CN1755112A

CN1755112A - 压缩机

Info

Publication number: CN1755112A
Application number: CN 200510107664
Authority: CN
Inventors: 中村元
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Shengang Compressor Co.,Ltd.
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: JP2006097643A; JP4482416B2; CN1755112B

Abstract

本发明的压缩机包括：将由变换器进行转速控制的马达作为驱动部的压缩机主体；设置在该压缩机主体排出一侧的压力检测器；PID运算电路；低值选择器及控制部。将排出压力信号从压力检测器输入到PID运算电路中，通过PID运算电路导出消除该排出压力信号与设定的最大排出压力信号之间的偏差的马达转速。将对应于该导出的马达转速的信号输入给低值选择器，将另外导出并输入到该低值选择器中的外部信号所表示的马达转速与上述导出的马达转速中的小的一个所对应的马达转速信号输入变换器。借此，通过控制部控制马达的转速。根据本发明，可避免过负载状态，能对应于排出压力在最高转速下运转，可以节省能源。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及一种以由变换器进行转速控制的马达作为驱动部进行排出压力控制的压缩机。

背景技术

以往，使用变换器、根据排出一侧的压力进行控制的压缩机，已经是公知的技术。

在以往压缩机的情况下，一方面，从各压缩机主体到压力检测装置之间，存在着油分离器、后冷却器、连接油分离器和后冷却器的配管、接头等各种压力损失因素。另一方面，在压缩机主体的规格方面，对于压缩机主体来说，设定了在包括其马达在内的构成部件不过负载的情况下可排出的气体压力上限即最大排出压力。但是，在以往的压缩机中，由于没有考虑上述压力损失因素，即使上述压力检测装置所检测的压力在上述最大排出压力以下，如果允许接近最大排出压力的压力，在压缩机主体中，就会出现其排出压力超过上述最大排出压力、导致所谓过负载状态的问题。

发明内容

本发明，就是以消除这种以往技术的问题为任务的，其目的是提供一种可在不出现过负载状态的情况下对应于排出压力以最高的转速运转、从而实现节能的压缩机。

为了解决上述问题，本发明的压缩机包括：压缩机主体；驱动上述压缩机主体的马达；对上述马达进行转速控制的变换器；设置在上述压缩机主体的排出一侧、可检测排出压力的压力检测器；运算电路；以及低值选择器，其中，从上述压力检测器将排出压力信号输入到上述运算电路中，通过上述运算电路导出消除上述排出压力信号与预先输入的最大排出压力信号之间的偏差的马达转速，将对应于该导出的马达转速的信号输入给上述低值选择器，将另外导出的外部信号输入给上述低值选择器，在上述低值选择器中选择出上述外部信号表示的马达转速与上述导出的马达转速中小的一个所对应的马达转速信号，将该马达转速信号输入给上述变换器，基于输入到上述变换器中的信号控制上述马达的转速。

作为上述本发明中的外部信号，优选地采用下述信号。即，具有：用于检测置于比上述压力检测器更靠近压缩空气供给目标的部位的第2排出压力的第2压力检测器；及第2运算电路，其中，从上述第2压力检测器将上述第2排出压力信号输入给上述第2运算电路，通过上述第2运算电路导出消除上述第2排出压力信号与预先输入的目标排出压力信号之间的偏差的马达转速，将对应于该导出的马达转速的信号作为上述外部信号。

另外，在上述本发明中，还可以如下构成。即，还具有过滤器，该过滤器预先存储有下述区域，该区域基于马达转速和排出压力在下述状态下确定，该状态即是处于最大排出压力以下，并且处于最大马达转速以下，而且处于使马达产生最大转矩的排出压力、马达转速的各值以下的状态，将通过上述低值选择器选择的马达转速信号和通过上述压力检测器检测出的上述排出压力信号输入给上述过滤器，如果由对应于上述排出压力信号的排出压力与对应于上述马达转速信号的马达转速确定的状态处于上述区域内，则将来自上述低值选择器的上述马达转速信号原样输入给上述变换器，如果处于上述区域外，则将对应于下述马达转速的马达转速信号输入给上述变换器，所述马达转速是由对应于从上述压力检测器输入的排出压力信号的排出压力和上述区域的边界确定的马达转速。

根据本发明的压缩机，可以在无过负载的情况下对应于排出压力以最高转速运转，从而获得节省能源的效果。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的压缩机整体构成的图。

图2是表示本发明第2实施方式的压缩机整体构成的图。

图3是表示存储在图2所示压缩机的过滤器中的、与排出压力和马达转速有关的区域的图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

图1示出了本发明第1实施方式的压缩机1A，该压缩机1A通过变换器11与电源12相连接，备有以被进行转速控制的马达13作为驱动部的压缩机主体14、和控制部15。在从压缩机主体14延伸出来的排出流路16上加设有循环槽17，在压缩机主体14和循环槽17之间的排出流路16的一部分以及循环槽17上，分别设置有可检测压力的第1压力检测器18和第2压力检测器19。另外，控制部15具有第1PID运算电路21和低值选择器(low selector)22，第1压力检测器18与第1PID运算电路21连接，第2压力检测器19通过第2PID运算电路23连接在低值选择器22上，并且，低值选择器22与变换器11连接。进一步，在第1PID运算电路21中，输入允许的排出压力的最大值Pd_MAX_SET作为预先设定值，在第2PID运算电路23中，输入循环槽17的槽内压力的希望值P_RT_SET(＜Pd_MAX_SET)作为预先设定值。

在上述构成的压缩机1A中，将与由第1压力检测器18检测出的排出压力Pd对应的排出压力信号输入第1PID运算电路21，在此导出使得排出压力Pd与排出压力的最大值Pd_MAX_SET之间没有偏差的马达转速RPM_MV1，将对应于该导出的马达转速RPM_MV1的马达转速信号输入低值选择器22。另一方面，将与由第2压力检测器19检测的槽内压力P_RT对应的槽内压力信号输入第2PID运算电路23，在此导出使得作为检测值的槽内压力P_RT与作为设定值的槽内压力希望值P_RT_SET之间没有偏差的马达转速RPM_MV2，将对应于该马达转速RPM_MV2的马达转速信号作为外部信号输入低值选择器22。接着，将导出的马达转速RPM_MV1与对应于外部信号的马达转速RPM_MV2中的小的一个所对应的马达转速信号输入给变换器11，根据该输入的马达转速信号，控制马达13的转速。

于是，在压缩机1A中，不仅基于循环槽17内的压力，而且也基于实质上与压缩机主体14的排出口的压力相等的循环槽17的一次侧的排出压力，基于上述两个压力来控制马达13的转速，以使这些压力变成所希望的值。因此，可以在不过负载的情况下对应于排出压力在最高转速下运转，节省能源。

此外，在上述的本发明中，将用于采用以往方法进行某一马达转速控制的信号称作外部信号。在图1所示的实施方式中，对循环槽17中的压力进行控制的循环相当于该外部信号。作为外部信号的其他例子，也可以考虑不用反馈控制、仅仅用人工方式设定马达转速指令值的情况。在具有利用这样的外部信号进行马达转速控制的基本构成的前提下，增加了对压缩机主体排出口的压力进行控制的循环(最大排出压力的控制)，这是本发明的特征。

图2示出了本发明第2实施方式的压缩机1B，在该压缩机1B中，与上述压缩机1A彼此通用的部分，标有相同的标记，省略其说明。

在该压缩机1B中，控制部15除了第1PID运算电路21和低值选择器22之外，还设置有介于低值选择器22和变换器11之间的、与第1压力检测器18相连的过滤器24。

在过滤器24中，如图3(横轴：马达转速RPM，纵轴：排出压力Pd)所示，预先存储有剖面线部分所示的区域A，该区域A与马达转速RPM和排出压力Pd有关，是在下述状态下确定的，该状态即是处于压缩机主体14可排出的气体的上限压力即最大排出压力Pd_MAX以下，并且处于马达13可旋转的上限转速即最大马达转速RPM_MAX以下，而且处于使马达13产生最大转矩的排出压力Pd、马达转速RPM的各值以下的状态。另外，在图3中，直线I表示最大排出压力Pd_MAX的状态，直线II表示最大马达转速RPM_MAX的状态，曲线III表示使马达13产生最大转矩的排出压力Pd、马达转速RPM的状态。

另外，上述各直线用如下式子表示。

首先，图3中的直线I用下式表示。

[式1]

Pd＝Pd_MAX (1)

其次，图3中的直线II用下式表示。

[式2]

RPM＝RPM_MAX (2)

进一步，关于图3中的曲线III，如下文所述。首先，一般情况下，在电动机中，其转速RPM和该电动机所产生的转矩T及其输出P之间有下式成立。

[式3]

P＝(2π/60)×RPM×T (3)

另一方面，电动机承受的负载转矩T_load与排出压力Pd相关，负载转矩T_load用下式表示。

[式4]

T_load＝f(Pd) (4)

这里，f(Pd)意味着是Pd的函数。

将电动机的额定输出、即该电动机所能得到的机械输出设为P_spec，将(3)式中的T换成T_load，P换成P_spec，根据(3)和(4)式得出下式。

[式5]

RPM＝(P_spec/f(Pd))×(60/2π) (5)

该(5)式表示图3中的曲线III。

在由上述构成组成的压缩机1B中，控制部15的PID运算电路21、低值选择器22与上述同样地起作用，将与马达转速RPM_MV1和马达转速RPM_MV2内小的一个对应的马达转速信号从低值选择器22不是输入到变换器11，而是输入给过滤器24。接着，在该过滤器24中，如果由与从第1压力检测器18输入的排出压力信号对应的排出压力和与来自低值选择器22的马达转速信号对应的马达转速所确定的状态位于区域A内，则将上述马达转速信号从低值选择器22原样输入给变换器11，如果处于区域A外，则将对应于下述马达转速的马达转速信号输入给变换器11，所述马达转速是由对应于从第1压力检测器18输入的排出压力信号的排出压力和区域A的边界确定的马达转速，根据该输入的马达转速信号，控制马达13的转速。

进一步，参照图3，详述从上述过滤器24输入到变换器11的马达转速信号。例如，考虑与从第1压力检测器18、低值选择器22分别输入到过滤器24的信号对应的排出压力、马达转速为(Pd1，RPM1)的第1种情况和排出压力、马达转速为(Pd2，RPM2)的第2种情况。

在第1种情况下，由于处在区域A的外面，所以，将由排出压力Pd1与区域A的边界(在这种情况下为曲线II)确定的马达转速RPM1_th所对应的马达转速信号输入变换器11。另外，将此时确定的马达转速RPM1_th代入(5)式便可表示成下式。

[式6]

RPM1_th＝(P_spec/f(Pd1))×(60/2π) (6)

与此相对应，在第2种情况下，由于处在区域A内，将对应于马达转速RPM2的马达转速信号输入给变换器11。另外，假设出现与从第1压力检测器18输入到过滤器24中的信号所对应的排出压力高于最大排出压力Pd_MAX的情况，这时，根据上述考虑的方法，不能确定应指示给变换器11的马达转速，但是，该最大排出压力Pd_MAX是基于在压缩机主体14的能力确定的值，排出压力不会比其再高，因此，不会发生上述的情况。

在上述实施方式中，压缩机主体14和循环槽17以一对一的关系设置，但是，也可以使电源12、循环槽17、第2压力检测器19及第2PID运算电路23为共用，而使除此以外的包括压缩机主体14及附属于压缩机主体14的上述各部在内的部分并列配置多个。

另外，在上述实施方式中，对于运算电路，采用了具有PID运算功能的电路，但是，本发明并不限于此，还可以采用只具有PI运算功能的运算电路、只具有P运算功能的运算电路。

Claims

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

压缩机主体；

驱动上述压缩机主体的马达；

对上述马达进行转速控制的变换器；

设置在上述压缩机主体的排出一侧、可检测排出压力的压力检测器；

运算电路；以及

低值选择器，

其中，从上述压力检测器将排出压力信号输入到上述运算电路中，通过上述运算电路导出消除上述排出压力信号与预先输入的最大排出压力信号之间的偏差的马达转速，将对应于该导出的马达转速的信号输入给上述低值选择器，将另外导出的外部信号输入给上述低值选择器，在上述低值选择器中选择出上述外部信号表示的马达转速与上述导出的马达转速中小的一个所对应的马达转速信号，将该马达转速信号输入给上述变换器，基于输入到上述变换器中的信号控制上述马达的转速。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征是，还具有：用于检测置于比上述压力检测器更靠近压缩空气供给目标的部位的第2排出压力的第2压力检测器；及第2运算电路，其中，

从上述第2压力检测器将上述第2排出压力信号输入给上述第2运算电路，通过上述第2运算电路导出消除上述第2排出压力信号与预先输入的目标排出压力信号之间的偏差的马达转速，将对应于该导出的马达转速的信号作为上述外部信号。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征是，还具有过滤器，该过滤器预先存储有下述区域，该区域基于马达转速和排出压力在下述状态下确定，该状态即是处于最大排出压力以下，并且处于最大马达转速以下，而且处于使马达产生最大转矩的排出压力、马达转速的各值以下的状态，

将通过上述低值选择器选择的马达转速信号和通过上述压力检测器检测出的上述排出压力信号输入给上述过滤器，如果由对应于上述排出压力信号的排出压力与对应于上述马达转速信号的马达转速确定的状态处于上述区域内，则将来自上述低值选择器的上述马达转速信号原样输入给上述变换器，如果处于上述区域外，则将对应于下述马达转速的马达转速信号输入给上述变换器，所述马达转速是由对应于从上述压力检测器输入的排出压力信号的排出压力和上述区域的边界确定的马达转速。