專利名稱：供水裝置和變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供水裝置和變頻器，特別涉及對泵進行變頻器控制而對住宅小區(qū)等進行供水的供水裝置和用于該供水裝置的變頻器。
背景技術(shù)：
例如，在供水裝置等的旋轉(zhuǎn)機械裝置中，通過使用將商用交流電源的頻率和電壓變換為任意頻率和電壓的變頻器(inverter)，普遍地進行泵的可變速運轉(zhuǎn)。變頻器將驅(qū)動泵的電機的旋轉(zhuǎn)速度任意地改變，所以可按與泵的負載對應(yīng)的最合適的旋轉(zhuǎn)速度進行運轉(zhuǎn)，與按額定速度進行運轉(zhuǎn)的情況比較，可以實現(xiàn)節(jié)能。
在對這樣的變頻器進行控制的控制部中，設(shè)有被設(shè)置在泵中的熱敏電阻和流量開關(guān)、變頻器的一級側(cè)的漏電斷路器等的各種傳感器的輸入端子和輸出端子。但是，如果泵的數(shù)量增加，與泵有關(guān)的輸入輸出也增加，所以，從各種傳感器向控制部的輸入數(shù)目增加，需要準備附加的控制電路板，或使用用于輸入輸出的其他電路板。因此，存在裝置的制造成本上升的問題。
以往，為了限定變頻器的外部輸出和模擬輸入的輸入輸出端子的數(shù)目，對于變頻器的直接的信號的輸入輸出而言，在種類和數(shù)量上會產(chǎn)生制約，難以進行靈活的系統(tǒng)架構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成，其目的在于提供對于結(jié)構(gòu)的變更能夠靈活并且低價格地應(yīng)對的供水裝置和變頻器。
根據(jù)本發(fā)明的第1方案，提供一種供水裝置，該供水裝置包括多個泵、以及對對應(yīng)的泵的旋轉(zhuǎn)頻率進行可變控制的多個變頻器。各變頻器包括輸入取決于所述對應(yīng)的泵的信號的輸入端子和/或輸出取決于所述對應(yīng)的泵的信號的輸出端子。這里，可以將來自設(shè)置于所述對應(yīng)的泵中的傳感器的輸出信號輸入到所述輸入端子，可以從所述輸出端子輸出表示所述對應(yīng)的泵的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號。
這樣，由于在變頻器中設(shè)置了熱敏電阻和漏電斷路器、流量開關(guān)等這樣的泵的每個系列所需的信號(取決于泵的輸入信號)的輸入端子和/或運轉(zhuǎn)和故障這樣的泵的每個系列所需的信號(取決于泵的輸出信號)的輸出端子，所以不必如以往那樣在控制部設(shè)置這些輸入輸出端子。因此，在增加泵的臺數(shù)的情況下，也不需要準備附加的控制電路板或準備用于信號的輸入輸出的其他電路板，對于結(jié)構(gòu)的變更，可以靈活并且低價格地應(yīng)對。
根據(jù)本發(fā)明的第2方案，提供一種變頻器，該變頻器包括主電路板、以及與主電路板分開設(shè)置的輸入輸出電路板。所述主電路板包括對交流電力進行整流的整流器；將由所述整流器整流過的電力變換為期望頻率的交流電力的電力部；控制所述電力部的中央控制部；以及與外部進行信息的發(fā)送接收的通信部。所述輸入輸出電路板具有從外部輸入信號的輸入端子；以及將信號輸出到外部的輸出端子。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于可以根據(jù)信號的種類和個數(shù)而自由地設(shè)計輸入輸出電路板，所以可進行高效率的設(shè)計。此外，通過變更用于主電路板的中央控制部的程序，可以形成能夠容易并且低價格地應(yīng)對多種多樣標準的變頻器。
這里，可以從所述輸出端子輸出在變頻器故障時被輸出的故障信號。這種情況下，也可以將在連接到變頻器的漏電斷路器跳閘的情況下，從所述輸出端子輸出所述故障信號的跳閘信號輸出電路設(shè)置在所述輸入輸出電路板中。該跳閘信號輸出電路也可以包括所述漏電斷路器跳閘時供給該漏電斷路器的上游的電力的繼電器電路，還可以將繼電器電路的接點連接到輸出所述故障信號的輸出端子。此外，也可以將輸出該故障信號的輸出端子連接到對變頻器進行控制的控制部。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以將漏電斷路器跳閘的情況可靠地傳送到控制部。即，輸入輸出電路板的跳閘信號輸出電路的繼電器電路從漏電斷路器的上游接受電力的供給，繼電器電路的勵磁側(cè)被通電，所以在漏電斷路器跳閘的情況下，即使沒有對變頻器供給電力，也可以將故障輸出正常地繼續(xù)輸出。這樣，通過設(shè)置跳閘信號輸出電路，不必在輸入輸出電路板中設(shè)置電源電路，即使在漏電斷路器跳閘而沒有對變頻器供給電力的情況下，也可以從輸入輸出電路板輸出故障報警。
根據(jù)本發(fā)明的第3方案，提供一種供水裝置，該供水裝置包括多個泵、以及多個所述變頻器，該變頻器對對應(yīng)的泵的旋轉(zhuǎn)頻率進行可變控制。各變頻器的輸入端子連接到連接于另一變頻器的漏電斷路器。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，對于結(jié)構(gòu)的變更，可以靈活并且低價格地應(yīng)對。


圖1是表示本發(fā)明第1實施方式的供水裝置的概略圖。
圖2是表示圖1的變頻器的概略圖。
圖3是表示圖1的控制部的概略圖。
圖4是表示圖2的變頻器和圖3的控制電路板之間的電源系統(tǒng)的概略圖。
圖5是表示圖2的變頻器和圖3的控制電路板之間的跳閘(trip)信號輸出電路的電路圖。
圖6是表示圖5的跳閘信號輸出電路的變形例的電路圖。
圖7是表示設(shè)置多個變頻器的情況下的變頻器間的連接例子的概略圖。
圖8是表示圖7的連接變更例的概略圖。
圖9是表示本發(fā)明第2實施例的供水裝置的概略圖。
具體實施例方式
以下，參照圖1至圖9來詳細說明本發(fā)明的供水裝置和變頻器實施方式。再有，在圖1至圖9中，在相同或相應(yīng)的結(jié)構(gòu)部件上，賦予相同的標號而省略重復(fù)的說明。
圖1是表示本發(fā)明第1實施方式的供水裝置1的概略圖。如圖1所示，供水裝置1包括兩個貯水槽2；通過配管10連接到各貯水槽2的兩個泵3；對泵3進行驅(qū)動的電機4；對電機4的旋轉(zhuǎn)頻率進行控制的變頻器5；以及對變頻器5為首的各種裝置進行控制的控制部6。
在各貯水槽2中，設(shè)有通過電極棒12a檢測貯水槽2水位的水位檢測器12。本實施方式的水位檢測器12檢測四個液面水平(滿水、缺水、復(fù)位、枯水)。在各貯水槽2中，從連接到水道本管(未圖示)的供水管14通過電磁閥16導(dǎo)入自來水。由水位檢測器12檢測貯水槽2的水位，根據(jù)水位的增減，通過控制部6將電磁閥16接通/關(guān)斷。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在貯水槽2中貯存自來水，這種貯存的水通過泵3供給到住宅等終端的需要處。
在各泵3的排出側(cè)，連接著配管18和排出管20，通過泵3將貯水槽2內(nèi)的自來水供給到住宅等終端的需要處。在配管18中分別設(shè)有單向閥22和流量開關(guān)24，流量開關(guān)24的輸出被輸入到各變頻器5。再有，單向閥22是在泵3停止的情況下防止水從排出側(cè)逆流到吸入側(cè)的防逆流閥，流量開關(guān)24是用于檢測配管18內(nèi)的水量變少情況的開關(guān)。
在排出管20中，設(shè)置用于檢測泵3的排出壓力的壓力傳感器26，該壓力傳感器26的輸出信號被輸入到控制部6。此外，在排出管20中連接著壓力箱28，在由流量開關(guān)24檢測出水量變少的情況下，為了防止泵3的斷流運轉(zhuǎn)，可以在壓力箱28中蓄壓后，將泵3的運轉(zhuǎn)停止。
在該供水裝置1中，根據(jù)流量開關(guān)24和壓力傳感器26等的輸出信號，用變頻器5對泵3的旋轉(zhuǎn)速度(旋轉(zhuǎn)頻率)進行可變速控制。一般地，進行如下控制排出壓力恒定控制，其控制泵3的旋轉(zhuǎn)速度，以使由壓力傳感器26檢測出的壓力信號與設(shè)定的目標壓力一致，從而使泵3的排出壓力恒定；以及推定終端壓力恒定控制，其通過適當?shù)馗淖儽?的排出壓力的目標值，進行將終端需要處的供水壓力控制為恒定的控制等。根據(jù)這些控制，由于以滿足隨時的需要水量的旋轉(zhuǎn)速度來驅(qū)動泵3，所以可以實現(xiàn)節(jié)能。
此外，在流量開關(guān)24導(dǎo)通時，判斷為不使用水的、水量少的狀態(tài)，停止泵3的運轉(zhuǎn)。在根據(jù)排出壓力低等而檢測出使用水時，泵被再起動。在水量少時停止泵3的情況下，也可以將泵3加速一次，在壓力箱28中蓄壓后進行停止泵3的蓄壓運轉(zhuǎn)。
本實施方式的供水裝置1包括多個泵，所以在進行伴隨追加解列的多臺運轉(zhuǎn)，或者在運轉(zhuǎn)中檢測出特定的泵3和變頻器5的異常的情況下，可以將運轉(zhuǎn)切換到其他正常的泵3和變頻器5而繼續(xù)供水。
圖2是表示圖1的變頻器5的概略圖。如圖2所示，變頻器5包括主電路板50；進行變頻器5的設(shè)定(例如加速時間或減速時間等的設(shè)定)等的操作板52；以及進行各種信號的輸入輸出的I/O電路板(輸入輸出電路板)54。
主電路板50包括對通過漏電斷路器(Earth Leakage Circuit BreakerELB)56輸入的交流電力進行整流的整流器500；將由整流器500整流后的電力變換為期望頻率的交流電力的開關(guān)元件(電力部)501；通過串行通信電纜30、與控制部6或其他變頻器5進行信息的接收發(fā)送的通信部(串行端口)502；存儲各種程序的存儲器(ROM或可重寫的非易失性存儲元件的快閃存儲器等)503；以及根據(jù)存儲器503中存儲的程序來進行運算控制動作的CPU504。
主電路板50將通過漏電斷路器56輸入的電力用整流器500變換為直流電力，驅(qū)動IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor絕緣柵雙極型晶體管)等開關(guān)元件501，從而變換為期望頻率的交流電力(與通過通信部502從控制部6傳送來的信息相對應(yīng)的頻率的電力)，向驅(qū)動泵3的電機4供給該電力。
在存儲器503中，存儲著用于進行開關(guān)元件501的控制和通過通信部502的信息的接收發(fā)送、I/O電路板54和與操作板52進行信息的接收發(fā)送的程序，以及各種變頻器控制及運轉(zhuǎn)控制程序。這些程序由CPU504執(zhí)行。再有，存儲器503和CPU504也可以裝載在同一半導(dǎo)體芯片上。存儲器503和CPU504等用直流電力驅(qū)動，所以在變頻器5的主電路板50中，設(shè)有將直流電力供給主電路板50的電源部505。該電源部505由變壓器、整流器、電容器等構(gòu)成。再有，該電源部505還對操作板52和I/O電路板54供給電力。
I/O電路板54包括可根據(jù)變頻器5的使用用途而自由改變的各種輸入端子和輸出端子。在圖2所示的I/O電路板54中，設(shè)有模擬輸入端子540，輸入來自被設(shè)置在各泵3且檢測泵3的溫度的熱敏電阻的信號；數(shù)字輸入端子541，輸入被設(shè)置在變頻器5的一級側(cè)的漏電斷路器56的跳閘信號和設(shè)置于泵3的排出側(cè)的流量開關(guān)24的導(dǎo)通/關(guān)斷信號；以及數(shù)字輸出端子542，用于將表示泵3是否運轉(zhuǎn)中(泵的起動停止)的導(dǎo)通/關(guān)斷信號、即運轉(zhuǎn)信號和通知泵3或變頻器5等發(fā)生故障的故障信號輸出到裝置外部。
此外，在I/O電路板54中設(shè)有雙列直插(dip)開關(guān)543，該雙列直插開關(guān)543用于對具有多個變頻器的供水裝置中的變頻器號碼(泵號碼)的設(shè)定等。
這樣，I/O電路板54上設(shè)有熱敏電阻和漏電斷路器56、流量開關(guān)24等這樣的、泵的每個系列所必需的信號(取決于泵的輸入信號)的輸入端子，同樣，還包括運轉(zhuǎn)和故障這樣的、泵的每個系列所必需的信號(取決于泵的輸出信號)的輸出端子。因此，不必如以往那樣在控制部6中設(shè)置這些輸入輸出端子，在增加了泵的臺數(shù)的情況下，也不必為了這些信號的輸入輸出而準備其他電路板。
I/O電路板54和主電路板50通過接口544、506而相互連接。從I/O電路板54的輸入端子540、541輸入的信號，根據(jù)主電路板50的存儲器503中存儲的程序，從通信部502發(fā)送到控制部6。并且，根據(jù)控制部6和主電路板50的CPU504的判斷，故障信號通過接口506、544從輸出端子542輸出到外部。
如圖2所示，操作板52包括選擇由變頻器5驅(qū)動的泵3的試驗、停止、自動運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)切換開關(guān)(操作部)520；表示運轉(zhuǎn)及故障的燈521；以及為了實施變頻器5的設(shè)定等而進行最低限度必要數(shù)目的操作按鈕(操作部)522。該操作板52與以往的變頻器的操作板有所不同，不包括用于顯示有關(guān)變頻器5的信息的液晶顯示器或由7段顯示器等構(gòu)成的顯示部。
操作板52通過接口523、545連接到I/O電路板54。通過對運轉(zhuǎn)切換開關(guān)520進行切換，可以切換泵3的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過對操作按鈕522進行操作，可以變更(切換)變頻器5的設(shè)定(例如加速時間或減速時間等的設(shè)定)和顯示在顯示部上的內(nèi)容。再有，在本實施方式中，操作板52與主電路板50單獨地形成，通過接口523、545而將操作板52連接到I/O電路板54，但也可以將操作板52與I/O電路板54一體地形成。
在操作板52的運轉(zhuǎn)切換開關(guān)520為‘自動’時，根據(jù)來自控制部6的指令對泵3進行可變速控制。在運轉(zhuǎn)切換開關(guān)520為‘停止’時，變頻器5無論控制部6的指令如何都停止泵3的驅(qū)動。此外，在運轉(zhuǎn)切換開關(guān)520為‘試驗’時，可以將變頻器5、電機4、及泵3以手動方式進行試驗運轉(zhuǎn)(試運轉(zhuǎn))。在供水裝置1中，在裝置的安裝時或進行泵3和電機4的維修等時，進行相應(yīng)的泵3的試驗運轉(zhuǎn)。在這種試驗運轉(zhuǎn)中，檢查裝置是否動作或泵的旋轉(zhuǎn)方向是否正確等。
這樣的運轉(zhuǎn)切換開關(guān)520設(shè)置在各變頻器5中，所以在要強制地停止或運轉(zhuǎn)任意的泵的情況下，可以容易地實現(xiàn)這種目的。再有，變頻器5在運轉(zhuǎn)切換開關(guān)520被切換為‘停止’或‘試驗’時，將切換為停止狀態(tài)或試驗狀態(tài)的情況傳送到控制部6，控制部6可以進行考慮了該情況的控制。
圖3是表示圖1的控制部6的概略圖。如圖3所示，控制部6包括進行信號的輸入輸出和裝置的控制的控制電路板60；以及進行各種設(shè)定的操作板62。
控制電路板60包括與變頻器5的通信部502連接的通信部(串行端口)600；存儲各種程序的存儲器(ROM或可重寫的非易失性存儲元件——快閃存儲器等)601；以及根據(jù)存儲器601中存儲的程序進行運算控制動作的CPU602。通過通信部600進行泵3的起動停止和旋轉(zhuǎn)頻率、變頻器5的跳閘等信息的接收發(fā)送。再有，存儲器601和CPU602也可以裝載在同一半導(dǎo)體芯片上。
此外，控制電路板60包括輸入有關(guān)貯水槽2的液面的信號(水位檢測器12的輸出信號)等的輸入端子603；輸入來自壓力傳感器26的輸出信號的輸入端子604；用于輸出對電磁閥16的輸出信號的輸出端子605；以及用于將貯水槽2的狀態(tài)(滿水、缺水、枯水、故障等)輸出到外部的輸出端子606。這樣，對輸入端子603、604輸入不取決于泵的輸入信號，從輸出端子605、606輸出不取決于泵的輸出信號。此外，控制電路板60包括雙列直插開關(guān)607。
這樣，在控制電路板60中，設(shè)有有關(guān)貯水槽2的液面的信號、排出壓力和流入壓力等不必對每個泵設(shè)置的輸入輸出端子(不取決于泵的輸入輸出端子)，但如上所述，對于每個泵系列所需的輸入輸出端子(取決于泵的輸入輸出端子)，由于設(shè)置在變頻器5的I/O電路板54中，所以可以從控制電路板60上減少輸入輸出端子而進行小型化。隨著這種小型化，可預(yù)測成本下降。
控制電路板60執(zhí)行被存儲在存儲器601中的控制程序，根據(jù)由操作板62設(shè)定的條件和來自各種傳感器的信號，決定各泵3的起動停止(運轉(zhuǎn)臺數(shù))和旋轉(zhuǎn)頻率，將它們發(fā)送到變頻器5，從而進行泵3的頻率控制。此外，控制電路板60根據(jù)來自各種傳感器的信號和來自變頻器5的跳閘信號，進行使泵3的運轉(zhuǎn)停止、或?qū)⑦\轉(zhuǎn)切換到其他泵3等的控制。
這里，在裝置的安裝時、泵3和電機4的維修時，進行泵3的試驗運轉(zhuǎn)(試運轉(zhuǎn))。該試驗運轉(zhuǎn)通過將變頻器5的操作板52的運轉(zhuǎn)切換開關(guān)520以手動方式切換為‘試驗’來進行。試驗運轉(zhuǎn)時的電機4的旋轉(zhuǎn)頻率可以通過操作板52的操作按鈕(上下按鈕)522而變更為任意的旋轉(zhuǎn)頻率。但是，在以高頻率來進行試驗運轉(zhuǎn)時，在不使用水等情況下，供水裝置1的二級側(cè)配管內(nèi)的壓力會極大上升，會產(chǎn)生來自配管接頭的漏泄等問題。
為了避免這樣的問題，試驗運轉(zhuǎn)時進行使變頻器5的最高運轉(zhuǎn)頻率比通常運轉(zhuǎn)時低的控制。具體地說，在變頻器5的設(shè)定中，設(shè)定試驗運轉(zhuǎn)時的最高運轉(zhuǎn)頻率本身，或可以作為通常運轉(zhuǎn)時的最高運轉(zhuǎn)頻率與試驗運轉(zhuǎn)時的最高運轉(zhuǎn)頻率的比率來設(shè)定。由此，可以防止供水裝置1的二級側(cè)的配管內(nèi)的壓力過度地上升。
此外，在各變頻器5中可以自由地進行試驗運轉(zhuǎn)。即，在其他泵處于自動運轉(zhuǎn)中，可以對任意的其他泵進行試驗運轉(zhuǎn)。這種情況下，被試驗運轉(zhuǎn)中的泵加壓的部分由壓力傳感器26檢測出，所以只要試驗運轉(zhuǎn)中的泵的旋轉(zhuǎn)速度(旋轉(zhuǎn)頻率)不太大，進行通常的壓力控制就可以。但是，在超過這樣的旋轉(zhuǎn)速度并以手動方式使旋轉(zhuǎn)速度上升的情況下，即使停止其他泵，排出壓力也會在目標壓力以上。因此，對于試驗運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變頻器5，在排出壓力上升到目標壓力以上這樣的情況下，控制電路板60進行控制，以使旋轉(zhuǎn)速度不上升至目標速度以上，或者可以進行使旋轉(zhuǎn)速度下降的控制。即，為了在泵3的試驗運轉(zhuǎn)時排出壓力不上升到一定以上的壓力，通過對泵3的旋轉(zhuǎn)頻率自動地施加限制，可以安全并且簡單地進行泵3的試驗運轉(zhuǎn)。
控制電路板60的存儲器601和CPU602從變頻器5的主電路板50的電源部505接受直流電力的供給并進行驅(qū)動。圖4是表示變頻器5和控制電路板60之間的電源系統(tǒng)的概略圖。
變頻器5的主電路板50的電源部505的容量，以將變頻器5的驅(qū)動所需的電力和控制電路板60的驅(qū)動所需的電力合在一起的電力為基準來設(shè)計。如圖2和圖4所示，主電路板50包括連接到電源部505的電源端子507，該電源端子507連接到設(shè)置在控制部6的控制電路板60中的電源端子608。這樣，變頻器5的主電路板50的電源部505可以對控制部6的控制電路板60供給驅(qū)動電力(+5V、+12、+24V等直流電力)。
這樣，通過從變頻器5供給用于控制部6的控制電路板60的電力，不必另外設(shè)置用于控制電路板60的直流電源。因此，可以降低供水裝置的制造成本，還可以減小控制電路板的尺寸。此外，在穩(wěn)定的電源開發(fā)上需要花費很多時間，而根據(jù)本實施方式，僅減小變頻器上裝載的電源部的開發(fā)即可，所以可以實現(xiàn)裝置的成本下降。
在本實施方式中，如圖4所示，各變頻器5的電源端子507直接連接到控制電路板60的電源端子608。因此，在變頻器5的電源部505中，設(shè)有二極管等的防逆流機構(gòu)(未圖示)，以使某一變頻器的電力不逆流到其他變頻器。
此外，在本實施方式中，可以從多個變頻器5對控制部6的控制電路板60供給電力。即，在控制電路板60上并聯(lián)連接多個變頻器5的電源部505，所以即使假設(shè)某一變頻器因漏電斷路器56的跳閘等而不能供給電力，也可以由其他變頻器對控制電路板60供給充足的電力。這樣，本實施方式的結(jié)構(gòu)，具有可正常地持續(xù)進行控制電路板60的動作、并防止供水裝置1的運轉(zhuǎn)停止的備用功能，可以穩(wěn)定對控制部6的電源供給。此外，在增設(shè)變頻器的情況下，由于僅增設(shè)與已設(shè)的變頻器相同形式的變頻器，所以變頻器的數(shù)目的增減容易。
再有，在減少電源的數(shù)目的意義上，雖然未圖示，但也可以在控制電路板60中設(shè)有電源部，從該電源部對各變頻器5供給直流電力?；蛘?，變頻器5和控制電路板60單獨地設(shè)置電源部，從該電源部對變頻器5和控制電路板60供給直流電力也可以。這樣的情況下，在電源部沒有正常地動作時裝置會停止，所以不能實現(xiàn)上述備用功能。此外，在考慮變頻器的增設(shè)的情況下，需要使用在容量上具有富余的電源部，或根據(jù)變頻器的增設(shè)來增設(shè)電源部。
如圖3所示，控制部6的操作板62包括表示裝置狀態(tài)的燈620；設(shè)定供水裝置1的目標壓力等運轉(zhuǎn)條件的操作按鈕622；以及用于顯示有關(guān)裝置的信息的液晶顯示器或7段顯示器等構(gòu)成的顯示部624。通過操作按鈕622，進行運轉(zhuǎn)模式的選擇和運轉(zhuǎn)條件的設(shè)定。此外，在顯示部624中，顯示運轉(zhuǎn)中的裝置的參數(shù)等。
如上所述，在各變頻器5的操作板52中，與以往的變頻器的操作板有所不同，不設(shè)置顯示部。電流和運轉(zhuǎn)頻率等有關(guān)變頻器5的信息，顯示在控制部6的操作板62中設(shè)置的顯示部624上。即，按壓變頻器5的操作板52的操作按鈕522時，在控制部6的操作板62上的顯示部624中顯示有關(guān)變頻器5的信息。在這種情況中，在操作按鈕522中，如果按壓其中一個按鈕，則可以將顯示部624進行切換，或者，也可以在操作按鈕522中設(shè)置用于顯示切換的按鈕。
這樣，根據(jù)本實施方式，不必在變頻器5中設(shè)置液晶等的顯示部，可以實現(xiàn)裝置的成本下降。此外，由于在控制部6中集中設(shè)置顯示部，所以操作者可以容易地理解顯示內(nèi)容，可以提高操作性。
另一方面，在變頻器5的操作板52中，必要的最小限度的操作按鈕522被保留，所以可通過變頻器5的操作板52的操作來切換顯示。因此，與通過控制部6的操作板62的操作來切換顯示的情況相比，顯示的切換作業(yè)簡便，在有泵3和變頻器5的增減的情況下，也不必變更控制部6的操作板62的顯示部624的結(jié)構(gòu)。再有，在用于顯示的操作多少有些煩瑣也可以的情況下，通過控制部6的操作板62的操作來切換顯示并顯示各變頻器5的信息就可以。
控制部6的操作板62除了顯示有關(guān)上述變頻器5的信息的功能以外，還具有通過操作按鈕622的操作，可以選擇性顯示供水裝置1的運轉(zhuǎn)中的排出壓力和流入壓力等的功能。此外，通過操作按鈕622的操作，可以設(shè)定供水裝置1的目標壓力等的運轉(zhuǎn)條件。此外，該操作板62包括報警蜂鳴器，在輸出報警時，可在顯示部624中顯示報警內(nèi)容。
這里，如圖2所示，漏電斷路器56的跳閘信號被輸入到I/O電路板54的輸入端子541，但在漏電斷路器56的二級側(cè)有變頻器5，所以產(chǎn)生漏電時對變頻器5的電源被斷路，不對變頻器5供給電力，I/O電路板54也不動作，有無法進行外部輸出的可能。因此，本實施方式的變頻器5包括圖5所示的跳閘信號輸出電路55，以便將漏電斷路器56跳閘的情況可靠地傳送到控制部6的控制電路板60。
即，如圖5所示，漏電斷路器56的上游的電力通過漏電斷路器56的報警開關(guān)56a而供給I/O電路板54的第1繼電器電路550。漏電斷路器56的報警開關(guān)56a有接點1a，在跳閘時閉合。此外，第1繼電器電路550有接點2a，另一接點550a連接到主電路板50的CPU504(參照圖2)，對該CPU504傳送跳閘。另一個接點550b連接到用于I/O電路板54上的故障輸出的輸出端子(無電壓接點)542(參照圖2)。此外，在用于故障輸出的輸出端子542上，連接輸出漏電斷路器56的跳閘以外的故障信號的第2繼電器電路551。
在漏電斷路器56跳閘時，I/O電路板54的第1繼電器電路550動作，輸出端子542導(dǎo)通。第1繼電器電路550從漏電斷路器56的上游接受電力的供給，第1繼電器電路550的勵磁側(cè)被通電，所以即使不對變頻器5供給電力，也可以將故障輸出正常地繼續(xù)輸出。這樣，通過設(shè)置跳閘信號輸出電路55，不必在I/O電路板54中設(shè)置電源電路，即使在漏電斷路器56跳閘而不對變頻器5供給電力的情況下，也可以從I/O電路板54輸出故障報警。
此時，漏電斷路器56的跳閘通過第1繼電器電路550的接點550a傳送到主電路板50的CPU504。變頻器5內(nèi)的電容器具有在漏電斷路器56的跳閘后仍使控制電路部動作并將漏電斷路器56的跳閘傳送到控制電路板60的足夠的容量，所以在漏電斷路器56跳閘從而變頻器5失去電力后，在數(shù)十秒期間可以通過電容器的充電電壓使控制電路部動作。因此，在從跳閘至變頻器5的電源被切斷的期間，利用該充電電壓，CPU504可將漏電斷路器56的跳閘通過通信部507、600傳送到控制電路板60。接受了跳閘信號的控制電路板60將指示傳送到控制部6的操作板62，在燈620或顯示部624(參照圖3)可以進行變頻器5處于漏電的顯示?？刂齐娐钒?0即使在變頻器5的電力完全中斷而不能進行通信之后，也首先傳送漏電斷路器56的跳閘，所以可以判斷是漏電引起的通信中斷，還是除此以外的原因引起的通信中斷，不對動作產(chǎn)生障礙。
圖6是表示圖5所示的跳閘輸出電路55的變形例的電路圖。在圖6所示的跳閘輸出電路55a中，第1繼電器電路550的接點550a連接到I/O電路板54的輸出端子542，接點550b直接連接到控制電路板60。由此，與故障輸出同樣，可以將漏電斷路器56的跳閘與變頻器5的電力無關(guān)地傳送到控制電路板60。這種情況下，為了區(qū)別哪個漏電斷路器56跳閘，在控制電路板60中需要與漏電斷路器56的數(shù)目對應(yīng)數(shù)目的輸入端子。
圖7是設(shè)有三個變頻器5a、5b、5c的情況下的連接例子。在圖7所示的例子中，第1變頻器5a的I/O電路板154a的輸入端子541a，連接到在第2變頻器5b的主電路板150b上連接的漏電斷路器156b；第2變頻器5b的I/O電路板154b的輸入端子541b，連接到在第3變頻器5c的主電路板150c上連接的漏電斷路器156c；第3變頻器5c的I/O電路板154c的輸入端子541c，連接到在第1變頻器5a的主電路板150a上連接的漏電斷路器156a。此外，從第1變頻器5a的I/O電路板154a的輸出端子542a輸出第2變頻器5b的故障信號，從第2變頻器5b的I/O電路板154b的輸出端子542b輸出第3變頻器5c的故障信號，從第3變頻器5c的I/O電路板154c的輸出端子542c輸出第1變頻器5a的故障信號。
根據(jù)這樣的連接，例如，漏電斷路器156b跳閘時，第2變頻器5b中的漏電通過I/O電路板154a的輸入端子541a被第1變頻器5a檢測，可以將漏電斷路器156b的跳閘從第1變頻器5a傳送到控制電路板60。此外，對于故障信號也是同樣，例如，在第2變頻器5b中發(fā)生故障時，可以從第1變頻器5a的I/O電路板154a的輸出端子542a輸出第2變頻器5b的故障。這樣，在圖7所示的例子中，不變更控制電路板60的結(jié)構(gòu)就可以檢測多個變頻器中的跳閘。
圖8是圖7所示的連接的變更例子。在圖8所示的例子中，各漏電斷路器156a、156b、156c和各I/O電路板154a、154b、154c的輸入端子541a、541b、541c的連接與圖7所示的例子相同，但與圖7所示的例子的不同在于，從第1變頻器5a的I/O電路板154a的輸出端子542a輸出第1變頻器5a的故障信號，從第2變頻器5b的I/O電路板154b的輸出端子542b輸出第2變頻器5b的故障信號，從第3變頻器5c的I/O電路板154c的輸出端子542c輸出第3變頻器5c的故障信號。
在圖8所示的例子中，例如在漏電斷路器156b跳閘的情況下，由于第1變頻器5a監(jiān)視該漏電斷路器156b的狀態(tài)，可以從第1變頻器5a向控制電路板60傳送漏電斷路器156b的跳閘信號。因此，不變更控制電路板60的結(jié)構(gòu)就可以檢測多個變頻器的跳閘。
圖9是表示本發(fā)明第2實施方式的供水裝置101的概略圖。圖9所示的供水裝置101是將泵3直接連接到自來水管102而利用自來水管102的壓力進行供水的直接連接式的供水裝置。在該供水裝置101中，用于檢測自來水管102的水壓的吸入側(cè)壓力傳感器103設(shè)置在吸入配管104中，其輸出被輸入到控制部6。此外，在吸入配管中，設(shè)有防逆流裝置105。
在上述實施方式中，對于在供水裝置1中采用變頻器5的例子進行了說明，但并不限于此。將變頻器5的操作板52和I/O電路板54進行適當?shù)淖兏?，并重寫存儲?03內(nèi)的程序，就可以將上述變頻器5應(yīng)用于供水裝置以外的各種裝置。因此，不變更變頻器5的主電路板50的硬件結(jié)構(gòu)，就可以在各種裝置中應(yīng)用本發(fā)明，所以可以實現(xiàn)裝置的成本降低。
此外，對驅(qū)動DC無刷電機的電源頻率進行控制的設(shè)備一般稱為驅(qū)動器，但在對交流電源進行整流并通過開關(guān)元件形成期望頻率的電力方面，驅(qū)動器與用于驅(qū)動感應(yīng)電動機的變頻器相同。因此，也可以用上述結(jié)構(gòu)的變頻器來驅(qū)動DC無刷電機。再有，在使用DC無刷電機的情況下，也可以將電機的旋轉(zhuǎn)信號和電流信號輸入到變頻器5的I/O電路板54。
貯水槽2、泵3、電機4、變頻器5、控制部6、控制電路板60等的數(shù)目當然不限于圖示的情況。此外，變頻器5的通信部502和控制電路板60的通信部600之間的通信不僅是串行通信，也可以按無線方式進行。此外，在上述實施方式中，舉例說明了供水裝置，但本發(fā)明不限于供水裝置。例如，可應(yīng)用于需要進行旋轉(zhuǎn)速度控制的風扇或壓縮機等的旋轉(zhuǎn)機械裝置中使用的變頻器。即，通過將泵作為風扇或壓縮機，將壓力傳感器變更為用于檢測溫度傳感器等裝置的負載的裝置，從而可應(yīng)用于使用風扇或壓縮機的各種裝置。
至此說明了本發(fā)明的一實施方式，但本發(fā)明不限于上述實施方式，在其技術(shù)思想的范圍內(nèi)，當然可以用各種不同的方式來實施。
權(quán)利要求
1.一種供水裝置，其特征在于，包括多個泵；以及對對應(yīng)的泵的旋轉(zhuǎn)頻率進行可變控制的多個變頻器，各變頻器包括用于輸入取決于所述對應(yīng)的泵的信號的輸入端子、和輸出取決于所述對應(yīng)的泵的信號的輸出端子中的至少一個。
2.如權(quán)利要求1所述的供水裝置，其特征在于，輸入到所述輸入端子的信號包含來自設(shè)置于所述對應(yīng)的泵上的傳感器的輸出信號。
3.如權(quán)利要求1所述的供水裝置，其特征在于，從所述輸出端子輸出的信號包含表示所述對應(yīng)的泵的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號。
4.一種變頻器，其特征在于，包括主電路板；以及輸入輸出電路板，所述主電路板具有對交流電力進行整流的整流器；將由所述整流器整流過的電力變換為期望頻率的交流電力的電力部；控制所述電力部的中央控制部；以及與外部進行信息的發(fā)送接收的通信部，所述輸入輸出電路板具有從外部輸入信號的輸入端子；以及將信號輸出到外部的輸出端子。
5.如權(quán)利要求4所述的變頻器，其特征在于，從所述輸出端子輸出的信號包含變頻器發(fā)生故障時被輸出的故障信號。
6.如權(quán)利要求5所述的變頻器，其特征在于，所述輸入輸出電路板包括在連接到變頻器的漏電斷路器跳閘的情況下、從所述輸出端子輸出所述故障信號的跳閘信號輸出電路。
7.如權(quán)利要求6所述的變頻器，其特征在于，所述跳閘信號輸出電路包括在所述漏電斷路器跳閘時供給該漏電斷路器的上游的電力的繼電器電路，所述繼電器電路的至少一個接點連接到輸出所述故障信號的所述輸出端子。
8.如權(quán)利要求6或7所述的變頻器，其特征在于，在對變頻器進行控制的控制部，連接了輸出所述故障信號的所述輸出端子。
9.一種供水裝置，其特征在于包括多個泵；以及對對應(yīng)的泵的旋轉(zhuǎn)頻率進行可變控制的權(quán)利要求6至8中任何一項所述的多個變頻器，各變頻器的輸入端子連接到與其它變頻器連接的漏電斷路器。
全文摘要
提供能夠靈活并且低價格地應(yīng)對結(jié)構(gòu)的變更的供水裝置和變頻器。供水裝置(1)包括多個泵(3)；以及對對應(yīng)的泵的旋轉(zhuǎn)頻率進行可變控制的多個變頻器(5)。各變頻器(5)包括輸入取決于對應(yīng)的泵的信號(來自對應(yīng)的泵中設(shè)置的傳感器(24)的輸出信號)的輸入端子(540、541)；以及輸出取決于對應(yīng)的泵的信號(表示對應(yīng)的泵的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號)的輸出端子(542)。
文檔編號E03B5/00GK1752359SQ20051010894
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者平巖廣直, 中島薰, 小松崇秀, 佐藤元保, 石原誠一, 田村博之, 手島友治, 中原聰, 檜垣展宏, 黑田清志 申請人:株式會社荏原制作所, 株式會社荏原電產(chǎn)