JPH0919150A - インバータの運転制御システム - Google Patents

インバータの運転制御システム

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JPH0919150A
JPH0919150A JP7183415A JP18341595A JPH0919150A JP H0919150 A JPH0919150 A JP H0919150A JP 7183415 A JP7183415 A JP 7183415A JP 18341595 A JP18341595 A JP 18341595A JP H0919150 A JPH0919150 A JP H0919150A
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inverter
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Shiyoukin Tei
紹鈞 鄭
Shinji Osumi
慎司 大住
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Ebara Densan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータを電力線の負荷に用いる場合に
も、インバータやインバータに接続されるポンプやファ
ンなどの運転状態を電力線搬送により確実に監視制御す
ることができるインバータ装置を提供する。 【構成】 商用交流電源1に接続される整流濾波手段2
と、整流濾波手段2に直流電力線3を介して接続される
インバータ4と、インバータ4の運転状態に基づいて搬
送信号を生成して直流電力線3に重畳する搬送信号結合
手段5と、直流電力線3に結合されて搬送信号を受信す
る受信手段6を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、商用交流電源に接続
されるインバータの運転制御システムに係り、特に、イ
ンバータ出力によって駆動されるポンプやファン、送風
機などの運転状態を直流電力線に搬送信号を重畳して搬
送させることによって監視制御することができるインバ
ータの運転制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】インバータ装置は、負荷として接続され
るモーターやポンプ、ファン、コンプレッサなどの各種
の負荷機器に対して、所望の周波数の交流電力を損失少
なく円滑に制御して供給できることから、多くの省エネ
ルギー機器や家電品、産業機器などで広く利用されてい
る。すなわち、インバータ装置の入力部に供給される商
用交流電力は、インバータ装置の内部で一旦、直流電力
に変換され、その直流電力がPWMスイッチング制御さ
れるなどにより、所望の周波数の交流電力に再度、変換
され、インバータ装置に接続する負荷機器に供給され
る。
【0003】しかし、商用交流電源にインバータ装置を
接続すると、商用交流電源から入力する正弦波状の交流
入力電圧波形に比べて交流入力電流波形が歪み、入力力
率を低下させ、商用交流電源に高調波ノイズを流すこと
が最近では重大な問題になっている。商用交流電源に高
調波ノイズが流れ込むと、その商用交流電源系統に接続
される他の電子機器、例えば、コンピュータやOA機器
などにも高調波ノイズが流れ込み、これらの電子機器を
誤動作させてしまうだけでなく、受電用設備のリアクト
ルなどにも過度な負担を与え、火災などを発生させる恐
れがあるからである。
【0004】これに対して、商用交流電力が入力するイ
ンバータ装置の前段に、チョークコイルやコンデンサな
どにより構成されるパッシブフィルターを設けることも
できるが、一般に大型で重いチョークコイルが必要にな
り、パッシブフィルター自体が過度に大型化してしまう
ので実用的ではない。これに対して、最近では、インバ
ータ装置の内部で整流した整流出力を数百KHzの周波
数でチョッパ制御するアクティブフィルターを用いるこ
とにより、入力力率の改善や高調波ノイズの低減を図る
試みが種々に検討されてはいる。しかし、依然、多くの
インバータ装置から高調波ノイズが商用交流電源に流れ
込んでいるのが現状である。
【0005】一方、電力線に搬送信号を重畳し、電力配
電網に分散配置された機器を遠隔制御する試みや、自動
検針、あるいは、ホームオートメーションなどを実現す
る技術として、電力線搬送が種々検討されている。そし
て、かかる電力線搬送では、電力線に混入するノイズに
対する対策が最大の課題になっている。電力線にノイズ
が混入すると、例えば搬送信号成分とノイズ成分の弁別
が困難になり、搬送信号の受信障害を生じて安定な通信
が困難になるからである。
【0006】これに対して、例えば、電力線に搬送する
搬送信号を周波数偏移変調したり、位相偏移変調するな
どの高級なデジタル変調手段が最近では検討されている
(特開平5−268126号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術によれば、商用交流電源に接続された電力線を用い
て電力線搬送を行うためには、高級な変復調を含む複雑
な信号処理回路が必要である。特に、電力線の負荷にイ
ンバータ装置を接続して電力搬送を行う場合には、入力
力率の改善と電力線への高調波ノイズの流出防止を図る
必要がある。ところが、上記のようにパッシブフィルタ
ーは大型で重く、実用性に欠ける。また、アクティブフ
ィルターは数百KHzの高周波ノイズを発生するので、
同程度の周波数信号を搬送信号として用いる電力線搬送
においては、通信障害の原因になるので不向きであると
いう欠点があった。
【0008】この発明は、上記従来の課題を解決して、
インバータを電力線の負荷に用いる場合にも、インバー
タやインバータに接続されるポンプやファンなどの運転
状態を電力線搬送により確実に監視制御することができ
るインバータの運転制御システムを提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のインバータの運転制御システムは、商用
交流電源に接続される整流濾波手段と、整流手段に直流
電力線を介して接続されるインバータと、インバータの
運転状態に基づいて搬送信号を生成して電力線に重畳す
る搬送信号結合手段と、前記直流電力線に結合されて前
記搬送信号を受信する受信手段とを備えることを特徴と
するものである。また、上記搬送信号結合手段には、ポ
ンプの異常運転状態を検出する異常検出手段を備えるよ
うにすることもできる。さらに、搬送信号は、インバー
タのクロックパルスに基づいて生成するパルス信号とす
ることもできる。さらにまた、整流濾波手段は、アクテ
ィブフィルターを備える構成にすることもできる。すな
わち、この発明のインバータ装置は、基本的に、従来の
インバータ装置が一体として備えていた商用交流入力電
力を直流電力に変換する整流濾波手段と、該直流電力を
所望の周波数の交流出力電力に変換するインバータとを
分離し、これらの間を直流電力線で接続し、該直流電力
線に搬送信号を重畳させる構成としたものである。
【0010】
【作用】この発明のインバータ装置の構成によれば、搬
送信号結合手段から生成されるインバータおよび/また
はインバータの負荷として接続されるポンプの運転状態
に基づいて生成される搬送信号は、直流電力線経由で受
信手段に搬送され、該搬送信号は受信手段により受信さ
れてインバータおよび/またはポンプの運転状態に関す
る情報が受信手段から外部に供給される。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して説明する。なお、以下の実施例の説明では、同一要
素には同一符号を付し、その重複した説明を省略する。
図1は、この発明のインバータ装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。
【0012】この実施例のインバータ装置は、商用交流
電源1に接続された整流濾波手段2と、整流濾波手段2
に接続する直流電力線3と、該電力線3に接続されるイ
ンバータ4とを備え、インバータ4には負荷としてのポ
ンプ41が接続されている。そして、インバータ4に
は、直流電力線3にも結合する搬送信号結合手段5が接
続されている。さらに、直流電力線3の商用交流電源1
側には受信手段6が結合されており、受信手段6には、
図示されぬ外部の監視制御手段が接続されている。な
お、上記搬送信号結合手段5と直流電力線3との結合、
および、受信手段6と直流電力線3との結合は、図示さ
れぬ結合コンデンサと結合トランスにより電磁的に行わ
れている。また、これらのインバータ4、搬送信号結合
手段5、受信手段6には、商用交流電源1あるいは直流
電力線3が電気的に接続されており、電力が供給されて
いる。
【0013】上記の構成によれば、商用交流電源1の交
流電力は、整流濾波手段2に入力して整流されるととも
に、整流濾波手段2に含まれるフィルター回路により、
商用交流電源に含まれる商用周波数の逓倍高調波成分を
含む商用周波数成分と不要なノイズ成分が除去され、直
流電力に変換されて直流電力線3に供給される。直流電
力線3の直流電力はインバータ4に供給され、インバー
タ4の内部でクロックパルスに基づいたPWM制御方式
により所望の周波数と電力値の交流電力に変換されてポ
ンプ41に供給され、この交流電力によりポンプ41は
駆動される。なお、上記PWM制御によれば、ポンプ4
1の回転数や吸込・吐出量などの各種制御対象変数に応
じて負荷に最適な交流出力を供給するようにインバータ
の運転状態を制御する。さらに、この実施例の構成によ
れば、インバータ4のクロックパルスは搬送信号結合手
段5に供給され、搬送信号結合手段5により搬送信号に
変換されて直流電力線3に結合重畳される。そして、搬
送信号は直流電力線3により受信手段6に伝播して受信
される。
【0014】このとき、上記クロックパルスは、インバ
ータ4が直流電力線3から直流電力を受けると内部で発
生し、直流電力の供給が遮断した場合にはクロックパル
スが停止する。搬送信号結合手段5はインバータの運転
状態を反映するクロックパルスの有無に基づいて搬送信
号を生成・停止するので、受信信号6を介して搬送信号
の受信有無を検知することにより、インバータ4への直
流電力の供給有無を遠隔監視することができる。
【0015】なお、上記実施例の説明では、インバータ
4のクロックパルスを搬送信号結合手段5に供給すると
したが、これに限られず、インバータ4のPWM制御信
号や、インバータ4のクロックパルスの分周信号を搬送
信号結合手段5に供給する構成にしてもよい。いづれに
せよ、搬送信号には、インバータやポンプの運転状態に
関する情報を含ませることができる。
【0016】すなわち、図1において破線で示したよう
に、搬送信号結合手段5に異常検出手段55を設け、ポ
ンプ41の運転状態に関する情報として、水位の過不
足、軸受けの損耗、巻線の温度上昇、浸水の有無、欠
相、逆相、漏電などの運転状態信号S1 ,S2 ,・・・
n を異常検出手段55から搬送信号結合手段5に供給
し、搬送信号結合手段5は、これらの信号から搬送信号
を生成して直流電力線3に重畳して搬送させることもで
きる。
【0017】図2は、搬送信号結合手段5の要部の構成
の一具体例を示す回路図であり、搬送信号結合手段5の
要部は、クロックパルスCで供給される分周回路51
と、分周されたクロックパルスf1 ,f2 ,・・・fn
と上記運転状態信号S1 ,S2,・・・Sn が入力部に
接続されるゲート521 ,522 ,・・・52n と、こ
れらのゲート出力に接続する結合回路53とにより構成
されており、ポンプ41の運転状態を示す信号S1 ,S
2 ,・・・Sn とクロックパルスCに基づいて搬送信号
結合手段5からは搬送信号Pが生成され、この搬送信号
Pが直流電力線に多重重畳される。
【0018】上記の構成によれば、ポンプ41の運転状
態に関する変数の種類に応じてクロックパルスCを多種
に分周することにより、運転状態信号S1 ,S2 ,・・
・Sn に基づいて、夫々の分周周波数での搬送信号Pを
受信検出することにより、ポンプ41の運転状態を特定
して受信信号6から知ることも可能になる。
【0019】なお、上記実施例の説明では、インバータ
4の負荷をポンプとして説明したが、ファンや送風機、
コンプレッサ、ヒータなどをインバータ4の負荷として
も用いることができることはもちろんである。
【0020】また、この発明の構成において、整流濾波
手段2の直流出力側に昇圧チョッパなどにより構成され
たアクティブフィルターを設けることができる。この構
成によれば、商用交流電源1から入力する商用交流電流
の波形を入力電圧波形に近づけることができ、入力力率
を大幅に改善でき、しかも、整流濾波手段2から商用交
流電源1側への高調波ノイズの流出を押さえることがで
きる。なお、上記のアクティブフィルターから直流電力
線3に漏れる高周波ノイズは、通常の濾波回路により濾
波することが好適である。
【0021】なお、この発明によれば、上記説明以外に
も、特に、水中ポンプや屋上冷却塔などで、インバータ
とポンプを商用交流電源から遠く離して配置している場
合には、電源から遠隔位置のインバータとポンプを電力
線搬送により運転監視あるいは制御できるので、時々刻
々変化する多様な運転状態情報を確実に検知でき、安全
対策上からも、この発明は極めて有用である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のインバ
ータの運転制御システムによれば、商用交流電源を整流
濾波する整流濾波手段とインバータを分離して直流電力
線により接続し、直流電力線にはインバータの運転状態
に基づく搬送信号を搬送させるようにしたものである。
従って、インバータを電力線に負荷として接続する場合
にも、商用交流電源のノイズや周波数変化、あるいは、
インバータ装置からの高調波ノイズにかかわらず、簡単
な構成によってインバータの運転状態を確実に電力線搬
送でき、インバータの運転状態を監視制御できるという
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のインバータ装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。
【図2】この発明の搬送信号結合手段の要部の構成を示
す回路図である。
【符号の説明】
1 商用交流電源 2 整流濾波手段 3 直流電力線 4 インバータ 41 ポンプ 5 搬送信号結合手段 6 受信手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用交流電源に接続される整流濾波手段
    と、整流濾波手段に直流電力線を介して接続されるイン
    バータと、インバータの運転状態に基づいて搬送信号を
    生成して直流電力線に重畳する搬送信号結合手段と、前
    記直流電力線に結合されて前記搬送信号を受信する受信
    手段を備えたことを特徴とするインバータの運転制御シ
    ステム。
  2. 【請求項2】 搬送信号結合手段には、インバータによ
    り駆動されるポンプの運転状態を検出する異常検出手段
    が設けられていることを特徴とする請求項1記載のイン
    バータの運転制御システム。
  3. 【請求項3】 搬送信号は、インバータのクロックパル
    スに基づいて生成されるパルス信号であることを特徴と
    する請求項1記載のインバータの運転制御システム。
  4. 【請求項4】 整流濾波手段には、アクティブフィルタ
    ーを備えて入力力率を改善することを特徴とする請求項
    1記載のインバータ運転制御システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006223036A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換制御システム
JP2006223028A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Seiho Electric Co Ltd モータの運転異常検知装置及び換気装置
JP2010252411A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Kusatsu Electric Co Ltd 負荷への電力供給の制御システム

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