JP2001342989A - Ｄｃポンプの駆動制御方法 - Google Patents
Ｄｃポンプの駆動制御方法Info
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流量センサ等を必要とせず、あらゆる配管状
況に対応してポンプの定格流量を過不足なく確保すると
ともに無駄な電力を消費しないＤＣポンプの駆動制御方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＤＣポンプが任意の配管系に設置された
場合、定格電圧Ｖ０印加時のポンプ特性をデータとして
記憶する記憶手段と、巻線電流を検出するため電流検出
手段１１を備え、前記電流検出手段１１の出力信号と印
加電圧の値を用い、流量を演算するための流量演算手段
１２を備え、流量が目標流量になるように印加電圧を調
整する電圧調整手段により制御する。
況に対応してポンプの定格流量を過不足なく確保すると
ともに無駄な電力を消費しないＤＣポンプの駆動制御方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ＤＣポンプが任意の配管系に設置された
場合、定格電圧Ｖ０印加時のポンプ特性をデータとして
記憶する記憶手段と、巻線電流を検出するため電流検出
手段１１を備え、前記電流検出手段１１の出力信号と印
加電圧の値を用い、流量を演算するための流量演算手段
１２を備え、流量が目標流量になるように印加電圧を調
整する電圧調整手段により制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアコンや給湯機
などの家電機器に使用され、能力可変を特徴とするＤＣ
ブラシレスモータを駆動源とするＤＣポンプの駆動制御
方法に関するものである。
などの家電機器に使用され、能力可変を特徴とするＤＣ
ブラシレスモータを駆動源とするＤＣポンプの駆動制御
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】機器組込み用の循環ポンプにおいて給湯
機に代表されるように、従来はＡＣモータを駆動源とす
るため、ポンプの能力可変ができず、更に商用電源の周
波数５０／６０Ｈｚによってポンプの能力が変わってし
まっていた。このことを図８の従来例におけるＡＣモー
タを駆動源とするポンプ特性を示す図により説明する。
機に代表されるように、従来はＡＣモータを駆動源とす
るため、ポンプの能力可変ができず、更に商用電源の周
波数５０／６０Ｈｚによってポンプの能力が変わってし
まっていた。このことを図８の従来例におけるＡＣモー
タを駆動源とするポンプ特性を示す図により説明する。
【０００３】図８において、１０１は商用電源周波数５
０Ｈｚのポンプ特性で、１０２は商用電源周波数６０Ｈ
ｚのポンプ特性である。この特性線図から明らかなよう
に、商用電源周波数６０Ｈｚのほうが、５０Ｈｚよりポ
ンプ性能が高いのが一般的である。また、１０３はある
配管系における商用電源周波数６０Ｈｚのポンプの運転
点である。そして、１０４はポンプ能力として必要な定
格流量Ｑ０で、一般的に機器組込みポンプで必要なこと
は、どんな配管条件でも定格流量が確保されることであ
り、且つ余分なエネルギーを消費せず効率が良いことで
ある。
０Ｈｚのポンプ特性で、１０２は商用電源周波数６０Ｈ
ｚのポンプ特性である。この特性線図から明らかなよう
に、商用電源周波数６０Ｈｚのほうが、５０Ｈｚよりポ
ンプ性能が高いのが一般的である。また、１０３はある
配管系における商用電源周波数６０Ｈｚのポンプの運転
点である。そして、１０４はポンプ能力として必要な定
格流量Ｑ０で、一般的に機器組込みポンプで必要なこと
は、どんな配管条件でも定格流量が確保されることであ
り、且つ余分なエネルギーを消費せず効率が良いことで
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＡＣポンプは商用電源
の電圧変動から直接発生する直流電源の電圧変動のた
め、ポンプとしての能力を電圧変動の中間値で保証する
と電圧変動の下限値でポンプ性能が大きくダウンしてし
まう。また、機器に組込まれるポンプは、電圧変動の下
限値でポンプ性能を保証すると遠心ポンプの場合では流
量が大きくなる程、消費電力が増大するため、電圧変動
の上限値で消費電力が上昇し、ポンプは電子素子や基板
や巻線等の部品の許容温度条件を超えてしまう。つま
り、ＡＣモータを駆動源とするポンプでは、配管状況や
商用電源の周波数に対応するために、例えばインバータ
制御等により能力制御する必要があった。さらに特公昭
５９−４７１５５号公報に記載のように、能力制御がで
きるＡＣモータを駆動源とするポンプを使用する場合で
も、定格流量を確保するため流量センサを必要とする課
題を有していた。
の電圧変動から直接発生する直流電源の電圧変動のた
め、ポンプとしての能力を電圧変動の中間値で保証する
と電圧変動の下限値でポンプ性能が大きくダウンしてし
まう。また、機器に組込まれるポンプは、電圧変動の下
限値でポンプ性能を保証すると遠心ポンプの場合では流
量が大きくなる程、消費電力が増大するため、電圧変動
の上限値で消費電力が上昇し、ポンプは電子素子や基板
や巻線等の部品の許容温度条件を超えてしまう。つま
り、ＡＣモータを駆動源とするポンプでは、配管状況や
商用電源の周波数に対応するために、例えばインバータ
制御等により能力制御する必要があった。さらに特公昭
５９−４７１５５号公報に記載のように、能力制御がで
きるＡＣモータを駆動源とするポンプを使用する場合で
も、定格流量を確保するため流量センサを必要とする課
題を有していた。
【０００５】本発明は、流量センサ等を必要とせず、あ
らゆる配管状況に対応してポンプの定格流量を過不足な
く確保するとともに無駄な電力を消費しないＤＣポンプ
の駆動制御方法を提供することを目的とする。
らゆる配管状況に対応してポンプの定格流量を過不足な
く確保するとともに無駄な電力を消費しないＤＣポンプ
の駆動制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＤＣモータを
駆動源とするポンプが任意の配管系に設置された場合に
おいて、定格電圧Ｖ０印加時の流量と揚程と電流のポン
プ特性をデータとして記憶する記憶手段と、巻線電流を
検出するため電流検出手段を備え、前記電流検出手段の
出力信号と印加電圧の値を用い、流量＝係数１×電流＋
係数２×印加電圧＋係数３の式で流量を演算するための
流量演算手段を備え、前記流量演算手段で演算された結
果を受け、流量が前記記憶装置に記憶された目標流量に
なるように印加電圧を調整する電圧調整手段により制御
することを特徴とする。
駆動源とするポンプが任意の配管系に設置された場合に
おいて、定格電圧Ｖ０印加時の流量と揚程と電流のポン
プ特性をデータとして記憶する記憶手段と、巻線電流を
検出するため電流検出手段を備え、前記電流検出手段の
出力信号と印加電圧の値を用い、流量＝係数１×電流＋
係数２×印加電圧＋係数３の式で流量を演算するための
流量演算手段を備え、前記流量演算手段で演算された結
果を受け、流量が前記記憶装置に記憶された目標流量に
なるように印加電圧を調整する電圧調整手段により制御
することを特徴とする。
【０００７】また、ＤＣモータを駆動源とするポンプが
任意の配管系に設置された場合において、定格電圧Ｖ０
印加時のポンプ特性（流量Ｑ，揚程Ｈ，電流Ｉ）をデー
タとして記憶する記憶手段と巻線電流を検出するための
電流検出手段を備え、且つ前記の式で流量を演算するた
めの流量演算手段を備え、前記電流検出手段の出力信号
と印加電圧を用い前記流量演算手段で演算された結果を
受け、流量が目標流量になるように前記記憶手段に記憶
された目標流量における電流を参照し、電流を調整する
電流調整手段、例えばＰＷＭ制御、電流リミッター回路
等により制御することを特徴とするポンプの制御装置と
することによって流量センサ等のセンサを必要とせず
に、あらゆる配管状況に対応して、ポンプの定格流量を
過不足なく確保し、無駄な電力を消費しない制御ができ
る。
任意の配管系に設置された場合において、定格電圧Ｖ０
印加時のポンプ特性（流量Ｑ，揚程Ｈ，電流Ｉ）をデー
タとして記憶する記憶手段と巻線電流を検出するための
電流検出手段を備え、且つ前記の式で流量を演算するた
めの流量演算手段を備え、前記電流検出手段の出力信号
と印加電圧を用い前記流量演算手段で演算された結果を
受け、流量が目標流量になるように前記記憶手段に記憶
された目標流量における電流を参照し、電流を調整する
電流調整手段、例えばＰＷＭ制御、電流リミッター回路
等により制御することを特徴とするポンプの制御装置と
することによって流量センサ等のセンサを必要とせず
に、あらゆる配管状況に対応して、ポンプの定格流量を
過不足なく確保し、無駄な電力を消費しない制御ができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、ＤＣモ
ータを駆動源とするポンプが任意の配管系に設置された
場合において、定格電圧Ｖ０印加時の流量と揚程と電流
のポンプ特性をデータとして記憶する記憶手段と、巻線
電流を検出するため電流検出手段を備え、前記電流検出
手段の出力信号と印加電圧の値を用い、流量＝係数１×
電流＋係数２×印加電圧＋係数３の式で流量を演算する
ための流量演算手段を備え、前記流量演算手段で演算さ
れた結果を受け、流量が前記記憶装置に記憶された目標
流量になるように印加電圧を調整する電圧調整手段によ
り制御することを特徴とするＤＣポンプの駆動制御方法
であり、電流検出手段のみの信号から任意の配管系で定
格流量を過不足なく確保できると共に、必要最小限の消
費電力に抑制されるという作用を有する。
ータを駆動源とするポンプが任意の配管系に設置された
場合において、定格電圧Ｖ０印加時の流量と揚程と電流
のポンプ特性をデータとして記憶する記憶手段と、巻線
電流を検出するため電流検出手段を備え、前記電流検出
手段の出力信号と印加電圧の値を用い、流量＝係数１×
電流＋係数２×印加電圧＋係数３の式で流量を演算する
ための流量演算手段を備え、前記流量演算手段で演算さ
れた結果を受け、流量が前記記憶装置に記憶された目標
流量になるように印加電圧を調整する電圧調整手段によ
り制御することを特徴とするＤＣポンプの駆動制御方法
であり、電流検出手段のみの信号から任意の配管系で定
格流量を過不足なく確保できると共に、必要最小限の消
費電力に抑制されるという作用を有する。
【０００９】請求項２に記載の発明は、ＤＣモータを駆
動源とするポンプが任意の配管系に設置された場合にお
いて、定格電圧Ｖ０印加時の流量と揚程と電流のポンプ
特性をデータとして記憶する記憶手段と、巻線電流を検
出するため電流検出手段を備え、前記電流検出手段の出
力信号と印加電圧を用い、流量＝係数１×電流＋係数２
×印加電圧＋係数３の式で流量を演算するための流量演
算手段を備え、前記流量演算手段で演算された結果を受
け、流量が前記記憶装置に記憶された目標流量になるよ
うに電流のみを調整する電流調整手段により制御するこ
とを特徴とするＤＣポンプの駆動制御方法であり、電流
検出手段のみの信号から任意の配管系で定格流量を過不
足なく確保できると共に、必要最小限の消費電力に抑制
できるという作用を有する。
動源とするポンプが任意の配管系に設置された場合にお
いて、定格電圧Ｖ０印加時の流量と揚程と電流のポンプ
特性をデータとして記憶する記憶手段と、巻線電流を検
出するため電流検出手段を備え、前記電流検出手段の出
力信号と印加電圧を用い、流量＝係数１×電流＋係数２
×印加電圧＋係数３の式で流量を演算するための流量演
算手段を備え、前記流量演算手段で演算された結果を受
け、流量が前記記憶装置に記憶された目標流量になるよ
うに電流のみを調整する電流調整手段により制御するこ
とを特徴とするＤＣポンプの駆動制御方法であり、電流
検出手段のみの信号から任意の配管系で定格流量を過不
足なく確保できると共に、必要最小限の消費電力に抑制
できるという作用を有する。
【００１０】請求項３に記載の発明は、前記電流調整手
段をＰＷＭ制御とすることを特徴とする請求項２に記載
のＤＣポンプの駆動制御方法であり、電流検出手段のみ
の信号から任意の配管系で定格流量を過不足なく確保で
きるとともに、必要最小源の消費電力に抑制できるとい
う作用を有する。
段をＰＷＭ制御とすることを特徴とする請求項２に記載
のＤＣポンプの駆動制御方法であり、電流検出手段のみ
の信号から任意の配管系で定格流量を過不足なく確保で
きるとともに、必要最小源の消費電力に抑制できるとい
う作用を有する。
【００１１】請求項４に記載の発明は、前記電流調整手
段を電流リミッターとすることを特徴とする請求項２に
記載のＤＣポンプの駆動制御方法であり、電流検出手段
のみの信号から任意の配管系で定格流量を過不足なく確
保できると共に、必要最小限の消費電力に抑制できると
いう作用を有する。
段を電流リミッターとすることを特徴とする請求項２に
記載のＤＣポンプの駆動制御方法であり、電流検出手段
のみの信号から任意の配管系で定格流量を過不足なく確
保できると共に、必要最小限の消費電力に抑制できると
いう作用を有する。
【００１２】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について図１〜図３を用いて説明する。
態１について図１〜図３を用いて説明する。
【００１３】図１は本発明の実施の形態１におけるブロ
ック図である。
ック図である。
【００１４】図１において、１１は駆動源であるＤＣモ
ータの巻線電流を検出する電流検出手段、１２は電流検
出手段１１の出力及び制御手段（後述）からの印加電圧
によりポンプの流量を算定する流量演算手段、１３はポ
ンプの定格流量Ｑ０を記憶し流量演算手段１２より算定
した流量と比較する流量比較手段、１４はモータの印加
電圧の大きさを調整する電圧調整信号１５を出力し流量
演算手段１２で予測された流量Ｑ１から定格流量Ｑ０に
制御する制御手段、１６は複数のトランジスタ群で構成
されるドライブ手段である。また、制御手段１４はモー
タの複数の巻線に流す電流を切り換える複数のトランジ
スタ群で構成されるドライブ手段１６のどのトランジス
タをオンするか決定するドライブ制御信号１７を生成す
る。ドライブ手段１６はドライブ制御信号１７と電圧調
整信号１５を入力し、２つの信号を合成して出力する。
ータの巻線電流を検出する電流検出手段、１２は電流検
出手段１１の出力及び制御手段（後述）からの印加電圧
によりポンプの流量を算定する流量演算手段、１３はポ
ンプの定格流量Ｑ０を記憶し流量演算手段１２より算定
した流量と比較する流量比較手段、１４はモータの印加
電圧の大きさを調整する電圧調整信号１５を出力し流量
演算手段１２で予測された流量Ｑ１から定格流量Ｑ０に
制御する制御手段、１６は複数のトランジスタ群で構成
されるドライブ手段である。また、制御手段１４はモー
タの複数の巻線に流す電流を切り換える複数のトランジ
スタ群で構成されるドライブ手段１６のどのトランジス
タをオンするか決定するドライブ制御信号１７を生成す
る。ドライブ手段１６はドライブ制御信号１７と電圧調
整信号１５を入力し、２つの信号を合成して出力する。
【００１５】図２は本発明の実施の形態１における可変
能力のポンプ特性を示す図であり、図２において、基本
となる定格電圧Ｖ０を印加したときのポンプ特性を実線
で表し、ある流量流れた時の配管圧力損失を破線で表し
ている。ポイントＡ１は定格電圧１３５Ｖ印加時のポン
プ定格点である流量１０Ｌ／ｍｉｎ，揚程１０ｍ，電流
０．７４Ａを表している。次に、ある配管系にポンプが
設置された場合、定格電圧１３５Ｖが印加された時の運
転点（流量Ｑ１，揚程Ｈ１，電流Ｉ１）をＢ１とする。
能力のポンプ特性を示す図であり、図２において、基本
となる定格電圧Ｖ０を印加したときのポンプ特性を実線
で表し、ある流量流れた時の配管圧力損失を破線で表し
ている。ポイントＡ１は定格電圧１３５Ｖ印加時のポン
プ定格点である流量１０Ｌ／ｍｉｎ，揚程１０ｍ，電流
０．７４Ａを表している。次に、ある配管系にポンプが
設置された場合、定格電圧１３５Ｖが印加された時の運
転点（流量Ｑ１，揚程Ｈ１，電流Ｉ１）をＢ１とする。
【００１６】一方、電圧と電流特性の関係は実験結果に
より図２に示す特性として示される。そして、この実験
による特性図から、流量と電流及び電圧との関係は次式
で近似される。
より図２に示す特性として示される。そして、この実験
による特性図から、流量と電流及び電圧との関係は次式
で近似される。
【００１７】 流量＝２２２．２２×電流−０．８９×印加電圧・・・（１） そこで、巻線電流を検出するための電流検出回路により
電流信号を検知し、その信号と印加電圧の値を用い、流
量を流量演算回路において式（１）の下に演算した結果
と定格流量を比較する。流量が定格流量より多いので印
加電圧を減少させて、運転点Ｂ１から定格流量１０Ｌ／
ｍｉｎになるように制御する。制御後のポンプ特性を一
点鎖線で示しているが、その線上の運転点Ｃ１（流量１
０Ｌ／ｍｉｎ，揚程５．８ｍ，印加電圧１００Ｖ，電流
０．４１Ａ）に移動し、目標流量を確保できる。なお、
図３に本発明の実施の形態１における電流と電圧と流量
の関係の実験結果を示す図を示す。
電流信号を検知し、その信号と印加電圧の値を用い、流
量を流量演算回路において式（１）の下に演算した結果
と定格流量を比較する。流量が定格流量より多いので印
加電圧を減少させて、運転点Ｂ１から定格流量１０Ｌ／
ｍｉｎになるように制御する。制御後のポンプ特性を一
点鎖線で示しているが、その線上の運転点Ｃ１（流量１
０Ｌ／ｍｉｎ，揚程５．８ｍ，印加電圧１００Ｖ，電流
０．４１Ａ）に移動し、目標流量を確保できる。なお、
図３に本発明の実施の形態１における電流と電圧と流量
の関係の実験結果を示す図を示す。
【００１８】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について図４及び図５を用いて説明する。
態２について図４及び図５を用いて説明する。
【００１９】図４は本発明の実施の形態２におけるブロ
ック図である。図４において、２１は駆動源であるＤＣ
モータの巻線電流を検出する電流検出手段、２２は電流
検出手段２１の出力及び制御手段（後述）からの印加電
圧信号によりポンプの流量を算定する流量演算手段、２
３はポンプの定格流量Ｑ０を記憶し流量演算手段２２よ
り算定した流量と比較する流量比較手段、２４はＰＷＭ
制御手段である。ＰＷＭ制御手段２４は、モータの電流
の大きさを調整する電流調整信号２５を出力する。さら
に、２６は流量演算手段２２で予測された流量Ｑ１から
定格流量Ｑ０に制御する制御手段、２７は複数のトラン
ジスタ群で構成されるドライブ手段である。制御手段２
６はモータの複数の巻線に流す電流を切り換える複数の
トランジスタ群で構成されるドライブ手段２７のどのト
ランジスタをオンするかを決定するドライブ制御信号２
８を生成する。また、ドライブ手段２７はドライブ制御
信号２８と電流調整信号２５を入力し、２つの信号を合
成して出力する。
ック図である。図４において、２１は駆動源であるＤＣ
モータの巻線電流を検出する電流検出手段、２２は電流
検出手段２１の出力及び制御手段（後述）からの印加電
圧信号によりポンプの流量を算定する流量演算手段、２
３はポンプの定格流量Ｑ０を記憶し流量演算手段２２よ
り算定した流量と比較する流量比較手段、２４はＰＷＭ
制御手段である。ＰＷＭ制御手段２４は、モータの電流
の大きさを調整する電流調整信号２５を出力する。さら
に、２６は流量演算手段２２で予測された流量Ｑ１から
定格流量Ｑ０に制御する制御手段、２７は複数のトラン
ジスタ群で構成されるドライブ手段である。制御手段２
６はモータの複数の巻線に流す電流を切り換える複数の
トランジスタ群で構成されるドライブ手段２７のどのト
ランジスタをオンするかを決定するドライブ制御信号２
８を生成する。また、ドライブ手段２７はドライブ制御
信号２８と電流調整信号２５を入力し、２つの信号を合
成して出力する。
【００２０】図５は本発明の実施の形態２における可変
能力のポンプ特性を示す図で、図５において、基本とな
る定格電圧Ｖ０を印加した時のポンプ特性を実線で表
し、ある流量流れた時の配管圧力損失を破線で表してい
る。ポイントＡ２は定格電圧１３５Ｖ印加時のポンプ定
格点である流量１０Ｌ／ｍｉｎ，揚程１０ｍ，電流０．
７４Ａを表している。次にある配管系にポンプが設置さ
れた場合、定格電圧１３５Ｖが印加された時の運転点
（流量Ｑ１，揚程Ｈ１，電流Ｉ１）をＢ２とする。そこ
で巻線電流を検出するための電流検出回路により電流信
号を検知し、その信号と印加電圧の値を用い、流量を流
量演算回路で上記の式（１）の下に演算した結果と定格
流量を比較して流量が定格流量より高いので、記憶手段
に記憶された目標流量における電流を参照し、ＰＷＭ制
御によりデュティを１００％から５０％に下げること、
つまり電流を記憶手段から得た数値０．４５Ａに電流値
を合せることによって、運転点Ｂ２から定格流量１０Ｌ
／ｍｉｎに流量制御した結果、制御後のポンプ特性を一
点鎖線で示しているように運転点がＣ２（流量１０Ｌ／
ｍｉｎ，揚程５．８ｍ，印加電圧１００Ｖ，電流０．４
１Ａ）に移動し、目標流量を確保できる。
能力のポンプ特性を示す図で、図５において、基本とな
る定格電圧Ｖ０を印加した時のポンプ特性を実線で表
し、ある流量流れた時の配管圧力損失を破線で表してい
る。ポイントＡ２は定格電圧１３５Ｖ印加時のポンプ定
格点である流量１０Ｌ／ｍｉｎ，揚程１０ｍ，電流０．
７４Ａを表している。次にある配管系にポンプが設置さ
れた場合、定格電圧１３５Ｖが印加された時の運転点
（流量Ｑ１，揚程Ｈ１，電流Ｉ１）をＢ２とする。そこ
で巻線電流を検出するための電流検出回路により電流信
号を検知し、その信号と印加電圧の値を用い、流量を流
量演算回路で上記の式（１）の下に演算した結果と定格
流量を比較して流量が定格流量より高いので、記憶手段
に記憶された目標流量における電流を参照し、ＰＷＭ制
御によりデュティを１００％から５０％に下げること、
つまり電流を記憶手段から得た数値０．４５Ａに電流値
を合せることによって、運転点Ｂ２から定格流量１０Ｌ
／ｍｉｎに流量制御した結果、制御後のポンプ特性を一
点鎖線で示しているように運転点がＣ２（流量１０Ｌ／
ｍｉｎ，揚程５．８ｍ，印加電圧１００Ｖ，電流０．４
１Ａ）に移動し、目標流量を確保できる。
【００２１】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３について図６及び図７を用いて説明する。
３について図６及び図７を用いて説明する。
【００２２】図６は本発明の実施の形態３におけるブロ
ック図である。図６において、３１は駆動源であるＤＣ
モータの巻線電流を検出する電流検出手段、３２は電流
検出手段３１の出力及び制御手段（後述）からの印加電
圧信号によりポンプの流量を算定する流量演算手段、３
３はポンプの定格流量Ｑ０を記憶し流量演算手段３２よ
り算定した流量と比較する流量比較手段、３４はリミッ
タ制御手段である。このリミッタ制御手段３４はポンプ
の電流を調整する電流調整信号３５を出力する。さら
に、３６は流量演算手段３２で予測された流量Ｑ１から
定格流量Ｑ０に制御する制御手段、３７は複数のトラン
ジスタ群で構成されるドライブ手段である。制御手段３
６はモータの複数の巻線に流す電流を切り換える複数の
トランジスタ群で構成されるドライブ手段３７のどのト
ランジスタをオンするかを決定するドライブ制御信号３
８を生成する。また、ドライブ手段３７はドライブ制御
信号３８と電流調整信号３５を入力し、２つの信号を合
成して出力する。
ック図である。図６において、３１は駆動源であるＤＣ
モータの巻線電流を検出する電流検出手段、３２は電流
検出手段３１の出力及び制御手段（後述）からの印加電
圧信号によりポンプの流量を算定する流量演算手段、３
３はポンプの定格流量Ｑ０を記憶し流量演算手段３２よ
り算定した流量と比較する流量比較手段、３４はリミッ
タ制御手段である。このリミッタ制御手段３４はポンプ
の電流を調整する電流調整信号３５を出力する。さら
に、３６は流量演算手段３２で予測された流量Ｑ１から
定格流量Ｑ０に制御する制御手段、３７は複数のトラン
ジスタ群で構成されるドライブ手段である。制御手段３
６はモータの複数の巻線に流す電流を切り換える複数の
トランジスタ群で構成されるドライブ手段３７のどのト
ランジスタをオンするかを決定するドライブ制御信号３
８を生成する。また、ドライブ手段３７はドライブ制御
信号３８と電流調整信号３５を入力し、２つの信号を合
成して出力する。
【００２３】図７は本発明の実施の形態３における可変
能力のポンプ特性を示す図で、図７において、基本とな
る定格電圧Ｖ０を印加したときポンプ特性を実線で表
し、ある流量流れた時の配管圧力損失を破線で表してい
る。ポイントＡ３は定格電圧１３５Ｖ印加時のポンプ定
格点である流量１０Ｌ／ｍｉｎ，揚程１０ｍ，電流０．
７４Ａを表している。次にある配管系にポンプが設置さ
れた場合、定格電圧１３５Ｖが印加された時の運転点
（流量Ｑ１，揚程Ｈ１，回転数Ｎ１）をＢ３とする。そ
こで巻線電流を検出するための電流検出回路により電流
信号を検知し、その信号と印加電圧の値を用い、流量を
流量演算回路で上記の式（１）の下に演算する。その演
算結果と定格流量を比較して流量が定格流量より高いの
で、記憶手段に記憶された目標流量における電流を参照
し、電流リミッターにより電流を参照電流値０．４５Ａ
に減少させる。これにより、制御後のポンプ特性を一点
鎖線で示しているように運転点Ｂ３から目標流量１０Ｌ
／ｍｉｎに流量制御した結果、運転点がＣ３（流量１０
Ｌ／ｍｉｎ，揚程６．５ｍ，印加電圧１３５Ｖ，電流
０．４５Ａ）に移動し、目標流量を確保できる。
能力のポンプ特性を示す図で、図７において、基本とな
る定格電圧Ｖ０を印加したときポンプ特性を実線で表
し、ある流量流れた時の配管圧力損失を破線で表してい
る。ポイントＡ３は定格電圧１３５Ｖ印加時のポンプ定
格点である流量１０Ｌ／ｍｉｎ，揚程１０ｍ，電流０．
７４Ａを表している。次にある配管系にポンプが設置さ
れた場合、定格電圧１３５Ｖが印加された時の運転点
（流量Ｑ１，揚程Ｈ１，回転数Ｎ１）をＢ３とする。そ
こで巻線電流を検出するための電流検出回路により電流
信号を検知し、その信号と印加電圧の値を用い、流量を
流量演算回路で上記の式（１）の下に演算する。その演
算結果と定格流量を比較して流量が定格流量より高いの
で、記憶手段に記憶された目標流量における電流を参照
し、電流リミッターにより電流を参照電流値０．４５Ａ
に減少させる。これにより、制御後のポンプ特性を一点
鎖線で示しているように運転点Ｂ３から目標流量１０Ｌ
／ｍｉｎに流量制御した結果、運転点がＣ３（流量１０
Ｌ／ｍｉｎ，揚程６．５ｍ，印加電圧１３５Ｖ，電流
０．４５Ａ）に移動し、目標流量を確保できる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明のＤＣポンプの駆動
制御方法では、流量センサ等のセンサをわざわざ追加装
備せずに、あらゆる配管状況に対応して、ポンプの定格
流量を過不足なく確保し、無駄な電力を消費しない制御
ができる。
制御方法では、流量センサ等のセンサをわざわざ追加装
備せずに、あらゆる配管状況に対応して、ポンプの定格
流量を過不足なく確保し、無駄な電力を消費しない制御
ができる。
【図１】本発明の実施の形態１におけるブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における可変能力のポン
プ特性を示す図
プ特性を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における電流と電圧と流
量の関係の実験結果を示す図
量の関係の実験結果を示す図
【図４】本発明の実施の形態２におけるブロック図
【図５】本発明の実施の形態２における可変能力のポン
プ特性を示す図
プ特性を示す図
【図６】本発明の実施の形態３におけるブロック図
【図７】本発明の実施の形態３における可変能力のポン
プ特性を示す図
プ特性を示す図
【図８】従来例におけるＡＣモータを駆動源とするポン
プ特性を示す図
プ特性を示す図
１１ 電流検出手段 １２ 流量演算手段 １３ 流量比較手段 １４ 制御手段 １５ 電圧調整信号 １６ ドライブ手段 １７ ドライブ制御信号 ２１ 電流検出手段 ２２ 流量演算手段 ２３ 流量比較手段 ２４ ＰＷＭ制御手段 ２５ 電流調整信号 ２６ 制御手段 ２７ ドライブ手段 ３１ 電流検出手段 ３２ 流量演算手段 ３３ 流量比較手段 ３４ リミッタ制御手段 ３５ 電流調整信号 ３６ 制御手段 ３７ ドライブ手段 １０１ 商用電源周波数５０Ｈｚのポンプ特性 １０２ 商用電源周波数６０Ｈｚのポンプ特性 １０３ ある配管系における商用電源周波数６０Ｈｚの
ポンプの運転点 １０４ ポンプ能力として必要な定格流量Ｑ０
ポンプの運転点 １０４ ポンプ能力として必要な定格流量Ｑ０
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H020 AA01 BA06 BA12 BA18 CA04 CA08 DA04 EA10 EA11 3H045 AA05 AA09 AA12 AA23 AA27 BA13 CA21 DA08 5H571 AA11 BB02 BB03 GG04 HA08 HD02 LL22 MM02 MM04
Claims (4)
- 【請求項１】ＤＣモータを駆動源とするポンプが任意の
配管系に設置された場合において、定格電圧Ｖ０印加時
の流量と揚程と電流のポンプ特性をデータとして記憶す
る記憶手段と、巻線電流を検出するため電流検出手段を
備え、前記電流検出手段の出力信号と印加電圧の値を用
い、流量＝係数１×電流＋係数２×印加電圧＋係数３の
式で流量を演算するための流量演算手段を備え、前記流
量演算手段で演算された結果を受け、流量が前記記憶装
置に記憶された目標流量になるように印加電圧を調整す
る電圧調整手段により制御することを特徴とするＤＣポ
ンプの駆動制御方法。 - 【請求項２】ＤＣモータを駆動源とするポンプが任意の
配管系に設置された場合において、定格電圧Ｖ０印加時
の流量と揚程と電流のポンプ特性をデータとして記憶す
る記憶手段と、巻線電流を検出するため電流検出手段を
備え、前記電流検出手段の出力信号と印加電圧を用い、
流量＝係数１×電流＋係数２×印加電圧＋係数３の式で
流量を演算するための流量演算手段を備え、前記流量演
算手段で演算された結果を受け、流量が前記記憶装置に
記憶された目標流量になるように電流のみを調整する電
流調整手段により制御することを特徴とするＤＣポンプ
の駆動制御方法。 - 【請求項３】前記電流調整手段をＰＷＭ制御とすること
を特徴とする請求項２に記載のＤＣポンプの駆動制御方
法。 - 【請求項４】前記電流調整手段を電流リミッターとする
ことを特徴とする請求項２に記載のＤＣポンプの駆動制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159860A JP2001342989A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Ｄｃポンプの駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159860A JP2001342989A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Ｄｃポンプの駆動制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001342989A true JP2001342989A (ja) | 2001-12-14 |
Family
ID=18664135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000159860A Pending JP2001342989A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Ｄｃポンプの駆動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001342989A (ja) |
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-
2000
- 2000-05-30 JP JP2000159860A patent/JP2001342989A/ja active Pending
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