CN115135890A - 压缩机、空调机、制冷机以及压缩机控制方法 - Google Patents

Abstract

压缩机具有旋转轴(1)、支撑旋转轴(1)的滑动轴承(2)、使旋转轴(1)旋转的电动机(3)和控制电动机(3)的逆变器(4)，该压缩机具备：传感器(5)，设置于滑动轴承(2)或滑动轴承嵌合的旋转轴部分，输出测量出的测量值作为输出信号；以及信号处理部(7)，对从传感器(5)输出的输出信号进行运算处理来求出电动机(3)应旋转的转速并作为控制信号向逆变器(4)发送以控制电动机(3)的转速。

Description

压缩机、空调机、制冷机以及压缩机控制方法

技术领域

本发明涉及由电动机驱动的压缩机、具备压缩机的空调机、具备压缩机的制冷机以及控制压缩机的压缩机控制方法。

背景技术

以往的压缩机的故障大多是由于滑动轴承的发热胶着或异常磨损而产生的。作为以往的压缩机，例如为了防止由润滑油粘度的降低导致的制冷剂压缩机轴承的发热胶着损伤，在制冷剂压缩机具备粘度传感器，利用该传感器测定制冷剂压缩机贮油部的粘度，在粘度低于预定值的情况下，停止向制冷剂压缩机供给制冷剂。该技术通过停止制冷剂供给，从而暂时降低压缩机的负载来防止压缩机的发热胶着(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-206486号公报

发明内容

发明所要解决的技术课题

在以往的压缩机中，虽然对压缩机的贮油部的粘度进行测量，但难以根据贮油部的粘度全面地判断轴与轴承的接触或发热胶着。即使在预定粘度以上，也取决于运行条件而有可能轴与轴承接触而产生发热胶着、异常磨损。另外，由于不供给制冷剂，因此还有作为压缩机的功能停止、效率降低的问题。

为了解决上述问题，目的在于在宽范围的运行条件下避免在轴承部的故障。

用于解决技术课题的技术方案

本公开的一个技术方案的发明具备：传感器，设置于滑动轴承或滑动轴承嵌合的旋转轴部分，输出测量出的测量值作为输出信号；以及信号处理部，对从传感器输出的输出信号进行运算处理来求出电动机应旋转的转速，并将该电动机应旋转的转速作为控制信号向所述逆变器发送以对所述电动机的转速进行控制。

发明效果

根据本公开的一个实施方式，能够在宽范围的运行条件下避免在轴承部的故障。另外，根据本公开的其它实施方式，能够不用停止压缩机的运行而避免压缩机的旋转轴与轴承部的接触、伴随该接触的发热胶着及异常磨损。

附图说明

图1为示出表示本公开的实施方式1的压缩机的结构的图。

图2为示出表示本公开的实施方式1的压缩机的控制流程的图。

图3为示出本公开的实施方式1的压缩机的转速的控制流程的例子。

图4为示出表示本公开的实施方式1的压缩机的滑动轴承内的旋转轴的偏心状态的示意图。

图5为示出将位移传感器设置于在示出本公开的实施方式1的压缩机的滑动轴承嵌合的旋转轴部分的结构的图。

图6为示出表示本公开的实施方式2的压缩机的结构的图。

图7为进行示出本公开的实施方式2的压缩机的控制的计算机的硬件结构例的图。

附图标记

1：旋转轴；2：轴承、滑动轴承；3：电动机；4：逆变器；5：传感器、位移传感器；6：压缩机、制冷剂压缩机；7：信号处理部；8：存储部；9：机器学习部；10：学习模型存储部；11：控制量计算部。

具体实施方式

实施方式1.

图1为示出本发明的实施方式1的制冷剂压缩机的纵剖面图。在此虽然举出制冷剂压缩机作为压缩机的例子来进行说明，但能够应用本实施方式的压缩机不限于制冷剂压缩机，只要是压气机(compressor)或鼓风机(blower)等具有通常的滑动轴承的压缩机即可。尤其是能够应用于压缩机具有围绕由滑动轴承支撑的旋转轴旋转的旋转机构并利用该旋转机构发挥压缩功能的压缩机。进一步说，适于对旋转机构的旋转轴施加偏心载荷的压缩机。

图1为示出表示本实施方式的压缩机的结构的图。在附图中，左侧示出作为制冷剂压缩机之一的双回转式压缩机的剖面图，右侧示出表示控制该压缩机的结构的框图。在此虽然示出了双回转式压缩机，但也可以为压缩机构在一处的单回转式压缩机，只要是涡旋式压缩机、螺杆式压缩机等被轴承支撑的压缩机就能够应用本发明。

在附图中，制冷剂压缩机6具有旋转轴1、支撑旋转轴1的滑动轴承2、使旋转轴1旋转的电动机3和控制电动机3的逆变器4。电动机3包括定子3a和设置于定子3a的内侧且固定于旋转轴1的转子3b。电动机3利用在定子3a与转子3b之间产生的电磁力而围绕旋转轴1的中心轴旋转。

另外，在旋转轴1设置有滚动活塞，该滚动活塞具有相对于旋转轴1的中心轴偏心的形状。滚动活塞被配置于气缸中，该气缸以从旋转轴1的中心轴沿外周方向覆盖的方式设置。在滚动活塞与气缸之间形成有压缩室及吸入室。当电动机3旋转时，固定于旋转轴1的滚动活塞在气缸内旋转，随着滚动活塞的旋转，与吸入口连接的吸入室的空间变小，内部的介质被压缩而成为压缩室，与排出口连接而排出内部的介质。

滑动轴承2以使旋转轴1能够旋转的方式支撑旋转轴1，能够配置于在旋转轴1的轴向上并排配置的两个滚动的轴向外侧。在该情况下，滑动轴承2可以构成压缩室的端面。

进而，制冷剂压缩机6具有：传感器5，设置于滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1的部分，输出使用科学性原理测量表示制冷剂压缩机6的状态的物理量而得到的测量值作为输出信号；以及信号处理部7，为对从传感器5输出的输出信号进行运算处理来求出电动机3应旋转的转速并向逆变器4发送控制信号的控制部。此外，信号处理部可以被认为是控制部。

传感器5没有接触、非接触的区分，传感器5测定的物理量只要为设置于滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1的部分而能够测量的表示制冷剂压缩机6的状态的物理量即可。传感器5的物理量例如为振动、温度、压力。

使用科学性原理作为传感器5的测定原理，对于振动可考虑加速度传感器，对于温度可考虑热电偶，对于压力可考虑膜片式压力传感器。

更具体而言，能够使传感器5为位移传感器。位移传感器只要为能够测量测定对象的位移或距离或厚度等的传感器即可。位移传感器的测定方式没有接触、非接触的区分，可以为涡电流式、电容式、激光式、超声波式等任意方式。另外，位移传感器可以测量滑动轴承2的位移、滑动轴承2与旋转轴1之间的相对位移或相对位移的改变。

接下来对工作进行说明。当电动机3使旋转轴旋转1时，固定于旋转轴1的转子3b旋转。于是压缩机6在转子3b与气缸之间执行制冷剂的吸入、压缩、排出的循环，实现压缩、排出制冷剂的功能。

在此，测量压缩机6的转子3b的旋转轴1与滑动轴承2的内侧表面之间的轴承间隙的位移传感器5输出与轴承间隙的大小相应的电压等信号。表示旋转轴1与滑动轴承2的内侧表面之间的轴承间隙的大小的传感器信号被传送到信号处理部7，信号处理部7将接收到的传感器信号换算为轴承间隙的大小。信号处理部7根据轴承间隙的大小来考虑电动机3的应旋转的转速，向逆变器4输出控制信号。信号处理部7也可以不进行从上述传感器信号到轴承间隙的换算，而根据传感器信号求出对逆变器4的控制信号，向逆变器4输出该控制信号。

信号处理部7在求出与轴承间隙的大小或传感器信号相应的控制信号时能够进行如下工作。保持预先设定的作为传感器5的测量值的健全性的基准的阈值，在传感器5的测量值偏离由阈值决定为健全的健全范围的情况下，以使传感器5的测量值落入健全范围为目标而对电动机3的转速进行反馈控制。

阈值作为传感器5的测量值的健全性的基准，也能够由上限阈值及下限阈值这两个值构成。在本例中，只要传感器5的测量值为上限阈值至下限阈值之间的值，则落入表示压缩机的状态为健全的健全范围，向逆变器4输出维持目前为止的转速的控制信号。在传感器5的测量值在健全范围外的情况下，向逆变器4输出以使传感器5的测量值落入健全范围为目标而对电动机3的转速进行反馈控制的信号。

当传感器5的测量值在健全范围外，为了求出以使传感器5的测量值落入健全范围为目标而对电动机3的转速进行反馈控制的信号，可以暂且使电动机3的转速改变，观察此后传感器5的测量值以判断控制的做法。

具体而言，信号处理部7向逆变器4传送使转速上升一定量(例如每分钟预定转速)的控制信号，如果预定时间后(具体而言1分钟)的传感器5的测量值向健全范围内的方向改变，则继续向逆变器4输出使电动机3的转速上升的控制信号。反之，如果预定时间后的传感器5的测量值进一步向健全范围之外改变，则向逆变器4输出使电动机3的转速下降的控制信号。如此反复，在控制后的传感器5的测量值落入健全范围内的时间点，向逆变器4输出使电动机3的转速返回原样的控制信号并维持。

图2为示出关于本实施方式的控制方法的流程图。使用附图，示出使用6个步骤通过逆变器4来控制电动机3的转速的方法。

步骤S0：在开头的控制步骤S0，包括制冷剂压缩机6的装置、例如传感器空调机或制冷设备被启动。制冷剂压缩机6的电动机3旋转，旋转轴1及固定于该旋转轴1的转子3b旋转，并且由压缩机6进行吸入、压缩、排出。

步骤S1：在第一控制步骤S1，在由压缩机6进行吸入、压缩、排出的状态下，传感器5开始测量滑动轴承2的状态。具体而言，位移传感器5测量滑动轴承2与旋转轴1之间的间隙。传感器5测量的值取决于传感器测量的物理量。测量的物理量取决于传感器5的种类。

步骤S2：在第二控制步骤S2，对传感器5测量出的测量值与预先设定的作为测量值的健全性的基准的阈值进行比较，判断是否在健全范围。对例如预先设定了判断为健全的轴承间隙的上限阈值的情况进行说明。如果传感器5测量出的测量值或将测量值换算为轴承间隙的大小而得到的值小于阈值，则转移到步骤S3。

步骤S3：在第三控制步骤S3，确认有无制冷剂压缩机6、空调机或制冷设备的停止指令。在有停止指令的情况下，使制冷剂压缩机6、空调机或制冷设备停止。在没有停止指令的情况下，转移到步骤S4。

步骤S4：在第四控制步骤S4，信号处理部7向逆变器4输出与制冷剂压缩机6、空调机或制冷机的工作设定相应地预先设定的对电动机3的转速的控制信号，在转移到后述的步骤S6之后，返回到步骤S1。以上的步骤S1～S6到S1的控制为制冷剂压缩机6的状态为健全时的基本工作。

接下来，对在步骤S2中传感器5的测量值或轴承间隙的大小为阈值以上的情况进行说明。在传感器5的测量值或轴承间隙的大小为阈值以上的情况下，转移到步骤S5。

步骤S5：在第五控制步骤S5，信号处理部7产生使电动机3的转速改变的控制信号(指令)并向逆变器4输出。接受到该控制信号的逆变器控制电动机3以使电动机3的转速改变，并转移到步骤S6。

步骤S6：在第六控制步骤S6，信号处理部7对逆变器4输出维持电动机3的转速的控制信号(指令)。接受到该控制信号的逆变器4控制电动机3以维持电动机3的转速，并返回至步骤S1。

从步骤S6返回到步骤S1，前进到步骤S2。此时在第二控制步骤S2，对传感器5测量出的测量值与预先设定的作为测量值的健全性的基准的阈值进行比较，判断是否在健全范围。如果判断结果为健全范围内、即传感器5测量出的传感器测量值或将测量值换算为轴承间隙的大小而得到的值小于阈值，则转移到步骤S3、步骤S6，结果是进行维持电动机3的转速的控制。另一方面，如果判断结果为在健全范围外、即传感器5测量出的传感器测量值或将测量值换算为轴承间隙的大小而得到的值依然为阈值以上，则按照步骤S1、S2、S5、S6、S1的顺序执行步骤直到轴承间隙在健全范围内、即小于阈值为止。

以上是步骤S2的预先设定的阈值为轴承间隙的上限阈值的情况，而预先设定的阈值为轴承间隙的下限阈值的情况如下。在步骤S2中，在轴承间隙超过阈值的情况下，转移到步骤S3，在为阈值以下的情况下，转移至步骤S5。继续上述的步骤直到被给予制冷剂压缩机6、空调机或制冷设备的停止命令为止。

以上对阈值为轴承间隙的上限阈值、下限阈值的情况分别进行了说明，也可以设为阈值为上限阈值及下限阈值、健全范围为上限阈值及下限阈值之间。在该情况下，在步骤S2，信号处理部7在判断是否在健全范围时，在传感器5测量出的测量值或轴承间隙的大小超过下限阈值且小于上限阈值的情况下，判断为在健全范围内，除此以外被认为在健全范围外。

进而，在被认为在健全范围外的情况下，在步骤S5，在测量值或轴承间隙的大小为下限阈值以下时和为上限阈值以上时，信号处理部7产生的使电动机3的转速改变的控制信号通常不同，为使电动机3的转速上升或是下降的相反的控制信号。

图3为示出关于本实施方式的其它控制方法的流程图。此外，在附图中，结尾的A至E为用于对控制步骤的情形进行区别的名称，结尾之前的步骤S〇相同的步骤的内部处理是同样的。

在判断为制冷剂压缩机6、空调机或制冷设备的状态为健全范围内的情况下，依次执行作为与上述控制步骤S1、S2、S3、S4、S1相同的内容的步骤S1A、S2A、S3、S4A、S1A。

接下来，对在转移至作为使电动机3的转速改变的处理的控制的情况、即在步骤上述S2判断为传感器5的测量值或轴承间隙的大小在健全范围外的情况进行说明。首先，对于阈值被设为轴承间隙的上限的情况进行说明。

步骤S1A：与上述步骤S1相当。与上述同样地，在由压缩机6进行吸入、压缩、排出的状态下，位移传感器5测量滑动轴承2与旋转轴1之间的间隙。

步骤S2A：与上述步骤S2相当，在传感器5测量出的测量值或轴承间隙的大小为阈值以上的情况下，判断为在健全范围外，在转移至信号处理部7首先产生使电动机转速“增加”的控制信号并向逆变器4输出的步骤S5-1之后，转移到步骤S1B。在传感器5测量出的测量值或轴承间隙的大小小于阈值的情况下，认为在健全范围内，转移到步骤S3。

步骤S5-1：信号处理部7产生使电动机3的转速“增加”的控制信号并向逆变器4输出以使电动机3的转速“增加”。

步骤S1B：再次进行上述步骤S1的处理。尤其是传感器5进行对滑动轴承的状态的测量，并转移到步骤S7A。

步骤S7A：在步骤S7A，对最新测量出的传感器测量值或轴承间隙的大小与上次测量出的传感器测量值或轴承间隙的大小进行比较。在此，对信号处理部7判定最新的轴承间隙相对于上次的轴承间隙是否增加的情况进行说明。

1)在最新的轴承间隙相比于上次的轴承间隙减小的情况下，由于改变的结果为好转的方向，因此在转移到维持电动机3的转速的步骤S6B之后，将处理转移到步骤S2A。

2)在最新的轴承间隙相比于上次的轴承间隙增加或不变的情况下，由于改变的结果为恶化或不变，因此本次将处理转移到反过来使电动机3的转速“减小”的步骤S5-2。

步骤S6B：与上述步骤S6同样地，信号处理部7产生维持电动机3的转速的控制信号并向逆变器4输出以维持电动机3的转速。

步骤S5-2：信号处理部7产生使电动机3的转速“减小”的控制信号并向逆变器4输出以使电动机3的转速“减小”。接下来转移到步骤S1C。

步骤S1C：再次进行上述步骤S1的处理。尤其是传感器5进行对滑动轴承的状态的测量，转移到步骤S7B。

步骤S7B：在步骤S7B，对最新测量出的传感器测量值或轴承间隙的大小与上次测量出的传感器测量值或轴承间隙的大小进行比较。

1)在最新的轴承间隙相比于上次的轴承间隙减小的情况下，由于改变的结果为好转的方向，因此转移到步骤S6C。

2)在最新的轴承间隙相比于上次的轴承间隙增加或不变的情况下，改变的结果为恶化或不变。在该步骤中，即使刚刚使电动机3的转速“减小”或“增加”，结果也会恶化或不变。在该情况下，转移到步骤S6E。

步骤S6C：与上述步骤S6同样地，信号处理部7产生维持电动机3的转速的控制信号并向逆变器4输出以维持电动机3的转速，转移到步骤2B。

步骤S2B：在步骤S7B，由于使电动机3的转速“减小”的结果为好转的方向，因此在传感器5再次测量出的测量值或轴承间隙的大小为阈值以上的情况下，判断为在健全范围外，转移至信号处理部7产生使电动机转速“减小”的控制信号并向逆变器4输出的步骤S5-2。在测量值或轴承间隙的大小小于阈值的情况下，落入健全范围内，转移到继续电动机3的转速的步骤S6D。

步骤S6D：与上述步骤S6同样地，信号处理部7产生维持电动机3的转速的控制信号并向逆变器4输出以维持电动机3的转速，之后移动到步骤S1A。该步骤为被作为健全范围内的情况下的处理。

步骤S6E：与上述步骤S6同样地，信号处理部7产生维持电动机3的转速的控制信号并向逆变器4输出以维持电动机3的转速，之后转移至步骤S1A以实施一系列流程。通过该处理流程来进行对轴承间隙变得小于阈值的电动机3的转速的搜索。

图3中记载的S3表示在步骤S2A中传感器5测量出的测量值或轴承间隙的大小小于阈值的情况下，判断为健全范围内而处理移动到步骤S3。在步骤S3，与上述的步骤S3同样地，确认有无制冷剂压缩机6、空调机或制冷设备的停止指令，在有停止指令的情况下，使制冷剂压缩机6、空调机或制冷设备停止。在没有停止指令的情况下，处理转移到步骤S4/S6A。图3中记载的S4/S6A的意思是进行与上述的步骤S4及步骤S6同样的处理。即，在步骤S4，信号处理部7向逆变器4输出与制冷剂压缩机6、空调机或制冷机的工作设定相应地预先设定的对电动机3的转速的控制信号，在步骤S6A，信号处理部7向逆变器4输出维持电动机3的转速的控制信号(指令)。

此外，在上述控制流程中，关于指示使电动机3的转速增加的电动机转速增加指令步骤S5-1和指示使电动机3的转速减小的电动机转速减小指令步骤S5-2的执行顺序，哪个步骤为先皆可。即，在上述说明中，虽然是接着步骤S2A先进行电动机转速增加指令步骤S5-1，但也可以先执行电动机转速减小指令步骤S5-2。进而，在像这样使执行顺序相反的情况下，接着两步骤执行的步骤与上述相同地转移。

进而，还可以考虑将针对轴承间隙的阈值设为上限及下限这两者。在该情况下，在步骤S2A及S2B中，只要控制电动机3的转速以使测量出的轴承间隙落入在阈值的上下限内的健全范围内即可。

另外，在步骤S7A及步骤S7B中，可以判定最新的轴承间隙是否相对于上次的物理量(上次的轴承间隙)减小。在判定最新的轴承间隙相对于上次的物理量是否减小的情况下，根据阈值为轴承间隙的上限或下限中的哪一个，取决于判定结果而改变转移的步骤即可。例如，在阈值被设为下限的情况下，在步骤S7A中判定物理量是否减小，如果减小则转移到步骤5-2，信号处理部7产生使电动机3的转速“减小”的控制信号并向逆变器4输出以使电动机3的转速“减小”。另一方面，在物理量未减小的情况下，将处理转移到步骤S6B，信号处理部7产生维持电动机3的转速的控制信号并向逆变器4输出以维持电动机3的转速。另外，在步骤S7B中，判定物理量是否减小，在减小或不变的情况下，转移到步骤S6E，在物理量增加的情况下，转移到步骤S6C。

也就是说，在阈值为轴承间隙的上限阈值且测量出的轴承间隙为该阈值以上的情况下，在步骤S7A及步骤7B中，控制电动机3的转速以使最新的轴承间隙减小以变得小于阈值即可。反之，在阈值为轴承间隙的下限阈值且轴承间隙为该阈值以下的情况下，在步骤S7A及步骤S7B中，控制电动机3的转速以使最新的轴承间隙不再减小并且超过阈值即可。

此外，信号处理部7指定电动机3的目标转速，逆变器4进行控制以达到该目标转速。关于逆变器4进行的对电动机3的转速的控制，除了将控制对象作为以传递函数表现的输入/输出系统以达到期望的行动等经典控制理论、利用使用模糊集的控制模型进行控制的模糊控制理论之外，还可以使用基于任意控制理论的控制方法。

接下来，在上述处理中，在判断为测量出的测量值或轴承间隙的大小在健全范围外的情况下，信号处理部7使电动机3的转速改变。具体而言，将说明在步骤S5、步骤S5-1、步骤S5-2中当判断为在健全范围外时使电动机3的转速改变多少的转速的改变量的决定方法。

在此，将电动机转速的改变量定义为ΔN来进行说明。ΔN等转速的单位为每单位时间的转数，例如每1分钟的转数[RPM]。电动机3的转速的改变量ΔN的最简单的给出方法为对当前的电动机3的转速加上或从当前的电动机3的转速减去预先设定的值的方法。也就是说如以下式1所示。

N＝N0+a·ΔN……(1)

其中，

N：改变后的电动机转速，N0：改变前的电动机转速，

a：取－1≤a≤1的范围的系数，ΔN：能够任意设定的恒定值

在此，在上述步骤(步骤S5、S5-1、S5-2)中，通过使式1中的系数a逐次改变，能够使电动机3的转速N离散地改变。

另外，可以根据改变前的电动机转速N0，如以下式2那样给出ΔN。

ΔN＝a·N₀……(2)

如上述式2那样，当使ΔN成为对改变前的电动机3的转速N0乘以系数a的形式时，即使不预先设定ΔN，也能够如以下式3那样使电动机转速改变。

N＝N₀+ΔN＝(1+a)·N₀……(3)

在此，首先对系数a给出合适的初始值(0.1等)，在步骤S5-1、步骤S5-2中，使系数a的值与步骤S7A、S7B中的判定结果相应地改变。如果例如提高转速而轴承间隙在趋向健全范围内的方向，则能够使系数a从0.1增加至0.2等。

以上所示的电动机3的转速的改变方法为一个例子，不论电动机转速的改变方法如何都能够应用本实施方式。另外，针对信号处理部7像这样指定的电动机3的转速，作为由逆变器4对电动机转速的控制方式，除了脉冲宽度调制即PWM(Pulse Width Modulation)或脉冲幅度调制即PAM(Pulse Amplitude Modulation)之外，在本发明中还能够应用任意控制方式。

接下来，对轴承间隙的阈值(以下也记载为H_lim)进行说明。通过将位移传感器5安装于滑动轴承2，能够测量滑动轴承2的轴承间隙(旋转轴1与滑动轴承2的内表面的距离)。通过用位移传感器5测量轴承间隙，能够定量地评价旋转轴1与轴承(滑动轴承2)的接触、即使未接触而达到接触为止的裕度等。

图4为示出滑动轴承2中的与旋转轴1的旋转中心轴垂直的剖面的示意图。图中示出了旋转轴1为偏心的状态。如图所示，当载荷(图中的箭头)作用于旋转轴1时，旋转轴1相对于滑动轴承2的轴承中心C2向载荷方向L1(图中的箭头)偏心。此时，例如在位移传感器5相对于轴承中心线被安装于第1象限及第2象限(滑动轴承2的在与载荷方向L1的方向相反一侧的部分)的情况下，测量的轴承间隙与旋转轴1的偏心程度相应地增加。在该情况下，在轴承间隙减小的方向上控制电动机转速即可。

另一方面，在位移传感器5相对于轴承中心线被安装于第3象限及第4象限(滑动轴承2的在载荷方向L1的方向一侧的部分)的情况下，由于轴承间隙减小，因此控制电动机转速以使轴承间隙增加即可。

进而，与上述不同，还可以考虑取决于轴承的润滑状态而载荷方向L1与偏心方向为相反方向的情况。在该情况下，作为与实施方式1中记载的轴承间隙相关的阈值H_lim，设定上限阈值及下限阈值这两者，控制电动机转速以使轴承间隙收敛于上限阈值与下限阈值之间的范围内即可。轴承间隙的上限阈值与下限阈值之间的范围内为上述健全范围内。

图5为位移传感器5被安装于与滑动轴承2嵌合的旋转轴部分的制冷剂压缩机的剖面图。这是在旋转轴1内的进入滑动轴承2的内侧的部位向着旋转轴1的径方法外侧嵌入位移传感器。如图所示，通过在与滑动轴承2嵌合的旋转轴部分安装位移传感器5，能够从旋转轴1侧遍布整周地测量滑动轴承2的轴承间隙。也就是说，针对在旋转轴1旋转一周的过程中测量出的轴承间隙的最小值及最大值，分别设定下限阈值及上限阈值，控制电动机3的转速以使最小值低于下限阈值或最大值不超过上限阈值即可。在该情况下也是测量出的轴承间隙的最小值及最大值落入上限阈值与下限阈值之间的范围内的范围内为上述的健全范围内。

对轴承间隙的阈值H_lim的值的设定方法进行说明。例如，能够预先设定任意值或者相对于旋转轴外径与轴承内径之差的比例等。也可以根据滑动轴承2的轴承的直径间隙的大小来设定轴承间隙的阈值H_lim的值。例如可以考虑以下式4的设定方法。

H_lim＝b·C……(4)

其中，b：取0＜b＜1的范围的系数，C：轴承直径间隙＝轴承内径－轴外径

在此，轴承直径间隙C可以为轴承半径间隙。在该情况下，系数b的范围为0＜b＜2。进而，也可以设为旋转轴1的外径或滑动轴承2的内表面中的任意者的表面粗糙度以代替轴承直径间隙。或者可以设为旋转轴1的外径的表面粗糙度与滑动轴承2的内表面的表面粗糙度之和或者平方和的平方根。对这些代替轴承直径间隙的值乘以系数b得到的值都能够被设定为轴承间隙的阈值H_lim的值。但是，在使用表面粗糙度的情况下，系数b只要为0以上的值即可，没有1以下的限制。

在此，对通过使电动机3的转速改变来改变轴承间隙等滑动轴承2的状态的情况进行说明。当电动机3旋转时，旋转轴1与滚动活塞成为一体而围绕旋转轴1的旋转中心轴旋转，气缸与滚动活塞之间的压缩室依次发生变形，重复压缩室内的介质的吸入、压缩、排出的工序。此时，处于滚动活塞的轴向两侧且支撑旋转轴1的滑动轴承2随着各工序、即滚动活塞围绕旋转轴的位置，从旋转轴1接受偏心的载荷。在此，由于当电动机3的转速改变时，在轴承间隙内产生的油膜压力的大小改变，因此旋转轴的偏心位置改变，轴承间隙的分布必然改变，滑动轴承2的状态会改变。

根据本实施方式，利用位移传感器5测量表示制冷剂压缩机6的状态的轴承间隙，设定对于旋转轴1与滑动轴承2的接触、发热胶着具有裕度的轴承间隙的阈值，根据测量出的轴承间隙和设定的阈值，用逆变器4控制电动机3的转速，从而能够从压缩机的负载大的区域到小的区域避免旋转轴1与滑动轴承2的接触、发热胶着。

另外，利用传感器5和控制部，在宽范围的运行条件下避免在轴承2的故障，其中，该传感器5被设置于滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1，输出测量出的测量值作为输出信号，该控制部对从传感器5输出的输出信号进行运算处理来求出电动机应旋转的转速并作为控制信号向逆变器4发送以控制电动机3的转速。另外，能够不用停止压缩机6的运行而避免压缩机6的旋转轴1与轴承2的接触、伴随该接触的发热胶着及异常磨损。

(使用振动传感器的情况)

接下来，对使用振动传感器作为在滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1的部分设置的传感器5的例子进行说明。作为传感器5的振动传感器测量滑动轴承2或滑动轴承2的振动。此外，作为此处的振动传感器，不限于加速度传感器，而能够不论测定原理或接触、非接触地进行应用。另外，在使用振动传感器作为传感器5的情况下，不仅可以将振动传感器设置于上述滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1的部分，还可以将振动传感器设置于与滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1的部分未振动绝缘的压缩机6或容纳压缩机6的壳体。

当旋转轴1与滑动轴承2被油膜隔开而在非接触状态下运行的情况下，由旋转轴1的旋转而产生的振动由于润滑油的粘性而衰减。因此，传播于轴承2的振动的水平比旋转轴1与轴承2处于接触状态的情况下小。因此，能够通过振动传感器传感器5测量旋转轴1或轴承2的振动水平(振动振幅的大小)或加速度来检测旋转轴1与轴承2的接触。进而在检测到接触的情况下，变更电动机3的转速而能够避免发热胶着。

接下来对工作进行说明。基本的控制方法与上述位移传感器的情况是同样的。但是，关于振动水平或加速度的阈值，在如上所述产生了接触的情况下，由于轴或轴承的振动变大，优选为设定上限值。作为振动水平或加速度的阈值，设定任意的上限值a_lim即可。在该情况下，上述健全范围为振动水平或加速度在上限值a_lim以下的范围。

信号处理部7将上限值a_lim以下作为健全范围，求出以使成为振动传感器的传感器5的测量值落入健全范围内为目标而对电动机3的转速进行反馈控制的信号。

具体而言，在振动传感器的测量值超过上限值a_lim的情况下，使电动机3的转速改变，根据使转速改变之后的作为传感器5的振动传感器的测量值是否接近健全范围内来更改控制。在此，使转速改变是指使转速增加或减小。

例如，在振动传感器的测量值在偏离健全范围的方向上改变的情况下、即振动传感器的测量值变得更大的情况下，使得向与刚才进行的电动机3的转速的改变方向相反的方向改变，观察之后的振动传感器的测量值。在振动传感器的测量值变小的情况下，因为向着好转的方向，所以维持电动机3的转速。或者，在振动传感器的测量值比上限值_alim大预定值以上的情况下，以更大地改善、即振动减小为目标，使电动机3的转速在刚才改变的方向上进一步改变，而能够使轴承2的振动快些收敛于健全范围内。

此外，在即便使上述电动机3的转速在与刚才相反方向上改变但振动传感器的测量值也不变小的情况下，使转速的改变量变小而再次使电动机3的转速改变并重复同样操作，搜索使转速改变之后的振动传感器的测量值变小的转速。当搜索到振动传感器的测量值变小的转速时，维持该转速，或者搜索测量值变得更小的转速，将电动机3控制于状态变好的转速。通过像这样进行控制，脱离了出现异常振动的状态，不用停止运行而避免滑动轴承2的发热胶着。

在此，对当轴承的振动变大时若使电动机3的转速改变则轴承的振动改变的情况进行说明。与旋转轴与轴承非接触时相比，在旋转轴与轴承直接接触的情况下产生由摩擦引起的加速度。如上所述，当使电动机3的转速改变而成为非接触状态时，振动加速度减小。进而，在虽然为非接触状态但轴承间隙非常小的情况下，轴承间隙内的油膜压力的大小与轴承间隙的3次方的倒数成比例，因此产生非常高的压力，由于旋转轴的偏心位置变动，因此产生与变动量相应的振动加速度。因此，使电动机3的转速改变而能够使轴承的振动改变，使电动机3的转速改变以使轴承的振动落入健全范围内与使上述轴承间隙落入健全范围内相当。

根据本实施方式，利用振动传感器测量由旋转轴1与轴承2接触或旋转轴1与轴承2的距离变小而产生的旋转轴1或轴承2的振动水平或加速度，用逆变器4控制电动机3的转速以使测量出的振动水平或加速度低于振动水平或加速度的阈值，由此能够避免旋转轴1与滑动轴承2的发热胶着。

(使用温度传感器的情况)

接下来，对使用测量轴承温度的温度传感器作为在滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1的部分设置的传感器5的例子进行说明。作为传感器5的温度传感器测量滑动轴承2或滑动轴承2的温度。此外，在此作为温度传感器，不限于热电偶等特定传感器，能够不论测定原理或接触、非接触地进行应用。

在产生旋转轴1与滑动轴承2的发热胶着的情况下，在产生发热胶着之前，产生旋转轴1与滑动轴承2的接触。当产生接触时，产生在接触部的摩擦，大部分摩擦能量作为热能被消耗，滑动轴承2或与滑动轴承2连接的周边部的温度上升。因此，通过测量制冷剂压缩机6内的温度、例如轴承温度来检测旋转轴1与滑动轴承2的接触，通过以该检测为触发而恰当地进行控制，能够避免旋转轴1与滑动轴承2的发热胶着。

接下来对工作进行说明。基本的控制方法与使上述传感器5为位移传感器的情况是同样的。但是，关于针对为温度传感器的传感器5的测量值的阈值，如上所述由旋转轴1与滑动轴承2的摩擦导致的发热引起升温，因此优选为设定上限值。作为滑动轴承2的温度的阈值，设定为任意的上限值Tlim即可。于是，健全范围为上限值Tlim以下。

信号处理部7将上述上限值Tlim以下作为健全范围，以成为温度传感器的传感器5的测量值落入健全范围内为目标而对电动机3的转速进行反馈控制。

具体而言，在温度传感器的测量值在健全范围外、即超过上限值Tlim的情况下，使电动机3的转速改变，根据使转速改变之后的传感器5(温度传感器)的测量值是否接近健全范围内来更改控制。

使传感器5成为温度传感器、将健全范围设为上限值Tlim以内时的电动机3的控制基本上与上述将振动传感器作为传感器5的情况是同样的。即，在上述振动传感器的控制中，将振动传感器替换为温度传感器、将上限值a_lim替换为上限值Tlim，由此能够成为温度传感器的控制。

在此，对当轴承的温度上升时若使电动机3的转速改变则轴承的温度改变的情况进行说明。在旋转轴与轴承直接接触的情况下，产生由材料彼此的摩擦剪切导致的温度上升，在材料内发生热传导因此轴承及旋转轴的温度上升。如上所述，当使电动机3的转速改变而成为非接触状态时，由于油膜引起的热扩散而温度上升被抑制。进而，在虽然为非接触状态但轴承间隙非常小的情况下，在轴承油膜产生的流体剪切变大，油膜温度上升，轴承及旋转轴的温度上升。因此，使电动机3的转速改变而能够使轴承的温度改变，使电动机3的转速改变以使轴承及旋转轴的温度落入健全范围内与上述的使轴承间隙落入健全范围内相当。

根据本实施方式，利用温度传感器(传感器5)测量伴随旋转轴1与滑动轴承2的接触的摩擦生热，用逆变器4控制电动机3的转速以使由温度传感器测量出的温度低于温度的阈值(上限值Tlim)，从而能够避免旋转轴1与滑动轴承2的发热胶着。

(使用压力传感器的情况)

接下来，对具有测量在压缩机6的滑动轴承2的油膜产生的压力的压力传感器作为传感器5的制冷剂压缩机进行说明。作为传感器5的压力传感器不限于膜片式压力传感器等特定传感器，不论测定原理如何，只要能够测量在滑动轴承2的油膜产生的压力即可。

在产生旋转轴1与滑动轴承2的发热胶着的情况下，在产生发热胶着之前产生旋转轴1与滑动轴承2的接触。通常，在滑动轴承的油膜产生的压力的大小与轴承间隙的3次方的倒数成比例。因此，在旋转轴1与滑动轴承2的内表面正要接触之前，油膜变为薄膜状，油膜内成为非常高的压力状态。因此，通过使用压力传感器测量在压缩机6的轴承的油膜产生的压力，能够检测旋转轴1与滑动轴承2的接触。通过以该检测为触发而恰当地控制电动机3的转速，能够避免旋转轴1与滑动轴承2的发热胶着。

接下来对工作进行说明。基本的控制方法与方案1、2相同。但是，关于压力的阈值，如上所述在接触状态附近油膜压力变得非常高，因此优选为设定上限值。作为由压力传感器测量出的压力的阈值，可以设定任意的上限值Plim。于是，该情况下的健全范围是传感器5的测量值为上限值Plim。

信号处理部7将上述上限值Plim以下设为健全范围，以作为压力传感器的传感器5的测量值落入健全范围内为目标，对电动机3的转速进行反馈控制。

具体而言，在压力传感器的测量值在健全范围外、即超过上限值Plim的情况下，使电动机3的转速改变，根据使转速改变之后的传感器5(压力传感器)的测量值是否接近健全范围内来更改控制。

使传感器5为压力传感器、将健全范围设为上限值Plim以内时的电动机3的控制基本上与上述的将振动传感器作为传感器5的情况是同样的。即，在上述振动传感器的控制中，将振动传感器替换为压力传感器、将上限值a_lim替换为上限值Plim，由此能够成为压力传感器的控制。

在此，对当轴承的压力上升时若使电动机3的转速改变则轴承的压力改变的情况进行说明。在轴承油膜产生的压力的大小与轴承间隙的3次方的倒数成比例，因此产生非常高的压力，轴承间隙的大小取决于电动机3的转速的改变而改变，从而压力传感器的测量值也改变。因此，使电动机3的转速改变而能够使轴承的压力改变，使电动机3的转速改变以使油膜压力的测量值落入健全范围内与上述的使轴承间隙落入健全范围内相当。

根据本实施方式，利用压力传感器测量在旋转轴1与滑动轴承2之间的油膜产生的压力，用逆变器4控制电动机3的转速以使由压力传感器测量出的压力低于压力的阈值(上限值Plim)，从而能够避免旋转轴1与滑动轴承2的发热胶着。

如上所述，用压力传感器测量的油膜的压力与轴承间隙的3次方的倒数成比例，因此轴承间隙变小时压力急剧上升。因此，可以说容易检测不健全的情形，抗噪性强且能够高效地进行控制。

以上基于各个种类的传感器的1个测量值来控制电动机3的转速，但也可以设为基于两个以上的传感器的测量值来控制电动机3的转速。这是因为在压缩机中，取决于运转条件，压缩机内有时变得高温、高压，有时会产生在其它滑动要素中的加速度。因此，将多个传感器安装于轴承，基于各自的测量值控制电动机3的转速，从而能够综合地判断轴承及旋转轴的状态，轴承及旋转轴的接触状态检测的准确性提高。另外，传感器有时存在温度特性，通过将温度传感器与其它传感器组合，从而能够校正使用的传感器的温度特性，也能够实现更高精度的测量。

接下来，对基于多个传感器的测量值控制电动机3的转速的情况的工作进行说明。信号处理部7比较各传感器的测量值与针对每个传感器设定出的健全范围，在即使1个传感器测量值偏离了健全范围的情况下，进入使电动机3的转速改变的控制。首先，以超过健全范围的传感器的测量值落入健全范围内为目标，控制电动机3的转速。进而，除了最先偏离健全范围的传感器的测量值以外，如果还存在偏离健全范围的传感器，则控制电动机3的转速以使该偏离健全范围的传感器落入健全范围内。重复控制电动机3的转速，直到全部传感器的测量值落入健全范围内为止。

通过如上述那样构成，能够用时间常数短的传感器、例如位移传感器检测在健全范围外的情形以开始使得落入健全范围内的控制。之后，进行上述控制直到时间常数长的传感器、例如温度传感器的测量值落入健全范围内为止，从而能够达到充分健全的状态，能够使滑动轴承2的状态稳定。

另外，在使用具有温度特性的位移传感器(振动传感器、压力传感器)的情况下，通过与温度传感器组合，能够校正温度而轴承及旋转轴的接触状态检测的精度变高。此外，在该情况下，如果将温度的测量值反馈到信号处理部7而进行位移传感器等的温度校正，则精度进一步提高。

实施方式2.

在上述实施方式中，构成为在用传感器测量轴承的状态而得到的传感器测量值偏离预先设定的健全范围的情况下，以传感器测量值落入健全范围为目标来控制电动机的转速，但也可以设为对上述控制过程进行机器学习来求出学习完毕模型，将学习完毕模型应用于测量出的当前的传感器测量值来推定电动机应旋转的转速。在该情况下，作为学习完毕模型，能够通过将传感器测量值、信号处理部针对该测量值求出的电动机应旋转的转速、和控制为该转速之后测量出的传感器测量值相互关联起来存储为关联信息，并对存储的关联信息进行机器学习来求出。通过像这样构成，能够不用以搜索方式控制电动机的转速，而根据从过去的控制历史求出的学习完毕模型，求出使传感器测量值落入健全范围内的电动机应旋转的转速即推定转速来进行控制。

即，关于本实施方式，在上述实施方式中基于传感器信息控制压缩机的旋转，并且以传感器信息为状态、以控制为行为来收集学习用数据，对收集到的学习数据进行机器学习，创建学习完毕模型并存储于学习模型存储部。也可以在临时使用学习完毕模型而获得控制时，当状态改善的概率为预定值以上时，从上述控制单元切换为使得对设备发送使用学习完毕模型进行控制的工作信号。

此外，以下以使用位移传感器作为传感器的例子为中心进行说明，但也可以与上述实施方式同样地为其它的测量振动、温度、压力的传感器。

图6为示出表示本实施方式的压缩机的结构的图。在附图中，左侧为制冷剂压缩机的剖面图，右侧为示出控制该压缩机的结构的框图。以下，与上述实施方式相同的附图标记表示相同或对应的要素。另外，与上述实施方式同样地，可以为压缩机构在一处的单回转式压缩机，也可以为涡旋式压缩机、螺杆式压缩机等被轴承支撑的压缩机。

在附图中，制冷剂压缩机6具有旋转轴1、支撑旋转轴1的滑动轴承2、电动机3和逆变器4。电动机3包括定子3a和转子3b。制冷剂压缩机6的机械构造与上述实施方式是同样的。

进而，制冷剂压缩机6具备在滑动轴承2或滑动轴承2嵌合的旋转轴1的部分设置的传感器5，制冷剂压缩机6具有信号处理部7，该信号处理部7对从传感器5输出的输出信号进行运算处理，求出电动机3应旋转的转速并向逆变器4输送控制信号。

传感器5没有接触、非接触的区分，可以为测量滑动轴承2的位移或滑动轴承2与旋转轴1之间的相对位移或相对位移的改变的位移传感器、测量滑动轴承2的振动的位移传感器、温度传感器、测量滑动轴承2中的油膜的压力的压力传感器。

制冷剂压缩机6具备：存储部8，将由信号处理部7变换得到的物理量的信息或传感器的电压信号、以及作为基于信息求出控制量的结果的对逆变器的控制信号或对空调机或是制冷设备的工作信号关联起来存储为学习用数据；机器学习部9，对存储于存储部8的学习用数据进行机器学习并输出学习完毕模型；学习模型存储部10，存储已进行机器学习的学习完毕模型；以及控制量计算部11，使用学习完毕模型，根据新测量出的上述物理量的信息或传感器的电压信号，输出对逆变器4的控制信号或对空调机或制冷设备的工作信号。此外，在此示出存储部8将传感器的电压信号及对空调机或制冷设备的工作信号关联起来存储的例子。此外，控制量计算部11可以被认为是推定部。

另外，在存储于存储部8的学习用数据中，除了上述之外，还可以将发送基于信息求出控制量的结果作为对逆变器4的控制信号而得到的结果、发送对设备的工作信号而得到的结果或有改变的传感器的电压信号关联起来。

此外，不论是内置于制冷剂压缩机6还是安装在外部的区别，存储部8都可以为存储器、存储磁盘、半导体存储器。另外对于存储部8的保存介质或保存方法没有特别规定。

另外，本实施方式的制冷剂压缩机6设为具备存储部8、机器学习部9和学习模型存储部10，可以经由网络等将存储于学习模型存储部10的学习完毕模型发送到外部。

进而，关于本实施方式的制冷剂压缩机6，可以设为采用从外部将学习完毕模型读入到学习模型存储部10的结构，使用该学习完毕模型使控制量计算部11运转。在该情况下，制冷剂压缩机6可以不具有存储部8及机器学习部9。另外，制冷剂压缩机6可以经由网络等将学习用数据发送到外部，由设置于外部的机器学习部9进行机器学习来构筑学习完毕模型。在该情况下，可以设为制冷剂压缩机6从外部经由网络将学习完毕模型读入到学习模型存储部10，使用在外部学习过的学习完毕模型来使控制量计算部11运转。

存储部8存储设置于压缩机的滑动轴承2、或滑动轴承2嵌合的旋转部分的传感器的信息，作为表示制冷剂压缩机6的状态的输入信息。该传感器5为测量旋转轴1的位移的位移传感器，可以为与旋转轴1的滑动轴承2内的位移相当的信息。另外，存储部8存储的信息可以是根据上述位移而测量滑动轴承2的轴承间隙而得到的信息，作为表示压缩机的状态的输入信息。或者，传感器5可以为振动传感器、温度传感器或测量滑动轴承的油膜压力的压力传感器。

另外，存储部8存储由信号处理部7变换得到的物理量的信息以及作为基于该信息求出控制量的结果的对逆变器4的控制信号或者对空调机或制冷设备的工作信号，作为表示行为的输入信息。进而，此时将表示状态的输入信息和表示行为的输入信息关联起来存储为学习用数据。

进而，存储部8存储表示作为执行行为的结果的状态已变的状态的输入信息。这些可以存储为时间序列信息。

接下来，机器学习部9将基于存储于存储部8的表示状态的输入信息、表示行为的输入信息而创建的数据集作为输入，对作为输出的学习模型进行学习。机器学习部9的机器学习可以是使用价值函数的强化学习。在该情况下，机器学习部9可以在以信号处理部7输出的转速来控制电动机3而得到的传感器5的测量值从健全范围外改变至健全范围内时，通过对价值函数给予奖励来构筑学习完毕模型。另外，作为机器学习部9使用的学习算法，可以使用任意的学习算法。作为一个例子，以下对应用强化学习的情况进行说明。

在强化学习中，某个环境内的智能体(agent，工作主体)观测当前状态来决定应采取的行为。智能体通过选择行为而从环境得到奖励，通过一系列行为来学习可以得到最多奖励的策略。

作为机器学习部9执行的强化学习的典型方法，已知有Q学习、TD学习。例如在Q学习的情况下，行为价值函数Q(s，a)的一般的更新式(行为价值表格)以下式表示。

Q(st，at)←Q(st，at)+α(rt+1+γmaxQ(st+1，a)－Q(st，at))……(5)

在式5中，st表示时刻t的环境，at表示时刻t的行为。由于行为at，环境变为st+1。rt+1表示由于该环境改变而给予的奖励。另外，γ表示折扣率，α表示学习系数。此外，γ设为0＜γ≤1的范围，α设为0＜α≤1的范围。在应用Q学习的情况下，作为输出的学习内容为行为at。

在此，在机器学习部9中，st表示示出状态的输入信息，at表示示出行为的输入信息，st+1表示由于行为at而改变的状态。rt+1为由于st变为st+1而给予的奖励。

更具体而言，st为设置于压缩机的滑动轴承或滑动轴承嵌合的旋转部分的传感器的信息。另外，行为at可以为由信号处理部变换得到的物理量的信息、以及作为基于信息求出控制量的结果的对逆变器4的控制信号、或者对空调机或制冷设备的工作信号、或者表示压缩机的转速的信息。

关于以式5表示的更新式，如果时刻t+1的最佳行为a的行为价值大于在时刻t执行的行为a的行为价值Q，则使行为价值Q变大，在相反的情况下，使行为价值Q变小。换言之，以使时刻t的行为a的行为价值Q接近于在时刻t+1酌情决定的行为价值的方式更新行为价值函数Q(s，a)。通过这样操作，某个环境的最佳行为价值被传播到在此以前的环境中的行为价值。

机器学习部9还具备奖励计算部和函数更新部。

奖励计算部基于状态变量计算奖励。奖励计算部基于奖励基准计算奖励r。例如，在奖励增大基准的情况下，使奖励r增大(例如给予奖励“1”)。另一方面，在奖励减小基准的情况下，降低奖励r(例如给予“－1”)。

例如，当将状态设为轴承2的轴承与旋转轴1之间的轴承间隙时，在轴承间隙减小的情况下奖励大，在轴承间隙增加的情况下奖励小。另外，如果轴承间隙变得小于上述阈值则奖励增大。

另外，当使传感器5为温度传感器、将状态设为轴承2的温度时，在轴承温度减小的情况下奖励大，在轴承温度增加的情况下奖励小。而且如果轴承温度到了阈值以下则奖励增大。

进而，当使传感器5为振动传感器、将状态设为设置于轴承的振动传感器的输出信号时，在振动传感器的振动水平减小的情况下奖励大，在振动传感器的振动水平增加的情况下奖励小。另外，如果振动水平变得小于阈值则奖励增大。

另外，当使传感器5为压力传感器、将状态设为设置于轴承的测量滑动轴承的油膜压力的压力传感器的输出信号时，在是接近于预先规定的压力传感器的适当的输出信号范围的改变的情况下，奖励增大，在是偏离上述输出信号范围的改变的情况下，奖励小。而且如果压力传感器的信号在上述输出信号范围，则奖励增大。

函数更新部依据由上述奖励计算部计算的奖励，更新用于决定输出(学习内容)的函数。例如在Q学习的情况下，使用以式5表示的行为价值函数Q(st，at)作为用于计算输出(学习内容)的函数。像这样，基于存储于存储部8的关系信息来更新行为价值函数Q的结果是，该行为价值函数Q成为学习完毕模型。学习模型存储部10存储上述求出的学习完毕模型。

此外，在本实施方式中虽然对机器学习部9使用的学习算法为强化学习的情况进行了说明，但不限于此。关于学习算法，除了强化学习以外，还能够应用有监督学习、无监督学习或半监督学习等。

另外，作为上述学习算法，还能够使用对特征量本身的提取进行学习的深度学习，也可以通过其它公知的方法，例如神经网络、遗传编程、功能逻辑编程、支持向量机等执行机器学习。

接下来，控制量计算部11从学习模型存储部10读入上述机器学习部9输出的学习完毕模型，使用该学习完毕模型，根据实际测量出的状态信息、即由传感器5新测量出的上述物理量的信息或传感器5的电压信号，求出输出对逆变器4的控制信号或对空调机或制冷设备的工作信号的信息。

例如，在上述Q学习的情况下，控制量计算部11将新测量出的传感器的输出信息设为s而代入到学习完毕的行为价值函数Q(s，a)，求出行为价值函数Q(s，a)的值为最大的行为a。控制量计算部11输出这样求出的行为a，作为对逆变器4的控制信号或对空调机或制冷设备的工作信号。

关于由上述机器学习部9求出的学习完毕模型，当输入任意的状态信息时，如果状态信息不是适当值、即不在上述健全范围内，则输出使压缩机的转速变得恰当的信号以使状态信息为适当值。因此，使用学习完毕模来计算控制量的控制量计算部11能够输出恰当的信号。

接下来，使用图7对执行本实施方式的存储部8、机器学习部9、学习模型存储部10及控制量计算部11的硬件进行说明。

在附图中，进行与传感器5及逆变器4的输入/输出的计算装置100具有：中央处理装置CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)101；存储装置102，存储由CPU 101执行的程序，初步存储计算中途的信息，存储计算结果；以及I/F 103，读取作为输入信息的来自传感器5的信号，并使存储装置102临时存储该信号，从存储装置102取出由CPU 101计算出的结果并向逆变器4输出。

存储部8由存储装置102来执行。存储部8从I/F 103读入来自传感器5的信号，或读出向逆变器4输出的输出信号，并将它们关联起来作为学习用数据存储于存储装置102。机器学习部9由CPU 101来执行。读入存储装置102、即存储于存储装置102的学习用数据，通过CPU 101执行存储于存储装置102的学习用程序，将学习完毕模型输出到存储装置102。学习模型存储部10由存储装置102来执行。控制量计算部11是由CPU 101基于存储于存储装置102的程序来执行的。控制量计算部11经由I/F 103取得来自传感器104的信号并使存储装置102临时存储该信号，使用存储于存储装置102的学习完毕模型，CPU 101根据传感器104的信号计算控制量，经由I/F 103向逆变器4输出该控制量。

另外，信号处理部7可以用上述计算装置100来实现。当用同一计算装置100来实现信号处理部7、存储部8、机器学习部9、学习模型存储部10及控制量计算部11时，因为能够用1个计算装置100来执行处理，所以效率高。

接下来，对本实施方式的处理进行说明。在学习过程中，首先，收集学习用数据而生成学习用数据集。通过上述实施方式中说明过的使电动机3的转速改变的处理工序，根据状态来控制压缩机的转速，将这期间的测量信息及向设备发送的电动机3应旋转的转速或工作信号作为学习数据存储于存储部8。存储部8将由信号处理部7变换得到的物理量的信息或传感器的电压信号以及作为基于信息求出控制量的结果的对逆变器4的控制信号、或者对空调机或是制冷设备的工作信号关联起来作为学习用数据存储于存储部8。

机器学习部9根据存储于存储部8的由信号处理部7变换得到的物理量的信息、或者传感器的电压信号以及作为基于信息求出控制量的结果的对逆变器的控制信号、或者对空调机或是制冷设备的工作信号的关联，使用上述学习算法创建学习完毕模型。如果在该过程中收集的学习数据的量变多，则根据学习算法，学习完毕模型的学习推进而成为能够与各种状态对应地输出作为恰当输出的行为的学习完毕模型。

当创建出学习完毕模型时，转移至学习模型利用过程。控制量计算部11针对测量出的当前的传感器的输出信号应用学习完毕模型，求出压缩机(电动机)应旋转的转速或对逆变器4的输出信号并向压缩机6或逆变器4输出。学习完毕模型为利用上述机器学习部9针对各种状态而能够求出恰当输出的模型。因此，控制量计算部11针对测量出的传感器5的输出信号应用学习完毕模型，能够实现恰当的输出。

在上述学习过程中，机器学习部9对存储于存储部8的上述学习数据进行机器学习以创建学习完毕模型。在学习初期，学习用数据少，即使创建学习完毕模型，控制量计算部11基于该学习完毕模型计算出的结果也有可能不一定为好的结果。

于是，在学习初期，通过在上述实施方式说明过的转速改变处理工序来进行控制，在预定期间后使用由上述机器学习部9学习得到的学习完毕模型、利用控制量计算部11输出的控制量来控制压缩机。

在此，预定期间后可以为距学习开始1年的期间。这是因为一般认为在1年中对大致全部的条件进行学习。另外，可以设为在学习过程中，代替上述转速改变处理工序而使用目前为止学习得到的学习完毕模型，暂时以控制量计算部11计算的控制量来控制压缩机6，通过是否在预定期间内收敛、即传感器测量值是否落入阈值内，来判断是否切换为正式的学习完毕模型。

具体而言，信号处理部7在利用根据传感器5测量出的输出信号运算并输出的转速来控制电动机3的情况下，进行以下处理。信号处理部7求出在最近的预定期间内控制量计算部11求出推定转速的次数中的、控制量计算部11根据传感器5测量出的输出信号求出的推定转速与信号处理部7对相同输出信号进行运算而输出的转速一致的次数。接下来，信号处理部7判断求出的一致的次数除以预定期间内控制量计算部11求出推定转速的总次数而得到的比率即一致率是否超过作为预先规定的阈值的比率，在一致率超过作为阈值的比率的情况下，切换为以控制量计算部11求出的推定转速来控制电动机3。此外，反之在一致率为阈值以下的情况下，信号处理部7可以切换为利用根据传感器5测量出的输出信号运算而输出的转速来控制电动机3。

以往，即使用传感器测量表示压缩机的运行状态的物理量，也由于压缩机在制造上的偏差等，而在该如何对压缩机进行运行控制方面是各自不同的。当利用搜索性方法来进行控制时，为了收敛需要时间，在此期间或是发生故障，或是效率变差。

在本实施方式中构成为如下：在基于上述实施方式的搜索性方法的转速改变处理工序中，将传感器输出值与控制值关联起来收集作为学习用数据集并存储于存储部8，通过机器学习部9根据学习用数据集求出学习完毕模型，控制量计算部11使用求出的学习完毕模型针对新测量出的当前的传感器的输出值求出恰当的控制值。据此，如果一旦进行学习而生成学习完毕模型，则能够不使用搜索性方法来进行控制，能够迅速使传感器测量值落入健全范围内。即有如下效果：传感器5的测量值落入作为健全范围的阈值内的时间被缩短，防止故障、劣化，效率也变高。

另外，在学习不充分的情况下，有可能不收敛或者收敛时需要时间。因此，也可以设为暂时性尝试由使用学习完毕模型的控制量计算部11执行的控制，如果在预定时间内收敛，则将转速改变处理工序切换至控制量计算部11。如果在预定时间内未收敛，则返回至转速改变处理工序来进行控制，同时进一步收集学习用数据。之后，使得用机器学习部9另行求出学习完毕模型来尝试控制，重复进行直到在预定时间内收敛为止。通过像这样充分进行学习之后，替换为控制量计算部11，具有能够安全使用学习完毕模型的效果。

Claims (15)

1.一种压缩机，具有旋转轴、支撑所述旋转轴的滑动轴承、使所述旋转轴旋转的电动机和控制所述电动机的逆变器，该压缩机具备：

传感器，设置于所述滑动轴承或所述滑动轴承嵌合的旋转轴部分，输出测量出的测量值作为输出信号；以及

信号处理部，对从所述传感器输出的所述输出信号进行运算处理来求出所述电动机应旋转的转速，并将该电动机应旋转的转速作为控制信号向所述逆变器发送以对所述电动机的转速进行控制。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

所述信号处理部保持预先设定的作为所述传感器的所述测量值的健全性的基准的阈值，在偏离由所述阈值决定的所述测量值为健全的健全范围的情况下，以使所述测量值落入所述健全范围为目标对所述电动机的所述转速进行反馈控制。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，

所述传感器为测量所述旋转轴的位移的位移传感器。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，

所述位移传感器测量所述滑动轴承的轴承间隙，

所述信号处理部的所述阈值为所述轴承间隙的所述测量值的上限阈值及下限阈值，所述健全范围由所述上限阈值及所述下限阈值来决定。

5.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，

所述传感器为测量所述滑动轴承的振动水平的振动传感器、或者测量所述滑动轴承的温度的温度传感器、或者测量所述滑动轴承的油膜压力的压力传感器。

6.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，

所述信号处理部的所述阈值为所述传感器的所述测量值的所述下限阈值，所述健全范围为所述测量值超过所述下限阈值的范围。

7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的压缩机，具备：

存储部，将所述传感器测量的所述测量值、所述信号处理部针对该所述测量值而求出的所述电动机应旋转的所述转速和控制为该转速的结果而得到的所述传感器的所述测量值即控制后测量值相互关联起来存储为关联信息；

机器学习部，对存储于所述存储部的所述关联信息进行机器学习并输出学习完毕模型；以及

控制量计算部，将所述学习完毕模型应用于测量出的当前的所述传感器的所述输出信号来推定所述电动机应旋转的所述转速即推定转速。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，

存储于所述存储部的所述关联信息包括组装有所述压缩机的设备的工作信号。

9.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，

所述机器学习部的所述机器学习为使用价值函数的强化学习，

当在所述转速下得到的所述传感器的所述测量值从所述健全范围之外改变到所述健全范围内的情况下，所述机器学习部对所述价值函数给予奖励来构筑所述学习完毕模型。

10.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，

当将在最近的预定期间内所述控制量计算部求出所述推定转速的总次数当中的、根据相同的测量出的所述输出信号而所述控制量计算部求出的所述推定转速与所述信号处理部输出的所述转速一致的一致次数除以所述总次数得到的比率超过预先规定的预定比率的情况下，所述信号处理部切换为以所述控制量计算部求出的所述推定转速来控制所述电动机。

11.一种空调机，具备权利要求1至10中的任意一项所述的压缩机。

12.一种制冷机，具备权利要求1至10中的任意一项所述的压缩机。

13.一种压缩机控制方法，控制压缩机，该压缩机具有旋转轴、支撑所述旋转轴的滑动轴承、使所述旋转轴旋转的电动机和控制所述电动机的逆变器，该压缩机控制方法具备：

测量步骤，输出用设置于所述滑动轴承或所述滑动轴承嵌合的旋转轴部分的传感器测量所述滑动轴承的状态而得到的测量值；以及

控制步骤，对从所述传感器输出的输出信号进行运算处理来求出所述电动机应旋转的转速，并将该电动机应旋转的转速作为控制信号向所述逆变器发送以对所述电动机的转速进行控制。

14.根据权利要求13所述的压缩机控制方法，其中，

在所述控制步骤中，保持预先设定的作为所述传感器的所述测量值的健全性的基准的阈值，在所述测量值偏离由所述阈值决定的为健全的健全范围的情况下，以使所述测量值落入所述健全范围为目标对所述电动机的所述转速进行反馈控制。

15.根据权利要求13或14所述的压缩机控制方法，具备：

存储步骤，将所述传感器的输出信号、针对该输出信号而所述电动机应旋转的所述转速和控制所述转速的结果而得到的所述传感器的输出信号作为关联信息存储于存储部；

机器学习步骤，对存储于所述存储部的所述关联信息进行机器学习并输出学习完毕模型；以及

推定步骤，将所述学习完毕模型应用于测量出的当前的所述传感器的输出信号来推定所述电动机应旋转的所述转速。

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