JPH0546797B2 - - Google Patents
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- JPH0546797B2 JPH0546797B2 JP59060071A JP6007184A JPH0546797B2 JP H0546797 B2 JPH0546797 B2 JP H0546797B2 JP 59060071 A JP59060071 A JP 59060071A JP 6007184 A JP6007184 A JP 6007184A JP H0546797 B2 JPH0546797 B2 JP H0546797B2
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- control
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- signal
- power supply
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は電動圧縮機に関する。
（従来技術）
一般に、圧縮機（コンプレツサ）では消費空気
量の変動により変化する吐出圧力を検出して吐出
空気量を制御するいわゆる容量制御が行われてい
る。特に、インダクシヨンモータの如き電動機を
動力源とした電動圧縮機において従来から行われ
ている容量制御としては、 (1) 吸気閉塞制御 (2) インバータ制御 (3) アンローダON−OFF制御 等がある。
量の変動により変化する吐出圧力を検出して吐出
空気量を制御するいわゆる容量制御が行われてい
る。特に、インダクシヨンモータの如き電動機を
動力源とした電動圧縮機において従来から行われ
ている容量制御としては、 (1) 吸気閉塞制御 (2) インバータ制御 (3) アンローダON−OFF制御 等がある。
ここで、吸気閉塞制御とは、モータは商用電源
によりほぼ定回転で運転させ、コンプレツサの吸
気経路に設けた吸気閉塞弁を吐出圧力変化に応じ
て開閉することにより吐出空気量を制御するもの
である。しかして、この制御では吐出圧力の微調
整が行える利点があるが、コンプレツサは常に定
格回転数で回転しているため、消費空気量の少な
い（負荷率の小さい）軽・中間負荷時におけるモ
ータの消費電力が大きいという欠点がある。
によりほぼ定回転で運転させ、コンプレツサの吸
気経路に設けた吸気閉塞弁を吐出圧力変化に応じ
て開閉することにより吐出空気量を制御するもの
である。しかして、この制御では吐出圧力の微調
整が行える利点があるが、コンプレツサは常に定
格回転数で回転しているため、消費空気量の少な
い（負荷率の小さい）軽・中間負荷時におけるモ
ータの消費電力が大きいという欠点がある。
一方、インバータ制御とは、商用電源をインバ
ータにより他の周波数の交流電圧に変換し、モー
タの回転数が電源周波数により決定されることを
利用し、吐出圧力変化に応じてインバータの発振
周波数を変化させ、モータの回転数を制御するこ
とにより容量制御を行うものである。しかして、
このインバータ制御では吐出圧力の一層の微調整
すなわち精密制御が可能であり、また、軽・中間
負荷時の消費電力が小さいため省エネ効果が高い
という利点があるが、定格負荷率付近の重負荷時
にはインバータの内部損失およびインバータ駆動
によるモータ効率の悪化により消費電力が大きく
なるという欠点がある。
ータにより他の周波数の交流電圧に変換し、モー
タの回転数が電源周波数により決定されることを
利用し、吐出圧力変化に応じてインバータの発振
周波数を変化させ、モータの回転数を制御するこ
とにより容量制御を行うものである。しかして、
このインバータ制御では吐出圧力の一層の微調整
すなわち精密制御が可能であり、また、軽・中間
負荷時の消費電力が小さいため省エネ効果が高い
という利点があるが、定格負荷率付近の重負荷時
にはインバータの内部損失およびインバータ駆動
によるモータ効率の悪化により消費電力が大きく
なるという欠点がある。
また、アンローダON−OFF制御とは、コンプ
レツサの吐出圧力が所定の圧力を越えた際に吸気
閉塞弁を全開し、かつポンプによりコンプレツサ
吐出室の圧力を除去し、その後、吐出圧力に一定
幅の圧力低下が生じた際に吸気閉塞弁を全開して
フルロードに復帰するものであり、吸気閉塞弁全
閉時の前記ポンプによる吐出室圧力の除去により
全負荷領域にわたつて省エネ効果が大であるが、
吸気閉塞弁の過度の全開全閉の繰り返しは機械の
寿命を短かくすることから、その繰り返し頻度を
少なくするために吸気閉塞弁が全閉から全開する
までの吐出圧力の変動幅は大きくしなければなら
ず、よつて吐出圧力が変動しては困るような負荷
に対しては適用できないという欠点がある。
レツサの吐出圧力が所定の圧力を越えた際に吸気
閉塞弁を全開し、かつポンプによりコンプレツサ
吐出室の圧力を除去し、その後、吐出圧力に一定
幅の圧力低下が生じた際に吸気閉塞弁を全開して
フルロードに復帰するものであり、吸気閉塞弁全
閉時の前記ポンプによる吐出室圧力の除去により
全負荷領域にわたつて省エネ効果が大であるが、
吸気閉塞弁の過度の全開全閉の繰り返しは機械の
寿命を短かくすることから、その繰り返し頻度を
少なくするために吸気閉塞弁が全閉から全開する
までの吐出圧力の変動幅は大きくしなければなら
ず、よつて吐出圧力が変動しては困るような負荷
に対しては適用できないという欠点がある。
第１図は上記の３つの制御の負荷率（定格吐出
空気量に対する消費空気量の比率）に対するモー
タ入力を示したもので、Ａは吸気閉塞制御、Ｂは
インバータ制御、ＣはアンローダON−OFF制御
に夫々対応している。なお、モータ入力は消費電
力と考えられるので、同一負荷率においてグラフ
上の点が上へ行けば行くほど効率が悪いことを示
している。しかして、曲線Ａ，Ｂが交差する点Ｑ
より左の軽・中間負荷率側では吸気閉塞制御Ａに
比してインバータ制御ＢおよびアンローダON−
OFF制御Ｃが圧倒的に効率が高いが、点Ｑを越
えたあたりの重負荷ではその関係が逆転し、吸気
閉塞制御Ａが有利となる。
空気量に対する消費空気量の比率）に対するモー
タ入力を示したもので、Ａは吸気閉塞制御、Ｂは
インバータ制御、ＣはアンローダON−OFF制御
に夫々対応している。なお、モータ入力は消費電
力と考えられるので、同一負荷率においてグラフ
上の点が上へ行けば行くほど効率が悪いことを示
している。しかして、曲線Ａ，Ｂが交差する点Ｑ
より左の軽・中間負荷率側では吸気閉塞制御Ａに
比してインバータ制御ＢおよびアンローダON−
OFF制御Ｃが圧倒的に効率が高いが、点Ｑを越
えたあたりの重負荷ではその関係が逆転し、吸気
閉塞制御Ａが有利となる。
以上のように、従来の容量制御には一長一短が
あり、全負荷領域にわたつて高効率を維持すると
いうことは不可能であつた。
あり、全負荷領域にわたつて高効率を維持すると
いうことは不可能であつた。
（発明の目的）
本発明は上記の点に鑑み提案されたものであ
り、その目的とするところは、吐出圧力の精密制
御が可能で、しかも全負荷領域にわたつて高効率
を維持でき、省エネ効果の高い電動圧縮機を提供
することにある。
り、その目的とするところは、吐出圧力の精密制
御が可能で、しかも全負荷領域にわたつて高効率
を維持でき、省エネ効果の高い電動圧縮機を提供
することにある。
すなわち、本発明にあつては、
吐出圧力に応じて吸気閉塞弁を開閉し吸入空気
量を制御するように作動する吸気閉塞部７と、モ
ータ４に連結し駆動するコンプレツサ５とを備え
た電動圧縮機において、 モータ４の電源端子を電源切替部３に接続する
と共に、電源切替部３はインバータ２からの信号
によりインバータ２と商用電源とに電源を切替え
るよう構成し、 モータ４に印加される交流電源の周波数と入力
電流から、または吐出空気の流路中に設けた流量
計により消費空気量を検出する消費空気量検出回
路１６と、 この消費空気量検出回路１６からの出力信号を
受けて制御切替信号をインバータ２と吸気閉塞部
７とに与える制御切替指令発生回路１７と、 圧縮空気の吐出経路に設けられた圧力センサ１
２からの圧力信号により吐出圧力に応じた周波数
設定信号をインバータ２に出力する信号処理回路
１４と、 インバータ２の入出力端子に接続され、インバ
ータ２と商用電源との切替え時にインバータ２の
位相及び周波数を商用電源と一致させる位相調整
器１８とを備え、 負荷率が一定値以下の軽・中間負荷時において
は、消費空気量検出回路１６からの出力信号によ
つて制御切替指令発生回路１７はインバータ制御
への切替信号をインバータ２と吸気閉塞部７とに
発し、インバータ２は電源切替部３に信号を与え
電源をインバータ２に切替えさせ、吸気閉塞部７
は吸気閉塞弁を全開にし、圧力センサ１２の圧力
信号に基づいて信号処理回路１４は周波数設定信
号を出力してインバータ２の回転数を制御するイ
ンバータ制御とし、 負荷率が一定値を越えた重負荷時になると、消
費空気量検出回路１６からの出力信号によつて制
御切替指令発生回路１７は吸気閉塞制御への切替
信号をインバータ２と吸気閉塞部７とに発し、イ
ンバータ２は電源切替部３に信号を与え電源を商
用電源に切替えさせ、吸気閉塞部７は動作を開始
して吸入空気量を制御する吸気閉塞制御に切替
え、 負荷率に応じてインバータ制御と吸気閉塞制御
を切替える際に、インバータ２の出力と商用電源
の位相、周波数を一致させた状態で並列運転期間
を設け、モータ４の電源を開放することなく切替
えを行うことにより上記目的を達成している。
量を制御するように作動する吸気閉塞部７と、モ
ータ４に連結し駆動するコンプレツサ５とを備え
た電動圧縮機において、 モータ４の電源端子を電源切替部３に接続する
と共に、電源切替部３はインバータ２からの信号
によりインバータ２と商用電源とに電源を切替え
るよう構成し、 モータ４に印加される交流電源の周波数と入力
電流から、または吐出空気の流路中に設けた流量
計により消費空気量を検出する消費空気量検出回
路１６と、 この消費空気量検出回路１６からの出力信号を
受けて制御切替信号をインバータ２と吸気閉塞部
７とに与える制御切替指令発生回路１７と、 圧縮空気の吐出経路に設けられた圧力センサ１
２からの圧力信号により吐出圧力に応じた周波数
設定信号をインバータ２に出力する信号処理回路
１４と、 インバータ２の入出力端子に接続され、インバ
ータ２と商用電源との切替え時にインバータ２の
位相及び周波数を商用電源と一致させる位相調整
器１８とを備え、 負荷率が一定値以下の軽・中間負荷時において
は、消費空気量検出回路１６からの出力信号によ
つて制御切替指令発生回路１７はインバータ制御
への切替信号をインバータ２と吸気閉塞部７とに
発し、インバータ２は電源切替部３に信号を与え
電源をインバータ２に切替えさせ、吸気閉塞部７
は吸気閉塞弁を全開にし、圧力センサ１２の圧力
信号に基づいて信号処理回路１４は周波数設定信
号を出力してインバータ２の回転数を制御するイ
ンバータ制御とし、 負荷率が一定値を越えた重負荷時になると、消
費空気量検出回路１６からの出力信号によつて制
御切替指令発生回路１７は吸気閉塞制御への切替
信号をインバータ２と吸気閉塞部７とに発し、イ
ンバータ２は電源切替部３に信号を与え電源を商
用電源に切替えさせ、吸気閉塞部７は動作を開始
して吸入空気量を制御する吸気閉塞制御に切替
え、 負荷率に応じてインバータ制御と吸気閉塞制御
を切替える際に、インバータ２の出力と商用電源
の位相、周波数を一致させた状態で並列運転期間
を設け、モータ４の電源を開放することなく切替
えを行うことにより上記目的を達成している。
（発明の構成）
以下、実施例を示す図面に沿つて本発明を詳述
する。
する。
第２図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。図において構成を説明すると、端子１には
商用電源（通常、３相交流であるが図示上略記し
てある。）が接続され、この端子１に加えられた
商用電源はブレーカMCBを通つた後に２経路に
分けられ、一方はインバータ２を介して電源切替
部３の接点MC1の一端に、他方は直後に電源切
替部３の接点MC2の一端に夫々接続されている。
なお、電源切替部３の接点MC1，MC2は後述す
るようにインバータ２からの信号により制御され
るものである。次いで、電源切替部３の接点
MC1，MC2の他端は互いに接続され、モータ４
の電源端子に接続されている。なお、前述したよ
うに交流電源のラインは通常３相であるため、実
際には接点MC1，MC2は夫々３個の接点からな
り、個々に結線がなされているものである。ま
た、接点MC1，MC2はリレー、コレタクタ等の
機械的接点に限らず、半導体スイツチ等が使用で
きることは言うまでもない。
ある。図において構成を説明すると、端子１には
商用電源（通常、３相交流であるが図示上略記し
てある。）が接続され、この端子１に加えられた
商用電源はブレーカMCBを通つた後に２経路に
分けられ、一方はインバータ２を介して電源切替
部３の接点MC1の一端に、他方は直後に電源切
替部３の接点MC2の一端に夫々接続されている。
なお、電源切替部３の接点MC1，MC2は後述す
るようにインバータ２からの信号により制御され
るものである。次いで、電源切替部３の接点
MC1，MC2の他端は互いに接続され、モータ４
の電源端子に接続されている。なお、前述したよ
うに交流電源のラインは通常３相であるため、実
際には接点MC1，MC2は夫々３個の接点からな
り、個々に結線がなされているものである。ま
た、接点MC1，MC2はリレー、コレタクタ等の
機械的接点に限らず、半導体スイツチ等が使用で
きることは言うまでもない。
次いで、モータ４の主軸はコンプレツサ５の入
力軸と連結されており、コンプレツサ５はモータ
４の動力を受けて吸気口６→吸気閉塞部７→コン
プレツサ５→レシーバタンク８→サービスバルブ
９→吐出口１０の経路で空気を送出するようにな
つている。また、圧縮空気の一部は側路１１によ
り制御圧力として吸気閉塞部７まで取り出され、
吸気閉塞部７はこの制御圧により吸気閉塞弁を開
閉し、吐出圧力に応じて吸入空気量を制御するよ
うに働く。
力軸と連結されており、コンプレツサ５はモータ
４の動力を受けて吸気口６→吸気閉塞部７→コン
プレツサ５→レシーバタンク８→サービスバルブ
９→吐出口１０の経路で空気を送出するようにな
つている。また、圧縮空気の一部は側路１１によ
り制御圧力として吸気閉塞部７まで取り出され、
吸気閉塞部７はこの制御圧により吸気閉塞弁を開
閉し、吐出圧力に応じて吸入空気量を制御するよ
うに働く。
また、圧縮空気の吐出経路には圧力センサ１２
が設けられており、電気信号に変換された圧力信
号は誤差増幅回路１３に入力され、誤差増幅回路
１３では圧力設定器１５により与えられた設定値
と圧力信号との差を取り出し、その結果を信号処
理回路１４に送出するようになつている。次い
で、信号処理回路１４では誤差増幅回路１３の出
力信号に基づき、インバータ２に周波数設定信号
を与えるようになつている。
が設けられており、電気信号に変換された圧力信
号は誤差増幅回路１３に入力され、誤差増幅回路
１３では圧力設定器１５により与えられた設定値
と圧力信号との差を取り出し、その結果を信号処
理回路１４に送出するようになつている。次い
で、信号処理回路１４では誤差増幅回路１３の出
力信号に基づき、インバータ２に周波数設定信号
を与えるようになつている。
一方、モータ４の電源入力端子には消費空気量
検出回路１６が接続され、モータ４に印加される
交流電源の周波数およびモータ入力電流が検出さ
れ、これらの検出値より消費空気量が測定される
ようになつている。すなわち、インバータ制御の
場合にはコンプレツサ５の回転数（モータ４の回
転数と同じ）と消費空気量とがほぼ線形の関係を
有し、また、吸気閉塞制御の場合にはモータ４の
負荷電流がモータ４に加わる負担の程度、つまり
消費空気量と一定の関係を有していることから、
これらの値をもつて消費空気量を推定することが
できるわけである。なお、吐出空気の流路中に流
量計を設け、直接に消費空気量を検出することも
可能であり、この場合、モータ４の電源ラインと
の接続は不要になる。
検出回路１６が接続され、モータ４に印加される
交流電源の周波数およびモータ入力電流が検出さ
れ、これらの検出値より消費空気量が測定される
ようになつている。すなわち、インバータ制御の
場合にはコンプレツサ５の回転数（モータ４の回
転数と同じ）と消費空気量とがほぼ線形の関係を
有し、また、吸気閉塞制御の場合にはモータ４の
負荷電流がモータ４に加わる負担の程度、つまり
消費空気量と一定の関係を有していることから、
これらの値をもつて消費空気量を推定することが
できるわけである。なお、吐出空気の流路中に流
量計を設け、直接に消費空気量を検出することも
可能であり、この場合、モータ４の電源ラインと
の接続は不要になる。
次いで、消費空気量検出回路１６の出力信号は
制御切替指令発生回路１７に与えられ、この制御
切替指令発生回路１７では消費空気量が一定値に
達した際に制御を切り替えるための切替信号をイ
ンバータ２および吸気閉塞部７に与えるようにな
つている。また、インバータ２の入出力端子間に
は位相調整器１８が設けられ、後述の如く、制御
の切替期間にインバータ２の位相および周波数を
商用電源と一致させるように動作する。
制御切替指令発生回路１７に与えられ、この制御
切替指令発生回路１７では消費空気量が一定値に
達した際に制御を切り替えるための切替信号をイ
ンバータ２および吸気閉塞部７に与えるようにな
つている。また、インバータ２の入出力端子間に
は位相調整器１８が設けられ、後述の如く、制御
の切替期間にインバータ２の位相および周波数を
商用電源と一致させるように動作する。
第３図は第２図に示した実施例の動作状態を示
したもので、縦軸に負荷率を、横軸にコンプレツ
サ５の回転数（モータ４の回転数と同じ）をとつ
てある。
したもので、縦軸に負荷率を、横軸にコンプレツ
サ５の回転数（モータ４の回転数と同じ）をとつ
てある。
以下、第２図、第３図を参照して動作を説明す
る。
る。
既に始動が行われたものとし、仮に消費空気量
の少ない軽・中間負荷率の状態にあるものとする
と、消費空気量検出回路１６の出力信号は所定の
値に達しないため、制御切替指令発生回路１７は
インバータ２に対しては動作信号を与え、吸気閉
塞部７に対しては動作停止信号を与えて吸気閉塞
弁を全開となるようにしている。なお、上記の所
定の値は、インバータ制御と吸気閉塞制御の効率
が逆転する負荷状態に応じて定められるもので、
例えば第１図に点Ｑで示した負荷率に相当する。
の少ない軽・中間負荷率の状態にあるものとする
と、消費空気量検出回路１６の出力信号は所定の
値に達しないため、制御切替指令発生回路１７は
インバータ２に対しては動作信号を与え、吸気閉
塞部７に対しては動作停止信号を与えて吸気閉塞
弁を全開となるようにしている。なお、上記の所
定の値は、インバータ制御と吸気閉塞制御の効率
が逆転する負荷状態に応じて定められるもので、
例えば第１図に点Ｑで示した負荷率に相当する。
しかして、上記のインバータ制御の状態にあつ
ては、圧力センサ１２によつて検出された吐出圧
力と圧力設定器１５の設定値とに差が生じると誤
差増幅回路１３により誤差量が検出され、信号処
理回路１４により周波数設定信号の変更が行わ
れ、インバータ２は発振周波数を変化させ、モー
タ４の回転数を増減せしめて設定圧力に近づくよ
うにする。すなわち、吐出圧力が高い場合には周
波数を低くし、逆に吐出圧力が低い場合には周波
数を高くするようにインバータ２は信号処理回路
１４から周波数設定信号を受ける。そして、これ
らの動作は速やかに行われるため、コンプレツサ
５の吐出圧力はほぼ一定値に保たれることとな
る。なお、このインバータ制御の期間において
は、電源切替部３の接点MC2はオフの状態にあ
る。
ては、圧力センサ１２によつて検出された吐出圧
力と圧力設定器１５の設定値とに差が生じると誤
差増幅回路１３により誤差量が検出され、信号処
理回路１４により周波数設定信号の変更が行わ
れ、インバータ２は発振周波数を変化させ、モー
タ４の回転数を増減せしめて設定圧力に近づくよ
うにする。すなわち、吐出圧力が高い場合には周
波数を低くし、逆に吐出圧力が低い場合には周波
数を高くするようにインバータ２は信号処理回路
１４から周波数設定信号を受ける。そして、これ
らの動作は速やかに行われるため、コンプレツサ
５の吐出圧力はほぼ一定値に保たれることとな
る。なお、このインバータ制御の期間において
は、電源切替部３の接点MC2はオフの状態にあ
る。
次に、上述の軽・中間負荷率の状態（第３図の
点ａ）から消費空気量が増加した場合には、吐出
空気量とのアンバランスから圧力変化が生じるた
め、前述のフイードバツク動作によりインバータ
２の発振周波数は負荷率の増大とともにほぼ直線
的に上昇し、モータ４の回転数を高めて一定圧力
の圧縮空気を送出し続ける。
点ａ）から消費空気量が増加した場合には、吐出
空気量とのアンバランスから圧力変化が生じるた
め、前述のフイードバツク動作によりインバータ
２の発振周波数は負荷率の増大とともにほぼ直線
的に上昇し、モータ４の回転数を高めて一定圧力
の圧縮空気を送出し続ける。
消費空気量が更に増大し、インバータ制御と吸
気閉塞制御との効率が逆転する負荷率（第１図で
は点Ｑ、第３図では点ｂ）に達すると、負荷率の
増加は消費空気量検出回路１６により検出され、
制御切替指令発生回路１７からインバータ２およ
び吸気閉塞部７に対して制御の切替信号が発せら
れ、制御の切替期間に入る。しかして、この状態
における動作を詳述すると、第３図において点ｂ
に達すると吸気閉塞部７は制御切替指令発生回路
１７の動作信号を受けて動作を開始し、それまで
開放状態であつた吸気閉塞弁を動作させ、側路１
１を介して圧縮空気の吐出経路から取り出した吐
出圧力に応じて吸気閉塞弁を制御し、吐出圧力に
応じてコンプレツサの吸入空気量を制御するよう
に働く。
気閉塞制御との効率が逆転する負荷率（第１図で
は点Ｑ、第３図では点ｂ）に達すると、負荷率の
増加は消費空気量検出回路１６により検出され、
制御切替指令発生回路１７からインバータ２およ
び吸気閉塞部７に対して制御の切替信号が発せら
れ、制御の切替期間に入る。しかして、この状態
における動作を詳述すると、第３図において点ｂ
に達すると吸気閉塞部７は制御切替指令発生回路
１７の動作信号を受けて動作を開始し、それまで
開放状態であつた吸気閉塞弁を動作させ、側路１
１を介して圧縮空気の吐出経路から取り出した吐
出圧力に応じて吸気閉塞弁を制御し、吐出圧力に
応じてコンプレツサの吸入空気量を制御するよう
に働く。
一方、この動作と並行して、インバータ２は制
御切替指令発生回路１７の信号を受けて発振周波
数を急速に上昇せしめ、コンプレツサ５が定格回
転数N0となる点ｃまで周波数上昇を行う。そし
て、モータ４の回転数が点ｃにおける値に達する
と位相調整器１８を動作させてインバータ２の出
力を商用電源の位相、周波数と完全に同期させ、
同期がとれた時点でインバータ２からの信号を受
けて電源切替部３の接点MC2をオンし、インバ
ータ２の出力と商用電源とにより並列運転を行
う。その後、接点等の動作が完全に行われるのを
見込んだ所定の時間の後、電源切替部３の接点
MC1をオフに転じ、商用電源のみの駆動に切り
替える。なお、切替に際してインバータ出力と商
用電源による並列運転の期間を設けたのは、切替
時の突入電流を低減せしめるためであり、モータ
４の電源は開放状態とされることなく連続的に切
替が行われるので、切替時のシヨツクが大幅に軽
減されるものである。そのため、商用電源の容量
を小さく設定することが可能となる。
御切替指令発生回路１７の信号を受けて発振周波
数を急速に上昇せしめ、コンプレツサ５が定格回
転数N0となる点ｃまで周波数上昇を行う。そし
て、モータ４の回転数が点ｃにおける値に達する
と位相調整器１８を動作させてインバータ２の出
力を商用電源の位相、周波数と完全に同期させ、
同期がとれた時点でインバータ２からの信号を受
けて電源切替部３の接点MC2をオンし、インバ
ータ２の出力と商用電源とにより並列運転を行
う。その後、接点等の動作が完全に行われるのを
見込んだ所定の時間の後、電源切替部３の接点
MC1をオフに転じ、商用電源のみの駆動に切り
替える。なお、切替に際してインバータ出力と商
用電源による並列運転の期間を設けたのは、切替
時の突入電流を低減せしめるためであり、モータ
４の電源は開放状態とされることなく連続的に切
替が行われるので、切替時のシヨツクが大幅に軽
減されるものである。そのため、商用電源の容量
を小さく設定することが可能となる。
しかして、上記の動作によりコンプレツサ５の
容量制御はインバータ制御から吸気閉塞制御に完
全に切り替えられ、負荷率が100％（点ｄ）とな
る重負荷領域まで、コンプレツサ５はほぼ定格回
転数のまま吸気閉塞部７の動作により圧力の調整
が行われる。以上の動作を第３図で順を追つて示
せば、ａ→→ｂ→→ｃ→→ｄとなる。
容量制御はインバータ制御から吸気閉塞制御に完
全に切り替えられ、負荷率が100％（点ｄ）とな
る重負荷領域まで、コンプレツサ５はほぼ定格回
転数のまま吸気閉塞部７の動作により圧力の調整
が行われる。以上の動作を第３図で順を追つて示
せば、ａ→→ｂ→→ｃ→→ｄとなる。
次に、重負荷状態から消費空気量が減少して
軽・中間負荷状態に移行する場合について説明す
る。第３図において、点ｄ側より負荷率が下がる
とコンプレツサ５の回転数はほぼ定格回転のまま
状態が推移して行く。そして、インバータ制御と
吸気閉塞制御の効率が逆転する点ｃに達すると、
消費空気量検出回路１６および制御切替指令発生
回路１７の動作によりその旨が検出され、制御切
替指令発生回路１７からインバータ２および吸気
閉塞部７に対し切替信号が与えられる。しかし
て、インバータ２は制御切替指令発生回路１７か
らの動作信号を受け、それまで停止していた発振
動作を再開し、位相調整器１８の動作により商用
電源と位相、周波数の完全に一致した出力を送出
する。そして、インバータ２がスタンバイすると
インバータ２からの信号を受けて電源切替部３の
接点MC1がオンに転じられてモータ４は並列運
転状態となり、所定の時間経過後に電源切替部３
の接点MC2はオフに転じられ、インバータ制御
に切り替えられる。よつて、以後はインバータ２
の出力によりモータ４は負荷率に応じた回転数に
制御されることとなる。また、これと同時に、吸
気閉塞部７は制御切替指令発生回路１７から動作
停止指令を受けて吸気閉塞弁を全開とする。な
お、上記の切替の際にもインバータ出力と商用電
源による並列運転の期間を設け、モータ４の電源
は開放状態とされることなく連続的に切替が行わ
れるので、突入電流の低減が可能となる。しかし
て、以上の動作を第３図で順を追つて示せば、ｄ
→→ｃ→ｂ→→ａとなる。
軽・中間負荷状態に移行する場合について説明す
る。第３図において、点ｄ側より負荷率が下がる
とコンプレツサ５の回転数はほぼ定格回転のまま
状態が推移して行く。そして、インバータ制御と
吸気閉塞制御の効率が逆転する点ｃに達すると、
消費空気量検出回路１６および制御切替指令発生
回路１７の動作によりその旨が検出され、制御切
替指令発生回路１７からインバータ２および吸気
閉塞部７に対し切替信号が与えられる。しかし
て、インバータ２は制御切替指令発生回路１７か
らの動作信号を受け、それまで停止していた発振
動作を再開し、位相調整器１８の動作により商用
電源と位相、周波数の完全に一致した出力を送出
する。そして、インバータ２がスタンバイすると
インバータ２からの信号を受けて電源切替部３の
接点MC1がオンに転じられてモータ４は並列運
転状態となり、所定の時間経過後に電源切替部３
の接点MC2はオフに転じられ、インバータ制御
に切り替えられる。よつて、以後はインバータ２
の出力によりモータ４は負荷率に応じた回転数に
制御されることとなる。また、これと同時に、吸
気閉塞部７は制御切替指令発生回路１７から動作
停止指令を受けて吸気閉塞弁を全開とする。な
お、上記の切替の際にもインバータ出力と商用電
源による並列運転の期間を設け、モータ４の電源
は開放状態とされることなく連続的に切替が行わ
れるので、突入電流の低減が可能となる。しかし
て、以上の動作を第３図で順を追つて示せば、ｄ
→→ｃ→ｂ→→ａとなる。
また、第４図は他の実施例を示したものであ
り、電源切替部３の接点MC2とモータ４の接続
経路中にフイルタ１９を挿入し、電源切替部３の
接点MC1と反転動作する接点MC′1によりフイル
タ１９の両端を短絡するようにして、インバータ
出力と商用電源による並列運転の期間においてイ
ンバータ２の出力に含まれる高調波成分がライン
に漏れ出ないようにしたものである。なお、他の
構成は第２図に示したものと同様である。
り、電源切替部３の接点MC2とモータ４の接続
経路中にフイルタ１９を挿入し、電源切替部３の
接点MC1と反転動作する接点MC′1によりフイル
タ１９の両端を短絡するようにして、インバータ
出力と商用電源による並列運転の期間においてイ
ンバータ２の出力に含まれる高調波成分がライン
に漏れ出ないようにしたものである。なお、他の
構成は第２図に示したものと同様である。
次に、第５図は、本発明を適用する際に必要以
上に制御の切替が起こらないようにするための処
理をフローチヤートで示したものである。すなわ
ち、消費空気量の変化にあまりに忠実に反応する
と、例えば一時的な変動に対しても制御の切替が
行われることになり、このような頻繁な切替動作
は効率向上というよりも、かえつて装置の劣化に
つながるからである。
上に制御の切替が起こらないようにするための処
理をフローチヤートで示したものである。すなわ
ち、消費空気量の変化にあまりに忠実に反応する
と、例えば一時的な変動に対しても制御の切替が
行われることになり、このような頻繁な切替動作
は効率向上というよりも、かえつて装置の劣化に
つながるからである。
第５図において、ステツプ１００で動作が開始
されると、ステツプ１０１で現時点における制御
を確認し、インバータ制御である場合にはステツ
プ１０２に、吸気閉塞制御である場合にはステツ
プ１０５に移行する。そして、ステツプ１０２，
１０５では現在行われている制御を変更する必要
がある領域に入つているかどうかを消費空気量に
より確認し、切替の必要がない場合はステツプ１
０１に戻り、切替の必要が生じた場合はステツプ
１０３，１０６に夫々移行する。次いで、ステツ
プ１０３，１０６においては、負荷率の変化が生
じて制御を切り替える必要が生じてから一定時間
を経過したかどうかを確認し、一時的な変動のた
め切替必要領域に一定時間以上ない場合にはステ
ツプ１０１に戻り、一定時間以上の定常的なもの
である場合にはステツプ１０４，１０７に夫々移
行して現在行われている制御を切り替える。
されると、ステツプ１０１で現時点における制御
を確認し、インバータ制御である場合にはステツ
プ１０２に、吸気閉塞制御である場合にはステツ
プ１０５に移行する。そして、ステツプ１０２，
１０５では現在行われている制御を変更する必要
がある領域に入つているかどうかを消費空気量に
より確認し、切替の必要がない場合はステツプ１
０１に戻り、切替の必要が生じた場合はステツプ
１０３，１０６に夫々移行する。次いで、ステツ
プ１０３，１０６においては、負荷率の変化が生
じて制御を切り替える必要が生じてから一定時間
を経過したかどうかを確認し、一時的な変動のた
め切替必要領域に一定時間以上ない場合にはステ
ツプ１０１に戻り、一定時間以上の定常的なもの
である場合にはステツプ１０４，１０７に夫々移
行して現在行われている制御を切り替える。
しかして、上記の機能を第２図および第４図に
おける制御切替指令発生回路１７に含ませること
により適用が可能である。
おける制御切替指令発生回路１７に含ませること
により適用が可能である。
（発明の効果）
以上のように本発明にあつては、電動圧縮機の
吐出空気量を制御するものにおいて、電動圧縮機
の回転数制御を行うインバータ制御と吸気閉塞弁
により吸入空気量を制御する吸気閉塞制御とを電
動圧縮機の負荷率に対しモータの入力が小さくな
るように切り替え、かつ切替に際してインバータ
出力と商用電源の位相、周波数を完全に同期させ
た状態での並列運転期間を設け、モータの電源を
開放することなく切替を行うようにしたので、吐
出圧力の精密制御が可能で、しかも全負荷領域に
わたつて高効率を維持でき、省エネ効果の高い電
動圧縮機を提供することができる。
吐出空気量を制御するものにおいて、電動圧縮機
の回転数制御を行うインバータ制御と吸気閉塞弁
により吸入空気量を制御する吸気閉塞制御とを電
動圧縮機の負荷率に対しモータの入力が小さくな
るように切り替え、かつ切替に際してインバータ
出力と商用電源の位相、周波数を完全に同期させ
た状態での並列運転期間を設け、モータの電源を
開放することなく切替を行うようにしたので、吐
出圧力の精密制御が可能で、しかも全負荷領域に
わたつて高効率を維持でき、省エネ効果の高い電
動圧縮機を提供することができる。
第１図は従来から存在する制御の負荷率とモー
タ入力との関係を示す図、第２図は本発明の一実
施例を示すブロツク図、第３図は第２図の実施例
の動作説明図、第４図は本発明の他の実施例を示
すブロツク図、第５図は制御の安定化を図るため
の処理を示すフローチヤートである。 １……端子、２……インバータ、３……電源切
替部、４……モータ、５……コンプレツサ、６…
…吸気口、７……吸気閉塞部、８……レシーバタ
ンク、９……サービスバルブ、１０……吐出口、
１１……側路、１２……圧力センサ、１３……誤
差増幅回路、１４……信号処理回路、１５……圧
力設定器、１６……消費空気量検出回路、１７…
…制御切替指令発生回路、１８……位相調整器、
１９……フイルタ、MC1，MC2，MC′1……接点、
MCB……ブレーカ。
タ入力との関係を示す図、第２図は本発明の一実
施例を示すブロツク図、第３図は第２図の実施例
の動作説明図、第４図は本発明の他の実施例を示
すブロツク図、第５図は制御の安定化を図るため
の処理を示すフローチヤートである。 １……端子、２……インバータ、３……電源切
替部、４……モータ、５……コンプレツサ、６…
…吸気口、７……吸気閉塞部、８……レシーバタ
ンク、９……サービスバルブ、１０……吐出口、
１１……側路、１２……圧力センサ、１３……誤
差増幅回路、１４……信号処理回路、１５……圧
力設定器、１６……消費空気量検出回路、１７…
…制御切替指令発生回路、１８……位相調整器、
１９……フイルタ、MC1，MC2，MC′1……接点、
MCB……ブレーカ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 吐出圧力に応じて吸気閉塞弁を開閉し吸入空
気量を制御する吸気閉塞部７と、モータ４に連結
し駆動するコンプレツサ５とを備えた電動圧縮機
において、 モータ４の電源端子を電源切替部３に接続する
と共に、電源切替部３はインバータ２からの信号
によりインバータ２と商用電源とに電源を切替え
るよう構成し、 モータ４に印加される交流電源の周波数と入力
電流から、または吐出空気の流路中に設けた流量
計により消費空気量を検出する消費空気量検出回
路１６と、 この消費空気量検出回路１６からの出力信号を
受けて制御切替信号をインバータ２と吸気閉塞部
７とに与える制御切替指令発生回路１７と、 圧縮空気の吐出経路に設けられた圧力センサ１
２からの圧力信号により吐出圧力に応じた周波数
設定信号をインバータ２に出力する信号処理回路
１４と、 インバータ２の入出力端子に接続され、インバ
ータ２と商用電源との切替え時にインバータ２の
位相及び周波数を商用電源と一致させる位相調整
器１８とを備え、 負荷率が一定値以下の軽・中間負荷時において
は、消費空気量検出回路１６からの出力信号によ
つて制御切替指令発生回路１７はインバータ制御
への切替信号をインバータ２と吸気閉塞部７とに
発し、インバータ２は電源切替部３に信号を与え
電源をインバータ２に切替えさせ、吸気閉塞部７
は吸気閉塞弁を全開にし、圧力センサ１２の圧力
信号に基づいて信号処理回路１４は周波数設定信
号を出力してインバータ２の回転数を制御するイ
ンバータ制御とし、 負荷率が一定値を越えた重負荷時になると、消
費空気量検出回路１６からの出力信号によつて制
御切替指令発生回路１７は吸気閉塞制御への切替
信号をインバータ２と吸気閉塞部７とに発し、イ
ンバータ２は電源切替部３に信号を与え電源を商
用電源に切替えさせ、吸気閉塞部７は動作を開始
して吸入空気量を制御する吸気閉塞制御に切替
え、 負荷率に応じてインバータ制御と吸気閉塞制御
を切替える際に、インバータ２の出力と商用電源
の位相、周波数を一致させた状態で並列運転期間
を設け、モータ４の電源を開放することなく切替
えを行うことを特徴とする電動圧縮機。 ２ インバータ２と商用電源による並列運転期間
において、商用電源とモータ４との接続経路にフ
イルターを挿入したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の電動圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59060071A JPS60204291A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 電動圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59060071A JPS60204291A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 電動圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204291A JPS60204291A (ja) | 1985-10-15 |
| JPH0546797B2 true JPH0546797B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=13131480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59060071A Granted JPS60204291A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 電動圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60204291A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006200465A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Kobe Steel Ltd | 冷凍装置 |
| JP2007085360A (ja) * | 1996-02-19 | 2007-04-05 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | スクリュー圧縮機の運転方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022157242A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-14 | 株式会社日立産機システム | 圧縮機及び圧縮機制御システム |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP59060071A patent/JPS60204291A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007085360A (ja) * | 1996-02-19 | 2007-04-05 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | スクリュー圧縮機の運転方法 |
| JP2006200465A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Kobe Steel Ltd | 冷凍装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60204291A (ja) | 1985-10-15 |
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