(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相誘導モータの主巻線の両端に補助巻線と運転用のコンデンサを直列接続したモータ補助回路を設けた単相誘導モータポンプの渇水運転防止装置において、上記主巻線の両端のモータ端子電圧を検出するモータ端子電圧検出回路と、上記運転用のコンデンサの両端のコンデンサ端子電圧を検出するコンデンサ端子電圧検出回路と、上記モータ主回路に付設された主回路開閉器と、上記モータ端子電圧検出回路およびコンデンサ端子電圧検出回路が入力側に接続され、それぞれの検出回路で検出されたモータ端子電圧とコンデンサ端子電圧に基づいて上記主回路開閉器を開閉するコントロールボックスとを備え、上記コントロールボックスは上記単相誘導モータの無負荷運転状態での上記モータ端子電圧と上記コンデンサ端子電圧の関係を表す数式１で求められるモータ固有の定数を設定すると共に、運転中における上記モータ端子電圧とコンデンサ端子電圧を比較する数式２により条件値が設定され、ポンプ渇水状態運転への移行条件としてタイミング定数を設定し、上記比較の数式２に達した時に渇水状態と判定して、上記主回路開閉器を動作させ上記モータ主回路を遮断することを特徴とする、水位センサレス単相誘導モータポンプの渇水運転防止装置。
0004336132.tif 000005
【請求項２】
前記主回路開閉器が半導体素子を主体とする無接点方式のものであることを特徴とする、請求項１記載の水位センサレス単相誘導モータポンプの渇水運転防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、水位センサレス単相誘導モータポンプの渇水運転防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電極やフロート等の水位センサを用いない水位センサレスポンプの運転制御については従来は、モータに供給される電圧と電流の位相差を検出する位相差検出手段と、その検出値が所定のしきい値に達したときに水中ポンプを停止させるポンプ制御手段を設けている（例えば、特許文献1参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２２０９３号公報  （要約）
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
しかし特許文献１のように電流や力率を検出して無負荷の判別を行う方式のポンプでは、例えば供給される電源電圧が高ければ検出される力率が低下するため、あたかも負荷が軽減されたと誤判別されてしまう。即ち該供給電源の電圧変動や温度変化等外部の変動要因により影響されて上記検出値が運転状態を判別するための判別真正値と相違するため、制御精度が悪くて有効な渇水運転防止を期待することができない。
【０００５】
本発明の目的は、外部の変動要因に影響されることなく有効に機能する、水位センサレス単相誘導モータポンプの渇水運転防止防止装置を提供することにある。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
本発明に係る水位センサレス単相誘導モータポンプの渇水運転防止装置では、単相誘導モータの主巻線の両端に補助巻線と運転用のコンデンサを直列接続したモータ補助回路を設けた単相誘導モータポンプの渇水運転防止装置において、上記主巻線の両端のモータ端子電圧を検出するモータ端子電圧検出回路と、上記運転用のコンデンサの両端のコンデンサ端子電圧を検出するコンデンサ端子電圧検出回路と、上記モータ主回路に付設された主回路開閉器と、上記モータ端子電圧検出回路およびコンデンサ端子電圧検出回路が入力側に接続され、それぞれの検出回路で検出されたモータ端子電圧とコンデンサ端子電圧に基づいて上記主回路開閉器を開閉するコントロールボックスとを備え、上記コントロールボックスは上記単相誘導モータの無負荷運転状態での上記モータ端子電圧と上記コンデンサ端子電圧の関係を表す数式１で求められるモータ固有の定数を設定すると共に、運転中における上記モータ端子電圧とコンデンサ端子電圧を比較する数式２により条件値が設定され、ポンプ渇水状態運転への移行条件としてタイミング定数を設定し、上記比較の数式２に達した時に渇水状態と判定して、上記主回路開閉器を動作させ上記モータ主回路を遮断する該主回路開閉器が半導体素子を主体とする無接点方式のもを採用することもある。
0004336132.tif 000002
【０００７】
【発明の実施の態様】
以下の図１ないし図５の実施例により説明をする。
【０００８】
１はポンプ駆動用のモータ、２は主巻線、３は補助巻線、４は運転用のコンデンサ、５はモータ端子電圧検出回路、６はコンデンサ端子電圧検出回路、７はコントロールボックスであり、その入力側はモータ端子電圧検出回路５およびコンデンサ端子電圧検出回路６にそれぞれ接続されている。８はコントロールボックス７からの電気出力信号により開閉される主回路開閉器であり、図１に示されているよう可動部を有する有接点方式のものでよいが、図２に示されるようトライアック等の半導体素子を主体とする無接点方式のものとすることが望ましい。
【０００９】
本発明ではポンプ渇水運転状態がほぼ無負荷状態に近似するとして、コンデンサ４を用いた単相誘導モータの巻線に起因するモータ特性を利用し、無負荷運転状態でのモータ端子電圧とコンデンサ端子電圧との比率から求められるモータ固有の定数を定めるが、それについては下記の数式１が用いられる。
【００１０】
【数１】
0004336132.tif 000003
【００１１】
次に上記モータ特性を基に運転中におけるモータ１内のモータ端子電圧およびコンデンサ端子電圧を検出・比較・判定をコントロールボックス７で行わせるが、それにつれては下記の数式２により所定の条件値が設定される。
【００１２】
【数２】
0004336132.tif 000004
【００１３】
そしてポンプ渇水状態運転への移行条件として前記タイミング定数βを予め任意に設定し、前記数式２の条件値に達したときに、渇水状態と判定して主回路開閉器８によりモータ電源が供給されるモータ主回路を遮断するのであるが、主回路開閉器８を図２に示すよう、半導体素子を主体とする無接点方式のものとしておけば、接点荒れ等を生じることがなく、図１に示された有接点方式のものよりも有利となる。また、図３および図４に示された電圧変化率（△Ｖｃ／Ｖ１）は、負荷変動１０％に対して３％程度であるため、本実施例では概ね電圧変化率を５％レスと想定として、上記タイミング定数βを約０．９５に設定することが望ましい。そして本発明装置によるポンプ運転制御の流れは図５のようになる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、外部の変動要因に影響されることなく有効に機能する、水位センサレス単相誘導モータポンプの渇水運転防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置の回路図であって、主回路開閉器として可動部を有する有接点式のものを用いた事例を示す。
【図２】  本発明装置の回路図であって、主回路開閉器として半導体素子を主体とした無接点式のものを用いた事例を示す。
【図３】  本発明におけるモータ巻線に起因する、すべりとコンデンサ端子電圧の関係を示すモータ特性図である。
【図４】  本発明における入力電源の電圧変動状態での、すべりとコンデンサ端子電圧の関係を示すモータ特性図である。
【図５】  本発明によるポンプ運転制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１      ポンプ駆動用のモータ
２      主巻線
３      補助巻線
４      運転用のコンデンサ
５      モータ端子電圧検出回路
６      コンデンサ端子電圧検出回路
７      コントロールボックス
８      主回路開閉器
【図１】
0004336132.tif 000006
【図２】
0004336132.tif 000007
【図３】
0004336132.tif 000008
【図４】
0004336132.tif 000009
【図５】
0004336132.tif 000010