專利名稱：旋轉機械控制器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種用于驅動旋轉機械的逆變器及其控制器和控制方法。
一種旋轉機械例如渦輪泵和渦輪鼓風機，其供水量或供氣量與運行速度成正比，供水或壓縮氣流的壓力與運行速度的平方成正比，而輸出則與運行速度的立方成正比。這意味著，運行速度隨負載量的降低而降低，因而產生的一個優點是可降低能量。
因此，當利用一個逆變器來驅動例如渦輪泵等的旋轉機械以便控制其速度時，可以很容易地根據負載變化控制供水量和供水壓力或者供氣量和風壓。因此，應當更進一步考慮利用逆變器進行速度控制。
參閱
圖1到圖4，介紹一個應用在供水系統中的逆變器實例。圖1是表示供水系統的示意圖。該供水系統包括供水管1和6、泵3、電動機4、壓力容器7、閘門閥2—1和2—2、快速止回閥5、壓力傳感器8、壓力儀表9、以及一個如圖3所示控制器。圖2表示圖1所示的供水系統的工作特性曲線圖，縱座標表示壓力H，橫座標表示水量Q。曲線A表示當泵運行速度為NA時得到的Q—H特性曲線，曲線B和C分別表示當運行速度為NB和NC時得到的Q—H特性曲線。實際的泵運行速度是連續變化的，但為方便起見，曲線A、B、C表示的是分段速度下的運行特性。此外，H0表示一個所需最小壓力(全揚程)，在該壓力下當產生最大水量QA時，利用一個在最高水位的套管使水能充足地利用。
在圖2中，當泵所使用的水量從QA經過QB變到0時，泵分別運行在點a(運行速度NA)、b(運行速度NB)和c(運行速度NC)，而同時泵的排放壓力在這個實例中維持在恒定值H0。圖3是表示供水裝置的控制電路的示意圖，其中PW表示電源，ELB是泄放電路斷路器，INV是逆變器，而CONS是一個包含各控制常數(如加速和減速時間、V/F特性等等)的設定單元和顯示單元的控制裝置。IM表示圖1所示的電動機4，SS是起動開關，STX是一繼電器，CU是一控制單元，其包含微處理器CPU、存儲順M、輸入/輸出端口PIO—1、PIO—2和PIO—3；一穩壓電源AVR、數模變換器(D/A變換器)D/A、模/數變換器(A/D變換器)A/D、以及一個常數設定部分SW。在圖1至圖3中，當閘門閥2—2關閉時，泄放電路斷路器ELB接通，開關SS閉合，電源提供到逆變器INV的主供電端R、S和T，繼電器STX的一個觸頭閉合，以便將逆變器INV的FW端和COM端短接。進而，從穩壓電源AVR向控制單元CU供電，借此完成運行的準備。當在這種狀態下，打開閘門閥2—2使終端用戶用水時，供水壓力下降，壓力傳感器8檢測這一降低。由壓力傳感器8檢測的壓力信號經過A/D變換器由輸入/輸出端口PIO—2提供到微處理器CPU的一個寄存器并存儲在存儲器M中。當這一數據低于先前由常數設定部分設定并存儲在存儲器M中的起始壓力時，CPU經過D/A變換器由輸入/輸出端口PIO—1向逆變器INV的速度信號輸入端O和L提供例如圖2中所示的運行速度信號NC。因此，逆變器向電動機IM提供與運行速度NC相對應的頻率和電壓。因此，水泵3工作于運行速度NC。在此之后，當用水量變化和供水壓力變化時，如上所述，壓力傳感器8檢測這一變化。CPU將所檢測的量值和先前在常數設定部分SW中設定并存儲在存儲器中的目標排放壓力相比較，并且向逆變器輸出加速和減速指令信號，以使所檢測的量值等于目標排放壓力，借此將供水壓力維持到恒定值H0并進行供水。
圖4是以更詳細的方式表示用于驅動圖3所示的渦輪泵和渦輪鼓風機的常規旋轉機械的逆變器INV及其控制電路的示意圖。R、S和T表示AC電源的輸入端；U、V和W表示接到負載電動機4的連接端；CNV是由一個用于將AC電源的交流電源AC變換為直流電源DC的電路模塊構成的整流器；RS是一個用于當接通電源時抑制沖擊電流的電阻；CB是一個平滑電容器；SH是一個用于檢測負載狀態的分流器電阻；INV1是一個由晶體管模塊構成的逆變器，用于響應一個來自觸發電路和電流控制電路G的指令，將由整流器變換的DC電能變換為具有所需頻率的電壓；MGU是一個用于監視和控制逆變器裝置的微計算機，由例如一單片微計算機組成；AVR是一個用于提供穩定的、可調DC電源的穩壓電源；FTC是一光電耦合器；R1和R2是電阻；D1和D2是二極管；C1是電容器；CONS1是一個用于設定逆變器等的負載特性、加速和減速時間以及V/F特性(逆變器的輸出電壓和頻率之間的比率)的控制裝置；CONS2是一顯示單元；FW和COM是端接運行指令信號的連接端。該常規的轉動機械逆變器包含速度輸入信號連接端O和L，利用A/D變換器將從連接端O輸入的模擬速度指令信號變換為數字速度指令信號，提供到微計算機。
作為先有技術在日本專利局申請的專利公開文件有JP—A—59—54797、JP—A—57—113992、JP—A—59—65591以及其它。
正如在先有技術中所介紹的，用在渦輪泵之類的旋轉機械中的逆變器其目的在于控制壓力、風壓等等以及節能，因此需要一臺昂貴的控制器，該控制器在其外圍部份需要采用一臺微計算機。特別是需要經過輸入連接端O和L從外部向逆變器提供用于使該旋轉機械運行的速度下所需的指令。因此，如在先有技術中所述的，需要根據負載狀態在逆變器的鄰近部分控制速度。
此外，要提供壓力傳感器或流量計，作為檢測負載狀態的裝置，而傳感器是昂貴的，用于安裝工作的操作增加了生產成本。
近來，迫切需要小型化的旋轉機械以及低成本的整套裝置。因此，本發明的目的是
1)即使未提供復雜的外圍電路，通過省去逆變器的速度指令信號輸入端O和L，來實現使逆變器本身與負載狀態相匹配的最佳運行工況；2)除去外圍控制電路，并且利用一種簡單的電路結構，獲得緊湊的結構、輕便的重量和低廉的成本；3)僅僅通過將外部運行指令控制裝置與逆變器的起動指令信號端FW和COM相連接，就能夠實現全自動運行；4)檢測負載狀態并且利用逆變器本身確定按照怎樣的特性曲線操作運行。
根據本發明，一種包括一個逆變器的旋轉機械控制器，其用于利用逆變器控制旋轉機械的速度，其特征在于，提供有存儲裝置，用于使逆變器的內部的狀態參量響應旋轉機械的控制狀態參量，將逆變器中內部狀態參量作為一個目標值加以存儲；還提供有檢測裝置，用于檢測逆變器中內部狀態參量；以及提供有控制裝置，其裝在逆變器中用于控制，使得逆變器的被檢測的內部狀態參量與所存儲的目標值相一致，優選方式如下1)為了使來自逆變器外部的速度指令信號不再成為必須，預先將速度指令的算法存儲在裝在內部的存儲器裝置中，并且按照該算法給出速度指令。在速度指令的算法中，以與負載狀態(逆變器的內部狀態參量)相對應的方式預先確定逆變器的速度，并且提供有一個用于根據這種關系設定負載狀態和逆變器速度的控制臺裝置、用于存儲設定數據的存儲裝置、以及配置在逆變器中的用于檢測負載狀態的裝置。存儲在存儲器裝置中的負載狀態和逆變器速度的相互關系與由檢測裝置檢測的實際負載狀態和緩慢變化的實際速度的相互關系相一致。
2)表示負載起動的信號通過諸如壓力和流率的信號參量從外部提供到逆變器。當提供有這一信號時逆變器工作；如果沒有提供這一信號，逆變器則被停止。
3)諸如渦輪泵和渦輪鼓風機等旋轉機械的負載特性用一條從左到右隨負載增加而增加的曲線來表示，并且即使轉數變化也保持恒定。因此，預先得到運行負載特性曲線和逆變器的分流器電壓變化(對應于逆變器的內部電流的變化)的相互關系，并且該相互關系與逆變器速度相關。因此算法要根據這種相互關系來制定。
運行情況在逆變器中設有存儲器裝置，其存儲逆變器內部的狀態參量和速度的相互關系，而非逆變器外部的狀態參量和速度的相互關系，并且在逆變器內部根據逆變器內部的狀態參量制定速度指令。因此，不需要從逆變器外部提供速度指令。
此外，在優選方式中，控制板裝置預先根據負載狀態來設定逆變器工作的運行速度。在逆變器之內的存儲器裝置存儲所設定的數據和操作程序。逆變器的負載狀態通過分流器電阻上的電壓變化來檢測。
此外，輸入端FW和COM是逆變器運行指令信號的輸入端。輸入該信號并根據上面的設定條件投入運行。
當旋轉機械被驅動時，諸如壓力和流率的傳感器信號輸入到輸入端FW和COM。因此，旋轉機械根據旋轉機械的負載狀態和先前根據負載狀態確定的速度來運行。
通過下面結合附圖對本發明的詳細描述，本發明的上述的和其它的目的、特征和優點，將變得更為明顯。
圖1是表示供水裝置的示意圖；圖2是供水裝置的運行特性曲線；圖3是常規供水裝置的控制電路圖；圖4是表示常規的通用逆變器的示意圖；圖5是表示本發明的旋轉機械的逆變器的示意圖；圖6是將本發明的旋轉機械逆變器安裝到供水裝置的電路示意圖；圖7是在利用本發明的旋轉機械逆變器驅動水泵的情況下的特性曲線圖；圖8是表示根據本發明的實施例的算法使水泵運行時的負載曲線的特性曲線圖；圖9是表示本發明的實施例的算法和操作程序的流程圖；圖10是表示本發明的實施例的算法和操作程序的流程圖；以及圖11是表示本發明的實施例的算法和操作程序的流程圖。
參照圖5到11介紹本發明的一個實施例。圖5示意地表示根據本發明一個實施例的、用于驅動渦輪泵或渦輪鼓風機之類旋轉機械的逆變器。R、S和T表示AC電源的輸入端；U、V和W為連接到負載電動機4的連接端；CNV是由一個用于將AC電能變換為DC電能的電路模塊構成的整流器單元；RS是用于接通電源時抑制沖擊電流的電阻；CB是一個平滑電容；SH是用于檢測負載狀態的分流器電阻；INV是由晶體管模塊組成的逆變器，用于響應于下文介紹的觸發電路和電流控制電路G的指令將由整流器變換的DC電能轉變為具有負載電動機所需頻率的電壓；MCU是一個用于監視和控制逆變器裝置的微計算機，例如可以由一單片微機構成；AVR是用于提供穩定的可控DC電源的穩壓電源；FTC是光電耦合器；R1和R2是電阻；D1和D2是二極管；C1是電容器；CONS是用于設定逆變器的負載特性、加速和減速時間以及V/F特性(逆變器的輸出電壓和頻率之間的比率)的控制裝置；LCD是顯示單元；以及FW和COM端是運行指令信號端。
MCU讀取從信號端CNO和CNG輸入的在分流器電阻SH兩端的電壓。此外，作為運行指令信號，當在連接端FW和COM之間短接時，通過接通光電耦合器FTC，讀取信號PNS，該信號的信號電平從高(H)變到低(L)。進而，MCU通過向觸發電路發出信號SG1作為指令控制逆變器頻率，并且通過信號SG2驅動電流控制電路G，以便控制逆變器的輸出電壓。此外，用于檢測負載狀態的檢測裝置也可以由一個采用霍爾元件而非分流器電阻SH的電流檢測器CT構成。
圖6表示本發明的逆變器INV(圖5)的一個實例，該逆變器安裝到包括渦輪泵的供水裝置并且由非常簡單的電路構成，其中運行指令裝置在逆變器的FW和COM端之間輸入壓力檢測裝置的繼電器PS和ON/OFF(通/斷)信號。
圖7是本發明實施例的泵裝置有代表性的型式的特性曲線圖，其中負載狀態由逆變器的分流器電阻SH兩端的電壓來表示。在圖7中，與圖2所示的那些相同的參考符號表示相同的含義，因此略去對其的介紹。在圖7中，Q1表示適用于供水系統的最大用水量，HT表示當在供水系統中流有最大水量時所期望的揚程，它包括實際的揚程Ha、必要的終端壓力Hp和管道損失Hf(點a)。數字11表示當將水提供到供水系統中時所得到的管道損失曲線(負載曲線)，在供水系統中負載狀態由壓力H和水量Q來表示。當用水量為Q3時(水量為0)，管道損失為0，限定了座標點c。在用水量Q2下所期望的整個揚程是H1(管道損失是H1—(Hp＋Ha))，限定了座標點b。通過連接座標點c、b和a得到負載曲線11。此外，使選擇水泵工作在Q—H特性曲線A，滿足在運行速度N1(正常最大速度)下最大用水量Q1和整個揚程HT。
當用水量(負載)從Q1經過Q2變化到Q3時，水泵運行在從點a(Q1，HO)經點b(Q2，H1)到點c(Q3，H2)的負載曲線11上。
表示逆變器的負載狀態的分流器電阻上的電壓自然也隨負載狀態的變化而變化。圖7中的負載曲線12表示與負載曲線11相關的變化量。分流器電阻SH上的電壓SV表示為負載曲線12的縱座標，曲線D表示當用水量變化從Q1到Q2到Q3，同時水泵的運行速度固定在N1時所得到的Q—SV曲線。與之相似，曲線E和F分別表示當用水量類似地變化，而泵的運行速度變化到N2和N3時得到的Q—SV曲線。
通過連接座標點d、e和f做出的一條曲線，便得到負載曲線12。
更確切地說，在負載曲線11上的座標a對應于負載曲線12上的座標d。與之相似，座標點b對應于座標點e，座標點c對應于座標點f。換句話說，如果當用水量是Q1且逆變器的運行速度是N1時，分流器電阻SH上的電壓為SV1，這意味著供水系統滿足所需的壓力HT。與之相似，如果當用水量為Q2時，分流器的電壓SV2工作在逆變器運行速度N2下時，供水系統滿足所期望的壓力H1，并且如果用水量為Q3，逆變器速度為N3，分流器的電壓為SV3時，滿足供水壓力H2。通過利用控制板裝置CONS預先將作為SV和N系數的負載曲線或者一其表格存儲在例如逆變器微機MCU的存儲器中，并且通過控制逆變器的運行速度N，使得所檢測的分流器的電壓SV與存儲的分流器的電壓相一致，就能實現這一點。
由于這些特性是一個泵所特有的性能，根據各個泵是不同的，所以逆變器之分流器電阻SH上的電壓SV與該時刻的運行速度的相互關系是預先根據某種相互關系(管道阻力曲線11)確定的，該相互關系是指所需壓力相對于在每臺水泵中的用水量之間的關系，水泵如何運行是根據負載曲線12來確定的。
表1表示出上述安排結果的一個實例。
(表1
p><p>在該實施例中，利用如上所述的如圖5所示控制板裝置CONS對表1所示數據按照模式A、B和C預先進行設定。在這個實例中，考慮這三點上的數據，當然也可以適當地考慮五個點上的數據，數據并不限于這三點。以模式A的情況為例，當流率是Q1、壓力為HO時，NA1作為速度N1加以存儲，SVA1作為分流器電阻上的電壓SV1加以存儲。此外，當流量為Q2、壓力為H2時，NA2作為速度N2加以存儲，SVA2作為分流器電阻上的電壓SV2加以存儲。當流率為Q3以及壓力為H3時，NA3作為速度N3被存儲，SV3作為分流器電阻上的電壓SV2被存儲。
圖8是圖7所示曲線圖的放大的特性曲線圖，作為介紹控制算法的代表性的模式。為了方便起見，假定該模式目前運行在用水量為Q1、所需壓力為HO1、運行速度為N1的點上，位于座標點g(Q1，HO1)。在這時，假設使運行工況為逆變器的運行速度是N1，分流器電阻兩端電壓是SV1，自然就位于負載曲線12上的座標點l(N1，SV1)。在用水量從Q1降低到Q5的情況下，研究在這一狀態下的算法。
(1)初始值(從圖8起)N1和SV1、N2和SV2、以及N3和SV3以彼此對應的方式被存儲，使得在N1處分流器電壓的目標值為SV1，在N2處分流器電壓的目標值為SV2，在N3處分流器電壓的目標值為SV3。(將對應于表1的表格存儲起來)。
另一方面，作為負載曲線12的函數，將如下等式存儲在微機的存儲器中。
SV＝f(N)……(1)(2)水量從Q1變化到Q5。
由于運行速度為N1，在水泵特性曲線A上的座標點g移動到座標點h。隨著這一移動，跨過分流器電阻的電壓，在曲線D上的座標點l(N1，SV1)移動到座標m(N1，SV1′)。
在這一點上，檢測逆變器的分流器電壓SV1′。
(3)將目標值SV1與檢測的SV1′進行比較。隨之，由于SV1＞SV1′，從現時速度中減去ΔA(速度控制的最小分辨率，例如1比特)。進而，可以很容易地理解到，當SV1＝SV1′時，維持現時速度；而當SV1＞SV1′時，現時速度增大ΔA。在這種狀態下，運行速度變為N4(N1→ΔA→N4)，水泵的特性曲線變為A′，使得座標點從h移動到i。進而。曲線N和分流器電壓變為D′，座標點從m(N1，SV1′)移動到n(N4，SV4′)。按照N4處的目標分流器電壓，得到SV＝f(N4)≡SV4。以綜合方式，檢測分流器電阻的電壓SV4′。
(4)將目標值SV4與檢測的SV4′進行比較。隨之，由于SV4＞SV4′，從現時速度中進一步減去ΔA。因此，運行速度變為N5(N4→ΔA→N5)，水泵特性曲線變為A″，使得座標點移到曲線A″上的j點。N—SV曲線變為D″，座標點移動到n(N4，SV4′)再到Q(N5，SV5′)。
按照N4處的目標分流器電壓，從等式(1)得到SV＝f(N5)≡SV5。以綜合方式，檢測分流器的電壓SV5′。
(5)再次將目標值SV5與檢測的SV5′進行比較。隨之，SV5＞SV5′。略去詳細介紹，如上所述，當運行速度降低ΔA時，工作點會聚到管道阻力曲線11上的座標點k和負載曲線12上的座標點p。結果，運行速度變為N6，目標分流器電壓變為SV6(＝f(N6))，其與檢測的分流器電壓相一致。因此，SV6′＝SV6，在用水量為Q5的狀態下，運行速度穩定在N6。
圖9、10和11是實施上述算法的流程圖。根據該流程圖制定的程序預先存儲在逆變器內的微機中。在圖9中，在步驟100執行該算法的初始化。然后，在步驟101執行中斷等待步驟。
當檢測到該中斷時，執行如圖10所示的步驟。例如利用定時器中斷方式實施該中斷步驟。在步驟201，確認控制板裝置CONS的模式。在步驟202到204，判別顯示模式。根據判別的結果，在步驟205、206或207顯示分流器電壓SV，電流I或頻率F。如果在步驟202的判別結果不是顯示模式，過程進行到步驟208，在該步驟中，判定該模式是否為常數設定模式。如果是常數設定模式，過程進行到步驟209，在該步驟中，根據表1設定包括運行速度和分流器電壓的相互關系，例如N1＝SV1、N3＝SV3的數據，并且計算函數式SV＝f(N)(等式(1))，以便存儲在存儲器中。對于逆變器運行所需的其它數據，如最小速度、最大速度，V/F特性、逆變器加速時間、減速時間等等都進行設定。當該設定步驟結束時，設定SET＝OFFH。當這一設定完成時，過程從在步驟210的中斷步驟恢復出來，返回到步驟101。
然后，過程進行到步驟102，在該步驟判別是否SET＝OFFH。如果不是OFFH，步驟101循環，直到完成常數設定。在執行循環步驟的過程中，執行INT1的中斷過程。換句話說，當產生外部運行指令信號，例如起動條件，以及如圖6所示的壓力檢測裝置P關閉時，逆變器的端頭FW和COM彼此短接，光電耦合器FTC被接通，將PN5變到0。
如在圖11的流程圖所示，根據在步驟213中的PN5的比特檢查執行結果，過程進行到步驟215，在該步驟執行START＝OFFH，其表示可執行的運行狀態。否則，在步驟215執行START＝OOH，在步驟216，過程從這一循環中脫離出來。
然后，在步驟103判別是否START＝OFFH。如果是OOH，執行從步驟101到103的循環，直到達到OFFH。當達到OFFH時，認為建立了起動條件，過程進行到步驟104。在步驟104，以初始速度例如N＝N5開始運行，在這時，目標分流器電壓SV被設定為SV1(SV＝SV1)，其被存儲在存儲器中。在步驟105，檢測分流器電壓(將這一結果設定到SV′)。進而在步驟106，將目標值SV與檢測的SV′相比較。根據比較結果，執行如下的條件轉移。
如果SV＞SV′，轉移到步驟107，如果SV＝SV′，轉移到步驟111，以及如果SV＜SV′，轉移到步驟109。
在步驟107，如在上述算法中所解釋的，執行減法(N—ΔN→N)，即從現時速度中減去ΔN(最小分辨率)。在步驟108，由該等式(等式(1))計算成為下一個目標值的分流器電壓，并且被更新為一個新的值。亦即，將SV＝f(N—ΔN)更新為一個新的分流器電壓SV，且該過程進行到步驟111。在步驟109，與在步驟107的過程相反，速度增加ΔN，并且在步驟110，根據SV＝f(N＋ΔN)由已增加的運行速度更新目標值。在步驟111，執行一預定時間Δt的等待時間過程，該預定時間Δt是系統穩定所需的預定時間。然后，在步驟112，判別是否START＝OOH。如果是OOH，在步驟113執行停止過程，并且該過程行進到步驟102；如果不是OOH，過程行進到步驟105并執行后續的過程。按照這種方式，如利用上術算法所介紹的，達到向預定的數值的會聚。
根據上述實施例，達到如下的效果。
(1)由于除去了逆變器的外部速度指令輸入端及其電路，不再需要復雜的外圍控制電路，從而做到低成本、小型化和結構輕，并且通過簡化電路改進了可靠性。
(2)根據水泵和逆變器的各種特性的相互關系，預先確定負載曲線，且利用控制裝置直接在逆變器中設定運行負載狀態并加以存儲。實際的負載狀態利用逆變器的分流器電壓進行檢測。對檢測的分流電壓進行控制，以便和設定的負載狀態(負載曲線)相一致，并且可以相應地實現渦輪機械的最佳運行。
(3)通過上述項(1)和(2)，利用簡單的運行指令裝置就能實現全自動運行。當渦輪泵被用作冷卻水的輔助機械時，其運行方式成為與主機聯動的運行，并且通過接收來自主機的運行指令信號，就可構成不具檢測功能的非常簡單的裝置。
在上述實施例中，已經通過舉例的方式介紹了渦輪泵，而本發明并不限于此，很明顯，通過利用逆變器的內部狀態參量取代逆變器的外部狀態參量，即使是對渦輪鼓風機或其它旋轉機械也可以進行控制。
根據本發明，用于存儲逆變器的各內部狀態參量的相互關系而不是逆變器外部的各狀態參量相互關系的存儲裝置裝設在逆變器內部，并且根據逆變器內部的各狀態參量在逆變器內形成速度信息和速度指令控制信號。因此，不再需要逆變器的外部速度指令信號。
因此，達到如下的效果。
1)即使是當除去逆變器的速度指令信號輸入端O和L并且不再裝設復雜的外圍電路時，也能利用逆變器本身實現與負載狀態相匹配的最佳運行。
2)利用不具外圍控制電路的簡單電路結構就能做到結構緊湊、重量輕和低成本。
3)僅通過將外部運行指令控制裝置連接到逆變器的起動指令信號端FW和COM，就能實現全自動化運行。
4)利用逆變器本身就可檢測負載狀態，并且利用逆變器本身就可確定運行特性曲線。
權利要求
1.一種旋轉機械控制器，包含一個逆變器，該控制器用于利用所述逆變器控制旋轉機械的速度，其特征在于包括存儲裝置，用于使所述逆變器的內部狀態參量對應于所述旋轉機械的控制狀態參量，存儲作為目標值的、所述逆變器內部的所述內部狀態參量；檢測裝置，用于檢測所述逆變器內部的所述內部狀態參量；以及控制裝置，裝設在所述逆變器中用于控制，以便使所述逆變器的所述檢測的內部狀態參量與所述存儲的目標值相一致。
2.如權利要求1所述的旋轉機械控制器，其特征在于，用于速度指令的算法預先存儲在所述逆變器中，并且所述控制裝置根據由所述算法制定的速度指令控制所述旋轉機械的速度。
3.如權利要求1所述的旋轉機械控制器，其特征在于，通過利用作為運行條件的外部運行指令信號使所述逆變器開始工作。
4.如權利要求2所述的旋轉機械控制器，其特征在于，所述算法是根據所述旋轉機械的負載變化和運行速度的相互關系制定的。
5.如權利要求2所述的旋轉機械控制器，其特征在于，所述的檢測裝置包括一個用于檢測所述逆變器內部電流的逆變器的分流器，并且所述存儲裝置存儲運行負載特性曲線和所述逆變器分流器的電壓變化的相互關系，所述算法是根據所述逆變器分流器的電壓確定的。
6.如權利要求5所述的旋轉機械控制器，其特征在于，所述算法是利用運行速度和所述逆變器分流器的電壓相互關系確定的。
7.如權利要求6所述的旋轉機械控制器，其特征在于，還包含外部設定裝置，用于設定所述運行速度和所述逆變器分流器的電壓的相互關系。
8.如權利要求1所述的旋轉機械控制器，其特征在于，所述控制裝置包括閉環速度控制裝置，用于根據存儲在所述逆變器中的負載變化特性曲線和運行速度確定速度控制指令。
9.如權利要求1所述的旋轉機械控制器，其特征在于，所述控制裝置包括閉環速度控制裝置，其根據所述旋轉機械的運行速度和所述逆變器中的電流進行控制。
10，如權利要求2所述的旋轉機械控制器，其特征在于，用于存儲在待控制參量和所述逆變器的內部狀態參量之間的相互關系的存儲裝置存儲通過代換某一負載曲線而得到的負載曲線，所述被代換的負載曲線是由所述旋轉機械排放流率和利用運行在該負載曲線上運行所述逆變器的運行速度和所述逆變器的分流器電阻的電壓的相互關系，根據該流率的期望的壓力所限定的負載曲線。
11.如權利要求3所述的旋轉機械控制器，其特征在于，渦輪機械的運行指令裝置連接到所述逆變器的運行指令信號的輸入端。
12.一種旋轉機械控制器的控制方法，其特征在于其步驟是存儲利用旋轉機械的運行速度N和逆變器的逆變器分流器電壓SV的相互關系得到的負載曲線；當運行在任何一種狀態和負載曲線時，根據該時刻運行速度N獲取下一個目標值的逆變器的分流器電壓SV；將所述的逆變器的分流器電壓目標值與檢測的逆變器的分流器電壓SV′相比較，并且按照設定為ΔN的運行速度的最小分辨率執行如下步驟如果SV＞SV′，將N設定為N—ΔN，如果SV＝SV′，維持N的數值，而如果SV＜SV′，將N設定為N＋ΔN；根據逆變器的運行速度和負載曲線更新下一個目標值的分流器電壓。
全文摘要
一種用于驅動旋轉機械例如渦輪泵和渦輪鼓風機的逆變器及其控制器和控制方法。其目的是實現緊湊輕便和價廉的旋轉機械逆變器。不從外部向逆變器提供速度指令控制信號，逆變器包含根據負載特性曲線制定的運行程序。含有逆變器并控制旋轉機械速度的控制器包括存儲裝置，其將作為目標值的內部狀態參量存入逆變器；檢測裝置，用于檢測逆變器內部狀態參量；用于控制的控制裝置，其裝設在逆變器中，以便使檢測的逆變器的內部狀態參量與所述存儲的目標值相一致。
文檔編號F04D27/00GK1119249SQ9510204
公開日1996年3月27日 申請日期1995年2月20日 優先權日1994年6月3日
發明者佐藤幸一 申請人:株式會社日立制作所