JPS6152190A - 可変周波数電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電動機を回転数制御する可変周波数電源の
出力周波数を負荷に応じて増減させる可変周波数電源シ
ステムｌζ間する。

〔従来の技術〕

第１図は従来の可変周波数電源（以下Ｖ電源と略称する
）システムを示す図であり、図に於いて（１月を商用電
像、（利まＶ電源、（３）はこのＶ電源により回転数制
御される電動機、（４）はファン、（５）はこのファン
と電動機（３）を連結する連結器、（６月産べ−・ン、
（７〕はベーン（６）の駆動装ａ、（ａ）は駆ｉ　装ｆ
ｆｉ　（７）への制御入力、（９月ｔｖ電源（２〕への
制御入力、（ＩＷは風道で（ｌｌａ）、　（Ｉｌｂ）は
それぞれ風道の入口、出口、（θ）はベーン（６）の開
度（角度）を示す。また第２図は第１図のべ゛−ン開度
（θ）と風道ａ２１を通過する電動機（３Ｊの負荷風ｆ
ｆｉ　（Ｑ）の関係を示すＱ−θ特性曲線である。

次に動作について説明する。■電源（２）は商用電源（
υよりｔａ力を受は所望の′ｉＪ：１．′Ｍ機（３）の
回転数に応じた周波数に変換したｍ力を電動機（３）へ
供給し、回転数制御を行う、電動機（３）は連結器（５
）を介してファン（４）を駆動する。ファン（４ンは風
道（ロ）の入口Ｄｉａ）より空気を吸入し出口（ｌｌｂ
）へ風ｆＲ（Ｑ）を送り出す。風道（２）Ｉこはベーン
（６）がおかれており、その開度（θ）により風ａ　（
Ｑ）を変更することができる。また、風ｆｆｉ　（Ｑ）
の変更は、ベーン（６）の他に、■電源（２）の出力周
波数（Ｆ）を変化させて電動機蝋即ちファン（４ンの回
転数（Ｎ）を式（１）によって変化させることでも実施
される。風１（Ｑ）と回転数（Ｎ）は式（２）のように
比例関係にある。

（Ｐ：電動機（６）の極致） Ｑ　ＱＣＮ　　　　　　　・・−・・・・・・・・・・
・・・・・・・　式（２）風ｆｆ１（Ｑ）とベーン（６
）の開度（θ）の関係は、第２図のような関係があり、
ベーン開度（θ）を９０゜（全８）としたときに得られ
る風量（Ｑ）を１００％としたとき、θが９０°付近で
は風量が殆んど変化しない曲線性である。

通常のＶｒＩｌ源＜２月ζよる運転時には、負荷（厚量
Ｑ）の要求量が制御入力（’ｌ）として与えられ、ｖｗ
Ｌ源（２）の出力周波数（Ｆ）をかえて要求を満足する
。

（θ）が９０°付近の所定値固定の信号を受けて、その
一定開度に固定されている。これは゛省エネルギの観点
より、ベーン開度（θ）を小さくすれば省エネルギ効果
がすくなくなるのでθ＝９０°句近にしている。

従来の可変周波数電源システムは以上のように構成され
ているので、負荷（風ｆｆ１Ｑ）の減少要求制御入力（
９）があったときに、ファン等のまうな軸系（７）慣性
（ＧＤ２）　カ大きいシステムではファン（４）の回転
数（Ｎ）の減少応答がおそい欠点があり、またＶ［源（
２）に減少応答速度を早くするために回生制動を追設す
れば高価となり、仮りに回生制動を追設しても、軸系の
慣性（ＧＤ２）が大きいときには減少応答速度が十分高
速にならない等の欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、Ｖ　電源（２）の出力周波数（Ｆ
）をかえて制御する応答速度とベーン（６）の開度（θ
）をかえて制御する応答速度を比較すれば後者が風Ｊｉ
　（Ｑ）の減少時には早く、風ｊ１　（Ｑ）の増大時に
は遅いことに着目して、負荷（風ｉＱ）の増大時１ζは
■電源の周波数ＣＦ）を上昇させて応答させ、負荷の減
少時にはまずベーンの開度（θ）を小さくするように応
答させその後周波数（Ｆ）を減少させてベーンの開度（
θ９を元にもどすことにより、風Ｊｌ　（Ｑ）の増減応
答を早くできる安価な可変周波数ＷＬ源システムを提供
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第３
図において、ＱＯは制御装置、＠、α１はそれぞれ制御
装置ａＱから、ｖ電源（２）％駆動装置（７）への制御
信号である。

また、第４図は制御装置００のロジック図例で、０４１
は負荷判定器、（至）は負荷判定器α〜の出力信号、（
ＮＯＴ）は否定ロジックで入力と反対の論理信号を出す
否定回路、ａＳ、ＱＱはそれぞれセレクター１゜２であ
る。

次に動作について説明する。

負荷判定器（１４は、制御信号（９）が負荷減少要求の
待時１ζは出力信号（至）を出し、出力信号（至）によ
りセレクタ２　ＱＱを制御し、制御信号（９）が負荷増
加要求又は変化なしの時には出力信号（至）は出力なし
なので否定回路（ＮＯＴ）で反転して出力信号ａηを出
し出力信号Ｑ？）によりセレクター１四を制御する。

セレクター１（至）は、出力信号αηに信号が有る時は
制御人力（９）を制御信号（２）として出し、出力信号
αηに信号がなくなると信号がなくなる前の制御入力（
９）を保持して制御信号（２）として出力するように作
動する。

他方、セレクタ２　（ＬＱは、出力信号（至）に信号が
ない時は制御入力（８）を制御信号（１３として出しベ
ーン開度（θ）は固定され、出力信号ｑＱに信号が出て
いる時は制御入力（９）より負荷風量に必要なベーン開
度（θ）に適合した信号を制御信号Ｑ３として出力する
ように作動する。

負荷判定器ｒｓ、セレクタ１．２を含む制御装置αＱは
以上のように作動するので、負荷風量の制御信号（９）
が増加要求であれば、負荷判定器ａ４の出力信号（至）
がなく否定回路（ＮＯＴ）が出力信号Ｑ７１を出すので
、セレクター１（ト）を介して制御信号（９）をＶ電源
（２）に与えその出力周波数（Ｆ）を上昇させて負荷に
追従する。他方、制御信号（９）が減少要求であれば、
負荷判定器Ｈが出力信号０匂を出し、セレクター２　Ｑ
ｆｌｉで必要な制御信号ａａを作って駆動装置（７）に
与え、ベーン（６）の開度（θ）をかえて負荷に追従さ
せる。負荷判定器眞１の出力信号Ｑｌｊはベーン（６ン
の追従に必要な時間だけ出力を出し、その後消滅し、負
荷変化なしの状態になるので、負荷減少要求への追従が
完了すれば、制御入力（９）がＶ　ＩＺ　源（２）に与
えられて出力周波数（Ｆ）を下降させると同時に、制御
信号＠は制御信号（８）となり元の固定値にもどってゆ
く。

なお、上記実施例では電動機（３ンでファン（４）を回
転させ空気（風量）をベーン（６）で制御するものを示
したが、ファン（４）は他のどんな回転機械でもよ＜、
空気は他の流体でよく、また、ベーン（６）は他の機械
式制御機構であってもよく、上記実施例と同様の効果を
奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば負荷増加要求のときに
はＶ電源で追従させ、負荷減少要求のときにはベーン等
の機械式制御機構で追従させるように溝底したので、■
電源の容量を追従スピードを上げるために大きくしない
で負荷の増減要求に十分追従ができ、また負荷増要求の
ときもベーン等で追従させる場合と比較してベーン開度
（θ）を全問の９０°に近く選定できるので省エネルギ
量が大きく、また減少要求への追従速度をはやめるため
の回生制動が不要となるので安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可変周波数（Ｖ）ＩＩ電源システム構成
図、第２図はベース開度とＭｆｆｉの関係を示す図、第
３図はこの発明の一実施例によるＶ電源システムの構成
図、第４図は制御装置αＱのロジック図例である。 図において、（２）は可変周波数（Ｖ）電源、（３）は
電動機、（４目よ回転機械、（６）は機械式制御機構、
（θ）は開度、（７）は駆動装置、００は制御装置、（
８）は開度（θ）を所定値とする制御入力、（９）は負
荷要求を与える制御入力、α膏は負荷判定器、ｕ、ａｅ
はそれぞれセレクター１，２である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変周波数電源により回転数制御される電動機と、この
   電動機により駆動されて負荷流体を移送する回転機械と
   、この回転機械の移送する負荷流体量を規制する機械式
   制御機構と、上記負荷流体量に対する制御信号が増加要
   求か、減少要求かを判定する負荷判定器とを備え、該負
   荷判定器の判定が増加要求の場合は可変周波数電源の出
   力周波数を上昇させて追従させ、上記負荷判定器の判定
   が減少要求の場合は機械式制御機構によつて追従させて
   、その後可変周波数電源の出力周波数を下降させるとと
   もに機械式制御機構の制御位置を所望の位置までもどす
   ように制御することを特徴とする可変周波数電源システ
   ム。