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JPWO2017154218A1 - Inverter device - Google Patents

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JPWO2017154218A1
JPWO2017154218A1 JP2016560850A JP2016560850A JPWO2017154218A1 JP WO2017154218 A1 JPWO2017154218 A1 JP WO2017154218A1 JP 2016560850 A JP2016560850 A JP 2016560850A JP 2016560850 A JP2016560850 A JP 2016560850A JP WO2017154218 A1 JPWO2017154218 A1 JP WO2017154218A1
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inverter device
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cpu
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Application number
JP2016560850A
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清 江口
清 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本体から着脱可能な操作パネルと本体の主回路との絶縁が確保された低コストに実現可能なインバータ装置を得ることを目的とし、インバータ装置本体1と、操作パネル2とを備えるインバータ装置であって、インバータ装置本体1は、主回路電位と非絶縁である非絶縁CPU10を備え、操作パネル2は、信号中継ICであるIOエキスパンダIC20と、IOエキスパンダIC20に接続された入出力インターフェース200とを備え、非絶縁CPU10とIOエキスパンダIC20とは、絶縁回路14を介してSPI接続され、非絶縁CPU10は、IOエキスパンダIC20を介して入出力インターフェース200の入力状態の認識及び出力の制御を行う。An inverter device comprising an inverter device main body 1 and an operation panel 2 for the purpose of obtaining an inverter device that can be realized at low cost, ensuring insulation between an operation panel detachable from the main body and a main circuit of the main body. The inverter device body 1 includes a non-insulated CPU 10 that is non-insulated from the main circuit potential, and the operation panel 2 includes an IO expander IC 20 that is a signal relay IC and an input / output interface 200 that is connected to the IO expander IC 20. The non-isolated CPU 10 and the IO expander IC 20 are SPI-connected via the isolation circuit 14, and the non-isolated CPU 10 recognizes the input state of the input / output interface 200 and controls the output via the IO expander IC 20. I do.

Description

本発明は、操作パネルを備えるインバータ装置に関する。   The present invention relates to an inverter device including an operation panel.

従来の安価なインバータ装置では、電流検出用のシャント抵抗の電圧及び母線電圧の抵抗分圧後の電圧が、絶縁されずにCPU(Central Processing Unit)のAD(Analog to Digital)入力部に入力されるので、CPUがインバータ装置の主回路と非絶縁の電位となる。そのため、このようなインバータ装置の外部インターフェースの部分には、フォトカプラを有する絶縁回路を用いて、全体のコストを抑えつつ外部インターフェースと主回路とを絶縁することが一般的である。   In a conventional inexpensive inverter device, the voltage of the shunt resistor for current detection and the voltage after resistance voltage division of the bus voltage are input to the AD (Analog to Digital) input unit of the CPU (Central Processing Unit) without being insulated. Therefore, the CPU has a potential that is not insulated from the main circuit of the inverter device. Therefore, it is common to insulate the external interface from the main circuit while reducing the overall cost by using an insulating circuit having a photocoupler in the external interface portion of such an inverter device.

また、操作パネルを接続コネクタ部から着脱可能なインバータ装置では、インバータ装置の本体側で主回路と接続コネクタ部との絶縁を行うことで、インバータ装置の本体の接続コネクタ部から主回路と非絶縁の電位の配線及び端子が露出しない構成とする。   In addition, in the inverter device in which the operation panel can be detached from the connection connector part, the main circuit and the connection connector part are insulated on the main body side of the inverter device, so that the main circuit is not insulated from the connection connector part of the inverter device main body. The wiring and the terminal of the potential are configured not to be exposed.

従来技術である特許文献1には、端子台を交換可能なように制御装置本体から取り外し可能な構成とした制御装置が開示されている。この制御装置は、モータを駆動制御するインバータ装置であることも記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133620 discloses a control device that is configured to be removable from the control device main body so that the terminal block can be replaced. It is also described that this control device is an inverter device that drives and controls a motor.

特開2008−109789号公報JP 2008-109789 A

しかしながら、上記の従来技術では、外部インターフェースである端子台に接続される制御装置のCPUは絶縁することを要し、主回路の電流検出のアナログ値又は母線電圧検出のアナログ値を絶縁回路で取り込む場合には高コストになる、という問題があった。   However, in the above prior art, the CPU of the control device connected to the terminal block which is an external interface needs to be insulated, and the insulation circuit captures the analog value of the current detection of the main circuit or the analog value of the bus voltage detection. In some cases, the cost was high.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、本体から着脱可能な操作パネルと本体の主回路との絶縁が確保された構成を低コストに実現可能なインバータ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an inverter device that can realize a configuration in which insulation between an operation panel detachable from a main body and a main circuit of the main body is ensured at low cost. To do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インバータ装置本体と、操作パネルとを備えるインバータ装置であって、前記インバータ装置本体は、主回路電位と非絶縁である非絶縁CPUを備え、前記操作パネルは、受信信号に応じた電圧を出力ポートに出力し、入力ポートに入力された電圧をデジタル信号として送信する信号中継ICと、前記信号中継ICに接続された前記出力ポート及び前記入力ポートを含む入出力インターフェースとを備え、前記非絶縁CPUと前記信号中継ICとは、前記絶縁回路を介してSPI接続され、前記非絶縁CPUは、前記信号中継ICを介して前記入出力インターフェースの入力状態の認識及び出力の制御を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is an inverter device including an inverter device body and an operation panel, the inverter device body being non-insulated that is non-insulated from a main circuit potential. The operation panel includes a CPU that outputs a voltage corresponding to a received signal to an output port, and transmits the voltage input to the input port as a digital signal, and the output connected to the signal relay IC A non-isolated CPU and the signal relay IC are SPI-connected via the isolation circuit, and the non-isolated CPU is connected to the front via the signal relay IC. It recognizes the input state of the entry / output interface and controls the output.

本発明にかかるインバータ装置は、本体から着脱可能な操作パネルと本体の主回路との絶縁が確保された構成を低コストに実現することができるという効果を奏する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The inverter device according to the present invention has an effect that a configuration in which insulation between an operation panel detachable from the main body and a main circuit of the main body is ensured can be realized at low cost.

実施の形態にかかるインバータ装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the inverter apparatus concerning embodiment 図1に示すダイヤルとDフリップフロップ回路の回路図の一例を示す図The figure which shows an example of the circuit diagram of the dial and D flip-flop circuit which are shown in FIG. 図2に示すA信号、B信号及びQ信号の一例を示す図The figure which shows an example of A signal, B signal, and Q signal which are shown in FIG. 比較例であるインバータ装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the inverter apparatus which is a comparative example

以下に、本発明の実施の形態にかかるインバータ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Below, an inverter device concerning an embodiment of the invention is explained in detail based on a drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態にかかるインバータ装置の構成の一例を示す図である。図1に示すインバータ装置4は、操作パネル2と、操作パネル2を着脱可能なインバータ装置本体1と、インバータ装置本体1と操作パネル2とを接続するケーブル3とを備える。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an inverter device according to an embodiment of the present invention. The inverter device 4 shown in FIG. 1 includes an operation panel 2, an inverter device main body 1 to which the operation panel 2 can be attached and detached, and a cable 3 that connects the inverter device main body 1 and the operation panel 2.

本体1は、非絶縁CPU10と、主回路と絶縁されていない非絶縁電源11と、主回路と絶縁された絶縁電源12と、本体側コネクタ13と、絶縁回路14と、発振子16及びリセット回路17とを備える。非絶縁CPU10は、主回路の電位から絶縁されていないCPUである。絶縁電源12は、主回路の電位から絶縁された電源である。本体側コネクタ13は、操作パネル2との接続部である。絶縁回路14は、非絶縁CPU10と本体側コネクタ13との間に配されている。発振子16及びリセット回路17は、非絶縁CPU10に接続されている。非絶縁CPU10は、信号中継IC(Integrated Circuit)であるIO(Input Output)エキスパンダIC20を介して入出力インターフェース200の入力状態の認識及び出力の制御を行う。   The main body 1 includes a non-isolated CPU 10, a non-insulated power supply 11 that is not insulated from the main circuit, an insulated power supply 12 that is insulated from the main circuit, a main body connector 13, an insulating circuit 14, an oscillator 16, and a reset circuit. 17. The non-insulated CPU 10 is a CPU that is not insulated from the potential of the main circuit. The insulated power source 12 is a power source insulated from the potential of the main circuit. The main body side connector 13 is a connection portion with the operation panel 2. The insulating circuit 14 is disposed between the non-insulating CPU 10 and the main body side connector 13. The oscillator 16 and the reset circuit 17 are connected to the non-insulated CPU 10. The non-isolated CPU 10 recognizes the input state of the input / output interface 200 and controls the output via an IO (Input Output) expander IC 20 which is a signal relay IC (Integrated Circuit).

操作パネル2は、IOエキスパンダIC20と、操作パネル側コネクタ21と、ボタンスイッチ22と、7セグメントLED(Light Emitting Diode)23と、LED24と、ダイヤル25と、Dフリップフロップ回路26と、操作つまみ27と、積分型AD変換器28とを備える。IOエキスパンダIC20は、SPI(Serial Peripheral Interface)通信可能な構成である。操作パネル側コネクタ21は、インバータ装置本体1との接続部である。ボタンスイッチ22は、操作者によって操作される入力部である。7セグメントLED23は、数値データを表示して操作者に数値情報を与える出力部である。LED24は、点灯状態によって操作者に情報を与える出力部である。ダイヤル25は、操作者によって操作される入力部であり、回転させると位相信号を出力する。Dフリップフロップ回路26は、IOエキスパンダIC20とダイヤル25との間に設けられている。操作つまみ27は、操作者によって操作される入力部であり、パラメータを調整する。積分型AD変換器28は、IOエキスパンダIC20と操作つまみ27との間に設けられている。なお、ボタンスイッチ22、7セグメントLED23及びLED24は、IOエキスパンダIC20に接続されている。ボタンスイッチ22、7セグメントLED23、LED24、ダイヤル25、Dフリップフロップ回路26、操作つまみ27及び積分型AD変換器28をまとめて入出力インターフェース200と記載する。入出力インターフェース200は、入力部であるボタンスイッチ22、ダイヤル25及び操作つまみ27のうち少なくとも1つと、出力部である7セグメントLED23及びLED24のうち少なくとも1つとを備える。   The operation panel 2 includes an IO expander IC 20, an operation panel side connector 21, a button switch 22, a 7 segment LED (Light Emitting Diode) 23, an LED 24, a dial 25, a D flip-flop circuit 26, and an operation knob. 27 and an integral type AD converter 28. The IO expander IC 20 is configured to be able to communicate with an SPI (Serial Peripheral Interface). The operation panel side connector 21 is a connection part with the inverter apparatus main body 1. The button switch 22 is an input unit operated by an operator. The 7-segment LED 23 is an output unit that displays numerical data and gives numerical information to the operator. The LED 24 is an output unit that gives information to the operator depending on the lighting state. The dial 25 is an input unit operated by an operator, and outputs a phase signal when rotated. The D flip-flop circuit 26 is provided between the IO expander IC 20 and the dial 25. The operation knob 27 is an input unit operated by an operator, and adjusts parameters. The integral AD converter 28 is provided between the IO expander IC 20 and the operation knob 27. The button switch 22, the 7-segment LED 23, and the LED 24 are connected to the IO expander IC 20. The button switch 22, the 7-segment LED 23, the LED 24, the dial 25, the D flip-flop circuit 26, the operation knob 27, and the integral AD converter 28 are collectively referred to as an input / output interface 200. The input / output interface 200 includes at least one of a button switch 22, a dial 25, and an operation knob 27 that are input units, and at least one of a 7-segment LED 23 and an LED 24 that are output units.

ケーブル3は、主回路の電位と絶縁されている絶縁電源12に接続された電源線31,32と、IOエキスパンダIC20に接続されてSPI通信を行う通信線33,34,35とを備える。すなわち、非絶縁CPU10とIOエキスパンダIC20とは、SPI接続されている。なお、通信線33,34,35は、各々、クロック信号用通信線、送信データ用通信線及び受信データ用通信線である。   The cable 3 includes power supply lines 31 and 32 connected to an insulated power supply 12 that is insulated from the potential of the main circuit, and communication lines 33, 34, and 35 connected to the IO expander IC 20 and performing SPI communication. That is, the non-insulated CPU 10 and the IO expander IC 20 are SPI-connected. The communication lines 33, 34, and 35 are a clock signal communication line, a transmission data communication line, and a reception data communication line, respectively.

図1に示すインバータ装置は、操作パネル2をインバータ装置本体1に装着した状態で使用されてもよいし、操作パネル2をインバータ装置本体1から取り外した状態で使用されてもよい。操作パネル2をインバータ装置本体1に装着する場合には、インバータ装置本体1の本体側コネクタ13と、操作パネル2の操作パネル側コネクタ21とを接続する。このように操作パネル2を本体1に装着する場合には、本体側コネクタ13と操作パネル側コネクタ21とが直接接続されるので、ケーブル3は不要である。操作パネル2をインバータ装置本体1から取り外して使用する場合には、本体側コネクタ13と操作パネル側コネクタ21との間をケーブル3にて有線接続した状態で使用される。操作パネル2をインバータ装置本体1から取り外して使用する場合には、操作パネル2をインバータ装置本体1から離れた位置で使用することも可能である。   The inverter device shown in FIG. 1 may be used with the operation panel 2 mounted on the inverter device main body 1 or may be used with the operation panel 2 removed from the inverter device main body 1. When the operation panel 2 is attached to the inverter device main body 1, the main body side connector 13 of the inverter device main body 1 and the operation panel side connector 21 of the operation panel 2 are connected. Thus, when the operation panel 2 is attached to the main body 1, the main body side connector 13 and the operation panel side connector 21 are directly connected, so that the cable 3 is unnecessary. When the operation panel 2 is used by being detached from the inverter device main body 1, the operation panel 2 is used in a state where the main body side connector 13 and the operation panel side connector 21 are wiredly connected by the cable 3. When the operation panel 2 is detached from the inverter device body 1 and used, the operation panel 2 can be used at a position away from the inverter device body 1.

なお、操作パネル2は、インバータ装置本体1側の絶縁回路14によって通信線33,34,35も主回路電位から絶縁され、絶縁電源12を電源とする。そのため、操作パネル2の操作者は、非絶縁電源11の主回路電位によって感電するおそれがない。   In the operation panel 2, the communication lines 33, 34, and 35 are also insulated from the main circuit potential by the insulation circuit 14 on the inverter device body 1 side, and the insulated power supply 12 is used as a power source. Therefore, the operator of the operation panel 2 does not have a risk of electric shock due to the main circuit potential of the non-insulated power supply 11.

なお、絶縁回路14は図示しない複数のフォトカプラを備え、入力側と出力側とを絶縁する。また、絶縁回路14は、IC(Inter−Integrated Circuit)接続のようなデータラインが双方向である通信ではなく、SPI通信による片方向通信を行う。IC接続では双方向通信を行うため、入力と出力とを絶縁できないからである。SPI通信では片方向のクロック信号を送信可能な速度で通信が可能である。また、絶縁回路14では、フォトカプラに代えてデジタルアイソレータが設けられていてもよい。The insulating circuit 14 includes a plurality of photocouplers (not shown) and insulates the input side from the output side. In addition, the insulating circuit 14 performs one-way communication by SPI communication, not communication in which a data line is bidirectional such as an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) connection. This is because the I 2 C connection performs two-way communication, so that the input and the output cannot be insulated. In SPI communication, communication is possible at a speed at which a one-way clock signal can be transmitted. In the insulating circuit 14, a digital isolator may be provided instead of the photocoupler.

信号中継ICであるIOエキスパンダは、受信したデジタルデータ1,0をHレベル又はLレベルの電圧に変換して汎用ポートから出力し、汎用ポートに入力されたHレベル又はLレベルの電圧をデジタルデータ1,0に変換して送信する。図1におけるIOエキスパンダIC20は、デジタル値であるSPI通信の受信信号に応じてHレベル又はLレベルの電圧をIOエキスパンダIC20の汎用ポートから出力し、汎用ポートに入力されたHレベル又はLレベルの電圧をデジタル信号としてSPI通信で送信することで非絶縁CPU10と二値のデジタル信号を送受信可能な構成である。そのため、IOエキスパンダIC20は、ボタンスイッチ22からの入力信号が入力される構成とし、7セグメントLED23及びLED24への出力信号を出力可能な構成とする。そして、非絶縁CPU10は、IOエキスパンダIC20を介して入出力インターフェース200の入力状態の認識及び出力の制御を行う。   The IO expander, which is a signal relay IC, converts the received digital data 1, 0 into an H level or L level voltage and outputs it from the general-purpose port, and digitally converts the H-level or L-level voltage input to the general-purpose port. Data 1 and 0 are converted and transmitted. The IO expander IC 20 in FIG. 1 outputs a voltage of H level or L level from the general-purpose port of the IO expander IC 20 according to the received signal of the SPI communication which is a digital value, and the H level or L input to the general-purpose port. By transmitting a level voltage as a digital signal through SPI communication, a binary digital signal can be transmitted to and received from the non-insulated CPU 10. Therefore, the IO expander IC 20 is configured to receive an input signal from the button switch 22 and configured to output an output signal to the 7-segment LED 23 and the LED 24. The non-insulated CPU 10 recognizes the input state of the input / output interface 200 and controls the output via the IO expander IC 20.

なお、周波数指令を操作つまみ27で設定する場合には、操作つまみ27からのアナログ電圧信号が積分型AD変換器28に入力される。積分型AD変換器28は、このアナログ電圧信号に応じたパルス幅のパルス信号を出力する。すなわちアナログ電圧信号のアナログ電圧の大きさが変換されたパルス幅のパルス信号を出力し、このパルス信号がIOエキスパンダIC20に入力される。非絶縁CPU10は、IOエキスパンダIC20に入力されたパルス信号のパルス幅から操作つまみ27から出力されたアナログ電圧の大きさを推定する。操作つまみ27はマニュアル操作され、応答性は要求されず、パルス幅を大きくとることが可能であり、分解能は通信間隔に応じたものとなる。   When the frequency command is set with the operation knob 27, an analog voltage signal from the operation knob 27 is input to the integral type AD converter 28. The integrating AD converter 28 outputs a pulse signal having a pulse width corresponding to the analog voltage signal. In other words, a pulse signal having a pulse width obtained by converting the magnitude of the analog voltage of the analog voltage signal is output, and this pulse signal is input to the IO expander IC 20. The non-insulated CPU 10 estimates the magnitude of the analog voltage output from the operation knob 27 from the pulse width of the pulse signal input to the IO expander IC 20. The operation knob 27 is manually operated, responsiveness is not required, the pulse width can be increased, and the resolution depends on the communication interval.

入出力インターフェース200が、ダイヤル25及びダイヤル25に接続されたDフリップフロップ回路26を含む場合には、ダイヤル25は、エンコーダの位相信号をDフリップフロップ回路26に出力し、Dフリップフロップ回路26は、ダイヤル25の回転方向をIOエキスパンダIC20に出力し、エンコーダの位相信号の変化をIOエキスパンダIC20に出力し、非絶縁CPU10は、IOエキスパンダIC20に入力されたこれらの信号からダイヤル25の変化量を測定する。ここで、エンコーダにはロータリエンコーダを例示することができる。   When the input / output interface 200 includes the dial 25 and the D flip-flop circuit 26 connected to the dial 25, the dial 25 outputs the phase signal of the encoder to the D flip-flop circuit 26, and the D flip-flop circuit 26 The rotation direction of the dial 25 is output to the IO expander IC 20, the change of the phase signal of the encoder is output to the IO expander IC 20, and the non-isolated CPU 10 determines the dial 25 from these signals input to the IO expander IC 20. Measure the amount of change. Here, a rotary encoder can be exemplified as the encoder.

図4は、図1の比較例であるインバータ装置の構成の一例を示す図である。図4に示すインバータ装置4aは、操作パネル2aと、操作パネル2aを着脱可能なインバータ装置本体1aと、インバータ装置本体1aと操作パネル2aとを接続するケーブル3aとを備える。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of an inverter device that is a comparative example of FIG. 1. The inverter device 4a shown in FIG. 4 includes an operation panel 2a, an inverter device body 1a to which the operation panel 2a can be attached and detached, and a cable 3a that connects the inverter device body 1a and the operation panel 2a.

インバータ装置本体1aは、非絶縁CPU10に代えて非絶縁CPU10aを備え、本体側コネクタ13に代えて2本の電源線と2本の通信線とが接続された本体側コネクタ13aを備え、本体側コネクタ13aと絶縁回路14との間にRS−485トランシーバ15aを備える点が図1に示すインバータ装置本体1と異なる。   The inverter device main body 1a includes a non-insulated CPU 10a instead of the non-insulated CPU 10, and includes a main body-side connector 13a in which two power lines and two communication lines are connected instead of the main body-side connector 13. 1 is different from the inverter device body 1 shown in FIG. 1 in that an RS-485 transceiver 15a is provided between the connector 13a and the insulating circuit 14.

操作パネル2aは、操作パネル側コネクタ21に代えて2本の電源線と2本の通信線とが接続された操作パネル側コネクタ21aを備え、IOエキスパンダIC20に代えて主回路から絶縁された絶縁CPU20aを備え、絶縁CPU20aには発振子201a及びリセット回路202aが接続されており、操作パネル側コネクタ21aと絶縁CPU20aとの間にRS−485トランシーバ29aを備え、Dフリップフロップ回路26及び積分型AD変換器28を備えていない点が図1に示す操作パネル2と異なる。   The operation panel 2a includes an operation panel side connector 21a in which two power lines and two communication lines are connected instead of the operation panel side connector 21, and is insulated from the main circuit instead of the IO expander IC 20. An insulating CPU 20a is provided, and an oscillator 201a and a reset circuit 202a are connected to the insulating CPU 20a. An RS-485 transceiver 29a is provided between the operation panel connector 21a and the insulating CPU 20a. The difference from the operation panel 2 shown in FIG. 1 is that the AD converter 28 is not provided.

ケーブル3aは、通信線33,34,35に代えて通信線33a,34aを備える点が図1に示すケーブル3と異なる。通信線33a,34aは、RS−485トランシーバ15aとRS−485トランシーバ29aとが通信するための通信線であり、半二重通信で送受信の差動信号を用いた例である。   The cable 3a is different from the cable 3 shown in FIG. 1 in that the communication lines 33a, 34a are provided instead of the communication lines 33, 34, 35. The communication lines 33a and 34a are communication lines for communication between the RS-485 transceiver 15a and the RS-485 transceiver 29a, and are examples using differential signals transmitted and received in half-duplex communication.

非絶縁CPU10aは、RS−485トランシーバ15aでUARTとRS−485通信への信号変換を行う。RS−485トランシーバ15aは、非絶縁CPU10aからの送信イネーブル信号で送信許可されるとRS−485トランシーバ29aへ送信が可能となる。また、RS−485トランシーバ29aは、絶縁CPU20aからの送信イネーブル信号で送信許可されるとRS−485トランシーバ15aへ送信が可能となる。インバータ装置本体1aと操作パネル2aとの間の通信は、RS−485トランシーバ15aとRS−485トランシーバ29aとの間で行う。RS−485トランシーバ29aは、UARTとRS−485通信への信号変換を行う。図4の通信線33a、34aは半二重通信の場合の例であり、全二重通信をする場合は通信線が4本になる。   The non-insulated CPU 10a performs signal conversion to UART and RS-485 communication by the RS-485 transceiver 15a. The RS-485 transceiver 15a can transmit to the RS-485 transceiver 29a when transmission is permitted by the transmission enable signal from the non-isolated CPU 10a. The RS-485 transceiver 29a can transmit to the RS-485 transceiver 15a when transmission is permitted by the transmission enable signal from the insulation CPU 20a. Communication between the inverter main body 1a and the operation panel 2a is performed between the RS-485 transceiver 15a and the RS-485 transceiver 29a. The RS-485 transceiver 29a performs signal conversion to UART and RS-485 communication. The communication lines 33a and 34a in FIG. 4 are an example in the case of half-duplex communication. In the case of full-duplex communication, there are four communication lines.

このように、図4に示す構成によってもインバータ装置本体側で絶縁が確保された着脱可能な操作パネルを備えるインバータ装置を実現することは可能である。しかしながら、図4に示す構成では、操作パネル2aに絶縁CPU20a、発振子201a及びリセット回路202aを要する。すなわち、インバータ装置本体1aのみならず操作パネル2aにもCPU、発振子及びリセット回路を要する。また、インバータ装置本体1a及び操作パネル2aの双方にRS−485トランシーバを要する。すなわち、図4に示す構成では、絶縁CPU20a、RS−485トランシーバ15a及びRS−485トランシーバ29aが必須であるため、製造コストが高い、という問題がある。   As described above, it is possible to realize an inverter device including a detachable operation panel in which insulation is ensured on the inverter device main body side even by the configuration shown in FIG. However, in the configuration shown in FIG. 4, the operation panel 2a requires an insulating CPU 20a, an oscillator 201a, and a reset circuit 202a. That is, not only the inverter main body 1a but also the operation panel 2a requires a CPU, an oscillator, and a reset circuit. Moreover, an RS-485 transceiver is required for both the inverter device main body 1a and the operation panel 2a. That is, in the configuration shown in FIG. 4, the insulated CPU 20a, the RS-485 transceiver 15a, and the RS-485 transceiver 29a are essential, and thus there is a problem that the manufacturing cost is high.

そこで、本実施の形態によれば、本体から着脱可能な操作パネルと本体の主回路との絶縁が確保された構成を低コストに実現することができる。   Therefore, according to the present embodiment, a configuration in which insulation between the operation panel detachable from the main body and the main circuit of the main body is ensured can be realized at low cost.

図2は、図1に示すダイヤル25とDフリップフロップ回路26の回路図の一例を示す図である。ダイヤル25が、周波数指令及びパラメータの設定値をダイヤル25に含まれる位相エンコーダが出力する位相エンコーダ信号であるA信号及びB信号によって設定値を変更する場合には、Dフリップフロップ回路26にもA信号及びB信号を入力し、ダイヤル25の方向を決める信号としてDフリップフロップ回路26の出力信号を用いる。   FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit diagram of the dial 25 and the D flip-flop circuit 26 shown in FIG. When the dial 25 changes the setting value of the frequency command and the parameter by the A signal and the B signal which are phase encoder signals output from the phase encoder included in the dial 25, the D flip-flop circuit 26 also has an A value. The signal and the B signal are input, and the output signal of the D flip-flop circuit 26 is used as a signal for determining the direction of the dial 25.

図3は、図2に示すA信号、B信号及びQ信号の一例を示す図である。図2に示すダイヤル25は、クリック安定点で回転が安定し、図3においてはB信号の立ち上がりエッジがクリック安定点である。B信号がDフリップフロップ回路26のクロック入力CKに入力され、A信号がDフリップフロップ回路26の入力Dに入力された場合、ダイヤル25が時計方向に回転するとA信号はHであり、反時計方向に回転するとA信号はLである。そのため、Dフリップフロップ回路26の出力Qでダイヤル25の方向の判別が可能である。ダイヤル25の回転数を20パルス/1回転とする場合には、マニュアル操作によりダイヤル25を1秒間で4回転できると仮定すると、A信号のパルス1周期の周期Tは、T=1/(20×4)=12.5msである。従って、この周期Tよりも早い時間にIOエキスパンダIC20で信号をサンプリングすると、ダイヤル25の変化を検出することが可能である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the A signal, the B signal, and the Q signal illustrated in FIG. The dial 25 shown in FIG. 2 is stable in rotation at the click stable point. In FIG. 3, the rising edge of the B signal is the click stable point. When the B signal is input to the clock input CK of the D flip-flop circuit 26 and the A signal is input to the input D of the D flip-flop circuit 26, the A signal is H when the dial 25 rotates clockwise, and the counterclockwise When rotated in the direction, the A signal is L. Therefore, the direction of the dial 25 can be determined by the output Q of the D flip-flop circuit 26. When the number of rotations of the dial 25 is 20 pulses / one rotation, assuming that the dial 25 can be rotated four times per second by manual operation, the period T of one pulse of the A signal is T = 1 / (20 X4) = 12.5 ms. Accordingly, if the signal is sampled by the IO expander IC 20 at a time earlier than the period T, a change in the dial 25 can be detected.

本実施の形態によれば、インバータ装置の主回路電位から絶縁されていない非絶縁CPUを備えるインバータ装置本体と、インバータ装置本体の主回路電位から絶縁され、CPU非搭載の着脱可能な操作パネルとを備えるインバータ装置を低コストで得ることができる。   According to the present embodiment, an inverter device body including a non-insulated CPU that is not insulated from the main circuit potential of the inverter device, and a detachable operation panel that is insulated from the main circuit potential of the inverter device body and is not equipped with a CPU. Can be obtained at low cost.

本実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The structure described in this embodiment mode shows an example of the content of the present invention, and can be combined with another known technique, or a part of the structure without departing from the gist of the present invention. Can be omitted or changed.

1,1a インバータ装置本体、2,2a 操作パネル、3,3a ケーブル、4,4a インバータ装置、10,10a 非絶縁CPU、11 非絶縁電源、12 絶縁電源、14 絶縁回路、13,13a 本体側コネクタ、15a,29a RS−485トランシーバ、16,201a 発振子、17,202a リセット回路、20 IOエキスパンダIC、20a 絶縁CPU、21,21a 操作パネル側コネクタ、22 ボタンスイッチ、23 7セグメントLED、24 LED、25 ダイヤル、26 Dフリップフロップ回路、27 操作つまみ、28 積分型AD変換器、31,32 電源線、33,33a,34,34a,35 通信線、200 入出力インターフェース。   1, 1a Inverter device main body, 2, 2a Operation panel, 3, 3a cable, 4, 4a Inverter device, 10, 10a Non-insulated CPU, 11 Non-insulated power source, 12 Insulated power source, 14 Insulated circuit, 13, 13a Body side connector , 15a, 29a RS-485 transceiver, 16, 201a oscillator, 17, 202a reset circuit, 20 IO expander IC, 20a insulation CPU, 21, 21a operation panel side connector, 22 button switch, 237 segment LED, 24 LED , 25 dial, 26 D flip-flop circuit, 27 operation knob, 28 integral AD converter, 31, 32 power supply line, 33, 33a, 34, 34a, 35 communication line, 200 input / output interface.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インバータ装置本体と、操作パネルとを備えるインバータ装置であって、前記インバータ装置本体は、主回路電位と非絶縁である非絶縁CPUを備え、前記操作パネルは、受信信号に応じた電圧を出力ポートに出力し、入力ポートに入力された電圧をデジタル信号として送信する信号中継ICと、前記信号中継ICに接続された前記出力ポート及び前記入力ポートを含む入出力インターフェースとを備え、前記非絶縁CPUと前記信号中継ICとは、絶縁回路を介してSPI接続され、前記非絶縁CPUは、前記信号中継ICを介して前記入出力インターフェースの入力状態の認識及び出力の制御を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is an inverter device including an inverter device body and an operation panel, the inverter device body being non-insulated that is non-insulated from a main circuit potential. The operation panel includes a CPU that outputs a voltage corresponding to a received signal to an output port, and transmits the voltage input to the input port as a digital signal, and the output connected to the signal relay IC a port and an input-output interface including said input port, said and uninsulated CPU the signal relay IC is SPI connected via the insulation circuit, the non-isolated CPU, the front via the signal relay IC It recognizes the input state of the entry / output interface and controls the output.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インバータ装置本体と、操作パネルとを備えるインバータ装置であって、前記インバータ装置本体は、主回路電位と非絶縁である非絶縁CPUと、前記操作パネルとの接続部であるインバータ装置本体側コネクタと、前記非絶縁CPUと前記インバータ装置本体側コネクタとの間に配された絶縁回路とを備え、前記操作パネルは、受信信号に応じた電圧を出力ポートに出力し、入力ポートに入力された電圧をデジタル信号として送信する信号中継ICと、前記信号中継ICに接続された前記出力ポート及び前記入力ポートを含む入出力インターフェースと、前記インバータ装置本体との接続部である操作パネル側コネクタとを備え、前記非絶縁CPUと前記信号中継ICとは、前記インバータ装置本体側コネクタ、前記操作パネル側コネクタ及び前記絶縁回路を介してSPI接続され、前記非絶縁CPUは、前記信号中継ICを介して前記入出力インターフェースの入力状態の認識及び出力の制御を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is an inverter device including an inverter device body and an operation panel, the inverter device body being non-insulated that is non-insulated from a main circuit potential. An inverter device main body side connector which is a connecting portion between the CPU and the operation panel; and an insulating circuit disposed between the non-insulated CPU and the inverter device main body side connector, the operation panel receiving signals A signal relay IC that outputs a voltage corresponding to the output port to the output port and transmits the voltage input to the input port as a digital signal, and an input / output interface including the output port and the input port connected to the signal relay IC; , and an operation panel connector is a connection portion between the inverter apparatus main body, wherein the the non-insulated CPU the signal relay IC, the Inverter apparatus main body side connector is the SPI via the operation panel side connector and the insulation circuit connection, the non-isolated CPU controls the recognition and output of the input state of the input-output interface via said signal relay IC It is characterized by that.

Claims (6)

インバータ装置本体と、操作パネルとを備えるインバータ装置であって、
前記インバータ装置本体は、主回路電位と非絶縁である非絶縁CPUを備え、
前記操作パネルは、受信信号に応じた電圧を出力ポートに出力し、入力ポートに入力された電圧をデジタル信号として送信する信号中継ICと、前記信号中継ICに接続された前記出力ポート及び前記入力ポートを含む入出力インターフェースとを備え、
前記非絶縁CPUと前記信号中継ICとは、前記絶縁回路を介してSPI接続され、
前記非絶縁CPUは、前記信号中継ICを介して前記入出力インターフェースの入力状態の認識及び出力の制御を行うことを特徴とするインバータ装置。
An inverter device comprising an inverter device body and an operation panel,
The inverter device body includes a non-insulated CPU that is non-insulated from the main circuit potential,
The operation panel outputs a voltage according to a received signal to an output port, transmits a voltage input to the input port as a digital signal, the output port connected to the signal relay IC, and the input I / O interface including ports,
The non-insulated CPU and the signal relay IC are SPI-connected via the insulating circuit,
The non-insulated CPU recognizes an input state of the input / output interface and controls an output through the signal relay IC.
前記本体側コネクタと前記操作パネル側コネクタとを接続するケーブルを備えることを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。   The inverter device according to claim 1, further comprising a cable that connects the main body side connector and the operation panel side connector. 前記絶縁回路は、フォトカプラを備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインバータ装置。   The inverter device according to claim 1, wherein the insulating circuit includes a photocoupler. 前記入出力インターフェースは、入力部であるボタンスイッチ、ダイヤル及び操作つまみ、並びに出力部である7セグメントLED及びLEDのいずれか1つ又は複数を含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインバータ装置。   The input / output interface includes any one or more of a button switch as an input unit, a dial and an operation knob, and a 7-segment LED and an LED as an output unit. The inverter apparatus as described in any one. 前記入出力インターフェースは、操作つまみ及び前記操作つまみに接続された積分型AD変換器を含み、
前記操作つまみは、周波数指令を設定するアナログ電圧を出力し、
前記積分型AD変換器は、前記アナログ電圧の大きさをパルス幅に変換して前記信号中継ICに出力し、
前記非絶縁CPUは、前記信号中継ICに入力された前記パルス幅から前記アナログ電圧の大きさを推定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインバータ装置。
The input / output interface includes an operation knob and an integral AD converter connected to the operation knob.
The operation knob outputs an analog voltage for setting a frequency command,
The integration type AD converter converts the magnitude of the analog voltage into a pulse width and outputs the pulse width to the signal relay IC.
4. The inverter device according to claim 1, wherein the non-insulated CPU estimates a magnitude of the analog voltage from the pulse width input to the signal relay IC. 5.
前記入出力インターフェースは、ダイヤル及び前記ダイヤルに接続されたDフリップフロップ回路を含み、
前記ダイヤルは、エンコーダの位相信号を前記Dフリップフロップ回路に出力し、
前記Dフリップフロップ回路は、前記ダイヤルの回転方向を前記信号中継ICに出力しつつ、前記位相信号の変化を前記信号中継ICに出力し、
前記非絶縁CPUは、前記信号中継ICに入力された前記位相信号から前記ダイヤルの変化量を測定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインバータ装置。
The input / output interface includes a dial and a D flip-flop circuit connected to the dial;
The dial outputs the phase signal of the encoder to the D flip-flop circuit,
The D flip-flop circuit outputs the change of the phase signal to the signal relay IC while outputting the rotation direction of the dial to the signal relay IC.
4. The inverter device according to claim 1, wherein the non-insulated CPU measures a change amount of the dial from the phase signal input to the signal relay IC. 5.
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