JP6846021B2

JP6846021B2 - Fluid transfer system, control method of fluid transfer system

Info

Publication number: JP6846021B2
Application number: JP2019528316A
Authority: JP
Inventors: 貞之佐藤; 前村　明彦; 前村　　明彦; 池　英昭; 池　　英昭; 次郎村岡
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: WO2019008758A1; JPWO2019008758A1

Description

開示の実施形態は、流体移送システム及び流体移送システムの制御方法に関する。 The disclosed embodiments relate to fluid transfer systems and methods of controlling fluid transfer systems.

特許文献１には、水を加圧して送水するポンプと、ポンプに電力を供給してポンプを任意の回転速度で運転する周波数変換器と、ポンプの回転速度を制御する制御部を備えた給水装置が記載されている。 Patent Document 1 includes a pump that pressurizes and sends water, a frequency converter that supplies power to the pump to operate the pump at an arbitrary rotation speed, and a control unit that controls the rotation speed of the pump. The device is described.

国際公開第２０１２／０９９２４２号公報International Publication No. 2012/099242

周波数変換器によってポンプの回転速度を制御し、ポンプの吐出流量を変化させた場合、低流量域においてポンプ効率が低下することが知られている。しかしながら、上記従来技術ではポンプ効率については何ら考慮されていなかった。 It is known that when the rotation speed of the pump is controlled by a frequency converter and the discharge flow rate of the pump is changed, the pump efficiency decreases in a low flow rate range. However, in the above-mentioned prior art, no consideration was given to the pump efficiency.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、効率の低下を抑制することが可能な流体移送システム及び流体移送システムの制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fluid transfer system and a control method of the fluid transfer system capable of suppressing a decrease in efficiency.

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、流体を移送する流体移送装置と、複数の巻線を備え、前記流体移送装置を駆動するモータと、前記複数の巻線の接続状態を切り替える巻線切替器と、速度指令に基づいて前記モータに電力を供給する電力変換部と、前記速度指令に基づいて前記複数の巻線の接続状態を切り替えるように、前記巻線切替器を制御する制御部と、を有する流体移送システムが適用される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a fluid transfer device for transferring a fluid, a motor provided with a plurality of windings and driving the fluid transfer device, and a connection between the plurality of windings. The winding switcher for switching the state, the power conversion unit for supplying electric power to the motor based on the speed command, and the winding switch so as to switch the connection state of the plurality of windings based on the speed command. A fluid transfer system is applied that has a control unit that controls.

また、本発明の別の観点によれば、流体を移送する流体移送装置と、複数の巻線を備え、前記流体移送装置を駆動するモータと、前記複数の巻線の接続状態を切り替える巻線切替器と、速度指令に基づいて前記モータに電力を供給する電力変換部と、を有する流体移送システムの制御方法であって、前記速度指令に基づいて前記複数の巻線の接続状態を切り替えること、を有する流体移送システムの制御方法が適用される。 Further, according to another aspect of the present invention, a fluid transfer device for transferring a fluid, a motor provided with a plurality of windings and driving the fluid transfer device, and a winding for switching the connection state of the plurality of windings. A control method for a fluid transfer system including a switch and a power conversion unit that supplies electric power to the motor based on a speed command, and switching the connection state of the plurality of windings based on the speed command. A method of controlling a fluid transfer system with, is applied.

本発明の流体移送システム等によれば、効率の低下を抑制することができる。 According to the fluid transfer system of the present invention or the like, a decrease in efficiency can be suppressed.

ポンプシステムの全体構成の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the whole structure of a pump system. モータ制御システムの回路構成の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the circuit structure of the motor control system. モータ特性の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a motor characteristic. ポンプ特性の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a pump characteristic. モータ効率とポンプ効率の関係の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between a motor efficiency and a pump efficiency. 制御部による制御内容の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the control content by a control part. 制御部による制御内容の他の例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the control content by a control part. 制御部による制御内容のさらに他の例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows still another example of the control content by a control part. 流体の物理量を使用する変形例に係るポンプシステムの全体構成の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the whole structure of the pump system which concerns on the modification which uses the physical quantity of a fluid. 巻線切替器を別の回路構成とした変形例に係るモータ制御システムの回路構成の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the circuit structure of the motor control system which concerns on the modification which made the winding switch into another circuit structure. 制御部のハードウェア構成の一例を表す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the hardware configuration of a control part.

以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings.

＜１．ポンプシステムの全体構成＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るポンプシステム１の全体構成の一例について説明する。<1. Overall configuration of pump system>
First, an example of the overall configuration of the pump system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図１に示すように、ポンプシステム１（流体移送システムの一例）は、モータ制御システム２と、ポンプ３とを有する。モータ制御システム２は、モータ４と、電力変換部５と、巻線切替器６と、電流センサ７と、制御部８とを有する。 As shown in FIG. 1, the pump system 1 (an example of a fluid transfer system) includes a motor control system 2 and a pump 3. The motor control system 2 includes a motor 4, a power conversion unit 5, a winding switch 6, a current sensor 7, and a control unit 8.

ポンプ３（流体移送装置の一例）は、モータ４により駆動されて流体を移送する。本明細書における「流体」には、液体、気体、それらの混合物（例えばミスト状の液体を混合した気体など）等が含まれる。また、本明細書における「ポンプ」は、流体を移送可能な装置であれば特に限定されるものではなく、例えば非容積式のポンプ（遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプ等）、容積式のポンプ（ピストンポンプ、歯車ポンプ、ねじポンプ、真空ポンプ等）、非容積式のコンプレッサ・送風機（遠心式、軸流式等）、容積式のコンプレッサ・送風機（ピストン式、ダイヤフラム式、ルーツ式等）等が含まれる。 The pump 3 (an example of a fluid transfer device) is driven by a motor 4 to transfer a fluid. The "fluid" in the present specification includes a liquid, a gas, a mixture thereof (for example, a gas mixed with a mist-like liquid) and the like. Further, the "pump" in the present specification is not particularly limited as long as it is a device capable of transferring fluid, and is, for example, a non-positive displacement pump (centrifugal pump, mixed flow pump, axial flow pump, etc.), positive displacement pump, etc. Pumps (piston pumps, gear pumps, screw pumps, vacuum pumps, etc.), non-positive displacement compressors / blowers (centrifugal, axial flow, etc.), positive displacement compressors / blowers (piston, diaphragm, roots, etc.) ) Etc. are included.

モータ４は、複数の巻線を備えており、ポンプ３を駆動する。本実施形態では、モータ４は例えば３相交流モータであり、３相交流電力の相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）ごとに設けられた第１巻線４１（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）及び第２巻線４２（４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）を有する。モータ４は、同期型及び誘導型のいずれでもよいし、回転型及び直動型のいずれでもよい。 The motor 4 includes a plurality of windings and drives the pump 3. In the present embodiment, the motor 4 is, for example, a three-phase AC motor, and the first winding 41 (41A, 41B, 41C) and the first winding 41 (41A, 41B, 41C) provided for each of the three-phase AC power phases (U phase, V phase, W phase) and It has a second winding 42 (42A, 42B, 42C). The motor 4 may be either a synchronous type or an inductive type, or may be a rotary type or a linear motion type.

電力変換部５は、直流電力を３相の交流電力に変換してモータ４に出力する。電力変換部５に入力される直流電力は、例えば交流電源（図示省略）から供給される交流電力をコンバータ（図示省略）により電力変換して生成してもよいし、例えば直流発電機やバッテリ等（図示省略）から供給されてもよい。電力変換部５は、図示しない制御部と、電力変換回路（図２参照）とを有する。電力変換部５の制御部は、図示しない上位コントローラからの速度指令Ｓｐに基づいて所望の周波数の３相交流電力を発生するように電力変換回路を制御し、モータ４に電力を供給する。これにより、モータ４及びポンプ３の速度が制御される。本明細書における「速度」は、モータ４及びポンプ３が回転型である場合には回転速度（単位時間当たりの回転数）、モータ４及びポンプ３が直動型である場合にはストローク速度（単位時間当たりのストローク数）である。 The power conversion unit 5 converts DC power into three-phase AC power and outputs it to the motor 4. The DC power input to the power conversion unit 5 may be generated by converting the AC power supplied from the AC power supply (not shown) by a converter (not shown), for example, a DC generator, a battery, or the like. It may be supplied from (not shown). The power conversion unit 5 includes a control unit (not shown) and a power conversion circuit (see FIG. 2). The control unit of the power conversion unit 5 controls the power conversion circuit so as to generate three-phase AC power of a desired frequency based on a speed command Sp from a host controller (not shown), and supplies power to the motor 4. Thereby, the speeds of the motor 4 and the pump 3 are controlled. The "speed" in the present specification refers to the rotational speed (number of revolutions per unit time) when the motor 4 and the pump 3 are of the rotary type, and the stroke speed (the stroke speed) when the motor 4 and the pump 3 are of the linear motion type. The number of strokes per unit time).

巻線切替器６は、制御部８からの切替指令Ｓｗに基づいてモータ４の複数の巻線の接続状態を切り替える。本実施形態では、巻線切替器６は、電力変換部５から出力された電力が、第１巻線４１のみに供給される接続状態（以下、「第１接続状態」ともいう）と、第１巻線４１及び第２巻線４２の両方に供給される接続状態（以下、「第２接続状態」ともいう）と、を切り替える。 The winding switch 6 switches the connection state of the plurality of windings of the motor 4 based on the switching command Sw from the control unit 8. In the present embodiment, the winding switch 6 has a connection state in which the power output from the power conversion unit 5 is supplied only to the first winding 41 (hereinafter, also referred to as "first connection state") and a first. The connection state (hereinafter, also referred to as “second connection state”) supplied to both the first winding 41 and the second winding 42 is switched.

電流センサ７は、電力変換部５から上記巻線切替器６により接続状態となった巻線に流れる交流電流を各相ごとに検出し、検出した電流Ｄｃを制御部８に送信する。電流センサ７は、例えばモータ４に内蔵されてもよいし、モータ４の外部に設置されてもよい。 The current sensor 7 detects the alternating current flowing from the power conversion unit 5 to the windings connected by the winding switch 6 for each phase, and transmits the detected current Dc to the control unit 8. The current sensor 7 may be built in, for example, the motor 4, or may be installed outside the motor 4.

制御部８は、巻線切替器６に切替指令Ｓｗを送信し、図示しない上位コントローラからの速度指令Ｓｐ及び電流センサ７からの電流Ｄｃのうちの少なくとも速度指令Ｓｐに基づいて、上記第１接続状態と第２接続状態が切り替わるように巻線切替器６を制御する。制御部８は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータとして構成される（後述の図１０参照）。 The control unit 8 transmits a switching command Sw to the winding switch 6, and based on at least the speed command Sp of the speed command Sp from the host controller (not shown) and the current Dc from the current sensor 7, the first connection The winding switch 6 is controlled so that the state and the second connection state are switched. The control unit 8 is configured as a computer including, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like (see FIG. 10 described later).

なお、上述したポンプシステム１の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、電力変換部５や巻線切替器６が制御部８を一体的に備えた構成としてもよい。この場合、制御部８と電力変換部５の図示しない制御部とを共通化してもよい。また例えば、上記構成に加えて、ポンプ３によって移送される流体の物理量（例えば流量、圧力、密度、粘度、濃度、温度等）を検出する物理量センサを設けてもよい（後述の図８参照）。 The configuration of the pump system 1 described above is an example, and is not limited to the above contents. For example, the power conversion unit 5 and the winding switch 6 may be configured to integrally include the control unit 8. In this case, the control unit 8 and the control unit (not shown) of the power conversion unit 5 may be shared. For example, in addition to the above configuration, a physical quantity sensor for detecting the physical quantity (for example, flow rate, pressure, density, viscosity, concentration, temperature, etc.) of the fluid transferred by the pump 3 may be provided (see FIG. 8 described later). ..

＜２．モータ制御システムの回路構成＞
次に、図２を参照しつつ、モータ制御システム２の回路構成の一例について説明する。なお、電力変換部５の制御部については図示を省略している。<2. Circuit configuration of motor control system>
Next, an example of the circuit configuration of the motor control system 2 will be described with reference to FIG. The control unit of the power conversion unit 5 is not shown.

図２に示すように、電力変換部５は、一対の直流母線５１Ａ，５１Ｂと、平滑コンデンサ５２と、スイッチング素子５３Ａ〜５３Ｆとを有する。直流母線５１Ａ，５１Ｂは、図示しないコンバータ又は図示しない直流発電機やバッテリ等の正極及び負極にそれぞれ接続されている。平滑コンデンサ５２の両端部は、直流母線５１Ａ，５１Ｂにそれぞれ接続されている。スイッチング素子５３Ａとスイッチング素子５３Ｂ、スイッチング素子５３Ｃとスイッチング素子５３Ｄ、スイッチング素子５３Ｅとスイッチング素子５３Ｆは、互いに電気的に直列に接続されており、各組の両端部が直流母線５１Ａ，５１Ｂにそれぞれ接続されている。各スイッチング素子５３Ａ〜５３Ｆは、例えばＳｉＣやＧａＮ等の半導体により構成されている。 As shown in FIG. 2, the power conversion unit 5 includes a pair of DC bus 51A and 51B, a smoothing capacitor 52, and switching elements 53A to 53F. The DC bus 51A and 51B are connected to a positive electrode and a negative electrode of a converter (not shown) or a DC generator or battery (not shown), respectively. Both ends of the smoothing capacitor 52 are connected to the DC bus 51A and 51B, respectively. The switching element 53A and the switching element 53B, the switching element 53C and the switching element 53D, and the switching element 53E and the switching element 53F are electrically connected in series with each other, and both ends of each set are connected to the DC bus 51A and 51B, respectively. Has been done. Each of the switching elements 53A to 53F is made of a semiconductor such as SiC or GaN.

スイッチング素子５３Ａ〜５３Ｆは、図示しない上位コントローラからの速度指令Ｓｐに応じて、直流母線５１Ａ側から直流母線５１Ｂ側への電流を通す状態と遮断する状態とを切り替える。これにより、電力変換部５は、上位コントローラからの速度指令Ｓｐに応じてモータ４に３相交流電力を出力する。 The switching elements 53A to 53F switch between a state in which a current is passed from the DC bus 51A side to the DC bus 51B side and a state in which the current is cut off, in response to a speed command Sp from a host controller (not shown). As a result, the power conversion unit 5 outputs three-phase AC power to the motor 4 in response to the speed command Sp from the host controller.

モータ４は、３相交流電力の相ごとに上述した第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ及び第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを有する。第１巻線４１と第２巻線４２は、電気的に直列に接続されている。第１巻線４１の一方側は、電流センサ７を介して電力変換部５に接続されている。また、第１巻線４１の他方側と第２巻線４２の一方側との間の中間部は、巻線切替器６のダイオードブリッジ６１に接続されている。また、第２巻線４２の他方側は、巻線切替器６のダイオードブリッジ６２に接続されている。 The motor 4 has the first windings 41A, 41B, 41C and the second windings 42A, 42B, 42C described above for each phase of the three-phase AC power. The first winding 41 and the second winding 42 are electrically connected in series. One side of the first winding 41 is connected to the power conversion unit 5 via the current sensor 7. Further, the intermediate portion between the other side of the first winding 41 and one side of the second winding 42 is connected to the diode bridge 61 of the winding switch 6. The other side of the second winding 42 is connected to the diode bridge 62 of the winding switch 6.

巻線切替器６は、モータ４の第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの他方側から出力される３相の交流電力を整流するための６つのダイオード６１Ａ〜６１Ｆを備えた上述のダイオードブリッジ６１を有する。また、巻線切替器６は、モータ４の第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの他方側を短絡させるためのスイッチング素子６３と、モータ４の第１巻線４１を保護するためのコンデンサ６４とを有する。上記スイッチング素子６３は、例えばＳｉＣやＧａＮ等の半導体により構成されている。また、ダイオードブリッジ６１の直流出力側には、２つのダイオード６５Ａ，６５Ｂが設けられている。ダイオードブリッジ６１と、スイッチング素子６３と、コンデンサ６４と、電力変換部５の平滑コンデンサ５２とは、互いに電気的に並列となるように接続されている。 The winding switch 6 includes the above-mentioned diode bridge 61 provided with six diodes 61A to 61F for rectifying three-phase AC power output from the other side of the first windings 41A, 41B, 41C of the motor 4. Has. Further, the winding switch 6 includes a switching element 63 for short-circuiting the other side of the first winding 41A, 41B, 41C of the motor 4 and a capacitor 64 for protecting the first winding 41 of the motor 4. Has. The switching element 63 is made of a semiconductor such as SiC or GaN. Further, two diodes 65A and 65B are provided on the DC output side of the diode bridge 61. The diode bridge 61, the switching element 63, the capacitor 64, and the smoothing capacitor 52 of the power conversion unit 5 are connected so as to be electrically parallel to each other.

また、巻線切替器６は、モータ４の第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの他方側から出力される３相の交流電力を整流するための６つのダイオード６２Ａ〜６２Ｆを備えた上述のダイオードブリッジ６２を有する。また、巻線切替器６は、モータ４の第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの他方側を短絡させるためのスイッチング素子６６と、モータ４の第２巻線４２を保護するためのコンデンサ６７とを有する。上記スイッチング素子６６は、例えばＳｉＣやＧａＮ等の半導体により構成されている。また、ダイオードブリッジ６２の直流出力側には、２つのダイオード６８Ａ，６８Ｂが設けられている。ダイオードブリッジ６２と、スイッチング素子６６と、コンデンサ６７と、電力変換部５の平滑コンデンサ５２とは、互いに電気的に並列となるように接続されている。 Further, the winding switch 6 is the above-mentioned diode provided with six diodes 62A to 62F for rectifying the three-phase AC power output from the other side of the second winding 42A, 42B, 42C of the motor 4. It has a bridge 62. Further, the winding switch 6 includes a switching element 66 for short-circuiting the other side of the second winding 42A, 42B, 42C of the motor 4 and a capacitor 67 for protecting the second winding 42 of the motor 4. Has. The switching element 66 is made of a semiconductor such as SiC or GaN. Further, two diodes 68A and 68B are provided on the DC output side of the diode bridge 62. The diode bridge 62, the switching element 66, the capacitor 67, and the smoothing capacitor 52 of the power conversion unit 5 are connected so as to be electrically parallel to each other.

スイッチング素子６３，６６は、制御部８からの切替指令Ｓｗに応じて、第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの他方側の短絡及び開放と、第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの他方側の短絡及び開放とを切り替える。第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの他方側が短絡され、且つ、第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの他方側が開放された場合には、電力変換部５の出力電力が第１巻線４１のみに供給される第１接続状態となる。反対に、第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの他方側が開放され、且つ、第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの他方側が短絡された場合には、電力変換部５の出力電力が第１巻線４１及び第２巻線４２の両方に供給される第２接続状態となる。このようにして、巻線切替器６は、制御部８からの切替指令Ｓｗに応じて、上述した第１接続状態と第２接続状態とを切り替える。 The switching elements 63 and 66 are short-circuited and opened on the other side of the first windings 41A, 41B and 41C and on the other side of the second windings 42A, 42B and 42C in response to the switching command Sw from the control unit 8. Switch between short circuit and open. When the other side of the first windings 41A, 41B, 41C is short-circuited and the other side of the second windings 42A, 42B, 42C is opened, the output power of the power conversion unit 5 is only the first winding 41. It becomes the first connection state supplied to. On the contrary, when the other side of the first windings 41A, 41B, 41C is opened and the other side of the second windings 42A, 42B, 42C is short-circuited, the output power of the power conversion unit 5 is the first volume. It is in the second connection state that is supplied to both the wire 41 and the second winding 42. In this way, the winding switch 6 switches between the first connection state and the second connection state described above in response to the switching command Sw from the control unit 8.

なお、上述したモータ制御システム２の回路構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、巻線切替器６のスイッチング素子６３，６６を電磁開閉器等の機械的スイッチとしてもよい。仮にモータ制御システム２を電気自動車（ＥＶ）等に適用する場合には、巻線切替時のモータのショックを軽減して乗り心地に影響を与えないようにするために高速な応答性を備えた半導体スイッチング素子とするのが好ましい。しかし本実施形態のようにポンプシステムに適用する場合には、ポンプの運転に支障がなければ多少のショックは許容されるため、電磁開閉器等の機械的スイッチとすることも可能である。 The circuit configuration of the motor control system 2 described above is an example, and is not limited to the above contents. For example, the switching elements 63 and 66 of the winding switch 6 may be mechanical switches such as an electromagnetic switch. If the motor control system 2 is applied to an electric vehicle (EV) or the like, it is provided with high-speed responsiveness in order to reduce the shock of the motor at the time of winding switching so as not to affect the riding comfort. It is preferably a semiconductor switching element. However, when applied to a pump system as in the present embodiment, a slight shock is allowed as long as the operation of the pump is not hindered, so that a mechanical switch such as an electromagnetic switch can be used.

また、巻線切替器６の回路構成を、分離された第１巻線４１と第２巻線４２との間に電力変換部５と同様の回路構成を備えた切替回路を設けた構成（いわゆる交流切替方式）としてもよい（後述の図９参照）。また、電力変換部５として、交流電力を直接、振幅や周波数が異なる交流電力に変換するマトリクスコンバータを用いてもよい。 Further, the circuit configuration of the winding switch 6 is such that a switching circuit having the same circuit configuration as the power conversion unit 5 is provided between the separated first winding 41 and the second winding 42 (so-called). It may be an AC switching method) (see FIG. 9 described later). Further, as the power conversion unit 5, a matrix converter that directly converts AC power into AC power having different amplitudes and frequencies may be used.

＜３．モータ特性とポンプ特性＞
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照しつつ、モータ特性とポンプ特性の一例について説明する。<3. Motor characteristics and pump characteristics>
Next, an example of motor characteristics and pump characteristics will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

まず、図３Ａを用いてモータ特性について説明する。巻線切替器６により、第１巻線４１及び第２巻線４２の両方が接続された第２接続状態に切り替えられた場合、モータ４の駆動力に寄与する巻線数が増大する。このため、図３Ａの左側に示すように、モータ４は、大きなトルクを出力可能である一方、出力可能な速度は低めに制限される、低速モータの特性を備える。この低速モータの特性により出力可能なトルク及び速度の範囲を図中に出力可能範囲Ｏｍ１として示す。この場合、モータ効率の高い領域（例えば９０％以上）を表す高効率範囲Ｈｍ１は、低速領域において広いトルク範囲に亘る。 First, the motor characteristics will be described with reference to FIG. 3A. When the winding switch 6 switches to the second connection state in which both the first winding 41 and the second winding 42 are connected, the number of windings contributing to the driving force of the motor 4 increases. Therefore, as shown on the left side of FIG. 3A, the motor 4 has the characteristics of a low-speed motor, which can output a large torque, but the output speed is limited to a low level. The range of torque and speed that can be output due to the characteristics of this low-speed motor is shown as the outputable range Om1 in the figure. In this case, the high efficiency range Hm1 representing the region where the motor efficiency is high (for example, 90% or more) covers a wide torque range in the low speed region.

一方、巻線切替器６により、第１巻線４１のみが接続された第１接続状態に切り替えられた場合、モータ４の駆動力に寄与する巻線数が減少する。このため、図３Ａの中央に示すように、モータ４は、低速から高速に亘る幅広い速度範囲においてトルクを出力可能である一方、出力可能なトルクは小さめに制限される、高速モータの特性を備える。この高速モータの特性により出力可能なトルク及び速度の範囲を図中に出力可能範囲Ｏｍ２として示す。この場合、モータ効率の高い領域（例えば９０％以上）を表す高効率範囲Ｈｍ２は、低トルク領域において幅広い速度範囲に亘る。 On the other hand, when the winding switch 6 switches to the first connection state in which only the first winding 41 is connected, the number of windings contributing to the driving force of the motor 4 decreases. Therefore, as shown in the center of FIG. 3A, the motor 4 has the characteristics of a high-speed motor, which can output torque in a wide speed range from low speed to high speed, while the torque that can be output is limited to a small size. .. The range of torque and speed that can be output due to the characteristics of this high-speed motor is shown as the outputable range Om2 in the figure. In this case, the high efficiency range Hm2 representing the region where the motor efficiency is high (for example, 90% or more) covers a wide speed range in the low torque region.

モータ４は、巻線切替器６により上記第１接続状態及び第２接続状態のいずれにも切り替え可能であることから、図３Ａの右側に示すように、モータ４は、上述の低速モータの特性と高速モータの特性とを兼ね備える。この低速モータと高速モータの特性を兼ね備えた場合の出力可能なトルク及び速度の範囲を図中に出力可能範囲Ｏｍ３として示す。その結果、モータ効率の高い領域（例えば９０％以上）を表す高効率範囲Ｈｍ３は、低速領域において幅広いトルク範囲に亘り、且つ、低トルク領域において幅広い速度範囲に亘る。このように、モータ制御システム２においては、モータ４の高効率範囲を拡張できる。 Since the motor 4 can be switched to either the first connection state or the second connection state by the winding switch 6, the motor 4 has the characteristics of the low speed motor as shown on the right side of FIG. 3A. And the characteristics of a high-speed motor. The range of torque and speed that can be output when the characteristics of the low-speed motor and the high-speed motor are combined is shown as the outputable range Om3 in the figure. As a result, the high efficiency range Hm3 representing the region where the motor efficiency is high (for example, 90% or more) covers a wide torque range in the low speed region and a wide speed range in the low torque region. In this way, in the motor control system 2, the high efficiency range of the motor 4 can be extended.

次に、図３Ｂを用いてポンプ特性について説明する。図３Ｂの左側に示すポンプ特性は、図３Ａの左側に示すモータ特性に対応している。すなわち、巻線切替器６により第２接続状態に切り替えられた場合、上述のようにモータ４が低速モータの特性を備える。このため、図３Ｂの左側に示すように、ポンプ３は、高い揚程まで吐出可能である一方、吐出可能な流量は低めに制限される、低流量ポンプの特性を備える。この低流量ポンプの特性により吐出可能な揚程及び流量の範囲を図中に吐出可能範囲Ｏｐ１として示す。この場合、ポンプ効率の高い領域（例えば９０％以上）を表す高効率範囲Ｈｐ１は、低流量領域において広い揚程範囲に亘る。 Next, the pump characteristics will be described with reference to FIG. 3B. The pump characteristics shown on the left side of FIG. 3B correspond to the motor characteristics shown on the left side of FIG. 3A. That is, when the winding switch 6 switches to the second connection state, the motor 4 has the characteristics of a low-speed motor as described above. Therefore, as shown on the left side of FIG. 3B, the pump 3 has the characteristics of a low flow rate pump, which can discharge up to a high head, while the flow rate that can be discharged is limited to a low level. The range of lift and flow rate that can be discharged due to the characteristics of this low flow rate pump is shown as the dischargeable range Op1 in the figure. In this case, the high efficiency range Hp1 representing the region where the pump efficiency is high (for example, 90% or more) extends over a wide head range in the low flow rate region.

図３Ｂの中央に示すポンプ特性は、図３Ａの中央に示すモータ特性に対応している。すなわち、巻線切替器６により第１接続状態に切り替えられた場合、上述のようにモータ４は高速モータの特性を備える。このため、図３Ｂの中央に示すように、ポンプ３は、低流量から高流量に亘る幅広い流量範囲において運転可能である一方、吐出可能な揚程は低めに制限される、高流量ポンプの特性を備える。この高流量ポンプの特性により吐出可能な揚程及び流量の範囲を図中に吐出可能範囲Ｏｐ２として示す。この場合、ポンプ効率の高い領域（例えば９０％以上）を表す高効率範囲Ｈｐ２は、低揚程領域においてやや幅広い流量範囲（低流量域以外の中流量〜高流量の範囲）に亘る。 The pump characteristics shown in the center of FIG. 3B correspond to the motor characteristics shown in the center of FIG. 3A. That is, when the winding switch 6 switches to the first connection state, the motor 4 has the characteristics of a high-speed motor as described above. Therefore, as shown in the center of FIG. 3B, the pump 3 can operate in a wide flow rate range from a low flow rate to a high flow rate, while the lift that can be discharged is limited to a low level, which is a characteristic of a high flow rate pump. Be prepared. The range of lift and flow rate that can be discharged due to the characteristics of this high flow rate pump is shown as the dischargeable range Op2 in the figure. In this case, the high efficiency range Hp2 representing the region where the pump efficiency is high (for example, 90% or more) covers a slightly wide flow rate range (medium flow rate to high flow rate range other than the low flow rate range) in the low head region.

図３Ｂの右側に示すポンプ特性は、図３Ａの右側に示すモータ特性に対応している。すなわち、上述のようにモータ４は、低速モータの特性と高速モータの特性とを兼ね備える。このため、図３Ｂの右側に示すように、ポンプ３は、低流量ポンプの特性と高流量ポンプの特性とを兼ね備える。この低流量ポンプと高流量ポンプの特性を兼ね備えた場合の吐出可能な揚程及び流量の範囲を図中に吐出可能範囲Ｏｐ３として示す。その結果、ポンプ効率の高い領域（例えば９０％以上）を表す高効率範囲Ｈｐ３は、低流量領域において幅広い揚程範囲に亘り、且つ、低揚程領域において幅広い流量範囲に亘る。このように、ポンプシステム１においては、ポンプ３の高効率範囲を拡張できる。 The pump characteristics shown on the right side of FIG. 3B correspond to the motor characteristics shown on the right side of FIG. 3A. That is, as described above, the motor 4 has both the characteristics of a low-speed motor and the characteristics of a high-speed motor. Therefore, as shown on the right side of FIG. 3B, the pump 3 has both the characteristics of a low flow rate pump and the characteristics of a high flow rate pump. The range of the dischargeable head and the flow rate when the characteristics of the low flow rate pump and the high flow rate pump are combined is shown as the dischargeable range Op3 in the figure. As a result, the high efficiency range Hp3 representing the region where the pump efficiency is high (for example, 90% or more) covers a wide head range in the low flow rate region and a wide flow rate range in the low head region. In this way, in the pump system 1, the high efficiency range of the pump 3 can be extended.

＜４．モータ効率とポンプ効率＞
次に、図４を参照しつつ、モータ効率とポンプ効率の関係の一例について説明する。<4. Motor efficiency and pump efficiency>
Next, an example of the relationship between the motor efficiency and the pump efficiency will be described with reference to FIG.

図４に示すように、モータ４への入力（入力電力）をＭＩ、モータ４の損失をＭＬとすると、入力ＭＩから損失ＭＬを差し引いた部分がモータ４の出力（機械出力）ＭＯとなる。この場合、モータ効率ＭＥは、入力ＭＩに対する出力ＭＯの比を百分率（％）で表した値となる。なお、損失ＭＬは、例えば機械損、鉄損、銅損等である。 As shown in FIG. 4, assuming that the input (input power) to the motor 4 is MI and the loss of the motor 4 is ML, the portion obtained by subtracting the loss ML from the input MI is the output (mechanical output) MO of the motor 4. In this case, the motor efficiency ME is a value expressed as a percentage (%) of the ratio of the output MO to the input MI. The loss ML is, for example, mechanical loss, iron loss, copper loss, or the like.

ポンプシステム１においては、モータ４の出力ＭＯがポンプ３への入力（機械入力）ＰＩとなる。ポンプ３の損失をＰＬとすると、入力ＰＩから損失ＰＬを差し引いた部分がポンプ３の出力（機械出力）ＰＯとなる。この場合、ポンプ効率ＰＥは、入力ＰＩに対する出力ＰＯの比を百分率（％）で表した値となる。なお、損失ＰＬは、例えば機械損失、水力損失、漏れ損失等である。 In the pump system 1, the output MO of the motor 4 is the input (machine input) PI to the pump 3. Assuming that the loss of the pump 3 is PL, the portion obtained by subtracting the loss PL from the input PI is the output (mechanical output) PO of the pump 3. In this case, the pump efficiency PE is a value expressed as a percentage (%) of the ratio of the output PO to the input PI. The loss PL is, for example, mechanical loss, hydraulic loss, leakage loss, or the like.

ポンプシステム１においては、モータ効率ＭＥが高くなるとポンプ３への入力ＰＩも相対的に大きくなる。ここで、ポンプ３が容積式である場合、ポンプの損失ＰＬは流量等によらずに略一定（低流量域での損失の増加は非常に少ない）である。このため、モータ効率ＭＥが高いほど（ポンプ３への入力ＰＩが大きいほど）ポンプ効率ＰＥについても高くなるので、モータ効率を向上することによるポンプ効率（低〜高流量域）を向上させる効果は特に大きい。一方、ポンプ３が非容積式である場合、ポンプの損失ＰＬのうち、機械損失や水力損失は流量等によらずに略一定であるが、漏れ損失は中流量〜高流量域では変動は少ないが低流量域で増大する性質を有する。このため、上述の図３Ｂの中央に示すように、高流量ポンプの特性において低流量域では効率が低下する。但し、漏れ損失の変動が少ない流量域ではポンプの損失ＰＬが略一定となるため、上記容積式の場合と同様、モータ効率ＭＥが高いほどポンプ効率ＰＥについても高くなる。したがって、本発明は容積式及び非容積式のポンプのいずれに対しても有効であるが、特に容積式のポンプに対して有効であり、好適である。 In the pump system 1, as the motor efficiency ME increases, the input PI to the pump 3 also increases relatively. Here, when the pump 3 is of the positive displacement type, the loss PL of the pump is substantially constant regardless of the flow rate or the like (the increase in loss in the low flow rate region is very small). Therefore, the higher the motor efficiency ME (the larger the input PI to the pump 3), the higher the pump efficiency PE, so that the effect of improving the pump efficiency (low to high flow rate range) by improving the motor efficiency is effective. Especially big. On the other hand, when the pump 3 is a non-volumetric type, the mechanical loss and the hydraulic loss of the pump loss PL are substantially constant regardless of the flow rate and the like, but the leakage loss does not fluctuate in the medium flow rate to high flow rate range. Has the property of increasing in the low flow rate range. Therefore, as shown in the center of FIG. 3B described above, the efficiency of the high flow rate pump decreases in the low flow rate range. However, since the loss PL of the pump is substantially constant in the flow rate range where the fluctuation of the leakage loss is small, the higher the motor efficiency ME, the higher the pump efficiency PE, as in the case of the positive displacement type. Therefore, the present invention is effective for both positive displacement and non-positive displacement pumps, but is particularly effective and suitable for positive displacement pumps.

＜５．制御部の制御内容＞
次に、図５〜図７を参照しつつ、制御部８による巻線切替制御の一例について説明する。なお、制御部８による以下の制御内容は、後述するＣＰＵ９０１（図１０参照）が実行するプログラムにより実装される。但し、制御内容の一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。<5. Control content of control unit>
Next, an example of winding switching control by the control unit 8 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. The following control contents by the control unit 8 are implemented by a program executed by the CPU 901 (see FIG. 10) described later. However, a part or all of the control contents may be implemented by an actual device such as an ASIC, an FPGA, or another electric circuit.

（５−１．第１接続状態から第２接続状態へ切り替え）
図５は、第１接続状態から第２接続状態に切り替える例である。図５に示すように、ステップＳ１０では、制御部８は巻線切替器６を制御して、第１巻線４１のみが接続された第１接続状態とする。これにより、モータ４は高速モータの特性となり、ポンプ３は高流量ポンプの特性となる。(5-1. Switching from the first connection state to the second connection state)
FIG. 5 is an example of switching from the first connection state to the second connection state. As shown in FIG. 5, in step S10, the control unit 8 controls the winding switch 6 to bring it into the first connection state in which only the first winding 41 is connected. As a result, the motor 4 has the characteristics of a high-speed motor, and the pump 3 has the characteristics of a high-flow pump.

ステップＳ２０では、制御部８は、速度指令Ｓｐが所定の第１しきい値ＴＶ１よりも小さいか否か、又は、電流Ｄｃが所定の第２しきい値ＴＶ２よりも大きいか否か、又は、速度指令Ｓｐが上記第１しきい値ＴＶ１よりも小さく、且つ、電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも大きいか否か、を判定する。第１しきい値ＴＶ１は、例えば図３Ｂの右側に示すように、低流量ポンプの最大流量である流量Ｆ１に対応したモータ速度（速度指令）である。また例えば、第２しきい値ＴＶ２は、高流量ポンプの最大揚程である揚程Ｔ１に対応したモータ電流である。上記３つの判定条件のいずれかが満たされるまで本ステップを繰り返し（Ｓ２０：ＮＯ）、上記３つの判定条件のいずれかが満たされた場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、次のステップＳ３０に移る。 In step S20, the control unit 8 determines whether the speed command Sp is smaller than the predetermined first threshold value TV1, or whether the current Dc is larger than the predetermined second threshold value TV2, or It is determined whether or not the speed command Sp is smaller than the first threshold value TV1 and the current Dc is larger than the second threshold value TV2. The first threshold value TV1 is, for example, as shown on the right side of FIG. 3B, a motor speed (speed command) corresponding to the flow rate F1 which is the maximum flow rate of the low flow rate pump. Further, for example, the second threshold value TV2 is a motor current corresponding to the head T1 which is the maximum head of the high flow rate pump. This step is repeated until any of the above three determination conditions is satisfied (S20: NO), and when any of the above three determination conditions is satisfied (S20: YES), the process proceeds to the next step S30.

ステップＳ３０では、制御部８は巻線切替器６を制御して、第１巻線４１及び第２巻線４２の両方が接続された第２接続状態に切り替える。これにより、モータ４は低速モータの特性となり、ポンプ３は低流量ポンプの特性となる。以上により、本フローを終了する。 In step S30, the control unit 8 controls the winding switch 6 to switch to the second connection state in which both the first winding 41 and the second winding 42 are connected. As a result, the motor 4 has the characteristics of a low-speed motor, and the pump 3 has the characteristics of a low-flow pump. This completes this flow.

上記制御内容により、例えばモータ４を高速モータの特性としてポンプ３を高速駆動させている状態（高流量域）から、モータ４の速度を減少させてポンプ３の流量を減少させた場合に、ポンプ３が低流量ポンプの特性に切り替わるので、低流量域におけるポンプ効率の低下を抑制できる。 According to the above control contents, for example, when the speed of the motor 4 is reduced to reduce the flow rate of the pump 3 from the state where the pump 3 is driven at high speed (high flow rate range) as the characteristic of the high-speed motor, the pump Since 3 switches to the characteristics of the low flow rate pump, it is possible to suppress a decrease in pump efficiency in the low flow rate range.

また例えば、上記高流量域において、例えば流体の濃度、密度、粘度等が上昇したことに起因してモータ４の出力トルク（電流Ｄｃ）が増大した場合には、ポンプ３が低流量ポンプの特性に切り替わるので、必要な揚程を確保してポンプ３の駆動を継続できる。またこのとき、流量を減少させるので、例えば流体の処理装置（スラリー処理装置等）を過剰な負荷を想定して設計する必要がなくなり、最適設計することが可能となる。さらに、例えば異物の噛み込みや目詰まり等に起因してモータの出力トルク（電流Ｄｃ）が増大した場合には、流量を減少させることで過電流の発生や装置の破損、故障等を防止でき、安全性や信頼性を向上できる。 Further, for example, in the above high flow rate region, when the output torque (current Dc) of the motor 4 increases due to an increase in the concentration, density, viscosity, etc. of the fluid, the pump 3 has the characteristics of a low flow rate pump. Since it is switched to, the required lift can be secured and the driving of the pump 3 can be continued. Further, at this time, since the flow rate is reduced, it is not necessary to design, for example, a fluid processing apparatus (slurry processing apparatus or the like) assuming an excessive load, and the optimum design becomes possible. Furthermore, when the output torque (current Dc) of the motor increases due to, for example, foreign matter being caught or clogged, the flow rate can be reduced to prevent the occurrence of overcurrent, damage to the device, failure, etc. , Safety and reliability can be improved.

（５−２．第２接続状態から第１接続状態へ切り替え）
図６は、上記図５とは反対に、第２接続状態から第１接続状態に切り替える例である。図６に示すように、ステップＳ１１０では、制御部８は巻線切替器６を制御して、第１巻線４１及び第２巻線４２の両方が接続された第２接続状態とする。これにより、モータ４は低速モータの特性となり、ポンプ３は低流量ポンプの特性となる。(5-2. Switching from the second connection state to the first connection state)
FIG. 6 is an example of switching from the second connection state to the first connection state, contrary to the above FIG. As shown in FIG. 6, in step S110, the control unit 8 controls the winding switch 6 to bring both the first winding 41 and the second winding 42 into a second connected state. As a result, the motor 4 has the characteristics of a low-speed motor, and the pump 3 has the characteristics of a low-flow pump.

ステップＳ１２０では、制御部８は、速度指令Ｓｐが上記第１しきい値ＴＶ１よりも大きいか否か、又は、電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも小さいか否か、又は、速度指令Ｓｐが上記第１しきい値ＴＶ１よりも大きく、且つ、電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも小さいか否か、を判定する。上記３つの判定条件のいずれかが満たされるまでは本ステップを繰り返し（Ｓ１２０：ＮＯ）、上記３つの判定条件のいずれかが満たされた場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、次のステップＳ１３０に移る。 In step S120, the control unit 8 determines whether the speed command Sp is larger than the first threshold value TV1, or whether the current Dc is smaller than the second threshold value TV2, or the speed command. It is determined whether or not Sp is larger than the first threshold value TV1 and the current Dc is smaller than the second threshold value TV2. This step is repeated until any of the above three determination conditions is satisfied (S120: NO), and when any of the above three determination conditions is satisfied (S120: YES), the process proceeds to the next step S130. ..

ステップＳ１３０では、制御部８は巻線切替器６を制御して、第１巻線４１のみが接続された第１接続状態に切り替える。これにより、モータ４は高速モータの特性となり、ポンプ３は高流量ポンプの特性となる。以上により、本フローを終了する。 In step S130, the control unit 8 controls the winding switch 6 to switch to the first connection state in which only the first winding 41 is connected. As a result, the motor 4 has the characteristics of a high-speed motor, and the pump 3 has the characteristics of a high-flow pump. This completes this flow.

（５−３．第１接続状態、第２接続状態、第１接続状態の順で切り替え）
図７は、ポンプ３が例えば容積式ポンプ（例えば真空ポンプ）やコンプレッサ等である場合に好適な例である。本フローは、例えばポンプ３の起動時に開始される。(5-3. Switching in the order of 1st connection state, 2nd connection state, 1st connection state)
FIG. 7 is a suitable example when the pump 3 is, for example, a positive displacement pump (for example, a vacuum pump), a compressor, or the like. This flow is started, for example, when the pump 3 is started.

図７に示すように、ステップＳ２１０では、制御部８は巻線切替器６を制御して、第１巻線４１のみが接続された第１接続状態とする。これにより、モータ４は高速モータの特性となり、ポンプ３は高流量ポンプの特性となる。 As shown in FIG. 7, in step S210, the control unit 8 controls the winding switch 6 to bring it into the first connection state in which only the first winding 41 is connected. As a result, the motor 4 has the characteristics of a high-speed motor, and the pump 3 has the characteristics of a high-flow pump.

ステップＳ２２０では、制御部８は、電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも大きいか否かを判定する。電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも小さい場合には本ステップを繰り返し（Ｓ２２０：ＮＯ）、電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも大きくなった場合には（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、次のステップＳ２３０に移る。 In step S220, the control unit 8 determines whether or not the current Dc is larger than the second threshold value TV2. When the current Dc is smaller than the second threshold TV2, this step is repeated (S220: NO), and when the current Dc is larger than the second threshold TV2 (S220: YES), The next step is S230.

ステップＳ２３０では、制御部８は巻線切替器６を制御して、第１巻線４１及び第２巻線４２の両方が接続された第２接続状態に切り替える。これにより、モータ４は低速モータの特性となり、ポンプ３は低流量ポンプの特性となる。 In step S230, the control unit 8 controls the winding switch 6 to switch to the second connection state in which both the first winding 41 and the second winding 42 are connected. As a result, the motor 4 has the characteristics of a low-speed motor, and the pump 3 has the characteristics of a low-flow pump.

ステップＳ２４０では、制御部８は、電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも小さいか否かを判定する。電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも大きい場合には本ステップを繰り返し（Ｓ２４０：ＮＯ）、電流Ｄｃが上記第２しきい値ＴＶ２よりも小さくなった場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、次のステップＳ２５０に移る。 In step S240, the control unit 8 determines whether or not the current Dc is smaller than the second threshold value TV2. When the current Dc is larger than the second threshold TV2, this step is repeated (S240: NO), and when the current Dc is smaller than the second threshold TV2 (S240: YES), The next step is S250.

ステップＳ２５０では、制御部８は巻線切替器６を制御して、第１巻線４１のみが接続された第１接続状態に切り替える。これにより、モータ４は高速モータの特性となり、ポンプ３は高流量ポンプの特性となる。以上により、本フローを終了する。 In step S250, the control unit 8 controls the winding switch 6 to switch to the first connection state in which only the first winding 41 is connected. As a result, the motor 4 has the characteristics of a high-speed motor, and the pump 3 has the characteristics of a high-flow pump. This completes this flow.

上記制御内容により、次のような効果を得る。例えば、真空ポンプやコンプレッサ等における容積式のポンプ３の場合、起動時は大気圧との差圧が低いため低トルクで高速駆動して大流量を移送し、差圧が大きくなるにつれてトルクが上昇するので高トルクで低速駆動して流量を減少させ、所定の圧力を維持する、といった運転が行われる。その後、差圧が低くなった場合には再び低トルクで高速駆動して大流量を移送し、同様の運転を繰り返す。したがって、上記制御内容によれば、上記の運転に対応するようにポンプの特性を高流量ポンプ、低流量ポンプ、高流量ポンプと切り替えることができるので、高い効率を維持しながらポンプ３を運転することができる。 The following effects are obtained by the above control contents. For example, in the case of a positive displacement pump 3 such as a vacuum pump or a compressor, since the differential pressure from the atmospheric pressure is low at startup, it is driven at high speed with low torque to transfer a large flow rate, and the torque increases as the differential pressure increases. Therefore, the operation such as driving at low speed with high torque to reduce the flow rate and maintaining a predetermined pressure is performed. After that, when the differential pressure becomes low, it is driven again at high speed with low torque to transfer a large flow rate, and the same operation is repeated. Therefore, according to the above control content, the characteristics of the pump can be switched between the high flow rate pump, the low flow rate pump, and the high flow rate pump so as to correspond to the above operation, so that the pump 3 is operated while maintaining high efficiency. be able to.

また、巻線切替を行わない一般的なポンプに比べて、モータ４のトルク及び速度（ポンプ３の揚程及び流量に相当）について幅広い領域に対応することができる。例えば、流量変動への対応、圧力（揚程）変動への対応、流体密度の異なる各種流体への対応、流体粘度の異なる各種流体への対応、スラリー濃度等濃度の異なる各種流体への対応、温度変化によって生じる流体特性の変化への対応等、柔軟な対応が可能となる。 Further, as compared with a general pump that does not switch windings, it is possible to deal with a wide range of torque and speed (corresponding to the head and flow rate of the pump 3) of the motor 4. For example, response to flow rate fluctuations, pressure (lift) fluctuations, various fluids with different fluid densities, various fluids with different fluid viscosities, various fluids with different concentrations such as slurry concentration, temperature It is possible to flexibly respond to changes in fluid characteristics caused by changes.

＜６．本実施形態による効果の例＞
以上説明したように、本実施形態のポンプシステム１は、流体を移送するポンプ３と、複数の巻線４１，４２を備え、ポンプ３を駆動するモータ４と、複数の巻線４１，４２の接続状態を切り替える巻線切替器６と、速度指令Ｓｐに基づいてモータ４に電力を供給してポンプ３の速度を制御する電力変換部５と、速度指令Ｓｐに基づいて複数の巻線４１，４２の接続状態を切り替えるように、巻線切替器６を制御する制御部８とを有する。<6. Example of effect by this embodiment>
As described above, the pump system 1 of the present embodiment includes a pump 3 for transferring fluid, a plurality of windings 41 and 42, a motor 4 for driving the pump 3, and a plurality of windings 41 and 42. A winding switch 6 for switching the connection state, a power conversion unit 5 for supplying power to the motor 4 based on the speed command Sp to control the speed of the pump 3, and a plurality of windings 41 based on the speed command Sp. It has a control unit 8 that controls the winding switch 6 so as to switch the connection state of the 42.

これにより、モータ４の速度に応じて複数の巻線４１，４２の接続状態を切り替えることにより、モータ４の速度変化に応じてモータ効率を最適化することができる。これにより、ポンプ３における流量の幅広い範囲においてポンプ効率の低下を抑制することが可能となる。したがって、特に流量が変動する条件でポンプ３が運転される場合に、大幅な省電力化を実現できる。 As a result, the motor efficiency can be optimized according to the speed change of the motor 4 by switching the connection state of the plurality of windings 41 and 42 according to the speed of the motor 4. This makes it possible to suppress a decrease in pump efficiency in a wide range of flow rates in the pump 3. Therefore, significant power saving can be realized especially when the pump 3 is operated under the condition that the flow rate fluctuates.

また、本実施形態において、複数の巻線４１，４２が第１巻線４１及び第２巻線４２を含み、制御部８が、第１巻線４１が接続された状態から、速度指令Ｓｐが所定の第１しきい値ＴＶ１よりも小さくなった場合に、第１巻線４１及び第２巻線４２が接続された状態に切り替えるように、巻線切替器６を制御する場合には、次のような効果を得る。 Further, in the present embodiment, the speed command Sp is issued from the state where the plurality of windings 41 and 42 include the first winding 41 and the second winding 42, and the control unit 8 is connected to the first winding 41. When controlling the winding switch 6 so as to switch to the state in which the first winding 41 and the second winding 42 are connected when the value becomes smaller than the predetermined first threshold value TV1, the following Get the effect like.

上記制御により、例えばモータ４を高速モータの特性としてポンプ３を高速駆動させている状態（高流量域）から、モータ４の速度を減少させてポンプ３の流量を減少させた場合に、ポンプ３が低流量ポンプの特性に切り替わるので、低流量域におけるポンプ効率の低下を抑制できる。 By the above control, for example, when the speed of the motor 4 is reduced to reduce the flow rate of the pump 3 from the state where the pump 3 is driven at high speed (high flow rate range) as the characteristic of the high-speed motor, the pump 3 Is switched to the characteristics of the low flow rate pump, so that the decrease in pump efficiency in the low flow rate range can be suppressed.

また、本実施形態において、ポンプシステム１が、接続された状態の巻線の電流を検出する電流センサ７をさらに有し、制御部８が、速度指令Ｓｐと検出された電流Ｄｃに基づいて複数の巻線４１，４２の接続状態を切り替えるように、巻線切替器６を制御する場合には、次のような効果を得る。 Further, in the present embodiment, the pump system 1 further includes a current sensor 7 for detecting the current of the winding in the connected state, and a plurality of control units 8 are based on the speed command Sp and the detected current Dc. When the winding switch 6 is controlled so as to switch the connection state of the windings 41 and 42, the following effects are obtained.

すなわち、モータ４の速度及び電流Ｄｃに応じて複数の巻線４１，４２の接続状態を切り替えることにより、モータ４の速度変化及びトルク変化に応じてモータ効率を最適化することができる。これにより、ポンプ３における流量及び揚程の幅広い範囲において効率の低下を抑制することが可能となる。したがって、特に流量や揚程が変動する条件でポンプ３が運転される場合に、大幅な省電力化を実現できる。 That is, by switching the connection state of the plurality of windings 41 and 42 according to the speed and the current Dc of the motor 4, the motor efficiency can be optimized according to the speed change and the torque change of the motor 4. This makes it possible to suppress a decrease in efficiency in a wide range of flow rate and head in the pump 3. Therefore, significant power saving can be realized especially when the pump 3 is operated under the condition that the flow rate and the head fluctuate.

また、本実施形態において、複数の巻線４１，４２が第１巻線４１及び第２巻線４２を含み、制御部８が、第１巻線４１が接続された状態から、電流Ｄｃが所定の第２しきい値ＴＶ２よりも大きくなった場合に、第１巻線４１及び第２巻線４２が接続された状態に切り替えるように、巻線切替器６を制御する場合には、次のような効果を得る。 Further, in the present embodiment, the current Dc is predetermined from the state where the plurality of windings 41 and 42 include the first winding 41 and the second winding 42 and the control unit 8 is connected to the first winding 41. When the winding switch 6 is controlled so as to switch to the state in which the first winding 41 and the second winding 42 are connected when the value becomes larger than the second threshold value TV2 of the above, the following Get the effect.

上記制御により、例えばモータの第１巻線４１を接続させてポンプ３を高速駆動させている状態（高流量域）において、モータ４の出力トルクが増大した場合に第１巻線４１及び第２巻線４２に切り替えることにより、高い効率を維持しながら、ポンプ３の流量を減少させつつ揚程を増大させることができる。 By the above control, for example, in a state where the first winding 41 of the motor is connected and the pump 3 is driven at high speed (high flow rate range), when the output torque of the motor 4 increases, the first winding 41 and the second winding 41 and the second winding 41 are used. By switching to the winding 42, it is possible to increase the lift while reducing the flow rate of the pump 3 while maintaining high efficiency.

これにより、例えば高流量ポンプの特性において水処理設備等において流体中のスラリー濃度が上昇したことに起因してモータ４の出力トルク（電流Ｄｃ）が増大した場合には、低流量ポンプの特性に切り替えることで必要な揚程を確保させ、ポンプ３の駆動を継続できる。また、流量を減少させることで過剰な負荷を想定してスラリー処理装置を設計する必要がなくなり、最適設計することが可能となる。また、例えば異物の噛み込みや目詰まり等に起因してモータ４の出力トルク（電流Ｄｃ）が増大した場合には、流量を減少させることで過電流の発生や装置の破損、故障等を防止でき、安全性や信頼性を向上できる。 As a result, for example, when the output torque (current Dc) of the motor 4 increases due to an increase in the slurry concentration in the fluid in a water treatment facility or the like in the characteristics of the high flow rate pump, the characteristics of the low flow rate pump are changed. By switching, the required lift can be secured and the driving of the pump 3 can be continued. Further, by reducing the flow rate, it is not necessary to design the slurry processing apparatus assuming an excessive load, and the optimum design becomes possible. Further, when the output torque (current Dc) of the motor 4 increases due to, for example, foreign matter being caught or clogged, the flow rate is reduced to prevent overcurrent, damage to the device, failure, etc. It can improve safety and reliability.

また、本実施形態において、ポンプ３が容積式のポンプやコンプレッサであり、制御部８が、ポンプ３の起動時に第１巻線４１が接続された状態に切り替え、電流Ｄｃが第２しきい値ＴＶ２よりも大きくなった場合に第１巻線４１及び第２巻線４２が接続された状態に切り替え、電流Ｄｃが第２しきい値ＴＶ２よりも小さくなった場合に第１巻線４１が接続された状態に切り替えるように、巻線切替器６を制御する場合には、次のような効果を得る。 Further, in the present embodiment, the pump 3 is a positive displacement pump or compressor, the control unit 8 switches to a state in which the first winding 41 is connected when the pump 3 is started, and the current Dc is the second threshold value. When it becomes larger than TV2, the first winding 41 and the second winding 42 are switched to the connected state, and when the current Dc becomes smaller than the second threshold TV2, the first winding 41 is connected. When the winding switch 6 is controlled so as to switch to the set state, the following effects are obtained.

例えば真空ポンプやコンプレッサ等における容積式のポンプは、起動時は大気圧との差圧が低いため低トルクで高速駆動して大流量を移送し、差圧が大きくなるにつれてトルクが上昇するので高トルクで低速駆動して流量を減少させ、所定の圧力を維持する。その後、差圧が低くなった場合には再び低トルクで高速駆動して大流量を移送し、同様の運転を繰り返す。したがって、本実施形態によれば上記の運転に対応するように第１巻線４１、第１巻線４１及び第２巻線４２、第１巻線４１の切り替えを実行することにより、高い効率を維持しながら運転することができる。 For example, positive displacement pumps such as vacuum pumps and compressors have a low differential pressure from the atmospheric pressure at startup, so they are driven at high speed with low torque to transfer a large flow rate, and the torque increases as the differential pressure increases, so it is high. It is driven at low speed with torque to reduce the flow rate and maintain a predetermined pressure. After that, when the differential pressure becomes low, it is driven again at high speed with low torque to transfer a large flow rate, and the same operation is repeated. Therefore, according to the present embodiment, high efficiency is achieved by switching the first winding 41, the first winding 41, the second winding 42, and the first winding 41 so as to correspond to the above operation. You can drive while maintaining.

＜７．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例について説明する。<7. Modification example>
The embodiment of the disclosure is not limited to the above, and various modifications can be made within a range that does not deviate from the purpose and technical idea. Hereinafter, such a modification will be described.

（７−１．流体の物理量を使用する場合）
図８を参照しつつ、本変形例に係るポンプシステム１Ａの全体構成の一例について説明する。(7-1. When using the physical quantity of fluid)
An example of the overall configuration of the pump system 1A according to the present modification will be described with reference to FIG.

図８に示すように、ポンプシステム１Ａは、上述したポンプシステム１の構成に加えて、ポンプ３によって移送される流体の物理量を検出する物理量センサ９を有する。本明細書における「物理量」には、例えば流量、圧力、密度、粘度、濃度、温度等が含まれ、「物理量センサ」には、例えば流量計、圧力計、密度計、粘度計、濃度計、温度計等が含まれる。 As shown in FIG. 8, the pump system 1A has a physical quantity sensor 9 for detecting the physical quantity of the fluid transferred by the pump 3 in addition to the configuration of the pump system 1 described above. The "physical quantity" in the present specification includes, for example, a flow rate, pressure, density, viscosity, concentration, temperature, etc., and the "physical quantity sensor" includes, for example, a flow meter, a pressure gauge, a density meter, a viscometer, a densitometer, and the like. Includes thermometers and the like.

物理量センサ９は、例えばポンプ３の吐出口（図示省略）や吸込口（図示省略）、あるいは、吐出口や吸込口に接続された配管やチューブ（図示省略）における検出する物理量に好適な適宜の場所等に設置される。なお、物理量センサ９の数は単数でも複数でもよい。物理量センサ９は、検出した物理量Ｐｑを制御部８に送信する。 The physical quantity sensor 9 is suitable for a physical quantity to be detected at, for example, a discharge port (not shown) or a suction port (not shown) of the pump 3, or a pipe or tube (not shown) connected to the discharge port or the suction port. It will be installed in places. The number of physical quantity sensors 9 may be singular or plural. The physical quantity sensor 9 transmits the detected physical quantity Pq to the control unit 8.

これにより、制御部８は、前述の図５〜図７に示す制御を実行する際に、例えば速度指令Ｓｐに加えて流量を判定要素として用いたり、電流Ｄｃに加えて又は代えて圧力や密度、粘度、濃度等を判定要素として用いたり、新たに温度を判定要素に加えることが可能となる。その結果、ポンプ３が使用される流体移送システム（図示省略）への適合性がより高い巻線切替制御を行うことが可能となる。物理量を判定要素とした具体例としては、例えば以下のような場合が考えられる。 As a result, when the control unit 8 executes the control shown in FIGS. 5 to 7, for example, the flow rate is used as a determination element in addition to the speed command Sp, or the pressure or density is added to or in place of the current Dc. , Viscosity, concentration, etc. can be used as judgment factors, and temperature can be newly added to the judgment factors. As a result, it becomes possible to perform winding switching control that is more compatible with the fluid transfer system (not shown) in which the pump 3 is used. Specific examples of using a physical quantity as a determination factor include the following cases.

（７−１−１．ポンプ３の吐出圧（揚程）を変動させる場合（圧力・流量を判定要素とする場合））
例えば吐出圧が変動する条件でポンプ３を運転する場合、物理量センサ９として圧力センサがポンプ３の吐出口近傍に設けられる。このとき、流量センサがポンプ３の吐出口側等に設けられてもよい。そして、低吐出圧の場合は所定の低圧力側設定値、高吐出圧の場合は所定の高圧力側設定値が設定される。例えば、低吐出圧から高吐出圧に切り替える際は、圧力設定値が低圧力側設定値から高圧力側設定値に切り替わり、所定の流量を確保するように圧力の上昇に応じて巻線切替制御が実行され、高圧力側設定値を維持するようにポンプ３の運転（モータ４の制御）が行なわれる。(7-1-1. When the discharge pressure (lift) of the pump 3 is changed (when the pressure / flow rate is used as a judgment factor))
For example, when the pump 3 is operated under the condition that the discharge pressure fluctuates, a pressure sensor is provided in the vicinity of the discharge port of the pump 3 as a physical quantity sensor 9. At this time, the flow rate sensor may be provided on the discharge port side of the pump 3 or the like. Then, in the case of low discharge pressure, a predetermined low pressure side set value is set, and in the case of high discharge pressure, a predetermined high pressure side set value is set. For example, when switching from a low discharge pressure to a high discharge pressure, the pressure set value is switched from the low pressure side set value to the high pressure side set value, and winding switching control is performed according to the increase in pressure so as to secure a predetermined flow rate. Is executed, and the operation of the pump 3 (control of the motor 4) is performed so as to maintain the set value on the high pressure side.

実質的な物理量を監視することにより、精度良く巻線切替制御を行なうことができるとともに、一般的なポンプに比べ幅広い領域での吐出圧（揚程）の変動が可能である。 By monitoring the actual physical quantity, the winding switching control can be performed with high accuracy, and the discharge pressure (lift) can be changed in a wider range than that of a general pump.

（７−１−２．ポンプ３（送風機）の吐出流量を変動させる場合（流量・圧力を判定要素とする場合））
例えばポンプ３（送風機）から吐出する空気等を水槽の底部から水中に散気する場合、物理量センサ９として流量センサがポンプ３（送風機）の吐出側等に設けられる。このとき、圧力センサがポンプ３（送風機）の吐出口近傍に設けられてもよい。低流量の場合は所定の低流量側設定値、高流量の場合は所定の高流量側設定値が設定される。例えば、高流量から低流量に切り替える際は、流量設定値が高流量側設定値から低流量側設定値に切り替わり、所定の圧力（水深等に対応する圧力）を確保するように流量の低下に応じて巻線切替制御が実行され、低流量側設定値を維持するようにポンプ３（送風機）の運転（モータ４の制御）が行なわれる。(7-1-2. When the discharge flow rate of pump 3 (blower) is changed (when the flow rate / pressure is used as a judgment factor))
For example, when air or the like discharged from the pump 3 (blower) is dispersed into water from the bottom of the water tank, a flow rate sensor is provided on the discharge side or the like of the pump 3 (blower) as a physical quantity sensor 9. At this time, the pressure sensor may be provided near the discharge port of the pump 3 (blower). In the case of low flow rate, a predetermined low flow rate side set value is set, and in the case of high flow rate, a predetermined high flow rate side set value is set. For example, when switching from a high flow rate to a low flow rate, the flow rate set value is switched from the high flow rate side set value to the low flow rate side set value, and the flow rate is lowered so as to secure a predetermined pressure (pressure corresponding to the water depth, etc.). The winding switching control is executed accordingly, and the pump 3 (blower) is operated (control of the motor 4) so as to maintain the set value on the low flow rate side.

上記と同様、実質的な物理量を監視することにより精度良く巻線切替制御を行なうことができる。また、一般的なポンプ（送風機）では、低流量（低速度）領域では水深や配管抵抗等に対応する吐出圧力を維持するためのモータのトルクを確保できない場合があり、流量の変動領域が狭くなるが、上記の巻線切替制御により、一般的なポンプ（送風機）に比べ幅広い領域での流量の変動が可能である。 Similar to the above, winding switching control can be performed with high accuracy by monitoring a substantial physical quantity. In addition, with a general pump (blower), it may not be possible to secure the torque of the motor to maintain the discharge pressure corresponding to the water depth and piping resistance in the low flow rate (low speed) region, and the fluctuation region of the flow rate is narrow. However, by the above-mentioned winding switching control, it is possible to fluctuate the flow rate in a wider range than that of a general pump (blower).

また本変形例によれば、例えば流量計や圧力計等の物理量センサは、通常、ポンプ３が使用される流体処理システムにおいて予め設置されている。このような既存設備を流用することで、新たに物理量センサを設置する必要が無くなりコストを削減できる。 Further, according to this modification, for example, a physical quantity sensor such as a flow meter or a pressure gauge is installed in advance in a fluid processing system in which a pump 3 is usually used. By diverting such existing equipment, it is not necessary to newly install a physical quantity sensor, and the cost can be reduced.

（７−２．巻線切替器の別の回路構成）
図９を参照しつつ、本変形例に係るモータ制御システム２Ａの全体構成の一例について説明する。なお、図９において、前述の図２と同様の構成には同符号を付し、説明を省略する。(7-2. Another circuit configuration of the winding switch)
An example of the overall configuration of the motor control system 2A according to this modification will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same configurations as in FIG. 2 described above, and the description thereof will be omitted.

モータ制御システム２Ａでは、第１巻線４１と第２巻線４２とが互いに分離した状態でモータ４Ａに内蔵されている。第１巻線４１の一方側は、電流センサ７を介して電力変換部５に接続されている。また、第１巻線４１の他方側と第２巻線４２の一方側とは、個別に巻線切替器６Ａに接続されている。また、第２巻線４２の他方側は、第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ同士が互いに電気的に接続され、中性点ＮＰ１を構成する。 In the motor control system 2A, the first winding 41 and the second winding 42 are built in the motor 4A in a state of being separated from each other. One side of the first winding 41 is connected to the power conversion unit 5 via the current sensor 7. Further, the other side of the first winding 41 and one side of the second winding 42 are individually connected to the winding switch 6A. Further, on the other side of the second winding 42, the second windings 42A, 42B, and 42C are electrically connected to each other to form a neutral point NP1.

巻線切替器６Ａは、三相交流電力の相ごとに設けられた３つのスイッチング素子６９Ａ，６９Ｂ，６９Ｃと、３つのスイッチング素子６９Ｄ，６９Ｅ，６９Ｆとを有する。各スイッチング素子６９Ａ〜６９Ｆは、例えばＳｉＣやＧａＮ等の半導体により構成されるが、前述のように電磁開閉器等の機械的スイッチとしてもよい。スイッチング素子６９Ａ，６９Ｂ，６９Ｃの一方側は互いに電気的に接続され、中性点ＮＰ２を構成する。スイッチング素子６９Ａ，６９Ｂ，６９Ｃの他方側と、スイッチング素子６９Ｄ，６９Ｅ，６９Ｆの一方側とは、第１巻線４１の他方側にそれぞれ接続されている。また、スイッチング素子６９Ｄ，６９Ｅ，６９Ｆの他方側は、第１巻線４１の一方側にそれぞれ接続されている。 The winding switch 6A has three switching elements 69A, 69B, 69C and three switching elements 69D, 69E, 69F provided for each phase of three-phase AC power. Each of the switching elements 69A to 69F is composed of a semiconductor such as SiC or GaN, but may be a mechanical switch such as an electromagnetic switch as described above. One side of the switching elements 69A, 69B, 69C is electrically connected to each other to form the neutral point NP2. The other side of the switching elements 69A, 69B, 69C and one side of the switching elements 69D, 69E, 69F are connected to the other side of the first winding 41, respectively. Further, the other side of the switching elements 69D, 69E, 69F is connected to one side of the first winding 41, respectively.

スイッチング素子６９Ａ，６９Ｂ，６９Ｃは、制御部８からの切替指令Ｓｗに応じて、バイパス回路６０から第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃへの電流を通す状態と、バイパス回路６０から第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃへの電流を遮断する状態とを、切り替える。スイッチング素子６９Ｄ，６９Ｅ，６９Ｆは、制御部８からの切替指令Ｓｗに応じて、第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃから第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃへの電流を通す状態と、第１巻線４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃから第２巻線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃへの電流を遮断する状態とを、切り替える。 The switching elements 69A, 69B, 69C pass a current from the bypass circuit 60 to the first winding 41A, 41B, 41C and the bypass circuit 60 to the first winding in response to the switching command Sw from the control unit 8. The state of interrupting the current to 41A, 41B, 41C is switched. The switching elements 69D, 69E, 69F pass a current from the first windings 41A, 41B, 41C to the second windings 42A, 42B, 42C in response to the switching command Sw from the control unit 8, and the first winding elements 69D, 69E, 69F. The state of interrupting the current from the windings 41A, 41B, 41C to the second windings 42A, 42B, 42C is switched.

例えばスイッチング素子６９Ａ，６９Ｂ，６９Ｃが閉成され、且つ、スイッチング素子６９Ｄ，６９Ｅ，６９Ｆが開成された場合には、電力変換部５の出力電力が第１巻線４１のみに供給される第１接続状態となる。反対に、例えばスイッチング素子６９Ａ，６９Ｂ，６９Ｃが開成され、且つ、スイッチング素子６９Ｄ，６９Ｅ，６９Ｆが閉成された場合には、電力変換部５の出力電力が第１巻線４１及び第２巻線４２の両方に供給される第２接続状態となる。このようにして、巻線切替器６は、制御部８からの切替指令Ｓｗに応じて、上述した第１接続状態と第２接続状態とを切り替える。 For example, when the switching elements 69A, 69B, 69C are closed and the switching elements 69D, 69E, 69F are opened, the output power of the power conversion unit 5 is supplied only to the first winding 41. It will be connected. On the contrary, for example, when the switching elements 69A, 69B, 69C are opened and the switching elements 69D, 69E, 69F are closed, the output power of the power conversion unit 5 is the first winding 41 and the second winding. It becomes the second connection state supplied to both of the wires 42. In this way, the winding switch 6 switches between the first connection state and the second connection state described above in response to the switching command Sw from the control unit 8.

本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得る。 Also in this modified example, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

なお、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition to the above-described above, the methods according to the above-described embodiment and each modification may be appropriately combined and used. In addition, although not illustrated one by one, the above-described embodiment and each modification are implemented with various changes within a range that does not deviate from the purpose.

＜８．制御部のハードウェア構成例＞
次に、図１０を参照しつつ、上述した制御部８のハードウェア構成例について説明する。<8. Control unit hardware configuration example>
Next, a hardware configuration example of the control unit 8 described above will be described with reference to FIG.

図１０に示すように、制御部８は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。 As shown in FIG. 10, the control unit 8 includes, for example, a CPU 901, a ROM 903, a RAM 905, a dedicated integrated circuit 907 constructed for a specific application such as an ASIC or an FPGA, an input device 913, and an output device 915. It has a recording device 917, a drive 919, a connection port 921, and a communication device 923. These configurations are connected so that signals can be transmitted to each other via the bus 909 and the input / output interface 911.

プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、記録装置９１７等に記録しておくことができる。 The program can be recorded in, for example, a ROM 903, a RAM 905, a recording device 917, or the like.

また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は非一時的（永続的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。 Further, the program is temporarily or non-temporarily (permanently) recorded on, for example, a magnetic disk such as a flexible disk, an optical disk such as various CDs, MO disks, or DVDs, or a removable recording medium 925 such as a semiconductor memory. You can also keep it. Such a recording medium 925 can also be provided as so-called package software. In this case, the program recorded on these recording media 925 may be read by the drive 919 and recorded on the recording device 917 via the input / output interface 911, the bus 909, or the like.

また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。 The program can also be recorded on, for example, a download site, another computer, another recording device, or the like (not shown). In this case, the program is transferred via a network NW such as LAN or the Internet, and the communication device 923 receives this program. Then, the program received by the communication device 923 may be recorded in the recording device 917 via the input / output interface 911, the bus 909, or the like.

また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。 Further, the program can be recorded in an appropriate externally connected device 927, for example. In this case, the program may be transferred via the appropriate connection port 921 and recorded in the recording device 917 via the input / output interface 911, the bus 909, or the like.

そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上記の図５〜図７等に示す制御内容が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。 Then, the CPU 901 executes various processes according to the program recorded in the recording device 917, thereby realizing the control contents shown in FIGS. 5 to 7 and the like. At this time, for example, the CPU 901 may directly read the program from the recording device 917 and execute it, or may execute it after loading it into the RAM 905 once. Further, for example, when the CPU 901 receives the program via the communication device 923, the drive 919, or the connection port 921, the CPU 901 may directly execute the received program without recording it in the recording device 917.

また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。 Further, the CPU 901 may perform various processes based on signals and information input from an input device 913 such as a mouse, keyboard, microphone (not shown), if necessary.

そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。 Then, the CPU 901 may output the result of executing the above processing from an output device 915 such as a display device or an audio output device, and the CPU 901 may connect the processing result to the communication device 923 or the communication device 923 as needed. It may be transmitted via the port 921, or may be recorded on the recording device 917 or the recording medium 925.

１ポンプシステム（流体移送システム）
１Ａポンプシステム（流体移送システム）
３ポンプ（流体移送装置）
４モータ
４Ａモータ
５電力変換部
６巻線切替器
６Ａ巻線切替器
７電流センサ
８制御部
９物理量センサ
４１第１巻線（複数の巻線）
４２第２巻線（複数の巻線）
Ｄｃ電流
Ｐｑ物理量
Ｓｐ速度指令
ＴＶ１第１しきい値
ＴＶ２第２しきい値1 Pump system (fluid transfer system)
1A pump system (fluid transfer system)
3 Pump (fluid transfer device)
4 Motor 4A Motor 5 Power converter 6 Winding switch 6A Winding switch 7 Current sensor 8 Control 9 Physical quantity sensor 41 1st winding (multiple windings)
42 Second winding (multiple windings)
Dc current Pq physical quantity Sp speed command TV1 first threshold TV2 second threshold

Claims

A fluid transfer device that transfers fluid and
A motor having a plurality of windings including a first winding and a second winding and driving the fluid transfer device, and
A winding switch that switches the connection state of the plurality of windings, and
A power converter that supplies power to the motor based on the speed command,
A current sensor that detects the current of the winding in the connected state, and
A control unit that controls the winding switch so as to switch the connection state of the plurality of windings based on at least one of the speed command and the current.
Have a,
The control unit
When the current becomes larger than a predetermined second threshold value from the state in which the first winding is connected, the state is switched to the state in which the first winding and the second winding are connected. , A fluid transfer system comprising controlling the winding switch.

Before Symbol control unit,
When the speed command becomes smaller than a predetermined first threshold value from the state in which the first winding is connected, the state in which the first winding and the second winding are connected is switched. The fluid transfer system according to claim 1, further comprising controlling the winding switch.

The fluid transfer device is
It is a positive displacement fluid transfer device.
The control unit
When the fluid transfer device is started, the first winding is switched to the connected state, and when the current becomes larger than the second threshold value, the first winding and the second winding are connected. The claim is characterized in that the winding switch is controlled so as to switch to the state in which the first winding is connected and to switch to the state in which the first winding is connected when the current becomes smaller than the second threshold value. Item 2. The fluid transfer system according to Item 1 or 2.

Further having a physical quantity sensor for detecting the physical quantity of the fluid transferred by the fluid transfer device,
The control unit
As with the previous SL velocity command switches the connection states of the plurality of windings based on at least one said physical quantity of the current, any one of claims 1-3, characterized by controlling the winding switching unit The fluid transfer system according to item 1.

A fluid transfer device that transfers fluid and
A motor having a plurality of windings including a first winding and a second winding and driving the fluid transfer device, and
A winding switch that switches the connection state of the plurality of windings, and
A power converter that supplies power to the motor based on the speed command,
A current sensor that detects the current of the winding in the connected state, and
It is a control method of a fluid transfer system having
Switching from the state in which the first winding is connected to the state in which the first winding and the second winding are connected when the current becomes larger than a predetermined second threshold value .
A method of controlling a fluid transfer system, characterized in that it has.