JPH11210671A - ポンプ回転方向検出方法 - Google Patents

ポンプ回転方向検出方法

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JPH11210671A
JPH11210671A JP1043498A JP1043498A JPH11210671A JP H11210671 A JPH11210671 A JP H11210671A JP 1043498 A JP1043498 A JP 1043498A JP 1043498 A JP1043498 A JP 1043498A JP H11210671 A JPH11210671 A JP H11210671A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバ−タを用いてポンプを自動運転してい
る自動給水装置において、ポンプの回転方向を電気的に
検出すること。 【解決手段】 インバ−タ16b の回転方向を一回転方向
にして、一定時間後に、圧力センサ20によりポンプ15の
吐出圧力を検出すると共に、出力周波数検出部16c によ
りインバ−タ16b の出力周波数を検出する第1の工程
と、インバ−タ16bの回転方向を一回転方向とは逆の回
転方向にして、一定時間後に、圧力センサ20によりポン
プ15の吐出圧力を検出すると共に、出力周波数検出部16
c によりインバ−タ16b の出力周波数を検出する第2の
工程と、第1の工程で検出されたポンプ15の吐出圧力及
びインバ−タ16b の出力周波数と第2の工程で検出され
たポンプ15の吐出圧力及びインバ−タ16b の出力周波数
とを比較し、その比較結果に基づいてポンプ15の回転方
向が正常かを判断する判断工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバ−タを使用
してポンプを自動運転する自動給水装置において、ポン
プの逆転運転による騒音,振動の上昇やインペラナット
の外れや、電動機の過負荷運転を防ぐようにしたポンプ
の回転方法検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年においては自動給水装置に用いられ
るポンプをインバ−タで制御して、ポンプの回転速度を
制御して、ポンプの吐出圧力を一定に保つようにしてい
る。このように、自動給水装置に用いられるポンプをイ
ンバ−タで制御することにより、自動給水装置を省エネ
ルギ−で運転するようにしている。また、電源投入後、
自動的に回転方向を変換することが非常に難しかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにインバ−タ
によりポンプの自動運転を行う場合に、ポンプが回転す
ると、騒音が発生すると共にポンプが振動し、運転電流
が上昇して、ポンプを破損しかねないという問題があっ
た。
【0004】ポンプの逆回転は、実際にポンプを駆動す
る電動機の主軸の回転方向を見るしか方法がなかったた
め、設置場所の現場においては、運転圧力、周波数、電
流、騒音等を考慮して熟練した職人の感に頼るケ−スが
多かった。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、インバ−タを用いてポンプを自動運転
している自動給水装置において、ポンプの回転方向を電
気的に検出することができるポンプの回転方向検出方法
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係わるポンプ
の回転方向検出方法は、ポンプを駆動する電動機を可変
速運転させる可変速運転手段と、上記ポンプの吐出圧力
を検出する圧力検出手段と、上記可変速運転手段の出力
周波数を検出する周波数検出手段と、上記可変速運転手
段により上記電動機を可変速運転させることにより上記
ポンプの吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する
目標圧力一定制御手段とを備えた自動給水装置におい
て、上記可変速運転手段の回転方向を一回転方向にし
て、一定時間後に、上記圧力検出手段により上記ポンプ
の吐出圧力を検出すると共に、上記周波数検出手段によ
り上記可変速運転手段の出力周波数を検出する第1の工
程と、上記可変速運転手段の回転方向を上記一回転方向
とは逆の回転方向にして、一定時間後に、上記圧力検出
手段により上記ポンプの吐出圧力を検出すると共に、上
記周波数検出手段により上記可変速運転手段の出力周波
数を検出する第2の工程と、上記第1の工程で検出され
た上記ポンプの吐出圧力及び上記可変速運転手段の出力
周波数と上記第2の工程で検出された上記ポンプの吐出
圧力及び上記可変速運転手段の出力周波数とを比較し、
その比較結果に基づいて上記ポンプの回転方向が正常か
を判断する判断工程とを具備したことを特徴とする。
【0007】請求項2に係わるポンプの回転方向検出方
法は、請求項1の判断工程は、上記第1の工程で検出さ
れた上記可変速運転手段の出力周波数と上記第2の工程
で検出された上記可変速運転手段の出力周波数とが同じ
場合に、上記ポンプの吐出圧力が高い方を上記ポンプの
正転方向と判断するかあるいは、上記第1の工程で検出
された上記可変速運転手段の出力周波数と上記第2の工
程で検出された上記可変速運転手段の出力周波数とのう
ち一方が最大周波数で、他方が最大周波数未満で目標圧
力一定運転状態の場合に目標圧力一定運転をしている方
を上記ポンプの正転方向とするか、あるいは第1の工程
及び第2の工程でそれぞれ検出された上記可変速運転手
段の出力周波数がいずれも最大周波数未満で目標圧力一
定運転している状態の場合に、上記可変速運転手段の出
力周波数の低い方を正転方向と判断することを特徴とす
る。
【0008】請求項3に係わるポンプの回転方向検出方
法は、請求項1あるいは請求項2のポンプから吐出され
る流量を検出する流量検出手段とを具備し、この流量検
出手段により検出された流量が設定流量以上である場合
に、上記判断工程を行うことを特徴とする。
【0009】請求項4に係わるポンプの回転方向検出方
法は、請求項1あるいは請求項2の工程での測定中は、
上記電磁開閉弁を開くようにしたことを特徴とする。請
求項5に係わるポンプの回転方向検出方法は、請求項1
乃至請求項4いずれか一の判断工程において、上記可変
速運転手段の回転方向と上記ポンプの回転方向が異なっ
た場合には、上記可変速運転手段の回転方向の逆転方向
に運転することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。図1は自動給水装置の全体
構成図である。図1において、11は井戸である。この
井戸11には水12が貯められている。
【0011】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。
【0012】このポンプ15の回転はモ−タ15mによ
り制御される。このモ−タ15mの運転周波数は制御部
16内のインバ−タ(可変速運転手段)16bにより制
御される。
【0013】また、このポンプ15の吐出口には、流量
センサ(FS)17が介装された給水配管18が接続さ
れる。この流量センサ17によりポンプ15の吐出口か
ら排出される流量Iが検出される。
【0014】給水配管18において、流量センサ17の
下流位置には圧力タンク19が接続されている。さら
に、給水配管18に圧力タンク19が接続されている位
置よりさらに下流位置に圧力センサ(PS)20が接続
される。この圧力センサ20によりポンプ15の吐出圧
力Pが検出される。
【0015】また、給水配管18において、圧力センサ
20が接続されている位置よりも更に下流位置に分岐管
21の一端が接続されている。この分岐管21には常閉
の電磁開閉弁22が介装されている。
【0016】ところで、制御部16はCPU16a及び
インバ−タ16bを中心に構成されている。さらに、制
御部16はモ−タ15mの運転周波数を検出する出力周
波数検出部16cを備えている。
【0017】さらに、制御部16には、インバ−タ16
bから見る正転方向と、ポンプ15の正転方向とが違う
場合に、警報を発する警報器16dが接続されている。
次に、上記のように構成された本発明の一実施の形態の
動作について説明する。まず、インバ−タ16bから見
て一回転方向、つまり正転方向に出力周波数信号をモ−
タ16mに出力する。
【0018】そして、目標圧力一定制御を行う(ステッ
プS11)。つまり、圧力センサ20で検出されるポン
プ15の吐出圧力Pが目標圧力となるようにインバ−タ
16bの出力周波数が制御され、ポンプ15の回転が増
減制御される。
【0019】そして、ポンプ15の吐出口から排出され
る流量Iが流量センサ17で検出される(ステップS1
2)。そして、この流量センサ17で検出された流量I
が設定流量Ioより小さいかが判定される(ステップS
13)。
【0020】このステップS13の判定で「YES」と
判定された場合には、ポンプ15の二次側、つまり吐出
側の分岐管21に介装された電磁開閉弁22を開く制御
が行われる。これは、締切運転では、インバ−タ16b
の出力周波数が上昇せずに後述する判断が難しいため、
ポンプ15から設定流量Io以上の流量が流れるように
している。
【0021】ところで、ステップS13の判定で「N
O」と判定された場合には、前述したステップS14の
処理はスキップしてステップS15以降の処理に進む。
そして、前述したステップS11において、自動運転が
開始されてから一定時間後にデ−タAの測定を行う(第
1の工程)(ステップS15)。
【0022】つまり、ポンプ15が目標圧力一定制御中
であるかどうかを判断する。この目標圧力一定運転制御
中であるかは、圧力センサ20により検出される吐出圧
力Pが目標圧力に保たれているかを判定する。
【0023】さらに、インバ−タ16bの運転周波数を
出力周波数検出部16cで検出し、インバ−タ16bの
運転周波数が最大周波数で運転中であるかを判定する。
さらに、圧力センサ20で検出されるポンプ15の吐出
圧力Pを検出する。
【0024】さらに、インバ−タ16bの運転周波数を
出力周波数検出部16cで検出する。次に、ステップS
11で設定した正転方向とは反転方向にして、インバ−
タ16bからモ−タ16mに運転周波数信号を出力す
る。そして、前述した目標圧力一定制御を行う(ステッ
プS16)。
【0025】そして、ステップS16において、自動運
転が開始されてから一定時間後にデ−タBの測定を行う
(第2の工程)(ステップS17)。つまり、ポンプ1
5が目標圧力一定制御中であるかどうかを判断する。こ
の目標圧力一定運転制御中であるかは、圧力センサ20
により検出される吐出圧力Pが目標圧力に保たれている
かを判定する。
【0026】さらに、インバ−タ16bの運転周波数を
出力周波数検出部16cで検出し、インバ−タ16bの
運転周波数が最大周波数で運転中であるかを判定する。
さらに、圧力センサ20で検出されるポンプ15の吐出
圧力Pを検出する。
【0027】さらに、インバ−タ16bの運転周波数を
出力周波数検出部16cで検出する。次に、デ−タAと
デ−タBとの比較を行う(ステップS18)。
【0028】まず、第1のケ−スとして、デ−タAとし
て検出されたインバ−タ16bの運転周波数とデ−タB
として検出されたインバ−タ16bの運転周波数とが同
じ周波数である場合には、圧力センサ20により検出さ
れた吐出圧力Pのうち高い方をポンプ15の正転方向と
判断している。
【0029】また、第2のケ−スとして、デ−タAとし
て検出されたインバ−タ16bの運転周波数とデ−タB
として検出されたインバ−タ16bの運転周波数のうち
一方が最大運転周波数で、他方が目標圧力一定制御を行
っている場合には、目標圧力一定制御を行っている方を
ポンプ15の正転方向とする。
【0030】また、第3のケ−スとして、デ−タAある
いはデ−タBとして検出された結果、いずれの場合も目
標圧力一定制御を行っていると判定された場合には、イ
ンバ−タ16bの運転周波数の低い方をポンプ15の正
転方向と判定する。
【0031】以上のようにして、デ−タAとデ−タBと
の測定結果を比較することにより、ポンプ15の正転方
向を検出している。次に、インバ−タ16bから見た正
転方向(つまり、ステップS11で設定した方向)とス
テップS18で判定されたポンプ15の正転方向とが等
しいかどうかを判定する(ステップS19)。
【0032】このステップS19の判定で「YES」と
判定された場合には、ポンプ15の二次側の電磁開閉弁
22を閉じる制御を行う(ステップS20)。そして、
自動運転(目標圧力一定運転)が可能であると判定さ
れ、自動運転が継続して行われる(ステップS21)。
【0033】一方、ステップS19の判定で「NO」と
判定された場合には、ポンプ15を強制的に停止する処
理がなされる(ステップS22)。そして、警報器16
dから警報を出力する(ステップS23)。
【0034】なお、ステップS19の判定で「NO」と
判定された場合には、ポンプ15を強制停止するのでは
なく、次回からインバ−タ16bの反転方向を正転方向
に置き換える処理を行った(ステップS24)後に、ス
テップS20の処理に進む。
【0035】以上のように、インバ−タ16bから見て
正転方向に自動運転した場合のデ−タAと、インバ−タ
16bから見て反転方向に自動運転した場合のデ−タB
とを比較して、インバ−タ16bの正転方向とポンプ1
5の正転方向とが一致している場合には、自動運転を可
能とし、一致していない場合にはポンプ15を強制的に
停止させたり、インバ−タ16bの反転方向を正転方向
に置き換えることにより、インバ−タ16bの正転方向
とポンプ15の正転方向とを一致させるようにしてい
る。
【0036】このようにすることにより、ポンプ15の
逆転運転による騒音、振動、電流の上昇を防ぎ、インペ
ラナットの外れ防止やポンプ15の破損を防止させるこ
とができる。
【0037】なお、上記した実施の形態では、ポンプ1
5の吐出圧力Pの判定を圧力センサ20により検出する
ようにしたが、ポンプ15の吸入側に吸込圧力を検出す
るための圧力センサを設け、吐出圧力Pと吸込圧力との
差(つまり、ポンプ15で加圧した分)を圧力判定する
にしても良い。
【0038】さらに、井戸11の水位を検出するための
水位検出装置を設け、井戸11の水位とポンプ15の吐
出圧力とを同時に測定し、ポンプ15により加圧した分
のみで圧力判定を行うようにしても良い。
【0039】また、ステップS11乃至S21までのフ
ロ−チャ−トに相当するプログラムを追加するだけで、
自動的にインバ−タ16bの正転方向とポンプ15の正
転方向とを一致させることができるので、人手を頼らず
に簡単に調整を行うことができる。
【0040】
【発明の効果】請求項1及び2に係わる発明によれば、
インバ−タを正転方向あるいは反転方向とした場合の吐
出圧力、運転周波数等を比較することにより、ポンプの
正転方向を検出することができる。
【0041】請求項3及び4に係わる発明によれば、ポ
ンプから吐出される流量が設定流量以上の場合に比較を
行うようにしたので、締切り運転時であっても正確にポ
ンプの回転方向を検出することができる。
【0042】請求項5に係わる発明によれば、インバ−
タの回転方向とポンプの回転方向が逆であった場合に
は、インバ−タの回転方向を逆転させるようにしたの
で、インバ−タの回転方向とポンプの回転方向とを自動
的に一致させることができる。これにより、ポンプの逆
転運転による騒音、振動、電流の上昇を防ぎ、インペラ
ナットの外れ防止やポンプの破損を防止させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係わる自動給水装置の
構成図。
【図2】本発明のポンプ回転方向検出方法を説明するた
めのフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
11…井戸、 12…水、 13…給水管、 14…チェックバルブ、 15…ポンプ、 15m…モ−タ、 16…制御部、 17…流量センサ、 20…圧力センサ、 22…電磁開閉弁。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプを駆動する電動機を可変速運転さ
    せる可変速運転手段と、上記ポンプの吐出圧力を検出す
    る圧力検出手段と、上記可変速運転手段の出力周波数を
    検出する周波数検出手段と、上記可変速運転手段により
    上記電動機を可変速運転させることにより上記ポンプの
    吐出圧力を目標圧力一定となるように制御する目標圧力
    一定制御手段とを備えた自動給水装置において、 上記可変速運転手段の回転方向を一回転方向にして、一
    定時間後に、上記圧力検出手段により上記ポンプの吐出
    圧力を検出すると共に、上記周波数検出手段により上記
    可変速運転手段の出力周波数を検出する第1の工程と、 上記可変速運転手段の回転方向を上記一回転方向とは逆
    の回転方向にして、一定時間後に、上記圧力検出手段に
    より上記ポンプの吐出圧力を検出すると共に、上記周波
    数検出手段により上記可変速運転手段の出力周波数を検
    出する第2の工程と、 上記第1の工程で検出された上記ポンプの吐出圧力及び
    上記可変速運転手段の出力周波数と上記第2の工程で検
    出された上記ポンプの吐出圧力及び上記可変速運転手段
    の出力周波数とを比較し、その比較結果に基づいて上記
    ポンプの回転方向が正常かを判断する判断工程とを具備
    したことを特徴とするポンプの回転方向検出方法。
  2. 【請求項2】 上記判断工程は、上記第1の工程で検出
    された上記可変速運転手段の出力周波数と上記第2の工
    程で検出された上記可変速運転手段の出力周波数とが同
    じ場合に、上記ポンプの吐出圧力が高い方を上記ポンプ
    の正転方向と判断するかあるいは、上記第1の工程で検
    出された上記可変速運転手段の出力周波数と上記第2の
    工程で検出された上記可変速運転手段の出力周波数との
    うち一方が最大周波数で、他方が最大周波数未満で目標
    圧力一定運転状態の場合に目標圧力一定運転をしている
    方を上記ポンプの正転方向とするか、あるいは第1の工
    程及び第2の工程でそれぞれ検出された上記可変速運転
    手段の出力周波数がいずれも最大周波数未満で目標圧力
    一定運転している状態の場合に、上記可変速運転手段の
    出力周波数の低い方を正転方向と判断することを特徴と
    する請求項1記載のポンプの回転方向検出方法。
  3. 【請求項3】 上記ポンプから吐出される流量を検出す
    る流量検出手段とを具備し、この流量検出手段により検
    出された流量が設定流量以上である場合に、上記判断工
    程を行うことを特徴とする請求項1あるいは請求項2い
    ずれか一記載のポンプの回転方向検出方法。
  4. 【請求項4】 上記ポンプの二次側に電磁開閉弁を設
    け、上記第1の工程及び第2の工程での測定中は、上記
    電磁開閉弁を開くようにしたことを特徴とする請求項1
    あるいは請求項2いずれか一記載のポンプの回転方向検
    出方法。
  5. 【請求項5】 上記判断工程において、上記可変速運転
    手段の回転方向と上記ポンプの回転方向が異なった場合
    には、上記可変速運転手段の回転方向の逆転方向に運転
    することを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか一
    記載のポンプの回転方向検出方法。
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