JPH0436000B2 - - Google Patents
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- JPH0436000B2 JPH0436000B2 JP60005477A JP547785A JPH0436000B2 JP H0436000 B2 JPH0436000 B2 JP H0436000B2 JP 60005477 A JP60005477 A JP 60005477A JP 547785 A JP547785 A JP 547785A JP H0436000 B2 JPH0436000 B2 JP H0436000B2
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- main shaft
- electric element
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- F04B49/06—Control using electricity
- F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C18/356—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
- F04C18/3562—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surfaces substantially parallel to the axis of rotation
- F04C18/3564—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surfaces substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Compressor (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は密閉形圧縮機に係り、特に電動要素の
電磁トルクを制御することにより低振動化を図つ
たトルク制御式密閉形圧縮機に関する。
電磁トルクを制御することにより低振動化を図つ
たトルク制御式密閉形圧縮機に関する。
従来の密閉形圧縮機の一例を第16図および第１
７図に示す。これらの図は、電動要素２と圧縮要
素１０とをケース１内に収納したロータリ圧縮機
を示している。電動要素２は、ケース１に固定さ
れたステータ３と、主軸受４、端部軸受５とに支
承された主軸６と、この主軸６に固定されたロー
タ８とから主として構成されており、圧縮要素１
０は、ケース１に固定されたシリンダブロツク１
２と、主軸６と連動しシリンダブロツク１２内に
配置され圧縮作動室１４を画成するローラ１６と
から主として構成さている。なお、符号１７は圧
力作動室１４内に突出しローラ１６表面に当接し
ているベーンで、ばね１９によつて付勢され常に
ローラ１６に当接状態となつている。符号２０は
吸入アキユムレータで、主軸６が回転すると冷媒
ガスがこのアキユムレータ２０から吸入され、圧
縮作動室１４内で所定圧に加圧され、第１６図に
矢印で示す方向に流れてケース１外へ吐出される
ようになつている。
７図に示す。これらの図は、電動要素２と圧縮要
素１０とをケース１内に収納したロータリ圧縮機
を示している。電動要素２は、ケース１に固定さ
れたステータ３と、主軸受４、端部軸受５とに支
承された主軸６と、この主軸６に固定されたロー
タ８とから主として構成されており、圧縮要素１
０は、ケース１に固定されたシリンダブロツク１
２と、主軸６と連動しシリンダブロツク１２内に
配置され圧縮作動室１４を画成するローラ１６と
から主として構成さている。なお、符号１７は圧
力作動室１４内に突出しローラ１６表面に当接し
ているベーンで、ばね１９によつて付勢され常に
ローラ１６に当接状態となつている。符号２０は
吸入アキユムレータで、主軸６が回転すると冷媒
ガスがこのアキユムレータ２０から吸入され、圧
縮作動室１４内で所定圧に加圧され、第１６図に
矢印で示す方向に流れてケース１外へ吐出される
ようになつている。
この種の圧縮機では、電動要素２が時間に対し
てほぼ一定のトルクを出力するのに対し、圧縮要
素１０内のガス吸収トルクは主軸６が１回転する
間に非常に大きく変動し、圧縮機の運転中、電動
要素２のトルクと圧縮要素１０の吸収トルクのト
ルク差が加振源となつて圧縮機全体に大きな回転
振動が生ずる。また、第１６図符号２２で示すよ
うな防振部材を、ベース（図示せず）とケース１
との間に介装させた技術、例えば特開昭58−
187635もある。しかし、この従来技術は圧縮機が
一定の回転速度で運転される場合には効果がある
が、電動要素１０、即ち電動機の回転数をインバ
ータを用いて幅広く制御しようとする場合は、特
に低回転域において防振効果が著しく劣り、この
振動により、ケース１や配管等が加振されて騒音
が発生し、この状態が長期にわたると配管が折れ
る等の重大な事故が発生するおそれがある等の問
題点があつた。
てほぼ一定のトルクを出力するのに対し、圧縮要
素１０内のガス吸収トルクは主軸６が１回転する
間に非常に大きく変動し、圧縮機の運転中、電動
要素２のトルクと圧縮要素１０の吸収トルクのト
ルク差が加振源となつて圧縮機全体に大きな回転
振動が生ずる。また、第１６図符号２２で示すよ
うな防振部材を、ベース（図示せず）とケース１
との間に介装させた技術、例えば特開昭58−
187635もある。しかし、この従来技術は圧縮機が
一定の回転速度で運転される場合には効果がある
が、電動要素１０、即ち電動機の回転数をインバ
ータを用いて幅広く制御しようとする場合は、特
に低回転域において防振効果が著しく劣り、この
振動により、ケース１や配管等が加振されて騒音
が発生し、この状態が長期にわたると配管が折れ
る等の重大な事故が発生するおそれがある等の問
題点があつた。
本発明の目的は、圧縮要素の吸収トルクと電動
要素の電磁トルクとのトルク差をなくすことによ
つて振動のない密閉形圧縮機を提供することにあ
る。
要素の電磁トルクとのトルク差をなくすことによ
つて振動のない密閉形圧縮機を提供することにあ
る。
本発明は、上記目的を達成するために、密閉容
器内に圧縮要素とこの圧縮要素を駆動する電動要
素とを収納した密閉形圧縮機において、圧縮要素
の主軸の対応する回転角度における圧縮要素の吸
収トルクと電動要素の電動トルクとのトルク差を
検出する手段と、回転速度を可変に変動要素を駆
動する駆動装置と、主軸１回転を１周期としてそ
の間を複数個に分割し、その分割毎に電動要素へ
供給する電流をステツプ状指令信号により制御し
て主軸１回転中の回転速度変動を少なくするよう
に出力トルク制御装置とを備えたトルク制御式密
閉形圧縮機を提案するものである。
器内に圧縮要素とこの圧縮要素を駆動する電動要
素とを収納した密閉形圧縮機において、圧縮要素
の主軸の対応する回転角度における圧縮要素の吸
収トルクと電動要素の電動トルクとのトルク差を
検出する手段と、回転速度を可変に変動要素を駆
動する駆動装置と、主軸１回転を１周期としてそ
の間を複数個に分割し、その分割毎に電動要素へ
供給する電流をステツプ状指令信号により制御し
て主軸１回転中の回転速度変動を少なくするよう
に出力トルク制御装置とを備えたトルク制御式密
閉形圧縮機を提案するものである。
トルク差を検出する手段は、具体的には、主軸
の回転速度の変動に基づいてトルク差を検出し、
トルク制御装置は、主軸の回転速度変動を零に近
付けるように電動要素の電磁トルクを制御する。
の回転速度の変動に基づいてトルク差を検出し、
トルク制御装置は、主軸の回転速度変動を零に近
付けるように電動要素の電磁トルクを制御する。
トルク差を検出する手段は、圧縮要素または電
動要素の非回転部に生ずる回転方向加速度に基づ
いて前記トルク差を検出してもよい。その場合
は、トルク制御装置は、回転方向速度を零に近付
けるように電動要素の電磁トルクを制御する。
動要素の非回転部に生ずる回転方向加速度に基づ
いて前記トルク差を検出してもよい。その場合
は、トルク制御装置は、回転方向速度を零に近付
けるように電動要素の電磁トルクを制御する。
いずれの場合も、トルク制御装置は、主軸の１
回転を１周期とする電磁トルクの指令出力パター
ンを複数個内蔵することが可能である。
回転を１周期とする電磁トルクの指令出力パター
ンを複数個内蔵することが可能である。
その電磁トルクの出力パターンは、圧縮要素の
吸収トルクをフーリエ展開した１次成分〜ｎ次成
分の一成分パターンまたは複数成分の合成パター
ンとすることができる。
吸収トルクをフーリエ展開した１次成分〜ｎ次成
分の一成分パターンまたは複数成分の合成パター
ンとすることができる。
本発明によれば、トルク制御装置によつて、電
動要素の電磁トルクが圧縮要素の吸収トルクに等
しくなるように制御されるので、吸収トルクと電
磁トルクとのトルク差がなくなり、あるいは小さ
くなり、圧縮機の回転振動が防止される。
動要素の電磁トルクが圧縮要素の吸収トルクに等
しくなるように制御されるので、吸収トルクと電
磁トルクとのトルク差がなくなり、あるいは小さ
くなり、圧縮機の回転振動が防止される。
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例を示す図であ
り、本実施例に係る圧縮機３０は、第１６図およ
び第１７図で示した従来の圧縮機とその構成がほ
とんど同じであるため、異なる部分のみ説明し、
同一部は同一の符号を付すことによりその説明は
省略する。
り、本実施例に係る圧縮機３０は、第１６図およ
び第１７図で示した従来の圧縮機とその構成がほ
とんど同じであるため、異なる部分のみ説明し、
同一部は同一の符号を付すことによりその説明は
省略する。
第１図において、圧縮要素２を構成する主軸６
の上端部が上方に延びて被回転検出部材である歯
車３２が固着され、この歯車３２と主軸６とは一
体に回転するようになつている。ケース１には自
らが磁界を有する電磁ピツクアツプ３４が固定さ
れており、第２図に示すように、主軸６の回転速
度を応じた信号を出力する。即ち、第２図符号３
５で示す基準線（信号の中心出力レベルを結ぶ基
準線）を考え、信号がこの基準線３５を横切つた
後、再び基準線３５を横切るまでの時間ｔを求め
れば、歯車３２の歯数から主軸６の刻々の回転速
度が得られる。第３図はこの第２図に示す回転速
度信号に基づいて主軸６の回転速度の変動状態を
示したもので、符号３６は主軸６の平均回転速度
を、Ａ領域は進みを、Ｂ領域は遅れをそれぞれ示
している。なお、平均回転速度は、平均時間ti
（＝１／ｎo 〓i=1 ti）と歯車３２の歯車ｍより求めること ができ、進み遅れの量ωはω∝ta（ti／ta−１）より 求めることができる。
の上端部が上方に延びて被回転検出部材である歯
車３２が固着され、この歯車３２と主軸６とは一
体に回転するようになつている。ケース１には自
らが磁界を有する電磁ピツクアツプ３４が固定さ
れており、第２図に示すように、主軸６の回転速
度を応じた信号を出力する。即ち、第２図符号３
５で示す基準線（信号の中心出力レベルを結ぶ基
準線）を考え、信号がこの基準線３５を横切つた
後、再び基準線３５を横切るまでの時間ｔを求め
れば、歯車３２の歯数から主軸６の刻々の回転速
度が得られる。第３図はこの第２図に示す回転速
度信号に基づいて主軸６の回転速度の変動状態を
示したもので、符号３６は主軸６の平均回転速度
を、Ａ領域は進みを、Ｂ領域は遅れをそれぞれ示
している。なお、平均回転速度は、平均時間ti
（＝１／ｎo 〓i=1 ti）と歯車３２の歯車ｍより求めること ができ、進み遅れの量ωはω∝ta（ti／ta−１）より 求めることができる。
第４図は圧縮要素１０の吸収トルクと時間との
関係を示す図であるが、その位相は第３図に示す
主軸６の回転速度変動と一致し、吸収トルクが増
加すると主軸６の回転速度が小さくなり、吸収ト
ルクが減少すると回転速度が大きくなるというよ
うに、圧縮要素の吸収トルクと主軸６の回転速度
との間には相関がある。
関係を示す図であるが、その位相は第３図に示す
主軸６の回転速度変動と一致し、吸収トルクが増
加すると主軸６の回転速度が小さくなり、吸収ト
ルクが減少すると回転速度が大きくなるというよ
うに、圧縮要素の吸収トルクと主軸６の回転速度
との間には相関がある。
この電磁ピツクアツプ３４で検出された主軸６
の回転速度は、第５図に示すように、マイコン等
を有した演算器３８へ送られ演算処理されて第３
図に示すような主軸６の回転速度変動として示さ
れ、制御部４０に出力される。制御部４０はこれ
に応じて主軸の回転速度変化が零となるように、
電源周波数可変装置４２を介して電動要素の電磁
トルクを制御するようになつている。圧縮器の回
転速度を変更するには通称インバータ電源が適用
されるが、電動要素としてDCモートルを用いる
ことができるので、電源または電流の制御をしや
すく、主軸６の速度制御を容易に行うことができ
る。
の回転速度は、第５図に示すように、マイコン等
を有した演算器３８へ送られ演算処理されて第３
図に示すような主軸６の回転速度変動として示さ
れ、制御部４０に出力される。制御部４０はこれ
に応じて主軸の回転速度変化が零となるように、
電源周波数可変装置４２を介して電動要素の電磁
トルクを制御するようになつている。圧縮器の回
転速度を変更するには通称インバータ電源が適用
されるが、電動要素としてDCモートルを用いる
ことができるので、電源または電流の制御をしや
すく、主軸６の速度制御を容易に行うことができ
る。
このように本実施例では、第５図に示すような
主軸６の回転速度をフイードバツクさせる制御系
を構成し、制御部４０により電源電力を瞬時に変
更できるようになつているので、主軸６の回転速
度変動が抑制されて振動の発生が抑制される。
主軸６の回転速度をフイードバツクさせる制御系
を構成し、制御部４０により電源電力を瞬時に変
更できるようになつているので、主軸６の回転速
度変動が抑制されて振動の発生が抑制される。
第６図および第７図はそれぞれ本発明の第２、
第３の実施例を示すものである。
第３の実施例を示すものである。
第６図は、圧縮機のケース１に取付治具５２を
取付け、この取付治具５２をベース５４上に設置
した支持部材５６で支持し、圧縮機を横置状態と
するとともに、支持部材５６と取付治具５２間に
荷重検出器５８を介在させた第２の実施例の要部
を示している。なお符号４４，４６はそれぞれ吸
込パイプ、吐出パイプを示している。
取付け、この取付治具５２をベース５４上に設置
した支持部材５６で支持し、圧縮機を横置状態と
するとともに、支持部材５６と取付治具５２間に
荷重検出器５８を介在させた第２の実施例の要部
を示している。なお符号４４，４６はそれぞれ吸
込パイプ、吐出パイプを示している。
第７図は、圧縮機のケース１に取付けた取付治
具５２をベース５４に固定した支持部材５７で支
持するとともに、支持部材５７に歪検出器６０を
設置した第３の実施例の要部を示している。
具５２をベース５４に固定した支持部材５７で支
持するとともに、支持部材５７に歪検出器６０を
設置した第３の実施例の要部を示している。
圧縮機を運転すると圧縮機の容器１には回転振
動が誘発されて、それぞれの検出器５８，６０は
第８図に示すような応答信号（第２の実施例では
荷重の変化、第３の実施例では歪の変化）を受け
るが、これらの応答信号は圧縮要素の吸収トルク
（第４図参照）に対応していることが発明者らの
実験結果より明らかとなつており、第１の実施例
に示したと同様のフイードバツク制御装置（第５
図参照）により、即ち、第８図に示される応答信
号が零となるように制御部４０、電源周波数可変
装置４２を作動させることにより、この第２、第
３の実施例によつても圧縮機の振動を抑制するこ
とができる。なお、第７図は圧縮機を横置き状態
としているが、横置きに限定されるものではな
く、縦置き、斜め置きも可能である。
動が誘発されて、それぞれの検出器５８，６０は
第８図に示すような応答信号（第２の実施例では
荷重の変化、第３の実施例では歪の変化）を受け
るが、これらの応答信号は圧縮要素の吸収トルク
（第４図参照）に対応していることが発明者らの
実験結果より明らかとなつており、第１の実施例
に示したと同様のフイードバツク制御装置（第５
図参照）により、即ち、第８図に示される応答信
号が零となるように制御部４０、電源周波数可変
装置４２を作動させることにより、この第２、第
３の実施例によつても圧縮機の振動を抑制するこ
とができる。なお、第７図は圧縮機を横置き状態
としているが、横置きに限定されるものではな
く、縦置き、斜め置きも可能である。
また、本発明は、負荷に合わせて電動要素の電
磁トルクを制御し、回転系の回転振動を低減する
ことがねらいであり、負荷が圧縮機である必要は
なく、負荷変動のある回転系のすべてに適用でき
るものである。さらにまた、トルク制御を行うに
あたり、回転振動の低減量に許容値があれば必ず
しも負荷のトルクと電磁トルクを一致させる必要
はなく、１周期あたりのパターンを近似させて制
御するだけでも振動を低減する上で有効である。
磁トルクを制御し、回転系の回転振動を低減する
ことがねらいであり、負荷が圧縮機である必要は
なく、負荷変動のある回転系のすべてに適用でき
るものである。さらにまた、トルク制御を行うに
あたり、回転振動の低減量に許容値があれば必ず
しも負荷のトルクと電磁トルクを一致させる必要
はなく、１周期あたりのパターンを近似させて制
御するだけでも振動を低減する上で有効である。
第９図は本発明の第４の実施例を示す図であ
る。
る。
この図において、符号６２は圧縮作動室内のガ
スの圧力変化を検出するための圧力センサで、シ
リンダの吐出ポート近傍に設けられている。その
他は従来の圧縮機（第１６，１７図参照）と同一
であるため同一の符号を付することによりその説
明は省略する。なお符号６４は圧力作動室１４内
から吐出ポートにのびる圧力導通孔である。この
圧力センサ６２によつて第１０図に示すような圧
縮作動室内の圧力変動が得られる。この圧力セン
サ６２の出力は第１１図に示すトルク制御装置の
演算器３８に接続されており、この演算器３８で
演算されて第１２図に示すようなガラス吸収トル
クの変化が出るようになつている。演算器３８で
演算された吸収トルクに合致した電磁トルクが電
動要素から出力されるように制御部４０へ制御信
号を送る。制御部４０は電源周波数可変装置４２
を作動させて圧縮機の回転速度を変えるようにな
つており、換言すれば電動要素へ供給する電流ま
たは電圧を制御し、圧縮要素の吸収トルクに電動
要素の電磁トルクを一致させて回転振動を抑制す
る。また電動周波数可変装置４２で電動要素の出
力電力の変更ができないものであれば、別途電力
変更装置を設ける必要がある。
スの圧力変化を検出するための圧力センサで、シ
リンダの吐出ポート近傍に設けられている。その
他は従来の圧縮機（第１６，１７図参照）と同一
であるため同一の符号を付することによりその説
明は省略する。なお符号６４は圧力作動室１４内
から吐出ポートにのびる圧力導通孔である。この
圧力センサ６２によつて第１０図に示すような圧
縮作動室内の圧力変動が得られる。この圧力セン
サ６２の出力は第１１図に示すトルク制御装置の
演算器３８に接続されており、この演算器３８で
演算されて第１２図に示すようなガラス吸収トル
クの変化が出るようになつている。演算器３８で
演算された吸収トルクに合致した電磁トルクが電
動要素から出力されるように制御部４０へ制御信
号を送る。制御部４０は電源周波数可変装置４２
を作動させて圧縮機の回転速度を変えるようにな
つており、換言すれば電動要素へ供給する電流ま
たは電圧を制御し、圧縮要素の吸収トルクに電動
要素の電磁トルクを一致させて回転振動を抑制す
る。また電動周波数可変装置４２で電動要素の出
力電力の変更ができないものであれば、別途電力
変更装置を設ける必要がある。
なお、演算器３８は圧力センサ６２からの信号
を受けて圧縮要素の吸収トルクに等しい信号を出
力するようになつているが、必ずしも吸収トルク
に等しくなくても、回転振動を抑制するに足る範
囲内のトルクが出力されるような信号であればよ
く、圧縮要素の吸収トルクの１次成分、１次成分
と２次成分、あるいはさらに１次成分からｎ次成
分を合成したトルクパターンが出力されるような
ものであつてもよい。第１３図は圧縮機がある圧
力条件で運転されている場合の吸収トルクをフー
リエ展開してその１次成分から３次成分までを示
したもので、曲線Ａは１次成分、曲線Ｂは２次成
分、曲線Ｃは３次成分をそれぞれ示している。な
お、第１３図において正負の基準となるレベルは
Ｏ次成分の大きさをもつている。また第１４図は
圧縮要素の吸収トルクと電動要素の電磁トルクと
のトルク差を示す図で、曲線ａは電動要素の電磁
トルクを制御しない場合の吸収トルクと電磁トル
クとのトルク差を示している。曲線ｂは第１３図
符号Ａで示す１次成分を電磁トルクとして出力し
た場合の吸収トルクとのトルク差を示しており、
曲線ｃは第１３図符号Ａ，Ｂにそれぞれ示す１次
成分、２次成分を合成したトルク電磁トルクとし
て出力した場合の吸収トルクとのトルク差を示し
ている。この第１４図からわかるように、電動要
素のトルク制御を一切行なわない場合（曲線ａ）
に比べトルク制御を行つた場合（曲線ｂ，ｃ）の
方が圧縮機の回転系に作用する残差トルクが小さ
くなるので、１次成分だけに基づいたトルクパタ
ーンを電動要素から出力させた場合（曲線ｂ）で
も回転振動の低減効果がある。なお、１次成分か
らｎ次成分までを合成するようにすればより好ま
しいが、実用上は１次成分から２次成分程度の合
成トルクパターンで十分である。またこれらのｎ
次成分までのトルクパターン（ｎ＝１〜ｎ）を複
数個任意に選択できるようにしておくことも可能
である。
を受けて圧縮要素の吸収トルクに等しい信号を出
力するようになつているが、必ずしも吸収トルク
に等しくなくても、回転振動を抑制するに足る範
囲内のトルクが出力されるような信号であればよ
く、圧縮要素の吸収トルクの１次成分、１次成分
と２次成分、あるいはさらに１次成分からｎ次成
分を合成したトルクパターンが出力されるような
ものであつてもよい。第１３図は圧縮機がある圧
力条件で運転されている場合の吸収トルクをフー
リエ展開してその１次成分から３次成分までを示
したもので、曲線Ａは１次成分、曲線Ｂは２次成
分、曲線Ｃは３次成分をそれぞれ示している。な
お、第１３図において正負の基準となるレベルは
Ｏ次成分の大きさをもつている。また第１４図は
圧縮要素の吸収トルクと電動要素の電磁トルクと
のトルク差を示す図で、曲線ａは電動要素の電磁
トルクを制御しない場合の吸収トルクと電磁トル
クとのトルク差を示している。曲線ｂは第１３図
符号Ａで示す１次成分を電磁トルクとして出力し
た場合の吸収トルクとのトルク差を示しており、
曲線ｃは第１３図符号Ａ，Ｂにそれぞれ示す１次
成分、２次成分を合成したトルク電磁トルクとし
て出力した場合の吸収トルクとのトルク差を示し
ている。この第１４図からわかるように、電動要
素のトルク制御を一切行なわない場合（曲線ａ）
に比べトルク制御を行つた場合（曲線ｂ，ｃ）の
方が圧縮機の回転系に作用する残差トルクが小さ
くなるので、１次成分だけに基づいたトルクパタ
ーンを電動要素から出力させた場合（曲線ｂ）で
も回転振動の低減効果がある。なお、１次成分か
らｎ次成分までを合成するようにすればより好ま
しいが、実用上は１次成分から２次成分程度の合
成トルクパターンで十分である。またこれらのｎ
次成分までのトルクパターン（ｎ＝１〜ｎ）を複
数個任意に選択できるようにしておくことも可能
である。
また制御部４０により電源周波数可変装置４２
をして圧縮機へ供給する電流あるいは電圧を制御
する場合、即ち所定のトルクパターンに基づいた
トルクを出力する場合には、主軸の１回転（2π）
を電動要素の極数Ｐとスロツト数Ｓとの積で等分
割した回転角毎に出力するようにして電動要素の
電磁トルクの出力をステツプ状に制御することが
望ましい。例えば、２極の電動要素を用いた場合
で、１極当りのスロツト数が６の場合には、主軸
１回転当り12等分割された回転角、即ち、π／６毎 に第１５図に示すようにトルクパターン制御を行
う。この第１５図は、第１４図符号ｂで示される
場合（１次成分と２次成分の合成トルクパター
ン）をステツプトルク制御した結果を示すもので
あり、このようなステツプトルク制御は密閉形圧
縮機に適用されている電動要素の構成上非常に実
用性の高いものである。また圧縮機の回転数を制
御するためには、電動要素としてDCモートルを
使用することが望ましく、電流を制御して電磁ト
ルク制御を行う方式が実施しやすい。
をして圧縮機へ供給する電流あるいは電圧を制御
する場合、即ち所定のトルクパターンに基づいた
トルクを出力する場合には、主軸の１回転（2π）
を電動要素の極数Ｐとスロツト数Ｓとの積で等分
割した回転角毎に出力するようにして電動要素の
電磁トルクの出力をステツプ状に制御することが
望ましい。例えば、２極の電動要素を用いた場合
で、１極当りのスロツト数が６の場合には、主軸
１回転当り12等分割された回転角、即ち、π／６毎 に第１５図に示すようにトルクパターン制御を行
う。この第１５図は、第１４図符号ｂで示される
場合（１次成分と２次成分の合成トルクパター
ン）をステツプトルク制御した結果を示すもので
あり、このようなステツプトルク制御は密閉形圧
縮機に適用されている電動要素の構成上非常に実
用性の高いものである。また圧縮機の回転数を制
御するためには、電動要素としてDCモートルを
使用することが望ましく、電流を制御して電磁ト
ルク制御を行う方式が実施しやすい。
なお、前記第４の実施例では、検出信号として
圧縮作動室内のガスの圧力変化を用いているが、
冷凍サイクル（図示せず）中の高圧部と低圧部の
圧力変化を検出信号とすることも可能である。こ
の場合には、高圧部および低圧部の圧力はそれぞ
れ第１０図符号Pd，Psで示される圧力にほぼ一
致する。ただし、この場合には回転系の１周期を
示す信号取入手段を別に必要とする。
圧縮作動室内のガスの圧力変化を用いているが、
冷凍サイクル（図示せず）中の高圧部と低圧部の
圧力変化を検出信号とすることも可能である。こ
の場合には、高圧部および低圧部の圧力はそれぞ
れ第１０図符号Pd，Psで示される圧力にほぼ一
致する。ただし、この場合には回転系の１周期を
示す信号取入手段を別に必要とする。
さらにまた、圧縮作動室内のガスの圧力変化に
代えて、前記第１〜第３の実施例で示した主軸６
の回転速度変動、圧縮機の非回転系に伝達される
荷重や歪の変化から圧縮要素の吸収トルクパター
ンを算出し、これらを検出信号として利用するこ
とも可能である。
代えて、前記第１〜第３の実施例で示した主軸６
の回転速度変動、圧縮機の非回転系に伝達される
荷重や歪の変化から圧縮要素の吸収トルクパター
ンを算出し、これらを検出信号として利用するこ
とも可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、圧縮機の振動を著しく低減させることがで
き、回転速度を広範囲に変えることの可能な圧縮
機においても振動を低減させることができる。
ば、圧縮機の振動を著しく低減させることがで
き、回転速度を広範囲に変えることの可能な圧縮
機においても振動を低減させることができる。
第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図、第
２図は電磁ピツクアツプで出出される検出信号を
示す図、第３図は圧縮要素の主軸の回転速度変動
状態を示す図、第４図は圧縮作動室内の吸収トル
ク変動を示す図、第５図はトルク制御装置の概要
図、第６図は本発明の第２の実施例の要部正面
図、第７図は本発明の第３の実施例の要部正面
図、第８図は第２、第３の実施例に用いた荷重検
出器、歪検出器の応答信号を示す図、第９図は本
発明の第４の実施例の要部横断面図、第１０図は
その圧縮要素の圧縮作動室内の圧力変動を示す
図、第１１図はそのトルク制御装置の概要図、第
１２図は第１０図に示す圧力変動に対応する圧縮
要素のガス吸収トルク変動を示す図、第１３図は
圧縮要素の吸収トルクをフーリエ展開して１次成
分から３次成分までをそれぞれ独立して示した
図、第１４図は電動要素の電磁トルクを制御した
場合の吸収トルクと電磁トルクとのトルク差を示
す図、第１５図はπ／６間隔でステツプトルク制御 した場合の吸収トルクと電磁トルクのトルク差を
示す図、第１６図は従来の密閉形圧縮機の縦断面
図、第１７図は第１６図に示す線Ｘ−Ｘに沿う断
面図である。 １……容器、２……電動要素、６……主軸、１
０……圧縮要素、１４……圧縮作動室、１６……
ローラ、２２……防振部材、３０……圧縮機、３
２……歯車、３４……電磁ピツクアツプ、３８…
…演算器、４０……制御部、４２……電源周波数
可変装置、５２……取付治具、５８……荷重検出
器、６０……歪検出器、６２……圧力センサ。
２図は電磁ピツクアツプで出出される検出信号を
示す図、第３図は圧縮要素の主軸の回転速度変動
状態を示す図、第４図は圧縮作動室内の吸収トル
ク変動を示す図、第５図はトルク制御装置の概要
図、第６図は本発明の第２の実施例の要部正面
図、第７図は本発明の第３の実施例の要部正面
図、第８図は第２、第３の実施例に用いた荷重検
出器、歪検出器の応答信号を示す図、第９図は本
発明の第４の実施例の要部横断面図、第１０図は
その圧縮要素の圧縮作動室内の圧力変動を示す
図、第１１図はそのトルク制御装置の概要図、第
１２図は第１０図に示す圧力変動に対応する圧縮
要素のガス吸収トルク変動を示す図、第１３図は
圧縮要素の吸収トルクをフーリエ展開して１次成
分から３次成分までをそれぞれ独立して示した
図、第１４図は電動要素の電磁トルクを制御した
場合の吸収トルクと電磁トルクとのトルク差を示
す図、第１５図はπ／６間隔でステツプトルク制御 した場合の吸収トルクと電磁トルクのトルク差を
示す図、第１６図は従来の密閉形圧縮機の縦断面
図、第１７図は第１６図に示す線Ｘ−Ｘに沿う断
面図である。 １……容器、２……電動要素、６……主軸、１
０……圧縮要素、１４……圧縮作動室、１６……
ローラ、２２……防振部材、３０……圧縮機、３
２……歯車、３４……電磁ピツクアツプ、３８…
…演算器、４０……制御部、４２……電源周波数
可変装置、５２……取付治具、５８……荷重検出
器、６０……歪検出器、６２……圧力センサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 密閉容器内に圧縮要素と当該圧縮要素を駆動
する電動要素とを収納した密閉形圧縮機におい
て、 前記圧縮要素の主軸の対応する回転角度におけ
る前記圧縮要素の吸収トルクと前記電動要素の電
磁トルクとのトルク差を検出する手段と、 回転速度を可変に電動要素を駆動する駆動装置
と、 主軸１回転を１周期としてその間を複数個に分
割し、当該分割毎に前記電動要素へ供給する電流
をステツプ状指令信号により制御して主軸１回転
中の回転速度変動を少なくするように出力するト
ルク制御装置とを備えた ことを特徴とするトルク制御式密閉形圧縮機。 ２ 特許請求の範囲第１項において、 前記トルク差を検出する手段が、前記主軸の回
転速度の変動に基づいて前記トルク差を検出する
手段であり、 前記トルク制御装置が、前記主軸の回転速度の
変動を零に近付けるように前記電動要素の電磁ト
ルクを制御する手段である ことを特徴とするトルク制御式密閉形圧縮機。 ３ 特許請求の範囲第１項において、 前記トルク差を検出する手段が、前記圧縮要素
または電動要素の非回転部に生ずる回転方法加速
度に基づいて前記トルク差を検出する手段であ
り、 前記トルク制御装置が、前記回転方向加速度を
零に近付けるように前記電動要素の電磁トルクを
制御する手段である ことを特徴とするトルク制御式密閉形圧縮機。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一
項において、 前記トルク制御装置が、前記主軸の１回転を１
周期とする前記電磁トルクの指令出力パターンを
複数個有する ことを特徴とするトルク制御式密閉形圧縮機。 ５ 特許請求の範囲第４項において、 前記電磁トルクの出力パターンが、前記圧縮要
素の吸収トルクをフーリエ展開した１次成分〜ｎ
次成分の一成分パターンまたは複数成分の合成パ
ターンである ことを特徴とするトルク制御式密閉形圧縮機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60005477A JPS61164494A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | トルク制御式密閉形圧縮機 |
| US06/817,670 US4726738A (en) | 1985-01-16 | 1986-01-10 | Motor-driven compressor provided with torque control device |
| KR1019860000238A KR910000097B1 (ko) | 1985-01-16 | 1986-01-16 | 토오크 제어장치를 구비한 전동 압축기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60005477A JPS61164494A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | トルク制御式密閉形圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164494A JPS61164494A (ja) | 1986-07-25 |
| JPH0436000B2 true JPH0436000B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=11612326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60005477A Granted JPS61164494A (ja) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | トルク制御式密閉形圧縮機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61164494A (ja) |
| KR (1) | KR910000097B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2669540B2 (ja) * | 1987-08-04 | 1997-10-29 | 株式会社日立製作所 | ロータリ圧縮機の制御装置 |
| DE102018125999A1 (de) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | OET GmbH | Verfahren zur Steuerung eines Scrollverdichters und Steuerungsvorrichtung für einen Scrollverdichter |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54157211A (en) * | 1978-06-02 | 1979-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | Motor control device |
| JPS5815494U (ja) * | 1981-07-24 | 1983-01-31 | 株式会社東芝 | 電動機の制御装置 |
| JPS6115590A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-23 | Daikin Ind Ltd | 回転圧縮機の振動低減装置 |
| JPS6115589A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-23 | Daikin Ind Ltd | 回転圧縮機の振動低減装置 |
-
1985
- 1985-01-16 JP JP60005477A patent/JPS61164494A/ja active Granted
-
1986
- 1986-01-16 KR KR1019860000238A patent/KR910000097B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR860005981A (ko) | 1986-08-16 |
| JPS61164494A (ja) | 1986-07-25 |
| KR910000097B1 (ko) | 1991-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |