(57)【要約】      （修正有）【課題】複数台のポンプ又はファンを並列運転する用途に供され、ポンプ若しくはファンを個別に駆動するモータそれぞれを可変速制御する該複数台のインバータからなるインバータシステムに好適な制御方法を提供する。【解決手段】インバータシステムには圧力設定器７１、加算演算器７２、圧力調節器７３、インバータ１３，２３，３３，運転状態設定器を備え、インバータ１３，２３，３３のうち、インバータ１３がインバータ２３，３３に比して、インバータを形成する電力用電解コンデンサを長寿命化させるときには、例えば、運転状態設定器８１での設定により、インバータ１３がインバータ２３，３３に比して、その出力周波数を低減した値で運転させるように指令する。その結果、インバータ１３は、インバータ２３，３３より寿命時間を長くさせることができ、インバータシステム全体が停止状態に陥ることを回避できる効果が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のポンプ又はファンを並列運転する用途に供され、これらのポンプ若しくはファンを個別に駆動するモータそれぞれを可変速制御する該複数台のインバータからなるインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、長寿命化運転させるようにしたことを特徴とするインバータシステムの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、その出力周波数を低減した値で運転させるようにしたことを特徴とするインバータシステムの制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載のインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、その出力電流を低減した値で運転させるようにしたことを特徴とするインバータシステムの制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載のインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、そのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御の際のキャリア周波数を低減した値で運転させるようにしたことを特徴とするインバータシステムの制御方法。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れかに記載のインバータシステムの制御方法において、
前記それぞれの低減した値が予め定めた下限値以下のときには、この下限値で当該するインバータを運転させるようにしたことを特徴とするインバータシステムの制御方法。
【請求項６】
請求項２乃至４の何れかに記載のインバータシステムの制御方法において、
前記それぞれの低減した値が予め定めた下限値以下のときには、当該するインバータの運転を停止させるようにしたことを特徴とするインバータシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数台のポンプ又はファンを並列運転する用途に供され、これらのポンプ若しくはファンを個別に駆動するモータそれぞれを可変速制御する該複数台のインバータからなるインバータシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、この種のインバータシステムとして、水処理設備などに供され、並列運転される複数台のポンプと、それぞれのポンプを個別に駆動するモータを可変速制御するインバータシステムとを示す模式的概念構成図である。
【０００３】
この図においては、逆止弁１０、逆止弁２０、・・・・逆止弁５０を介して並列運転されるポンプ１１、ポンプ２１、・・・・ポンプ５１と、ポンプ１１を駆動するモータ１２、ポンプ２１を駆動するモータ２２、・・・・ポンプ５１を駆動するモータ５２それぞれを、圧力検出器６０からの検出値に基づいて所望の状態に可変速制御するインバータシステム７０またはインバータシステム８０とを備えている。
【０００４】
図３は、この種のインバータシステムの従来例を示すインバータシステム７０の回路構成図であり、この図においては、並列運転される複数（ｎ）台のポンプとして、ポンプ１１とポンプ２１とポンプ３１の計３（ｎ＝３）台の例を示している。従って、ポンプ３１を駆動するモータはモータ３２としている。
【０００５】
すなわち、このインバータシステム７０には、図２に示した吐出口の圧力を設定する圧力設定器７１と、圧力設定器７１からの設定値と圧力検出器６０からの検出値との偏差を求める加算演算器７２と、前記偏差を零にするために比例−積分演算あるいは比例−積分−微分演算などの調節演算を行い、この調節演算結果を周波数指令値として出力する圧力調節器７３と、前記周波数指令値に基づいてモータ１２を可変速制御するインバータ１３と、モータ２２を可変速制御するインバータ２３と、モータ３２を可変速制御するインバータ３３とを備えている。
【０００６】
これらのインバータ１３，２３，３３それぞれは互いに同一仕様で製作され、通常の動作として、入力される周波数指令値に対応した出力周波数・振幅の交流電圧を出力することができる、所謂、汎用インバータを用いることが多い。
【０００７】
図３に示した従来のインバータシステム７０では、インバータ１３，２３，３３それぞれに同一の周波数指令値が入力されることから、前記各インバータはほぼ等しい出力周波数・振幅の交流電圧を出力し、従って、各ポンプ、モータ、インバータそれぞれはほぼ同一の動作状態で運転されている。
【０００８】
また、特許文献１には、複数台のポンプを備えた給水装置において、各ポンプの運転時間をできるだけ平均化して、各ポンプの寿命のばらつきを少なくすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−４５９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図３に示した従来のインバータシステム７０の制御方法および上記特許文献１に記載の制御方法では、インバータを構成する各構成要素の動作状態や運転時間を出来るだけ均一化して、その寿命時間のばらつきを少なくすることが行われている。
【００１１】
従って、各構成要素もほぼ同じ寿命時間になることから、何れかの構成要素が寿命時間に達すると、短時間のうちに、その残りも次々と寿命時間に到達し、その結果、図２に示したインバータシステム７０での運転が完全に停止することとなり、さらに、その復旧には時間を要するという問題点があった。
【００１２】
この発明の目的は、上述の問題点を解消できるインバータシステムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この第１の発明は、複数台のポンプ又はファンを並列運転する用途に供され、これらのポンプ若しくはファンを個別に駆動するモータそれぞれを可変速制御する該複数台のインバータからなるインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、長寿命化運転させるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明は前記第１の発明に記載のインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、その出力周波数を低減した値で運転させるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
第３の発明は前記第１の発明に記載のインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、その出力電流を低減した値で運転させるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
第４の発明は前記第１の発明に記載のインバータシステムの制御方法において、
前記複数台のインバータの内の少なくとも１台のインバータは、残りのインバータに比して、そのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御の際のキャリア周波数を低減した値で運転させるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
第５の発明は前記第２〜４の何れかに記載のインバータシステムの制御方法において、
前記それぞれの低減した値が予め定めた下限値以下のときには、この下限値で当該するインバータを運転させるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
第６の発明は前記第２〜４の何れかに記載のインバータシステムの制御方法において、
前記それぞれの低減した値が予め定めた下限値以下のときには、当該するインバータの運転を停止させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、前記インバータの内部の電気的な動作状態を変えることにより、該インバータの寿命時間を容易に変更できることに着目をしてなされたものであり、前記複数台のインバータの内の少なくとも１台は、残りのインバータより長寿命化運転を図ることで、インバータシステム全体が停止状態に陥ることを回避できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態を示すインバータシステムの回路構成図
【図２】ポンプとインバータシステムの模式的概念構成図
【図３】従来例を示すインバータシステムの回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、この発明の実施の形態を示すインバータシステムの回路構成図である。
【００２２】
このインバータシステム８０には、従来のインバータシステム７０を構成する圧力設定器７１、加算演算器７２、圧力調節器７３、インバータ１３，２３，３３の他に、特定のインバータに対して長寿命化運転するよう設定する運転状態設定器８１，８１ａ，８１ｂの何れかを備えている。
【００２３】
これらのインバータ１３，２３，３３それぞれには、商用電源などから入力された交流電圧を整流した電圧に変換する整流回路と、この整流した電圧を平滑するとともに後述のインバータ主回路からの負荷電流とスイッチング電流とを吸収する電力用電解コンデンサと、この電力用電解コンデンサの両端電圧を所望の周波数・振幅の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、このインバータの動作状態を制御する制御回路とから構成されている。
【００２４】
なお、これらの構成要素のうち、前記電力用電解コンデンサの寿命時間が、前記インバータ全体の寿命時間に対して支配的な値であることは周知である。
【００２５】
従って、以下のこの発明のインバータシステム８０を構成する運転状態設定器８１，８１ａ，８１ｂの動作説明においては、インバータ１３，２３，３３のうち、インバータ１３がインバータ２３，３３に比して、前記電力用電解コンデンサを長寿命化させるように予め設定する場合について記載する。
【００２６】
すなわち、この発明のインバータシステムの制御方法の第１の実施例として、運転状態設定器８１での設定により、インバータ１３がインバータ２３，３３に比して、その出力周波数を低減した値Ｋ（０．５≦Ｋ＜１．０）で運転させるように指令されているときには、圧力調節器７３の出力であるインバータ１３，２３，３３への周波数指令値に対して、インバータ１３の内部演算により、前記Ｋ倍した値で動作させるように指示する。
【００２７】
なお、この指示は、インバータ１３から給電されたモータ１２を介して駆動されるポンプ１１へのインバータ１３の出力電力が、インバータ２３，３３に比して、前記Ｋのほぼ３乗倍になることに着目してなされた指示である。
【００２８】
上述のように、前記インバータの出力電力の大小、すなわち、前記インバータそれぞれの出力電流の大小が、前記電力用電解コンデンサの寿命時間に対してほぼ逆比例関係にあることから、インバータ１３はインバータ２３，３３に比して、長寿命化運転を行わせることができ、従って、各インバータ１３，２３，３３が同時期に寿命を迎えることによるインバータシステム全体が停止状態に陥ることが回避できる。
【００２９】
また、この発明のインバータシステムの制御方法の第２の実施例として、運転状態設定器８１での設定により、インバータ１３がインバータ２３，３３に比して、その出力電流を低減した値Ｄ（０．５≦Ｄ＜１．０）で運転させるように指令されているときには、前記周波数指令値に対応した通常動作での出力電圧に基づく出力電流に対して、その振幅を前記Ｄ倍した電流値で動作させるように、インバータ１３の内部演算により、インバータ１３の出力電圧の振幅値を演算して指示する。
【００３０】
すなわち、前記インバータそれぞれの出力電流の大小が、前記電力用電解コンデンサの寿命時間に対してほぼ逆比例関係にあることから、インバータ１３はインバータ２３，３３に比して、長寿命化運転を行わせることができ、従って、このインバータシステム全体が停止状態に陥ることが回避できる。
【００３１】
また、この発明のインバータシステムの制御方法の第３の実施例として、運転状態設定器８１での設定により、インバータ１３でのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御の際のキャリア周波数を、インバータ１３の内部演算により、低減した値Ｇ（０．５≦Ｇ＜１．０）で運転させるように指示する。
【００３２】
なお、この指示は、インバータ１３から給電されたモータ１２を介して駆動されるポンプ１１へのインバータ１３の前記キャリア周波数でのスイッチング電流が、インバータ２３，３３に比して、ほぼ前記Ｇ倍になることに着目してなされた指示である。
【００３３】
すなわち、上述のインバータそれぞれの前記キャリア周波数の大小が、前記電力用電解コンデンサの寿命時間に対してほぼ逆比例関係にあることから、インバータ１３はインバータ２３，３３に比して、長寿命化運転を行わせることができる。従って、このインバータシステム全体が停止状態に陥ることが回避できる。
【００３４】
なお、運転状態設定器では、特定のインバータ（少なくとも１台のインバータ）を残りのインバータに比して、出力周波数を低減した値で運転、出力電流を低減した値で運転、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御の際のキャリア周波数を低減した値で運転のうちの複数の運転状態を設定できるようにしてもよい。
【００３５】
また、この発明のインバータシステムの制御方法の第４の実施例として、運転状態設定器では、最低限運転しなければならない出力周波数，出力電流，キャリア周波数の下限値を予め決めて設定しておく。つまり、運転状態設定器８１ａでは、運転状態設定器８１と同様に設定された前記Ｋ，Ｄ，Ｇの値に基づく低減した出力周波数、低減した出力電流、低減したキャリア周波数のうちの何れかが予め定めた下限値、例えば、このインバータの定格出力周波数の１／２、定格出力電流の１／２、キャリア周波数が２ｋＨｚより低下するときには、この下限値でインバータ１３を運転するように指令する。
【００３６】
その結果、インバータ１３はインバータ２３，３３に比して、長寿命化運転を行わせることができ、従って、このインバータシステム全体が停止状態に陥ることが回避できる。
【００３７】
また、この発明のインバータシステムの制御方法の第５の実施例として、運転状態設定器８１ｂでは、運転状態設定器８１と同様に設定された前記Ｋ，Ｄ，Ｇの値に基づく低減した出力周波数、低減した出力電流、低減したキャリア周波数のうちの何れかが予め定めた下限値、例えば、このインバータの定格出力周波数の１／２、定格出力電流の１／２、キャリア周波数が２ｋＨｚより低下するときには、インバータ１３の運転を停止するように指令する。
【００３８】
その結果、インバータ１３はインバータ２３，３３に比して、長寿命化運転を行わせることができ、従って、このインバータシステム全体が停止状態に陥ることが回避できる。
【００３９】
なお、上述の第４，５の実施例における前記下限値は、ポンプ１１，２１，３１それぞれを駆動するモータ１２，２２，３２それぞれを可変速制御するインバータ１３，２３，３３それぞれでの許容最低運転条件に基づいて設定される値である。
【００４０】
さらに、インバータ１３，２３，３３それぞれとして用いられる近年の汎用インバータでは、上述の如き外部からの指令などにより、この汎用インバータ内部の動作状態を変えることができる機能と、複数台の汎用インバータ間のデータ通信機能とを具備して製作されていることから、圧力設定器７１、加算演算器７２、圧力調節器７３、運転状態設定器８１，８１ａ，８１ｂそれぞれの機能を具現するために新たなハード回路を設ける必要が無く、複数台の汎用インバータのみでこの発明のインバータシステムの制御方法を実現させることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２０，５０…逆止弁、１１，２１，３１，５１…ポンプ、１２，２２，３２，５２…モータ、１３，２３，３３…インバータ、６０…圧力検出器、７０…インバータシステム、７１…圧力設定器、７２…加算演算器、７３…圧力調節器、８０…インバータシステム、８１，８１ａ，８１ｂ…運転状態設定器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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