーマルリレーにて行われることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３７９８７号公報
【特許文献２】特開平１１−３０８７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のインバータ装置では、１台に同じ容量の複数台のモータを接続して並列運転する場合に、モータの過負荷保護の保護レベルである電流設定値を入力し、この電流設定値と検出された出力電流とを比較して過電流かどうかを判断している。この保護レベルである電流設定値は、インバータ装置に接続されているモータの台数に応じた値に設定されているので、接続されるモータの台数が異なると、その台数に応じた電流設定値を再計算し、その計算結果をインバータ装置に入力する必要がある。すなわち、インバータ装置に接続されるモータの台数が変更されると、電流設定値を算出し、それをインバータ装置に保護レベルとして設定しなければならず、非常に煩わしいという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、接続されるモータの台数に応じて簡単にモータの過熱保護の電流設定値を設定でき、また、モータの接続台数が変更されても、電流設定値の設定変更が容易なインバータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記の課題を解決するために、同じ容量を有する複数台のモータを駆動するインバータ装置において、前記モータの１台当たりの定格電流値を入力する定格電流値入力手段と、接続される前記モータの接続台数を入力する接続台数入力手段と、前記定格電流値および前記接続台数から過負荷保護レベルを算出して電子サーマルの動作レベルである電流設定値とする過負荷保護レベル算出手段と、を備えていることを特徴とするインバータ装置が提供される。
【００１０】
このようなインバータ装置によれば、過負荷保護レベルの算出に必要な定格電流値および接続台数を入力する手段と過負荷保護レベル算出手段とを備えたことで、定格電流値および接続台数の入力だけで、過負荷保護レベル算出手段が過負荷保護レベルを算出し、電子サーマルの動作レベルとすることで、モータの過熱保護の電流設定値を容易に設定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成のインバータ装置は、同じ容量を有する複数台のモータを接続するとき、過負荷保護レベル算出手段が入力された定格電流値および接続台数に基づいて過負荷保護レベルを算出し、それを電流設定値としているので、定格電流値および接続台数の入力だけで、熱保護の電流設定値を容易に設定できるという利点がある。
【００１２】
また、インバータ装置に接続するモータの台数を変更する場合には、接続台数の入力だけで、過負荷保護レベルが算出されるので、熱保護の電流設定値を容易に設定できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態に係る三相インバータ装置の機能を表す機能ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係る三相インバータ装置の電子サーマルの動作を説明するフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態に係る三相インバータ装置の機能を表す機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いる三相インバータ装置の制御回路のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、１台のインバータ装置に同じ容量の２台のモータを接続して並列運転する三相インバータ装置の制御装置に設置されているモータの過熱保護のための電子サーマルに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は第１の実施の形態に係る三相インバータ装置の機能を表す機能ブロック図、図２は第１の実施の形態に係る三相インバータ装置の電子サーマルの動作を説明するフローチャートである。
【００１６】
三相インバータ装置は、直流電源を三相交流電圧に変換する三相インバータ出力回路１０と、これを制御する制御回路２０と、三相インバータ出力回路１０の出力電流を検出するインバータ出力電流検出部３１，３２，３３とを備えている。三相インバータ出力回路１０の出力には、同じ容量を有する２台のモータ４１，４２が接続されている。
【００１７】
三相インバータ出力回路１０は、直列接続された半導体スイッチング素子１１，１２と、直列接続された半導体スイッチング素子１３，１４と、直列接続された半導体スイッチング素子１５，１６とを有している。これらの直列回路は、入力の直流電源に対してそれぞれ並列に接続されている。各直列回路の中間接続部は、この三相インバータ出力回路１０の三相出力を構成し、それぞれ、モータ４１，４２に接続されている。三相インバータ出力回路１０の三相出力とモータ４１，４２とを接続するラインには、それぞれインバータ出力電流検出部３１，３２，３３が設けられ、各相で出力される出力電流を検出している。なお、三相インバータ出力回路１０に入力される直流電源は、たとえば商用交流電源をコンバータで整流し、その整流した電圧を平滑コンデンサ１で平滑したものとすることができる。
【００１８】
三相インバータ出力回路１０には、制御回路２０が接続されている。この制御回路２０は、半導体スイッチング素子１１〜１６の各制御端子に接続されて半導体スイッチング素子１１〜１６を個々に制御駆動する駆動回路２１を有している。この駆動回路２１は、半導体スイッチング素子１１〜１６の個々のスイッチングのタイミングを演算して出力するＰＷＭ（パルス幅変調）演算回路２２が接続されている。制御回路２０は、また、インバータ出力電流検出部３１，３２，３３の出力から三相インバータ出力回路１０の出力電流を監視する出力電流検出回路２３と、過電流によるモータ４１，４２の焼損を防ぐ電子サーマル２４とを有している。
【００１９】
電子サーマル２４は、１台あたりのモータ４１，４２の定格電流値を入力して保持する定格電流値入力保持部２５と、接続されるモータ４１，４２の台数を入力して保持する接続台数入力保持部２６とを有している。定格電流値入力保持部２５および接続台数入力保持部２６の出力は、過負荷保護レベル算出部２７に接続されている。この過負荷保護レベル算出部２７には、１台あたりのモータ４１，４２の過負荷耐量値をあらかじめ保持しておく過負荷耐量値保持部２８が接続されている。過負荷保護レベル算出部２７の出力は、過電流保護判断部２９に接続されている。この過電流保護判断部２９は、出力電流検出回路２３の出力を入力するよう接続されている。そして、この過電流保護判断部２９の出力は、ＰＷＭ演算回路２２に接続されている。なお、この電子サーマル２４は、出力電流検出回路２３からモータ４１，４２に出力される電流値のみを入力しているが、必要に応じて、ＰＷＭ演算回路２２から運転周波数を入力し、モータ電流値と運転周波数とからモータ４１，４２の温度が推定される。
【００２０】
以上の構成において、制御回路２０の電子サーマル２４を除いた部分については、既知であるので、ここでは、電子サーマル２４の動作について図２を参照しながら説明することにする。
【００２１】
三相インバータ装置が起動して、電子サーマル２４がその動作を開始すると、まず、過負荷保護レベル算出部２７は、過電流保護判断部２９の電流設定値を算出する。すなわち、過負荷保護レベル算出部２７は、定格電流値入力保持部２５および接続台数入力保持部２６に保持されている定格電流値および接続台数と、過負荷耐量値保持部２８に保持されている過負荷耐量値とを読み込む（ステップＳ１）。次に、過負荷保護レベル算出部２７は、読み込んだ定格電流値、接続台数および過負荷耐量値から過負荷保護レベルを算出し、これを過電流保護判断部２９の電流設定値とする（ステップＳ２）。
【００２２】
具体的には、過負荷保護レベル算出部２７では、定格電流値と接続台数とを乗じた値に、過負荷耐量値を乗じて過負荷保護レベルを求めている。たとえば、１台あたりの定格電流を１Ａ、接続されるモータの台数を２台、過負荷耐量値を１１０％とすると、過負荷保護レベルは、１Ａ×２×１．１＝２．２Ａとなり、これが過電流保護判断部２９の電流設定値となる。
【００２３】
次に、過電流保護判断部２９は、その電流設定値と、出力電流検出回路２３によって検出された三相インバータ出力回路１０の出力電流とを比較し（ステップＳ３）、過負荷状態かどうかを判断する（ステップＳ４）。ここで、三相インバータ出力回路１０の出力電流が電流設定値より小さな値の場合、過負荷ではないので、ステップＳ３に戻り、出力電流の監視を続ける。
【００２４】
モータ４１，４２がロックまたは過負荷となり、モータ４１，４２に定格以上の過大な電流が流れると、出力電流検出値が電流設定値以上になる。出力電流検出値が電流設定値以上になると、過電流保護判断部２９は、過負荷状態であると判断し、ＰＷＭ演算回路２２に対して停止信号を出力する（ステップＳ５）。ＰＷＭ演算回路２２は、電子サーマル２４から停止信号を受けると、三相インバータ出力回路１０のスイッチング動作を停止させ、モータ４１，４２の過熱保護を行う。
【００２５】
図３は第２の実施の形態に係る三相インバータ装置の機能を表す機能ブロック図である。なお、この図３において、図１に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２６】
第１の実施の形態に係る三相インバータ装置では、三相インバータ装置が起動して、電子サーマル２４がその動作を開始する度に、過負荷保護レベル算出部２７が過電流保護判断部２９の電流設定値を算出している。これに対し、第２の実施の形態に係る三相インバータ装置では、定格電流値および接続台数の入力時に電流設定値を算出して記憶しておくようにしている。
【００２７】
そのため、この電子サーマル２４は、１台あたりのモータ４１，４２の定格電流値を入力する定格電流値入力部２５ａと、接続されるモータ４１，４２の台数を入力する接続台数入力部２６ａと、算出した電流設定値を保持する電流設定値保持部３０とを有している。これにより、電子サーマル２４は、定格電流値入力部２５ａおよび接続台数入力部２６ａによって定格電流値および接続台数が入力されたときに、過負荷保護レベル算出部２７が算出した過負荷保護レベルを電流設定値として電流設定値保持部３０に保持しておく。三相インバータ装置が起動して電子サーマル２４が動作を開始するときは、過電流保護判断部２９は、電流設定値保持部３０から読み込んだ電流設定値を出力電流検出値と比較することになる。
【００２８】
図４は本発明の実施の形態に用いる三相インバータ装置の制御回路のハードウェア構成例を示す図である。なお、この図４において、図１に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してある。
【００２９】
制御回路２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１により三相インバータ装置全体が制御される。ＣＰＵ５１には、出力電流検出部２３ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）５３、シリアル通信インタフェース５４および制御信号演算部５５が接続されている。
【００３０】
揮発性のＲＡＭ５２には、ＣＰＵ５１に実行させるのに必要なプログラムの一部およびＣＰＵ５１による処理に必要な定格電流値および接続台数を含む各種データが一時的に格納される。不揮発性のＥＥＰＲＯＭ５３には、制御回路２０の処理に必要な各種プログラムおよび過負荷保護レベルの算出に用いられる過負荷耐量値が格納されている。ＥＥＰＲＯＭ５３は、また、第２の実施の形態では、定格電流値および接続台数の入力時に過負荷保護レベル算出部２７において算出された過負荷保護レベルが電流設定値として格納されている。
【００３１】
シリアル通信インタフェース５４は、図示しないコンピュータに直接接続され、またはネットワークを介して接続されている。シリアル通信インタフェース５４は、モータの接続台数が変更されたときに過負荷保護レベルの算出に必要な定格電流値および接続台数を図示しないコンピュータから入力するのに使用される。
【００３２】
制御信号演算部５５は、第１および第２の実施の形態に係る三相インバータ装置の制御回路２０の駆動回路２１およびＰＷＭ演算回路２２に対応する。また、出力電流検出部２３ａは、インバータ出力電流検出部３１，３２，３３が検出したアナログ電流値をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換回路を含んでいる。
【００３３】
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
以上の実施の形態では、接続されるモータの台数が２台の場合について説明したが、３台以上のモータを接続した場合についても、１台あたりの定格電流値および接続台数を入力するだけで過負荷保護レベルを算出して電流設定値として設定することができる。また、接続されるモータの台数を変更した場合には、接続台数を入力するだけで電流設定値の設定が可能になり、台数に応じた過熱保護が可能になる。また、以上の実施の形態では、過負荷保護レベルの算出に必要な定格電流値および接続台数をシリアル通信インタフェースを介して入力していたが、これに限定されるものではなく、たとえばデジタルスイッチを用いて直接入力することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  三相インバータ出力回路
１１〜１６  半導体スイッチング素子
２０  制御回路
２１  駆動回路
２２  ＰＷＭ演算回路
２３  出力電流検出回路
２３ａ  出力電流検出部
２４  電子サーマル
２５  定格電流値入力保持部
２５ａ  定格電流値入力部
２６  接続台数入力保持部
２６ａ  接続台数入力部
２７  過負荷保護レベル算出部
２８  過負荷耐量値保持部
２９  過電流保護判断部
３０  電流設定値保持部
３１，３２，３３  インバータ出力電流検出部
４１，４２  モータ
５１  ＣＰＵ
５２  ＲＡＭ
５３  ＥＥＰＲＯＭ
５４  シリアル通信インタフェース
５５  制御信号演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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