JP2002070750A - ポンプ装置 - Google Patents
ポンプ装置Info
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- JP2002070750A JP2002070750A JP2000259045A JP2000259045A JP2002070750A JP 2002070750 A JP2002070750 A JP 2002070750A JP 2000259045 A JP2000259045 A JP 2000259045A JP 2000259045 A JP2000259045 A JP 2000259045A JP 2002070750 A JP2002070750 A JP 2002070750A
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- Japan
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- pump
- motor
- variable speed
- discharge pressure
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- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポンプを駆動するモータにSRモータを用い
た自動給水を行なうポンプ装置を提供すること。 【解決手段】 ポンプ15を駆動するモータとしてSR
モータ16と、このSRモータ16を可変速運転させる
インバータ17と、このインバータ17を制御するCP
U21とを備えることにした。
た自動給水を行なうポンプ装置を提供すること。 【解決手段】 ポンプ15を駆動するモータとしてSR
モータ16と、このSRモータ16を可変速運転させる
インバータ17と、このインバータ17を制御するCP
U21とを備えることにした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動給水を行なう
ポンプ装置に関する。
ポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動給水を行なうポンプ装置のポ
ンプを駆動する電動機は商用運転が多かったために一般
的に誘導電動機が使われていた。この誘導電動機はモー
タ効率が悪いため省エネルギーが叫ばれるようになった
最近では回転子鉄芯に永久磁石を使用する高効率のDC
ブラシレスモータが使用されるようになった(特開平1
1−210670号公報)。
ンプを駆動する電動機は商用運転が多かったために一般
的に誘導電動機が使われていた。この誘導電動機はモー
タ効率が悪いため省エネルギーが叫ばれるようになった
最近では回転子鉄芯に永久磁石を使用する高効率のDC
ブラシレスモータが使用されるようになった(特開平1
1−210670号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このDCブラ
シレスモータは、ベアリング交換時に砂鉄等の磁性体が
回転子鉄芯に付着してしまうこと、回転子鉄芯に永久磁
石を使用するため小型の電動機は作りやすいが大型の電
動機は製作できないこと、加えて永久磁石の使用は数量
の少ない電動機にはコスト高になること(特に5.5k
w以上のような大型電動機は永久磁石も大きくなるので
製作しにくい)などの問題があった。
シレスモータは、ベアリング交換時に砂鉄等の磁性体が
回転子鉄芯に付着してしまうこと、回転子鉄芯に永久磁
石を使用するため小型の電動機は作りやすいが大型の電
動機は製作できないこと、加えて永久磁石の使用は数量
の少ない電動機にはコスト高になること(特に5.5k
w以上のような大型電動機は永久磁石も大きくなるので
製作しにくい)などの問題があった。
【0004】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、鉄芯に永久磁石を使用しないSRモー
タをポンプを駆動する電動機として用いたポンプ装置を
提供することにある。
で、その目的は、鉄芯に永久磁石を使用しないSRモー
タをポンプを駆動する電動機として用いたポンプ装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のポンプ装
置は、ポンプを駆動する電動機と、この電動機を可変速
運転させる可変速運転手段と、この可変速運転を制御す
る制御手段とを備えたポンプ装置において、電動機をS
R(Switched Reluctance)モータとしたことを特徴と
する。
置は、ポンプを駆動する電動機と、この電動機を可変速
運転させる可変速運転手段と、この可変速運転を制御す
る制御手段とを備えたポンプ装置において、電動機をS
R(Switched Reluctance)モータとしたことを特徴と
する。
【0006】請求項2記載のポンプ装置は、請求項1記
載のSRモータのモータ回転子の磁極位置検出手段を具
備したことを特徴とする。
載のSRモータのモータ回転子の磁極位置検出手段を具
備したことを特徴とする。
【0007】請求項3記載のポンプ装置は、請求項1記
載のポンプ装置において少なくとも2以上のポンプを具
備したことを特徴とする。
載のポンプ装置において少なくとも2以上のポンプを具
備したことを特徴とする。
【0008】請求項4記載のポンプ装置は、請求項1記
載のポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を備
え、制御手段は吐出圧力検出手段で検出されたポンプの
吐出圧力が目標圧力一定となるように可変速運転手段を
制御するよにしたことを特徴とする。
載のポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段を備
え、制御手段は吐出圧力検出手段で検出されたポンプの
吐出圧力が目標圧力一定となるように可変速運転手段を
制御するよにしたことを特徴とする。
【0009】請求項5記載のポンプ装置は、請求項1記
載のポンプの流量を検出する流量検出手段を備え、制御
手段は吐出圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力
が始動圧力以下の場合にポンプを始動し、ポンプ始動後
はポンプの吐出圧力が目標圧力一定となるように可変速
運転手段を制御し、流量検出手段により検出されたポン
プの流量が停止流量以下である場合にはポンプを停止す
る制御を行なうことを特徴とする。
載のポンプの流量を検出する流量検出手段を備え、制御
手段は吐出圧力検出手段で検出されたポンプの吐出圧力
が始動圧力以下の場合にポンプを始動し、ポンプ始動後
はポンプの吐出圧力が目標圧力一定となるように可変速
運転手段を制御し、流量検出手段により検出されたポン
プの流量が停止流量以下である場合にはポンプを停止す
る制御を行なうことを特徴とする。
【0010】請求項6記載のポンプ装置は、請求項5記
載の可変速運転手段には交流電源がノイズフィルタや高
調波抑制装置を介して接続されていることを特徴とす
る。
載の可変速運転手段には交流電源がノイズフィルタや高
調波抑制装置を介して接続されていることを特徴とす
る。
【0011】請求項7記載のポンプ装置は、請求項6記
載の制御手段を可変速運転手段の出力電圧が設定電圧以
上とならないように制御することを特徴とする。
載の制御手段を可変速運転手段の出力電圧が設定電圧以
上とならないように制御することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は自動給水を行なうポ
ンプ装置の全体を示す構成図である。図1において、1
1は井戸であり、この井戸11には水12が貯められて
いる。
て図面を参照して説明する。図1は自動給水を行なうポ
ンプ装置の全体を示す構成図である。図1において、1
1は井戸であり、この井戸11には水12が貯められて
いる。
【0013】この井戸11の水12に浸るように給水管
13の一端が設置されている。この給水管13の他端は
チェックバルブ14を介してポンプ15の吸込み口に接
続される。
13の一端が設置されている。この給水管13の他端は
チェックバルブ14を介してポンプ15の吸込み口に接
続される。
【0014】このポンプ15の回転はSRモータ16に
より制御される。ここで、SRモータとは鉄芯に永久磁
石を使用せず、ケイ素銅板などの電磁鋼板を使用するモ
ータである。
より制御される。ここで、SRモータとは鉄芯に永久磁
石を使用せず、ケイ素銅板などの電磁鋼板を使用するモ
ータである。
【0015】さらに、このSRモータ16にはモータ回
転子の磁極位置を検知するための磁極位置検出手段とし
ての磁気センサ16sを備えている。この磁気センサに
より検出された磁極位置は後述するCPU21に送信さ
れる。
転子の磁極位置を検知するための磁極位置検出手段とし
ての磁気センサ16sを備えている。この磁気センサに
より検出された磁極位置は後述するCPU21に送信さ
れる。
【0016】また、SRモータ15は可変速運転手段と
してのインバータ17と接続され、このインバータ17
がSRモータ16の運転周波数を制御する。
してのインバータ17と接続され、このインバータ17
がSRモータ16の運転周波数を制御する。
【0017】18は三相交流電源であり、この三相交流
電源はノイズフィルタ19を介してインバータ17に電
源として供給されている。さらに、インバータ17には
高調波リアクトルを抑制するためのDCリアクトル20
が接続されている。
電源はノイズフィルタ19を介してインバータ17に電
源として供給されている。さらに、インバータ17には
高調波リアクトルを抑制するためのDCリアクトル20
が接続されている。
【0018】また、インバータ17には制御手段として
のCPU21(中央処理装置)が接続されている。CP
U21はマイクロコンピュータ及びその周辺回路により
構成されていて、インバータ17の運転周波数を決定す
る。
のCPU21(中央処理装置)が接続されている。CP
U21はマイクロコンピュータ及びその周辺回路により
構成されていて、インバータ17の運転周波数を決定す
る。
【0019】また、このポンプ15の吐出口には、吐出
流量検出手段としての流量センサ(FS)22が介装さ
れた給水配管23が接続される。この流量センサ22に
よりポンプ15の吐出口からの排出される流量Iが検出
される。
流量検出手段としての流量センサ(FS)22が介装さ
れた給水配管23が接続される。この流量センサ22に
よりポンプ15の吐出口からの排出される流量Iが検出
される。
【0020】給水配管23において、流量センサ22の
下流位置には圧力タンク24が接続されている。さら
に、給水配管23に圧力タンク24が接続されている位
置よりさらに下流位置に吐出圧力検出手段としての圧力
センサ(PS)25が接続される。この圧力センサ25
によりポンプ15の吐出圧力Pが検出される。
下流位置には圧力タンク24が接続されている。さら
に、給水配管23に圧力タンク24が接続されている位
置よりさらに下流位置に吐出圧力検出手段としての圧力
センサ(PS)25が接続される。この圧力センサ25
によりポンプ15の吐出圧力Pが検出される。
【0021】前述した流量センサ22で検出されたポン
プ15から吐出流量IはCPU21に出力される。さら
に、圧力センサ25で検出されたポンプ15の吐出圧力
PはCPU21に出力される。
プ15から吐出流量IはCPU21に出力される。さら
に、圧力センサ25で検出されたポンプ15の吐出圧力
PはCPU21に出力される。
【0022】ところで、CPU21は圧力センサ25で
検出されたポンプ15の吐出圧力Pが目標圧力一定とな
るように、インバータ17の運転周波数を決定してい
る。
検出されたポンプ15の吐出圧力Pが目標圧力一定とな
るように、インバータ17の運転周波数を決定してい
る。
【0023】さらに、CPU21は圧力センサ25で検
出されたポンプ15の吐出圧力が始動圧力以下であると
ポンプ15を始動し、ポンプ15が始動された後はポン
プ15の吐出圧力が目標圧力一定となるようにインバー
タ17の運転周波数を制御し、流量センサ22で検出さ
れるポンプ15の吐出流量Iが停止流量以下である場合
には、ポンプ15を停止させることができる。
出されたポンプ15の吐出圧力が始動圧力以下であると
ポンプ15を始動し、ポンプ15が始動された後はポン
プ15の吐出圧力が目標圧力一定となるようにインバー
タ17の運転周波数を制御し、流量センサ22で検出さ
れるポンプ15の吐出流量Iが停止流量以下である場合
には、ポンプ15を停止させることができる。
【0024】さらに、CPU21はインバータ17の入
力電圧が変化してもインバータ17の出力電圧が設定電
圧以上とならないように、インバータ17の運転周波数
を制御している。
力電圧が変化してもインバータ17の出力電圧が設定電
圧以上とならないように、インバータ17の運転周波数
を制御している。
【0025】さらに、CPU21は、インバータ17を
介してSRモータ16を回転させるときに、上述した磁
気センサ16sから送信されたモータ回転子の磁極位置
よりSRモータ16の回転応答性を高めることができ
る。
介してSRモータ16を回転させるときに、上述した磁
気センサ16sから送信されたモータ回転子の磁極位置
よりSRモータ16の回転応答性を高めることができ
る。
【0026】以下このように構成されたポンプ装置の動
作について説明する。三相交流電源18から供給される
三相交流電圧は、ノイズフィルタ19に供給される。こ
のノイズフィルタ19において、三相交流電源18から
出力される三相交流のノイズが除去される。
作について説明する。三相交流電源18から供給される
三相交流電圧は、ノイズフィルタ19に供給される。こ
のノイズフィルタ19において、三相交流電源18から
出力される三相交流のノイズが除去される。
【0027】また、インバータ17において、三相交流
電圧が整流される。ここで、インバータ17に接続され
ているDCリアクトル20により三相交流電圧を整流す
る際の高調波を抑制している。
電圧が整流される。ここで、インバータ17に接続され
ているDCリアクトル20により三相交流電圧を整流す
る際の高調波を抑制している。
【0028】インバータ17は、CPU21から出力さ
れる運転周波数に応じた運転周波数を有する三相交流電
圧をSRモータ16に出力している。ここで、CPU2
1はインバータ17から出力される電圧が設定電圧以上
にならないように運転周波数を制御している。
れる運転周波数に応じた運転周波数を有する三相交流電
圧をSRモータ16に出力している。ここで、CPU2
1はインバータ17から出力される電圧が設定電圧以上
にならないように運転周波数を制御している。
【0029】このように、インバータ17から出力され
る電圧が設定電圧以上とならないように制御することに
より、SRモータ16の保護を図っている。
る電圧が設定電圧以上とならないように制御することに
より、SRモータ16の保護を図っている。
【0030】このようにして、SRモータ16に電圧が
供給されるとSRモータ16が駆動される。
供給されるとSRモータ16が駆動される。
【0031】そして、SRモータ16の駆動によりポン
プ15が動作し、井戸11に貯められている水12が給
水管13、ポンプ15、給水配管23を介して供給され
る。
プ15が動作し、井戸11に貯められている水12が給
水管13、ポンプ15、給水配管23を介して供給され
る。
【0032】CPU21は圧力センサ25で検出された
ポンプの吐出圧力が始動用圧力以下であるとポンプ15
を始動し、ポンプ15が始動された後はポンプ15の吐
出圧力Pが目標圧力一定となるようにインバータ17の
運転周波数を制御し、流量センサ22で検出されるポン
プ15の吐出流量Iが停止流量以下である場合には、ポ
ンプ15を停止させる制御を行なっている。
ポンプの吐出圧力が始動用圧力以下であるとポンプ15
を始動し、ポンプ15が始動された後はポンプ15の吐
出圧力Pが目標圧力一定となるようにインバータ17の
運転周波数を制御し、流量センサ22で検出されるポン
プ15の吐出流量Iが停止流量以下である場合には、ポ
ンプ15を停止させる制御を行なっている。
【0033】本実施の形態によると、ポンプ15を駆動
するモータとしてSRモータ16を用いたので、誘導電
動機をモータとして用いるよりも省エネルギーを図るこ
とができる。
するモータとしてSRモータ16を用いたので、誘導電
動機をモータとして用いるよりも省エネルギーを図るこ
とができる。
【0034】さらに、ポンプ15を駆動するモータとし
てSRモータ16を用いるようにしたので、高速回転が
容易となり運転回転数の設定が可能である。この場合に
おいて、モータの回転を磁気センサ16sにより常時運
転回転数を測定するので、モータをある設定した回転数
で運転することができる。
てSRモータ16を用いるようにしたので、高速回転が
容易となり運転回転数の設定が可能である。この場合に
おいて、モータの回転を磁気センサ16sにより常時運
転回転数を測定するので、モータをある設定した回転数
で運転することができる。
【0035】さらに、ポンプ15を駆動するモータとし
てSRモータ16を用いたので大型のモータを製作する
ことができ、特に5.5キロワット以上のような製作す
る数量の少ないモータのコストの低減を図ることができ
る。
てSRモータ16を用いたので大型のモータを製作する
ことができ、特に5.5キロワット以上のような製作す
る数量の少ないモータのコストの低減を図ることができ
る。
【0036】さらに、ポンプを駆動するモータとしてS
Rモータ16を用いたので、DCブラシレスモータを用
いた場合よりも、ベアリングの交換が容易にできる。
Rモータ16を用いたので、DCブラシレスモータを用
いた場合よりも、ベアリングの交換が容易にできる。
【0037】さらに、インバータ17を入力電圧が大き
くなっても設定電圧以上にならないように制御できる。
くなっても設定電圧以上にならないように制御できる。
【0038】また、上記ポンプ装置の構成を、ポンプ1
5の固定子の絶縁を確保するように特別なモールト゛処理
をして水中におけるポンプ15の駆動ができるようにし
てポンプ15を水中に設置して給水を行なうように構成
することもできる。
5の固定子の絶縁を確保するように特別なモールト゛処理
をして水中におけるポンプ15の駆動ができるようにし
てポンプ15を水中に設置して給水を行なうように構成
することもできる。
【0039】このように構成されたポンプ装置において
は、電動機として用いるSRモータ16は、通常その他
のモータと比較して振動が大きく、特に深井戸水中ポン
プの場合スラストが大きい分音が出やすいが、SRモー
タ16が水中にあるためインバータ17の運転周波数を
小さくしても音の影響を少なくすることができる。
は、電動機として用いるSRモータ16は、通常その他
のモータと比較して振動が大きく、特に深井戸水中ポン
プの場合スラストが大きい分音が出やすいが、SRモー
タ16が水中にあるためインバータ17の運転周波数を
小さくしても音の影響を少なくすることができる。
【0040】また、ポンプ15は1台のポンプにより給
水を行なうものとしたが、2台以上のポンプにして使用
することもできる。また、井戸11に水12が貯められ
ている設定としたがこれに限定されるものではなく、水
12だけでなく汚水、汚物水等でもよい。
水を行なうものとしたが、2台以上のポンプにして使用
することもできる。また、井戸11に水12が貯められ
ている設定としたがこれに限定されるものではなく、水
12だけでなく汚水、汚物水等でもよい。
【0041】なお、モータ回転子の磁極位置検出手段と
して磁気センサ16sを設けて、その検出した信号をC
PU21に送信する構成にしたが、この磁極位置検出手
段を設けず磁極位置を検出することができなくても、C
PU21にこのような装置構成でもSRモータを駆動す
るように制御できる設定をしておけばSRモータ16を
駆動させポンプ15を動作させることができる。
して磁気センサ16sを設けて、その検出した信号をC
PU21に送信する構成にしたが、この磁極位置検出手
段を設けず磁極位置を検出することができなくても、C
PU21にこのような装置構成でもSRモータを駆動す
るように制御できる設定をしておけばSRモータ16を
駆動させポンプ15を動作させることができる。
【0042】
【発明の効果】以上詳述したように請求項1記載の発明
によると、ポンプを駆動するモータとしてSRモータを
用いることによりベアリングの交換及び大型の電動機の
製作を容易にし、数量の少ない電動機製作のコストの軽
減を図ることができる。
によると、ポンプを駆動するモータとしてSRモータを
用いることによりベアリングの交換及び大型の電動機の
製作を容易にし、数量の少ない電動機製作のコストの軽
減を図ることができる。
【0043】また、請求項2記載の発明によると、ポン
プを駆動するモータとしてSRモータを用いて、そのS
Rモータに磁気センサを備えることによりモータの回転
応答性を向上させることができる。
プを駆動するモータとしてSRモータを用いて、そのS
Rモータに磁気センサを備えることによりモータの回転
応答性を向上させることができる。
【0044】また、請求項3記載の発明によると、2以
上のポンプを使用することにより2以上の場所への自動
給水を行なうことができる。
上のポンプを使用することにより2以上の場所への自動
給水を行なうことができる。
【0045】また、請求項4記載の発明によると、ポン
プを駆動するモータとしてSRモータを用い、てポンプ
の吐出圧力を目標圧力一定運転とすることができる。
プを駆動するモータとしてSRモータを用い、てポンプ
の吐出圧力を目標圧力一定運転とすることができる。
【0046】また、請求項5記載の発明によると、ポン
プを駆動するモータとしてSRモータを用いてポンプ装
置の自動運転を行なうことができる。
プを駆動するモータとしてSRモータを用いてポンプ装
置の自動運転を行なうことができる。
【0047】また、請求項6記載の発明によると、電源
において発生する電源ノイズを除去し、整流を行なう際
の高調波を抑制することができる。
において発生する電源ノイズを除去し、整流を行なう際
の高調波を抑制することができる。
【0048】また、請求項7記載の発明によると、イン
バータから出力される電圧が設定電圧以上とならないよ
うに制御することにより、SRモータの保護を図ること
ができる。
バータから出力される電圧が設定電圧以上とならないよ
うに制御することにより、SRモータの保護を図ること
ができる。
【図1】自動給水を行なうポンプ装置の全体を示す構成
図。
図。
11…井戸 15…ポンプ 16…SRモータ 21…CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 正浩 愛知県岡崎市橋目町御領田1番地 株式会 社川本製作所岡崎工場内 Fターム(参考) 3H045 AA09 AA14 AA23 BA19 BA28 CA03 CA06 CA29 DA01 DA07 EA38 3H071 AA01 CC17 CC33 CC34 DD84
Claims (7)
- 【請求項1】 ポンプを駆動する電動機と、この電動機
を可変速運転させる可変速運転手段と、この可変速運転
を制御する制御手段とを備えたポンプ装置において、 上記電動機をSR(Switched Reluctance)モータとし
たことを特徴とするポンプ装置。 - 【請求項2】 上記SRモータにモータ回転子の磁極位
置検出手段を具備したことを特徴とする請求項1記載の
ポンプ装置。 - 【請求項3】 上記ポンプが少なくとも2以上具備され
たことを特徴とする請求項1記載のポンプ装置。 - 【請求項4】 上記ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧
力検出手段を備え、上記制御手段は上記吐出圧力検出手
段で検出された上記ポンプの吐出圧力が目標圧力一定と
なるように上記可変速運転手段を制御するよにしたこと
を特徴とする請求項1記載のポンプ装置。 - 【請求項5】 上記ポンプの流量を検出する流量検出手
段を備え、上記制御手段は上記吐出圧力検出手段で検出
された上記ポンプの吐出圧力が始動圧力以下の場合に上
記ポンプを始動し、上記ポンプ始動後は上記ポンプの吐
出圧力が目標圧力一定となるように上記可変速運転手段
を制御し、上記流量検出手段により検出された上記ポン
プの流量が停止流量以下である場合には上記ポンプを停
止する制御を行なうことを特徴とする請求項1記載のポ
ンプ装置。 - 【請求項6】 上記可変速運転手段には交流電源がノイ
ズフィルタや高調波抑制装置を介して接続されているこ
とを特徴とする請求項5記載のポンプ装置。 - 【請求項7】 上記制御手段は上記可変速運転手段の出
力電圧が設定電圧以上とならないように制御することを
特徴とする請求項6記載のポンプ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000259045A JP2002070750A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000259045A JP2002070750A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | ポンプ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002070750A true JP2002070750A (ja) | 2002-03-08 |
Family
ID=18747267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000259045A Pending JP2002070750A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | ポンプ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002070750A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005007366A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Nidec Shibaura Corp | 高圧洗浄機 |
-
2000
- 2000-08-29 JP JP2000259045A patent/JP2002070750A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005007366A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Nidec Shibaura Corp | 高圧洗浄機 |
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