(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022177689
(43)【公開日】2022-12-01
(54)【発明の名称】ポンプ装置、可変速制御装置、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
F04B 49/02 20060101AFI20221124BHJP
F04B 49/10 20060101ALI20221124BHJP
F04D 15/00 20060101ALI20221124BHJP
【ＦＩ】
F04B49/02 311
F04B49/10 311
F04D15/00 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021084115
(22)【出願日】2021-05-18
(71)【出願人】
【識別番号】000148209
【氏名又は名称】株式会社川本製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】玉川 充
(72)【発明者】
【氏名】小島 研太
【テーマコード（参考）】
3H020
3H145
【Ｆターム（参考）】
3H020AA05
3H020BA02
3H020BA23
3H020CA01
3H020CA08
3H020DA04
3H020EA02
3H020EA07
3H145AA06
3H145AA16
3H145AA23
3H145AA42
3H145BA04
3H145CA03
3H145CA09
3H145CA21
3H145DA07
3H145EA13
3H145EA17
3H145EA20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】過電圧が生じることを防止できるポンプ装置、可変速制御装置、及びプログラムを提供すること。
【解決手段】ポンプ装置は、ポンプと、ポンプを駆動するモータ３０と、モータ３０を可変速回転駆動する制御盤５０と、を備える。制御盤５０は、ポンプの停止時に電圧測定部５４が測定した制御盤５０内の電圧値が第１の閾値Ｔ１未満であると、通常始動動作でポンプを始動し、電圧値が第１の閾値Ｔ１以上であると、出力周波数の増速度を通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作でポンプを始動する。
【選択図】図２
【解決手段】ポンプ装置は、ポンプと、ポンプを駆動するモータ３０と、モータ３０を可変速回転駆動する制御盤５０と、を備える。制御盤５０は、ポンプの停止時に電圧測定部５４が測定した制御盤５０内の電圧値が第１の閾値Ｔ１未満であると、通常始動動作でポンプを始動し、電圧値が第１の閾値Ｔ１以上であると、出力周波数の増速度を通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作でポンプを始動する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポンプと、
前記ポンプを駆動するモータと、
前記モータを可変速回転駆動する可変速制御装置と、
を備え、
前記可変速制御装置は、前記可変速制御装置内の電圧を測定する電圧測定部を備え、前記ポンプの停止時に前記電圧測定部が検出した電圧値が、予め設定された過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動し、前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する、ポンプ装置。
前記ポンプを駆動するモータと、
前記モータを可変速回転駆動する可変速制御装置と、
を備え、
前記可変速制御装置は、前記可変速制御装置内の電圧を測定する電圧測定部を備え、前記ポンプの停止時に前記電圧測定部が検出した電圧値が、予め設定された過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動し、前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する、ポンプ装置。
【請求項2】
前記通常始動動作は、予め設定された所定の増速度で出力周波数を増速する始動動作である、請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項3】
前記可変速制御装置は、前記ポンプの二次側の圧力が予め設定した始動圧力まで低下すると前記電圧測定部で前記可変速制御装置内の前記電圧値を測定する、請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項4】
前記通常始動動作は、予め設定された第１の加速時間で前記出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇させる始動動作であり、
前記保護始動動作は、前記第１の加速時間より長い予め設定された第２の加速時間で、前記出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇させる始動動作である、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のポンプ装置。
前記保護始動動作は、前記第１の加速時間より長い予め設定された第２の加速時間で、前記出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇させる始動動作である、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項5】
前記可変速制御装置は、前記ポンプの始動動作として前記通常始動動作が初期設定されており、前記電圧値が前記閾値以上であると、始動動作として前記保護始動動作が設定され、前記保護始動動作で前記ポンプを始動後、前記ポンプの二次側の圧力が目標圧力に到達すると、前記ポンプの始動動作の設定を前記通常始動動作に戻す、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項6】
前記可変速制御装置は、前記ポンプの始動動作として前記通常始動動作が初期設定されており、前記電圧値が前記閾値以上であると、始動動作として前記保護始動動作が設定され、前記保護始動動作で前記ポンプを始動後、前記ポンプの停止時にまたは前記ポンプの停止条件が満たされると、前記ポンプの始動動作の設定を前記通常始動動作に戻す、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項7】
前記可変速制御装置は、前記電圧測定部で過電圧を検出すると前記ポンプを停止し、前記ポンプの始動動作中、及び、前記ポンプの始動動作後であって停止動作を除く駆動中に前記電圧測定部が過電圧を検出して前記ポンプを一旦停止させ、前記ポンプを再始動させる、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のポンプ装置。
【請求項8】
ポンプを駆動するモータを可変速回転駆動する可変速制御装置であって、
前記可変速制御装置は、前記可変速制御装置内の電圧を測定する電圧測定部を備え、前記ポンプの停止時に前記電圧測定部が検出した電圧値が、予め設定された過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動し、前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する、可変速制御装置。
前記可変速制御装置は、前記可変速制御装置内の電圧を測定する電圧測定部を備え、前記ポンプの停止時に前記電圧測定部が検出した電圧値が、予め設定された過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動し、前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する、可変速制御装置。
【請求項9】
コンピュータを、
ポンプの停止時の可変速制御装置内の電圧値、及び過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値を比較する手段と、
前記電圧値が前記閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動する手段と、
前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する手段と、
として機能させるためのプログラム。
ポンプの停止時の可変速制御装置内の電圧値、及び過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値を比較する手段と、
前記電圧値が前記閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動する手段と、
前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する手段と、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポンプを駆動するモータを可変速制御するポンプ装置、可変速制御装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従前から、インペラを駆動するモータを可変速回転駆動する可変速制御装置を備えるポンプ装置が知られている。この種のポンプ装置では、電源投入後、初めてポンプを始動する場合、吐き出し圧力の上昇が通常より緩やかな保護動作を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、可変速制御装置が過電圧または過電流とならないように、可変速制御装置の出力周波数の指令を自動調整するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。また、このようなポンプ装置は、過電圧保護機能によりポンプを停止すると、ポンプを始動する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５４１７１４７号公報
【特許文献2】特開２０１９－８０４１９号公報
【特許文献3】特開２０２０－７６３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ポンプ装置では、給水先である例えば蛇口を開けたときにすぐに水が出るようにする為に、ポンプの始動動作で可変速制御装置の出力周波数を早く上昇させることが求められる。しかしながら、出力周波数の増速度を大きくすることで、出力周波数が例えば最高出力周波数に達すると、瞬時的にモータの回生動作が発生する場合がある。この為、ポンプの始動動作を行う際に可変速制御装置内の電圧が高い状態であると、回生動作により生じた電圧により、可変速制御装置内に瞬時的に過電圧が生じるおそれがある。そして、この過電圧により、過電圧保護機能によってポンプが停止されることで、給水先への給水が遮断される断水が生じる。
【0005】
そこで本発明は、可変速制御装置が過電圧となることを防止できるポンプ装置、可変速制御装置、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、ポンプ装置は、ポンプと、前記ポンプを駆動するモータと、前記モータを可変速回転駆動する可変速制御装置と、を備え、前記可変速制御装置は、前記可変速制御装置内の電圧を測定する電圧測定部を備え、前記ポンプの停止時に前記電圧測定部が検出した電圧値が、予め設定された過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動し、前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する。
【0007】
本発明の一態様によれば、可変速制御装置は、ポンプを駆動するモータを可変速回転駆動する可変速制御装置であって、前記可変速制御装置は、前記可変速制御装置内の電圧を測定する電圧測定部を備え、前記ポンプの停止時に前記電圧測定部が検出した電圧値が、予め設定された過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動し、前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する。
【0008】
本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、ポンプの停止時の可変速制御装置内の電圧値、及び過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく閾値を比較する手段と、前記電圧値が前記閾値未満であると、通常始動動作で前記ポンプを始動する手段と、前記電圧値が前記閾値以上であると、出力周波数の増速度を前記通常始動動作に比較して緩やかにした保護始動動作で前記ポンプを始動する手段と、として機能させる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、過電圧が生じることを防止できるポンプ装置、可変速制御装置、及びプログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態に係る給水装置の構成を模式的に示す説明図。
【図2】同給水装置の構成を示す説明図。
【図3】同給水装置に用いられるポンプ装置のインバータの構成を示す説明図。
【図4】同給水装置の動作の一例を示す流れ図。
【図5】同ポンプの始動動作での増速度を示すグラフ。
【図6】同ポンプの停止動作での減速度を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0011】
【0012】
図１は、本発明の一実施形態に係る給水装置１の構成を模式的に示す説明図である。図２は、給水装置１の構成を示す説明図である。図３は、給水装置１に用いられるポンプ装置が有するインバータボックス５１の構成を模式的に示す説明図である。図４は、給水装置１の動作の一例を示す流れ図である。
【0013】
給水装置１は、例えば、貯水槽や、建造物に設けられた蛇口やシャワーヘッド等の給水に給水する自動給水装置である。例えば、給水装置１は、受水槽等に接続され、受水槽の水を増圧給水する。なお、給水装置１は、水道本管に設けられた水道分管に接続され、水道分管から供給される水を増圧する、所謂直結式給水装置であってもよい。
【0014】
図１に示すように、給水装置１は、例えば、ポンプ装置１１と、配管ユニット１２と、アキュムレータ１３と、を備えている。また、給水装置１は、圧力検出装置１５及び流量検出装置１６等の各種センサ類を備えている。
【0015】
図１に示すように、ポンプ装置１１は、複数のポンプユニット２０と、制御盤（可変速制御装置）５０と、を備えている。ポンプ装置１１は、制御盤５０によってポンプユニット２０を単独で運転し、また、複数のポンプユニット２０を運転し、二次側に揚水する。本実施形態においては、ポンプ装置１１は、例えば、２台のポンプユニット２０を備える例を説明する。ポンプユニット２０は、モータ３０と、ポンプ４０と、を備えている。
【0016】
モータ３０は、例えば、永久磁石を用いるＰＭモータである。モータ３０は、例えば信号線により、制御盤５０に接続されている。モータ３０は、制御盤５０によって駆動制御される。
【0017】
ポンプ４０は、モータ３０に接続されている。ポンプ４０は、インペラを単数又は複数有する、単段または複数段のポンプである。ポンプ４０のインペラは、モータ３０のモータ軸に直接的に接続されるか、又はモータ軸に継手等を介して接続された主軸に接続される。ポンプ４０は、モータ軸の回転に伴ってインペラが回転することで、流体を増圧して二次側に圧送する。
【0018】
【0019】
インバータボックス５１は、例えば、インバータ５２と、電圧測定部５４と、電流測定部５５と、周波数測定部５６と、インバータ制御基板５３と、を備えている。
【0020】
インバータ５２は、インバータ制御基板５３を介して制御装置６０からのインバータ制御信号を受け取る。インバータ５２は、このインバータ制御信号に応じて動作する。例えば、インバータ５２は、制御装置６０からのインバータ制御信号に応じてモータ３０の運転を制御する。
【0021】
図３に示すように、インバータ５２は、例えば、コンバータ回路を含むコンバータ部５２ａと、インバータ回路を含むインバータ部５２ｂと、平滑コンデンサ５２ｃと、を備えている。コンバータ部５２ａは、例えば、ダイオードや制御回路等を含むコンバータ回路により構成される整流装置である。インバータ部５２ｂは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＩＰＭ（Intelligent Power Module）等のパワー半導体素子や制御回路等を含むインバータ回路により構成される周波数発生装置である。平滑コンデンサ５２ｃは、例えば、フィルムコンデンサである。フィルムコンデンサは、電解コンデンサに比較して、リプル電流が大きく、静電容量が小さい。
【0022】
このように構成されたインバータ５２は、電源７０に接続されている。ここで、電源７０は、例えば三相電源である。電源７０から流れる電流は、コンバータ部５２ａによって直流に変換され、平滑コンデンサ５２ｃにて整流され、インバータ部５２ｂにて可変電圧可変周波数の交流に変換され、モータ３０に入力される。
【0023】
電圧測定部５４は、制御盤５０内の電圧を測定する。電圧測定部５４は、制御盤５０が過電圧であるか否かの判定に用いる電圧を検出する。また、電圧測定部５４は、後述する、ポンプ４０の始動動作の選択に用いられる制御盤５０の電圧を測定する。また、電圧測定部５４は、後述する、ポンプ４０の停止動作の選択に用いられる制御盤５０の電力を算出する為の電圧を測定する。
【0024】
電圧測定部５４は、例えば、インバータボックス５１の電圧、具体例として、インバータ５２の電圧を測定する。電圧測定部５４は、インバータ５２の電圧として、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂの間の電圧である直流中間電圧を測定する。電圧測定部５４は、測定した電圧に対応する信号をプロセッサ５７に送信する。なお、電圧測定部５４が検出するインバータボックス５１の電圧は、上述の直流中間電圧に限定されない。他の例では、電圧測定部５４が測定する電圧は、インバータ５２が接続される電源７０の電圧である電源交流電圧であってもよい。
【0025】
電流測定部５５は、制御盤５０内の電流を測定する。電流測定部５５は、ポンプ４０の停止動作の選択に用いられる制御盤５０の電流を測定する。また、電流測定部５５は、ポンプ４０の停止動作の選択に用いあれる制御盤５０の電力を算出する為の電流を測定する。
【0026】
電流測定部５５は、例えば、インバータボックス５１の電流、具体例として、インバータ５２の電流を測定する。電流測定部５５は、インバータ５２の電流として、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂの間の電流である直流中間電流を測定する。電流測定部５５は、測定した電流に対応する信号をプロセッサ５７に送信する。なお、電流測定部５５が測定するインバータボックス５１の電流は、直流中間電流に限定されない。他の例では、電流測定部５５が測定するインバータ５２の電流は、インバータ５２が接続される電源７０から供給される電流であってもよい。
【0027】
周波数測定部５６は、インバータ５２の出力周波数を検出する。周波数測定部５６は、測定した出力周波数に対応する信号をプロセッサ５７に送信する。
【0028】
インバータ制御基板５３は、制御装置６０からのインバータ制御信号に基づいてインバータ５２を制御する。インバータ制御基板５３は、例えば、プロセッサ５７と、メモリ５８と、を備えている。
【0029】
プロセッサ５７は、インバータ５２を制御するための制御回路である。プロセッサ５７は、典型的にはマイコンであるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＤＳＣ（Digital Signal Controller）またはその他の汎用または専用のプロセッサなどであってもよい。プロセッサ５７は、例えば、通信制御、周波数制御などの任意の処理を行う。
【0030】
図２に示すように、プロセッサ５７は、インバータ５２、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６に接続されている。プロセッサ５７は、例えば、処理回路と、メモリと、を含む。プロセッサ５７は、例えば、不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（登録商標）領域と、揮発性のＤＲＡＭ領域等のメモリと、を含む。プロセッサ５７は、メモリ又はＥＥＰＲＯＭ領域に保存されたプログラムを実行することで、通信制御プロセッサ、周波数プロセッサ等として機能し得る。なお、プロセッサ５７内の構成や各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。
【0031】
プロセッサ５７は、例えば、制御装置６０から受信したインバータ制御信号をインバータ５２へ出力し、モータ３０を制御する。プロセッサ５７は、本実施形態の例では、目標圧力一定運転等により、ポンプ４０を制御する。
【0032】
メモリ５８は、プロセッサ５７によって使用される各種データやプログラムが記憶される。メモリ５８は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）（登録商標）、ＲＯＭ（Read only memory）又はＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。また、メモリ５８は、フラッシュメモリを搭載したＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。また、メモリ５８は、不揮発性メモリに加え、電源遮断時に消去してもよいデータが展開されるワークエリアを有するＲＡＭを含み得る。
【0033】
制御装置６０は、圧力検出装置１５、流量検出装置１６、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６からの信号に基づいて、インバータ制御基板５３にインバータ制御信号を送信する。
【0034】
例えば、制御装置６０は、流量検出装置１６で検出された流量及び圧力検出装置１５で検出された圧力に対応する検出信号に基づいて、モータ３０の停止及び始動を行う。具体例として、制御装置６０は、圧力検出装置１５で検出された検出信号から算出されたポンプ４０の二次側の圧力が予め定められた始動圧力以下に低下したことを検知すると、モータ３０を駆動して、ポンプ４０を始動する。制御装置６０は、流量検出装置１６からの検出信号に基づいて、流量が少水量であることを検知するとポンプ４０を停止させる。
【0035】
また、制御装置６０は、圧力検出装置１５で検出された圧力に基づき、モータ３０の回転速度を制御し、吐出し圧力一定制御又は推定末端圧力一定制御等の目標圧力一定制御により、ポンプ４０を可変速制御する。なお、ポンプ４０の回転速度は、モータ３０の回転速度と同一であり、そして、ポンプ４０（モータ３０）の回転速度は、インバータ５２の出力周波数と一定の関係を有する。
【0036】
また、制御装置６０は、制御盤５０内の電圧が過電圧となると、モータ３０への出力を停止してポンプ４０を停止する過電圧保護動作を行う。過電圧保護動作は、制御盤５０が過電圧となる状態が継続されることを防止する機能である。制御装置６０は、具体的には、電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて、過電圧を判定する。また、制御装置６０は、過電圧保護動作により、ポンプ４０の始動動作中、及び、ポンプ４０の始動動作後の停止動作を除く駆動中にポンプ４０を停止すると、ポンプ４０を始動する。換言すると、制御装置６０は、電圧測定部５４で過電圧を検出するとポンプ４０を停止し、ポンプ４０の始動動作中、及び、ポンプ４０の始動動作後であって停止動作を除く駆動中に電圧測定部５４が過電圧を検出してポンプ４０を一旦停止させ、ポンプを再始動させる。
【0037】
また、制御装置６０は、ポンプユニット２０の制御に加えて、例えば、通信端末１００と無線接続することにより、適宜、運転データを通信端末１００に送信してもよい。なお、運転データは、ある運転点での、周波数、電流、電圧、圧力、流量、振動値、モータの絶縁抵抗、及び受水槽の設定などといった、給水装置１の運転状態を示すデータである。
【0038】
このような制御装置６０は、図２に示すように、例えば、通信部６１、入力部６２、インターフェース６３、表示部６４、設定部６５、メモリ６６及びプロセッサ６７を備えている。
【0039】
通信部６１は、プロセッサ６７により制御され、無線通信技術を用いて、通信端末１００などの外部装置と通信可能な任意の通信インターフェースである。通信部６１は、例えば、通信モジュール又は通信基板等として実装されていてもよい。通信モジュールは、例えばコネクタを介して制御装置６０の制御基板に着脱自在に設けられてもよい。具体的には、通信部６１は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙの規格（以下、ＢＬＥ規格ともいう）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＮＦＣ等の無線通信技術、又はＵＳＢ等の有線通信技術を用いて、通信端末１００等の外部装置に接続できる。
【0040】
例えば、通信部６１は、制御装置６０の識別情報を含むアドバタイズパケットをブロードキャスト通信する。また、例えば、通信部６１は、当該アドバタイズパケットを受信する通信端末１００から接続要求を受けると、通信端末１００との間の通信を接続してもよい。通信部６１は、プロセッサ６７に電気的に接続され、通信端末１００との間の通信を接続可能な通信手段の一例である。なお、アドバタイズパケットのブロードキャスト通信は通信部６１と外部の通信端末１００との一方が行い、他方が受信する構成でもよい。
【0041】
入力部６２は、例えば、ボタンを含む操作パネル、タッチパネル、キーボード、マウス、等のユーザ入力を受け付ける装置と、圧力センサ、マイクロフォン、カメラなどのセンサとの、少なくともいずれかを有する。入力部６２は、パラメータ設定、各運転モードの設定等の任意のユーザからの指令であるユーザ入力を受け付ける装置である。
【0042】
例えば、入力部６２は、ユーザがポンプ４０の始動の指令を入力する操作、及び、ユーザによるポンプ４０の停止の指令を入力する操作を可能に構成されている。入力部６２は、ユーザにより操作がなされると、操作に応じた信号をプロセッサ６７に送信する。
【0043】
インターフェース６３は、流量検出装置１６及び圧力検出装置１５や、外部端末等が電気的に接続可能な端子又は回路である。
【0044】
表示部６４は、例えば、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスを有する。また、表示部６４は、表示デバイスに代えて、又は、表示デバイスに加えて、スピーカ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）点灯部等を有していても良い。
【0045】
メモリ６６は、データの読出及び書込が可能である。メモリ６６は、プロセッサ６７によって使用されるデータ、ポンプ４０の運転データやポンプ４０の制御に用いる各種データやプログラム等を格納する。メモリ６６は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）（登録商標）、ＲＯＭ（Read only memory）又はＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。また、メモリ６６は、フラッシュメモリを搭載したＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。なお、メモリ６６は、不揮発性メモリに加え、電源遮断時に消去してもよいデータが展開されるワークエリアを有するＲＡＭを含み得る。
【0046】
メモリ６６に格納されるデータとしては、例えば、制御装置６０を識別する識別情報、コード、テーブルなどが適宜記憶される。メモリ６６は、例えば、制御に必要な情報として、各種プログラムや、各種基準値や閾値を記憶する。なお、各種閾値や設定値は、例えば操作入力によってユーザが任意に設定変更可能に構成されている。
【0047】
また、メモリ６６には、ポンプ４０の制御に要するパラメータが記憶される。例えばパラメータは、制御目標に関するデータであり、定格圧力、末端圧力、始動圧力、定格流量等が挙げられる。
【0048】
また、パラメータは、ポンプ４０の始動動作に関するデータを含んでいる。始動動作に関するデータは、例えば、後述する通常始動動作または保護始動動作を選択する為の第１の閾値Ｔ１を含んでいる。第１の閾値Ｔ１は、電圧測定部５４で測定した電圧値と比較される予め設定された電圧値であり、通常始動動作を行うと制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく値である。第１の閾値Ｔ１は、例えば、制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電圧値以上の電圧値である。
【0049】
また、パラメータは、ポンプ４０の停止動作に関するデータを含んでいる。停止動作に関するデータは、例えば、後述する通常停止動作または保護停止動作を選択する為の第２の閾値Ｔ２を含んでいる。第２の閾値Ｔ２は、本実施形態の例では、保護停止動作を行う条件の１つである第１の条件が満たされたか否かの判定に用いる第３の閾値Ｔ２３と、保護停止動作を行う他の条件である第２の条件が満たされたか否かの判定に用いる第４の閾値Ｔ２４と、を含んでいる。
【0050】
第３の閾値Ｔ２３は、予め設定されたインバータ５２の周波数またはモータ３０の回転速度であり、通常始動動作を行うと制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある周波数または回転速度に基づく値である。第３の閾値Ｔ２３は、例えば、通常停止動作を行うことで制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある、出力周波数または回転速度以上の値である。
【0051】
第４の閾値Ｔ２４は、予め設定された電流値または電力値であり、電流測定部５５で測定された電流値、または、電流測定部５５で測定された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づいて算出される電力と比較される。第４の閾値Ｔ２４は、通常停止動作を行うことで制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電流値または電力値に基づく値である。第４の閾値Ｔ２４は、例えば、通常停止動作を行うことで制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある電流値以上の値または電力値以上の値である。
【0052】
なお、保護停止動作を行う条件は、第１の条件及び第２の条件の一方のみであってもよい。例えば、保護停止動作を行う条件が、第１の条件のみが満たされたことである場合は、第２の閾値Ｔ２は、第３の閾値Ｔ２３のみを含み、第４の閾値Ｔ２４を含まない。または、保護停止動作を行う条件が第２の条件のみが満たされことである場合は、第２の閾値Ｔ２は、第４の閾値Ｔ２４のみを含み、第３の閾値Ｔ２３は含まない。
【0053】
例えばパラメータは、製造工程における給水装置１の試運転時や、給水装置１の設置後に、作業員が、制御装置６０の入力部６２を操作するか、又は、外部端末をインターフェース６３に接続し、外部端末を操作して、初期値が設定される。
【0054】
プロセッサ６７は、統括制御部である。プロセッサ６７は、典型的にはマイコンであるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、またはその他の汎用または専用のプロセッサなどであってもよい。プロセッサ６７は、例えば、通信制御、表示制御、ポンプ制御などの任意の処理を行う。図２に示すように、プロセッサ６７は、例えば、インターフェース６３やインバータ制御基板５３等を介して、流量検出装置１６、圧力検出装置１５、インバータ５２、電圧測定部５４、電流測定部５５及び、周波数測定部５６に接続される。
【0055】
プロセッサ６７は、例えば、処理回路とメモリとを含む。プロセッサ６７は、例えば、不揮発性のＥＥＰＲＯＭ領域６７ａと、揮発性のＤＲＡＭ領域６７ｂとを含む。また、プロセッサ６７は、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに保存されたプログラムを実行することで、通信制御部６７ｃ及びポンプ制御部６７ｄ等として機能し得る。なお、プロセッサ６７内の各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。
【0056】
通信制御部６７ｃは、通信部６１を制御して、通信端末１００との無線通信を行う。
ポンプ制御部６７ｄは、圧力検出装置１５、流量検出装置１６、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６を含む各種センサからの検出信号に基づいて、給水装置１の運転状態を示す運転データを取得し、当該運転データをメモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂに記憶する。
ポンプ制御部６７ｄは、圧力検出装置１５、流量検出装置１６、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６を含む各種センサからの検出信号に基づいて、給水装置１の運転状態を示す運転データを取得し、当該運転データをメモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂに記憶する。
【0057】
また、ポンプ制御部６７ｄは、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに保存されたポンプ制御のためのプログラムと、各パラメータとに基づいてインバータ制御信号を生成し、インバータ制御信号を、インバータ制御基板５３を介してインバータ５２へ出力し、モータ３０を制御する。これにより、ポンプ制御部６７ｄは、ポンプ４０の始動動作を行い、例えば目標圧力一定制御によりポンプ４０を制御し、ポンプ４０の停止動作を行う。
【0058】
以下、プロセッサ６７によるポンプ４０の制御機能の一例を説明する。ここで、制御機能の一例とは、プロセッサ６７がプログラムに基づき、ポンプ４０を始動する始動動作を行う制御機能、ポンプ４０を目標圧力一定制御で動作する制御機能、ポンプ４０を停止する停止動作を行う制御機能、及び、電圧測定部５４で測定された電圧値に基づいて過電圧を判定すると、ポンプ４０を停止する制御機能である。
【0059】
また、制御機能の一例は、プロセッサ６７がプログラムに基づき、ポンプ４０の始動動作中、または、始動動作後であってポンプ４０の停止動作を除く駆動中に、電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて過電圧を判定してポンプ４０を一旦停止した後、ポンプ４０を再始動させる制御機能である。
【0060】
なお、ポンプ制御部６７ｄによる各処理は適宜設定できることから、以下、プロセッサ６７の処理の一例として説明する。また、各種データの読み出し及び記憶（格納）は、メモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及びＤＲＡＭ領域６７ｂを適宜設定できることから、各種データの読み出し及び記憶については、メモリ６６を用いた一例として説明する。
【0061】
プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、ポンプ４０の停止時に、電圧測定部５４により、制御盤５０内の電圧を測定する処理を行う。電圧測定部５４により制御盤５０内の電圧を測定する時は、例えば、ポンプ４０の始動直前である。
【0062】
ポンプ４０の始動直前とは、例えば、ユーザがポンプ４０を始動する為に入力部６２を操作して入力部６２からポンプ４０の始動に応じた信号がプロセッサ６７に入力された時から、プロセッサ６７がインバータ５２にポンプ４０の始動のインバータ制御信号を送信する時までの期間のいずれかの時点である。
【0063】
または、ポンプ４０の始動直前とは、例えば、ポンプ４０の二次側の圧力が始動圧力に低下して、プロセッサ６７が圧力検出装置１５から始動圧力を検出した信号を受信した時から、プロセッサ６７がインバータ５２にポンプ４０の始動のインバータ制御信号を送信する時までの期間のいずれかの時点である。
【0064】
プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止時に電圧測定部５４で測定された電圧値と第１の閾値Ｔ１とを比較する処理を行う。そして、プロセッサ６７は、電圧測定部５４で測定された電圧値が第１の閾値Ｔ１未満であると、ポンプ４０の始動動作として、通常始動動作を行う。
【0065】
通常始動動作は、予め設定された増速度で、インバータ５２の出力周波数をゼロから上昇させる始動動作である。通常始動動作の予め設定された増速度は、制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがない増速度であり、例えば、蛇口等の給水先があけられるとすぐに水が出る増速度である。
【0066】
通常始動動作は、例えば、インバータ５２の出力周波数を、予め設定された第１の加速時間ｔ１で、ゼロから最高出力周波数ＷＭまで上昇させる始動動作である。第１の加速時間ｔ１は、例えば０．６秒である。通常始動動作は、例えば、予め設定された所定の傾きで、インバータ５２の出力周波数を上昇させる。
【0067】
図５は、通常始動動作でのインバータ５２の出力周波数の増速度の設定値の一例、及び、後述する保護始動動作でのインバータ５２の出力周波数の増速度の設定値の一例を示している。図５では、横軸は時間を示しており、縦軸はインバータ５２の出力周波数を示している。
【0068】
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、電圧測定部５４で測定された電圧が第１の閾値Ｔ１以上であると、保護始動動作を行う。
【0069】
保護始動動作は、インバータ５２の出力周波数の増速度を、通常始動動作に比較して緩やかにした始動動作である。インバータ５２の出力周波数の増速度を、通常始動動作に比較して緩やかにした始動動作とは、制御盤５０内の電圧が第１の閾値Ｔ１以上である状態においても、制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがない始動動作である。
【0070】
インバータ５２の出力周波数の増速度を通常始動動作に比較して緩やかにするとは、例えば、インバータ５２の出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇する期間での単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率を、通常始動動作に比較して小さくすることである。この単位時間当たりの出力周波数の変化率は、インバータ５２の最高出力周波数を、インバータ５２の出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇する時間で除算した値である。
【0071】
この一例は、インバータ５２の出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇する期間を、通常始動動作に比較して長くすることである。具体例は、インバータ５２の出力周波数をゼロから最高出力周波数ＷＭまで、第１の加速時間ｔ１より長い予め設定された所定の第２の加速時間ｔ２で上昇させることである。この例では、図５に出力周波数Ｌ２１で示すように、インバータ５２の出力周波数Ｌ２をゼロから最高出力周波数ＷＭまで、第２の加速時間ｔ２で予め設定された所定の傾きで上昇させてもよいし、または、所定の傾きで上昇させるのではなくてもよい。
【0072】
第２の加速時間ｔ２は、例えば、複数あってもよい。そして、電圧測定部５４の測定した電圧及び第１の閾値Ｔ１の比較の結果に応じて、複数の第２の加速時間からいずれかの第２の加速時間が選択されてもよい。例えば、第２の加速時間ｔ２として、ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４が記憶されており、ｔ２１＜ｔ２２＜ｔ２３＜ｔ２４である。そして、制御盤５０内の電圧及び第１の閾値Ｔ１の比較に基づいて、ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３及びｔ２４のいずれかが用いられる。
【0073】
または、第２の加速時間ｔ２は、例えば、保護始動動作開始時に設定された時間を、保護始動動作中の電圧測定部５４の測定結果に応じて、延ばしてもよい。
【0074】
また、通常始動動作に比較してインバータ５２の出力周波数の増速度を緩やかにすることの他の例は、図５に線Ｌ２２、Ｌ２３で示すように、インバータ５２の出力周波数を、ゼロから最高出力周波数まで複数の傾きで上昇させることである。
【0075】
この例では、例えば、複数の傾きのいずれかは、通常始動動作でのインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの変化率と同じであってもよいし、または、通常始動動作でのインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの出力周波数の変化率より大きくてもよいまた、この例では、インバータ５２の出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇する時間は、第１の加速時間ｔ１であってもよく、または、第２の加速時間ｔ２であってもよい。
【0076】
例えば、線Ｌ２２で示すように、保護始動動作開始後、所定期間でのインバータ５２の出力周波数の上昇の傾きすなわち単位時間当たりの出力周波数の変化率が、通常始動動作より大きくてもよい。または、この所定期間のインバータ５２の出力周波数の上昇の傾きが、通常始動動作のインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの変化率と同じであってもよい。または、インバータ５２の出力周波数が最高出力周波に到達する時点を含む所定期間でのインバータ５２の出力周波数の上昇の傾きが、通常始動動作より大きくてもよい。または、この所定期間のインバータ５２の出力周波数の上昇の傾きが、通常始動動作のインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの変化率と同じであってもよい。
【0077】
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、電圧測定部５４の測定した電圧に基づいて過電圧を判定すると、ポンプ４０を停止する。
【0078】
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、ポンプ４０の始動動作中、及び、始動動作後であってポンプ４０の停止動作を除く駆動中に過電圧保護機能によりポンプ４０を一旦停止すると、ポンプ４０を再始動する。
【0079】
また、本実施形態の例では、メモリ６６等に、始動動作の初期設定として通常始動動作が設定されている。プロセッサ６７は、ポンプ４０の始動前に電圧測定部５４が測定した電圧値が第１の閾値Ｔ１以上であると、始動動作として保護始動動作を設定する。また、プロセッサ６７は、保護始動動作でポンプ４０を始動すると、次にポンプ４０の始動動作を開始するまでに、始動動作の設定を、通常始動動作に戻す。
【0080】
プロセッサ６７は、例えば、圧力検出装置１５から目標圧力を検出した信号を受信した時、ポンプ４０の停止時、または、ポンプ４０の停止条件が満たされたときに、始動動作の設定は、通常始動動作に戻す。
【0081】
ポンプ４０の停止時は、例えば、プロセッサ６７がポンプ４０を停止するべくポンプ４０の停止動作を開始してから、次にポンプ４０の始動動作を開始するまでの期間のいずれかの時点である。
【0082】
ポンプ４０の停止条件が満たされた時は、例えば、ユーザがポンプ４０を停止する為に入力部６２の操作を行い、プロセッサ６７が入力部６２から停止の操作がなされたことを示す信号を受信した時である。または、ポンプ４０の停止条件が満たされた時は、例えば、流量検出装置１６が停止流量を検出して、プロセッサ６７が流量検出装置１６から信号を受信した時である。
【0083】
または、プロセッサ６７は、保護始動動作開始後、電流測定部５５からの信号に基づいて、インバータ５２の中間電流が低下したことを検出すると、ポンプ４０の始動動作を通常始動動作に戻してもよい。
【0084】
または、プロセッサ６７は、保護始動動作によりポンプ４０を始動しインバータ５２の出力周波数の制御がＰＩ制御に移行したときに、ポンプ４０の始動動作の設定を通常始動動作に戻してもよい。または、プロセッサ６７は、ポンプ４０の保護始動動作開始後、予め設定された一定時間、インバータ５２の出力周波数が最高出力周波数に維持されたときに、ポンプ４０の始動動作を通常始動動作に戻してもよい。
【0085】
ポンプ４０の始動動作後、プロセッサ６７は、例えば、プログラムに基づいて、目標圧力一定制御にてポンプ４０を単独運転する給水処理を行う。プロセッサ６７は、例えば、流量検出装置１６、圧力検出装置１５で検出された流量及び圧力の各検出値、モータ３０の回転速度（周波数）、並びに、メモリ６６等に格納された各種データ及びプログラム等に基づいて、インバータ５２の出力周波数を制御し、ポンプ４０を目標圧力一定制御で駆動制御する。これにより、ポンプ４０の単独運転による給水処理が行われる。
【0086】
また、プロセッサ６７は、例えば、ポンプ４０を目標圧力一定制御で駆動しているときに、ポンプ４０を増台する増台処理、及び、ポンプ４０を減台する減台処理を行う。
【0087】
また、プロセッサ６７は、例えば、プログラムに基づいて、ポンプ４０の運転中に、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かの判定処理を行う。そして、プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止条件が満たされたと判定すると、ポンプ４０の停止動作を開始する前例えば直前に、保護始動動作を行う条件が満たされているか否かを判定する処理を行う。本実施形態の例では、保護停止動作を行う条件は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされることである。プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の少なくとも一方が満たされてないと判定すると、ポンプ４０の停止動作として、通常始動動作を行う処理をする。
【0088】
通常停止動作は、予め設定された減速度で、インバータ５２の出力周波数をゼロに下降させる停止動作である。通常停止動作の予め設定された減速度は、制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがない減速度である。
【0089】
通常停止動作は、例えば、インバータ５２の出力周波数を、予め設定された、所定の単位時間当たりの変化率でゼロまで下降させる停止動作である。この変化率は、インバータ５２の出力周波数を、最高出力周波数からゼロまで、予め設定された所定の第１の減速時間ｔ３で下降されるものであり、最高出力周波数を第１の減速時間ｔ３で除算した値である。
【0090】
図６は、通常停止動作でのインバータ５２の出力周波数の減速度の設定値の一例、及び、後述する保護停止動作でのインバータ５２の出力周波数の減速度の設定値の一例を示している。図６では、横軸は時間を示しており、縦軸は周波数を示している。図６に示すように、本実施形態の例では、通常停止動作は、図６に線Ｌ３で示すように、インバータ５２の出力周波数を、一定の傾きでゼロまで下降させる減速度である。
【0091】
停止動作を行う直前とは、例えば、ユーザがポンプ４０を停止する為に入力部６２を操作して、プロセッサ６７が入力部６２から停止の操作がなされたことを示す信号を受信した時である。または、例えば、停止動作を行う直前とは、流量検出装置１６が停止流量を検出し、プロセッサ６７が、流量検出装置１６からの信号を受信した時である。
【0092】
第１の条件は、インバータ５２の出力周波数、または、モータ３０の回転速度が、第３の閾値Ｔ２３以上であることである。第３の閾値Ｔ２３は、通常停止動作を行うことで制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがある出力周波数または回転速度である。
【0093】
インバータ５２の出力周波数及びモータ３０の回転速度は、測定値であってもよく、または、指令値であってもよい。インバータ５２の出力周波数は、周波数測定部５６により測定できる。モータ３０の回転速度は、インバータ５２の出力周波数と一定の関係を有するため、周波数測定部５６の測定結果に基づいて、モータ３０の回転速度を検出できる。
【0094】
なお、モータ３０の回転速度は、インバータ５２の出力周波数に基づいて検出することに限定されない。例えば、プロセッサ６７は、他の手段により検出したモータ３０の回転速度を用いてもよい。
【0095】
なお、インバータ５２の出力周波数の指令値は、インバータ制御基板５３からインバータ５２に送信される出力周波数の指令値である。回転速度の指令値は、例えば、インバータ制御基板５３からインバータ５２に送信される出力周波数の指令値に基づいて算出される。
【0096】
第２の条件は、例えば、モータ３０に作用する負荷が軽負荷であることである。軽負荷の一例は、電流測定部５５で測定された電流、または、電流測定部５５で測定された電流及び電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて算出される電力が第４の閾値Ｔ２４以下であることである。第４の閾値Ｔ２４は、通常停止動作を行うと、制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電流値または電力値である。
【0097】
電流測定部５５で測定される電流は、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂ間の直流中間電流である。なお、電流測定部５５で測定される制御盤５０内の電流は、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂ間の直流中間電流に限定されない。他の例では、電流測定部５５は、例えば、インバータ５２からモータ３０への出力電流を測定してもよい。制御盤５０内の電力は、例えば、コンバータ部５２ａ及びインバータ部５２ｂ間の電力である。なお、制御盤５０内の電流値及び電力値は、測定値が用いられたがこれに限定されない。他の例では、制御盤５０内の電流値及び電力値は、指令値であってもよい。
【0098】
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、第１の条件及び第２の条件の双方の条件が満たされていると判定すると、保護停止動作を行う。保護停止動作は、インバータ５２の出力周波数の減速度を、通常停止動作に比較して緩やかにした停止動作である。インバータ５２の出力周波数の減速度を、通常停止動作に比較して緩やかにした停止動作とは、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされている状態においても、制御盤５０内に過電圧が生じるおそれがない停止動作である。
【0099】
出力周波数の減速度を通常停止動作に比較して緩やかにするとは、例えば、停止動作の開始からインバータ５２の出力周波数がゼロまで下降する期間の単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率を、通常停止動作に比較して小さくすることである。
【0100】
保護停止動作の開始時のインバータ５２の出力周波数は、通常停止動作の開始時のインバータ５２の出力周波数よりも大きい。この為、保護停止動作は、単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率が、通常停止動作でのインバータ５２の単位時間当たりの出力周波数の変化率より小さくなるように、停止動作開始からインバータ５２の出力周波数がゼロまで下降する時間を、通常停止動作に比較して長くする。
【0101】
本実施形態の例では、保護停止動作の、単位時間当たりの出力周波数の変化率は、インバータ５２の出力周波数を最高出力周波数からゼロまで、第１の減速時間ｔ３より長い所定の第２の減速時間ｔ４で下降する場合の単位時間当たりの出力周波数の変化率と同じ変化率で減速する。さらにこの一例としては、図６に線Ｌ４１で示すように、保護停止動作は、予め設定された所定の傾きで、インバータ５２の出力周波数を下降させてもよい。
【0102】
なお、第２の減速時間はＴ４、例えば、複数あってもよい。そして、インバータ５２の出力周波数またはモータ３０の回転速度と第３の閾値Ｔ２３の比較の結果、及び、電流測定部５５で検出された電流値、または、電流測定部５５で検出された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づく電力値と第４の閾値Ｔ２４との比較の結果に基づいて、複数の第２の減速時間からいずれかの第２の減速時間が選択されてもよい。
【0103】
例えば、第２の減速時間ｔ４として、ｔ４１、ｔ４２、ｔ４３、ｔ４４が記憶されており、ｔ４１＜ｔ４２＜ｔ４３＜ｔ４４である。そして、インバータ５２の出力周波数またはモータ３０の回転速度と第３の閾値Ｔ２３の比較の結果、及び、電流測定部５５で検出された電流値、または、電流測定部５５で検出された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づく電力値と第４の閾値Ｔ２４との比較の結果に基づいて、ｔ４１、ｔ４２、ｔ４３及びｔ４４のいずれかが用いられる。
【0104】
または、第２の減速時間ｔ４は、例えば、保護停止動作開始時に設定された時間を、保護停止動作中の、インバータ５２の出力周波数もしくはモータ３０の回転速度、及び、電流測定部５５で検出された電流値、もしくは、電流測定部５５で検出された電流値及び電圧測定部５４で測定された電圧値に基づく電力値に応じて、延ばしてもよい。
【0105】
また、通常停止動作に比較して出力周波数の減速度を緩やかにした減速度の他の例は、インバータ５２の出力周波数を、ゼロまで複数の傾きで下降させてもよい。この例では、例えば、複数の傾きのいずれかは、通常停止動作でのインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの出力周波数の変化率よりも大きくてもよいし、または、通常停止動作でのインバータ５２の出力周波数の単位時間当たりの出力周波数の変化率同じであってもよい。
【0106】
例えば、図６に出力周波数Ｌ４２で示すように、ポンプ４０の停止動作の開始から所定期間での単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率が、通常始動動作より大きくてもよい。または、他の例では、図５に出力周波数Ｌ４３で示すように、インバータ５２の出力周波数がゼロまで下降する時点を含む所定期間での単位時間当たりのインバータ５２の出力周波数の変化率が、通常始動動作より大きくてもよい。
【0107】
本実施形態の例では、メモリ６６等に、停止動作の初期設定として通常停止動作が設定されている。プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされると、停止動作として保護停止動作を設定する。プロセッサ６７は、保護停止動作によりポンプ４０を停止すると、または、保護停止動作中にポンプ４０の始動条件が満たされてポンプ４０の始動動作が開始されると、停止動作の設定を、通常停止動作に戻す。
【0108】
ポンプ４０が停止した状態とは、インバータ５２の出力周波数がゼロになった状態、または、モータ３０の回転速度が０ｍｉｎ－１となった状態である。なお、ポンプ４０が停止した状態は、インバータ５２の出力周波数の指令値がゼロ、または、モータ３０の回転速度の指令値が０ｍｉｎ－１である状態であってもよい。
【0109】
このように、プログラムは、電圧測定部５４により制御盤５０内の電圧を測定する処理を行う手段として、電圧測定部５４による電圧の測定値と第１の閾値Ｔ１とを比較する処理を行う手段として、通常始動動作を行う処理を行う手段として、保護始動動作を行う処理を行う手段として、過電圧保護機能によりポンプ４０を停止する手段として、機能させる。
【0110】
また、プログラムは、ポンプ４０の始動動作中及び始動動作後であって停止動作を除く駆動中に過電圧保護機能によりポンプ４０を一旦停止すると、ポンプ４０を再始動する処理を行う手段として機能させる。また、プログラムは、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かを判定する手段として、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされているか否かを判定する処理を行う手段として、通常始動動作を行う処理を行う手段として、保護停止動作を行う処理を行う手段として、制御盤５０を機能させる。
【0111】
なお、本実施形態においては、給水装置１が複数台のポンプユニット２０を有する例を用いて説明することから、制御盤５０が制御装置６０を備える例を示すが、ポンプユニット２０が一台である場合には、給水装置１は、制御装置６０を有さず、制御装置６０の機能をインバータボックス５１が備え、インバータボックス５１が、圧力検出装置１５、流量検出装置１６、電圧測定部５４、電流測定部５５、及び周波数測定部５６からの信号に基づいて、ポンプ４０の始動動作及び停止動作を上述のように制御する構成としてもよい。
【0112】
配管ユニット１２は、図１に示すように、例えば、各ポンプ４０に接続されるチェック弁１２ａと、チェック弁１２ａに接続された連結管１２ｂと、を備えている。チェック弁１２ａは、ポンプ４０の二次側に設けられており、ポンプ４０の吐出口への水の逆流を防止する。
【0113】
アキュムレータ１３は、例えば、連結管１２ｂに接続されている。圧力検出装置１５は、ポンプ装置１１のポンプ４０の始動圧力を検出可能に構成されている。圧力検出装置１５は、ポンプ装置１１の二次側、例えば連結管１２ｂの二次側に設けられ、連結管１２ｂの二次側の圧力を検出する。
【0114】
流量検出装置１６は、ポンプ４０の停止流量を検出可能に構成されている。流量検出装置１６は、例えば、各ポンプ４０の二次側にそれぞれ設けられ、各ポンプ４０の吐出流量を検出する。
【0115】
次に、このような給水装置１とデータ通信を行う通信端末１００の例について、以下説明する。通信端末１００は、給水装置１と通信可能な情報処理装置である。通信端末１００は、例えば、ＰＣ、モバイル端末等が挙げられるが、これらに限られない。通信端末１００は、図２に例示するように、例えば、通信部１０１、入力部１０２、メモリ１０３及びプロセッサ１０４を備える。
【0116】
通信部１０１は、プロセッサ１０４により制御され、無線通信技術を用いて、給水装置１等の外部装置と通信可能な任意の通信インターフェースである。入力部１０２は、ユーザ入力を受け付けるための入力Ｉ／Ｆであり、通信端末１００に内蔵されてもよいし、通信端末１００に外付けされてもよい。
【0117】
メモリ１０３は、プロセッサ１０４が各処理を実現するために当該プロセッサ１０４によって実行されるプログラム、および当該プロセッサ１０４によって使用されるデータなどを記憶する。
【0118】
プロセッサ１０４は、典型的にはＣＰＵであるが、マイコン、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、またはその他の汎用または専用のプロセッサ等であってもよい。プロセッサ１０４は、通信部１０１を介して給水装置１との間で無線通信を行う。プロセッサ１０４は、メモリ１０３に保存されたプログラムを実行することで、通信端末１００を機能し得る。なお、プロセッサ１０４内の各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。
【0119】
次に、本実施形態に係る給水装置１の目標圧力一定制御による給水の例を、図４に示す流れ図を用いて説明する。
プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止中にポンプ４０の始動条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態の例では、入力部６２からの始動の信号を受信すると、または、圧力検出装置１５で検出されたポンプ４０の二次側の圧力がメモリ６６等に記憶された閾値としての始動圧力以下となると、始動条件が満たされる。
プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止中にポンプ４０の始動条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態の例では、入力部６２からの始動の信号を受信すると、または、圧力検出装置１５で検出されたポンプ４０の二次側の圧力がメモリ６６等に記憶された閾値としての始動圧力以下となると、始動条件が満たされる。
【0120】
プロセッサ６７は、始動条件が満たされてない場合（ステップＳＴ１のＮＯ）には、ポンプ４０の停止を維持する。プロセッサ６７は、始動条件が満たされたと判定すると（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、例えばポンプ４０の始動の直前に、電圧測定部５４で制御盤５０内の電圧を測定し、測定した電圧及び第１の閾値Ｔ１を比較する（ステップＳＴ２）。
【0121】
電圧測定部５４で検出された電圧が第１の閾値Ｔ１未満である場合（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、プロセッサ６７は、通常始動動作でポンプ４０を始動する（ステップＳＴ３）。
【0122】
プロセッサ６７は、ポンプ４０を始動すると、目標圧力一定制御にてポンプ４０を運転する（ステップＳＴ４）。プロセッサ６７は、制御盤５０内の電圧が第１の閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳＴ２のＮＯ）、保護始動動作でポンプ４０の始動する（ステップＳＴ５）。
【0123】
プロセッサ６７は、ポンプ４０を目標圧力一定制御で運転中、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ６）。本実施形態の例では、入力部６２からポンプ４０の停止の信号を受信すると、または、流量検出装置１６で検出された流量がメモリ６６等に記憶された閾値としての停止流量以下となると、停止条件が満たされる。
【0124】
停止条件が満たされていない場合（ステップＳＴ６のＮＯ）には、プロセッサ６７は、ポンプ４０の運転を維持し、ポンプ４０の停止条件が満たされたか否かの判定を継続する。停止条件が満たされると（ステップＳＴ６のＹＥＳ）、プロセッサ６７は、ポンプ４０の停止の直前に、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ７）。プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされている場合（ステップＳＴ７のＹＥＳ）には、保護停止動作を行う（ステップＳＴ８）。
【0125】
プロセッサ６７は、第１の条件及び第２の条件の少なくとも一方が満たされていないと判定すると（ステップＳＴ７のＮＯ）、通常始動動作を行う（ステップＳＴ９）。
【0126】
このように構成された給水装置１によれば、制御盤５０は、ポンプ４０の停止時に電圧測定部５４で測定された電圧が第１の閾値Ｔ１以上であることを検出すると、保護始動動作を行う。保護停止動作によるインバータ５２の出力周波数の増速度が、通常始動動作によるインバータの出力周波数の増速度に比較して緩やかであるので、インバータ５２の出力周波数が最高出力周波数に到達した後にモータ３０の回生が生じても、回生により生じる電圧を小さくできる。この為、ポンプ４０の停止時の制御盤５０内の電圧が高い状態であっても過電圧が生じることを防止できる。結果、過電圧保護機能によるポンプ４０の停止を防止できるので、給水先への給水が遮断される断水の発生を防止できる。さらに、モータ３０の回生により生じる電圧を小さくできるので、インバータ５２の平滑コンデンサ５２ｃとして、リプル電流が大きく、静電容量が小さいコンデンサを用いることができる。リプル電流が大きく、静電容量が小さいコンデンサの一例として、フィルムコンデンサを用いることができる。さらに、プログラム等のソフトウェアによって、制御盤５０に過電圧が生じることを防止できるので、過電圧が生じることをコスト低く抑えて防止できる。さらに、既存の給水装置１に対しても上述のプログラムを用いることで、過電圧の発生を防止できる。
【0127】
また、保護始動動作でポンプ４０を始動すると、次のポンプ４０の始動までに、始動動作の設定を通常始動動作に戻す。この為、ポンプ４０の停止時の制御盤５０内の電圧が第１の閾値Ｔ１未満であるときに、ポンプ４０を保護始動動作で始動することなく、通常始動動作で始動できる。この為、制御盤５０内の電圧が第１の閾値Ｔ１未満である状態において、給水先への給水が遅れることがなく、ユーザが違和感を感じることを防止できる。
【0128】
また、ポンプ４０の始動動作中、及び、ポンプ４０の始動動作後であってポンプ４０の停止動作を除くポンプ４０の駆動中に、万が一、過電圧保護機能によりポンプ４０を停止しても、ポンプ４０を再始動するリトライを行うことで、断水の期間を短くできる。
【0129】
上述したように、本実施形態に係るポンプ装置１１によれば、制御盤５０内に過電圧が生じることを防止できる。
【0130】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上記処理を実現するプログラム、通常始動動作に関するデータ、保護始動動作に関するデータ、第１乃至第４の閾値、通常停止動作に関するデータ、及び保護停止動作に関するデータは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラム、通常始動動作に関するデータ、保護始動動作に関するデータ、第１乃至第４の閾値、通常停止動作に関するデータ、及び保護停止動作に関するデータは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラム、通常始動動作に関するデータ、保護始動動作に関するデータ、第１乃至第４の閾値、通常停止動作に関するデータ、及び、保護停止動作に関するデータを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。
【0131】
また、上述の例では、ポンプ４０の停止条件が満たされ、ポンプ４０を停止する前に第１の条件及び第２の条件の双方が満たされると保護停止動作を行う構成が一例として説明されたがこれに限定されない。他の例では、ポンプ４０の停止条件が満たされ、ポンプ４０を停止する前に第１の条件及び第２の条件の少なくとも一方が満たされると、保護停止動作を行ってもよい。
また、上述の例では、第１の条件及び第２の条件について満たされたか否かの判定がなされる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第１の条件のみ満たされたか否かを判定し、満たされると保護停止動作をする構成であってもよい。または、第２の条件のみ満たされたか否かを判定し、満たされると保護停止動作をする構成であってもよい。
また、上述の例では、第１の条件及び第２の条件について満たされたか否かの判定がなされる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第１の条件のみ満たされたか否かを判定し、満たされると保護停止動作をする構成であってもよい。または、第２の条件のみ満たされたか否かを判定し、満たされると保護停止動作をする構成であってもよい。
【0132】
また、上述の例では、制御盤５０は、ポンプ４０の停止条件が満たされ、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされると、保護停止動作を行う構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、制御盤５０は、ポンプ４０の停止条件が満たされ、通常停止動作で出力周波数の減速時に、インバータ５２の直流中間電圧が予め設定された電圧値である閾値以上であることを検出すると、停止動作を通常停止動作から保護停止動作に切り替えてもよい。閾値は、制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電圧値に基づく値である。閾値は、例えば、制御盤５０に過電圧が生じるおそれがある電圧値以上の電圧値である。
【0133】
また、上述の例では、第２の条件が満たされた状態は、電流測定部５５で測定された電流、または、電流測定部５５で測定された電流及び電圧測定部５４で測定された電圧に基づいて算出される電力が第４の閾値Ｔ２４以下であることが一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、第２の条件が満たされた状態は、例えば、ポンプ４０が空転している状態であってもよい。ポンプ４０の空転は、例えば、ポンプ４０の二次側の圧力が予め設定された圧力より低下したことを検出し、ポンプ４０の回転数が予め設定された回転数より高いことを検出し、かつ、流量検出装置１６が停止流量を検出していない状態であることを検出することで、検知できる。
【0134】
また、上述の例では、過電圧保護機能によりポンプ４０を停止した後、ポンプ４０を始動する場合、すなわちリトライする場合、電圧測定部５４により測定された電圧及び第１の閾値Ｔ１との比較により、通常始動動作または保護始動動作が行われる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、リトライによるポンプ４０の始動動作は、インバータ５２の出力周波数の増速度を、通常始動動作に比較して緩やかにした始動動作が行われてもよい。
【0135】
この例としては、リトライによるポンプ４０の始動動作は、保護始動動作であってもよい。リトライによるポンプ４０の始動動作を保護始動動作で行う場合は、保護始動動作でポンプ４０を始動後、次の始動動作までに始動動作の設定をポンプ４０の始動動作を通常始動動作に戻す、ということを行わなくてもよい。または、リトライによるポンプ４０の始動動作は、インバータ５２からの出力周波数の増速度を、保護始動動作に比較して緩やかにした始動動作であってもよい。
【0136】
なお、上述の例では、メモリ６６等に、始動動作として通常始動動作が初期設定されており、ポンプ４０の停止時の電圧測定部５４の検出値と第１の閾値Ｔ１との比較に基づいて、保護始動動作が設定される構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、始動動作として初期始動動作が設定されるのではなく、ポンプ４０の停止時の電圧測定部５４の検出値と第１の閾値Ｔ１との比較に基づいて、通常始動動作または保護始動動作が選択されてもよい。
【0137】
また、上述の例では、通常始動動作及び保護始動動作は、インバータ５２の出力周波数をゼロから最高出力周波数まで上昇する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、通常始動動作及び保護始動動作は、ポンプ４０の二次側の圧力が目標圧力に上昇するまで、インバータ５２の出力周波数を増速する動作であってもよい。
【0138】
また、上述の例では、過電圧保護機能によりポンプ４０を停止した後、ポンプ４０を始動しすなわちリトライし、その後、ポンプ４０の停止動作をする場合、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされたか否かに基づいて、通常停止動作、または、保護停止動作が行われる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。他の例では、リトライによるポンプ４０の始動後にポンプ４０を停止する場合は、第１の条件及び第２の条件の双方が満たされたか否かの判定をせず、インバータ５２の出力周波数の減速度を、通常停止動作に比較して緩やかにした停止動作が行われてもよい。
【0139】
この例としては、ポンプ４０のリトライ後の停止動作は、保護停止動作と同じ停止動作が行われてもよい。この場合、例えば前回の停止動作が保護停止動作である場合は、停止動作の設定を通常始動動作に戻す、ということを行わなくてもよい。または、リトライによるポンプ４０の始動動作後にポンプ４０を停止する場合、停止動作は、インバータ５２からの出力周波数の減速度を、保護停止動作に比較して緩やかにした停止動作であってもよい。
【0140】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【0141】
１…給水装置、１１…ポンプ装置、１５…圧力検出装置、１６…流量検出装置、３０…モータ、４０…ポンプ、５０…制御盤（可変速制御装置）、５２…インバータ、５２ｃ…平滑コンデンサ、５４…電圧測定部、５５…電流測定部、５６…周波数測定部、５７…プロセッサ、６０…制御装置、６７…プロセッサ、６７ｄ…ポンプ制御部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
