JP2000283052A - Air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気を圧縮
するのに好適に用いられる空気圧縮機に関し、特に電動
モータによって圧縮機本体を駆動する空気圧縮機に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air compressor suitably used for, for example, compressing air, and more particularly to an air compressor in which a compressor body is driven by an electric motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、空気圧縮機は、駆動源としての
電動モータと、該電動モータによって駆動され外部から
吸込んだ空気を圧縮しつつ圧縮空気を前記各貯留タンク
へと吐出する圧縮機本体とによって構成されたものが知
られている(例えば特開平10−246185号公報
等)。2. Description of the Related Art Generally, an air compressor comprises an electric motor as a driving source, a compressor body which is driven by the electric motor and discharges compressed air to each of the storage tanks while compressing air sucked from outside. Is known (for example, JP-A-10-246185).
【0003】この種の従来技術による空気圧縮機は、電
動モータによって圧縮機本体のクランク軸を回転駆動
し、該クランク軸の回転に応じてシリンダ内でピストン
を往復動させることにより、吸込室側から吸込んだ空気
を圧縮室内で圧縮するものである。そして、圧縮機本体
の圧縮室内で圧縮された圧縮空気は、吐出室側から配管
等を介してタンクへと吐出され、このタンク内に貯留さ
れる。[0003] In this type of conventional air compressor, an electric motor drives a crankshaft of a compressor body to rotate, and a piston reciprocates in a cylinder in accordance with the rotation of the crankshaft. Is compressed in the compression chamber. The compressed air compressed in the compression chamber of the compressor body is discharged from the discharge chamber side to a tank via a pipe or the like, and stored in the tank.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、圧縮機本体を駆動する電動モータとしてコ
ンデンサモータ、インダクションモータ等が使用されて
いた。しかし、電動モータにコンデンサモータを使用し
た場合には、圧縮機本体の負荷の軽重に関わらず一定の
回転数で電動モータを回転駆動するため、電動モータの
動力を有効に使用できない領域が多く存在すると共に、
電動モータの消費電力が大きいという問題があった。By the way, in the above-mentioned prior art, a condenser motor, an induction motor or the like is used as an electric motor for driving the compressor body. However, when a condenser motor is used as the electric motor, the electric motor rotates at a constant speed regardless of the load of the compressor body, so there are many areas where the power of the electric motor cannot be used effectively. Along with
There is a problem that electric power consumption of the electric motor is large.
【0005】また、電動モータの起動トルクが不足する
ため、空気圧縮機の起動時に電動モータに加わる負荷を
軽減するために、圧縮機本体にアンローダ等の負荷軽減
装置を設ける必要があるという問題もあった。[0005] Further, since the starting torque of the electric motor is insufficient, it is necessary to provide a load reducing device such as an unloader in the compressor body in order to reduce the load applied to the electric motor when starting the air compressor. there were.
【0006】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は電動モータの消費電力を低減す
ると共に、電動モータの起動トルクを増加させることが
できる空気圧縮機を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an air compressor capable of reducing the power consumption of an electric motor and increasing the starting torque of the electric motor. It is an object.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明による空気圧縮機は、3相のス
テータコイルと該ステータコイルによって回転されるロ
ータとからなる電動モータと、該電動モータのロータが
回転することによって駆動され、外部から吸込んだ空気
を圧縮する圧縮機本体と、前記電動モータの回転を検出
する回転検出手段と、該回転検出手段による検出信号に
基づき前記電動モータに対する給電を制御するモータ制
御手段とを有し、該モータ制御手段を、前記3相のステ
ータコイルの全てに順次給電を行う3相通電制御手段
と、前記3相のステータコイルのうち2相のステータコ
イルに対して選択的に通電を行う2相通電制御手段と、
前記回転検出手段からの検出信号により前記3相通電制
御手段と2相通電制御手段とのいずれか一方を選択し、
選択した通電制御手段によって前記電動モータへの通電
を制御する通電制御切換手段とから構成している。According to a first aspect of the present invention, there is provided an air compressor including an electric motor including a three-phase stator coil and a rotor rotated by the stator coil. The compressor body is driven by rotation of the rotor of the electric motor and compresses air sucked from the outside, rotation detection means for detecting rotation of the electric motor, and the electric motor based on a detection signal from the rotation detection means. Motor control means for controlling power supply to the motor, the motor control means comprising: three-phase conduction control means for sequentially supplying power to all of the three-phase stator coils; Two-phase energization control means for selectively energizing the stator coils of
Selecting one of the three-phase energization control means and the two-phase energization control means according to a detection signal from the rotation detection means;
And energization control switching means for controlling energization to the electric motor by the selected energization control means.
【0008】このように構成したことにより、3相通電
制御手段によって変動の少ない大きな回転トルクを発生
させることができると共に、2相通電制御手段によって
消費電力の低減しつつ電動モータを回転させることがで
きる。また、通電制御手段は、電動モータに必要となる
回転トルクに応じて、3相通電制御手段と2相通電制御
手段とのうちいずれか一方を選択することができる。こ
のため、通電制御切換手段は、回転検出手段による検出
信号によって起動時のように大きな回転トルクが必要な
ときに3相通電制御手段を選択し、ある程度の回転トル
クが得られた後には、消費電力の少ない2相通電制御手
段を選択することができる。[0008] With this configuration, it is possible to generate a large rotating torque with little fluctuation by the three-phase conduction control means, and to rotate the electric motor while reducing power consumption by the two-phase conduction control means. it can. Further, the energization control unit can select one of the three-phase energization control unit and the two-phase energization control unit in accordance with the rotational torque required for the electric motor. For this reason, the energization control switching means selects the three-phase energization control means when a large rotation torque is required, such as at the time of start-up, based on a detection signal from the rotation detection means. It is possible to select a two-phase energization control unit with low power.
【0009】また、請求項2の発明は、通電制御切換手
段を、電動モータの回転数が低い起動時に前記3相通電
制御を選択し、前記電動モータの起動後に回転数が設定
回転数に達した後には2相通電制御手段を選択する構成
としたことにある。According to a second aspect of the present invention, the energization control switching means selects the three-phase energization control when the electric motor is started at a low rotational speed, and the rotational speed reaches a set rotational speed after the electric motor is started. After that, the configuration is such that the two-phase conduction control means is selected.
【0010】これにより、通電制御切換手段は、電動モ
ータの回転数が低い起動時のように大きな回転トルクが
必要なときに3相通電制御手段を選択する。また、電動
モータの起動後に回転数が設定回転数に達した後には、
電動モータにはある程度の回転トルクが発生している。
このため、通電制御切換手段は、消費電力の少ない2相
通電制御手段を選択する。Thus, the energization control switching means selects the three-phase energization control means when a large rotation torque is required, such as when the electric motor is started at a low rotational speed. Also, after the rotation speed reaches the set rotation speed after starting the electric motor,
A certain amount of rotational torque is generated in the electric motor.
For this reason, the energization control switching means selects the two-phase energization control means with low power consumption.
【0011】また、請求項3の発明は、3相通電制御手
段を、モータ制御手段に入力される電源の電流を予め決
められた第1の設定電流値以下に抑える構成としたこと
にある。Further, the invention of claim 3 is that the three-phase conduction control means is configured to suppress the current of the power supply input to the motor control means to a predetermined first set current value or less.
【0012】これにより、3相通電制御手段はモータ制
御手段に入力される電源の電流を予め決められた第2の
設定電流値以下に抑えるから、3相通電制御手段によっ
て電動モータを駆動しているときに、外部電源からの入
力電流値が過剰に大きくなるのを防止することができ
る。Thus, the three-phase conduction control means suppresses the current of the power supply input to the motor control means to a predetermined second set current value or less, so that the three-phase conduction control means drives the electric motor. When this is the case, it is possible to prevent the value of the input current from the external power supply from becoming excessively large.
【0013】さらに、請求項4の発明は、2相通電制御
手段を、モータ制御手段に入力される電源の電流を予め
決められた第2の設定電流値以下に抑える電流値制限手
段と、前記電動モータの回転数を予め決められた最大回
転数以下に抑える回転数制限手段とを備える構成とした
ことにある。Further, the invention according to claim 4 is characterized in that the two-phase energization control means controls a current value of a power supply inputted to the motor control means to a predetermined second current value or less, The present invention is configured to include a rotation speed limiter that suppresses the rotation speed of the electric motor to a predetermined maximum rotation speed or less.
【0014】このように構成したことにより、電流値制
限手段はモータ制御手段に入力される電源の電流を予め
決められた第2の設定電流値以下に抑えるから、2相通
電制御手段によって電動モータを駆動しているときに、
外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなるのを防止
することができる。また、回転数制限手段は電動モータ
の回転数を予め決められた最大回転数以下に抑えるか
ら、電動モータを必要以上に高い回転数で回転駆動する
ことによって圧縮機本体等が損傷するのを防止し、耐久
性、信頼性を向上することができる。[0014] With this configuration, the current value limiting means suppresses the current of the power supply input to the motor control means to be equal to or less than the predetermined second set current value. When driving
It is possible to prevent the value of the input current from the external power supply from becoming excessively large. In addition, since the rotation speed limiting means suppresses the rotation speed of the electric motor to a predetermined maximum rotation speed or less, the compressor body is prevented from being damaged by rotating the electric motor at a rotation speed higher than necessary. Thus, durability and reliability can be improved.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
空気圧縮機として2段式空気圧縮機を例に挙げて図1な
いし図10に従って詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a two-stage air compressor will be described in detail as an air compressor according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS.
【0016】図において、1,1は左,右に離間して互
いに並行に延びた一対の貯留タンク(以下、タンク1と
いう)で、該各タンク1は、金属チューブ等を用いた略
円筒状の密閉容器として形成され、後述する下側フレー
ム5、上側フレーム6によって連結されている。そし
て、各タンク1の長さ方向両端側には、その下側位置に
脚体2,2,…が取付けられ、上側位置には運搬用の把
手3,3が取付けられている。In FIG. 1, reference numerals 1 and 1 denote a pair of storage tanks (hereinafter referred to as tanks 1) which are separated to the left and right and extend in parallel with each other. Each of the tanks 1 has a substantially cylindrical shape using a metal tube or the like. And is connected by a lower frame 5 and an upper frame 6 described later. On both ends in the longitudinal direction of each tank 1, legs 2, 2,... Are attached at lower positions thereof, and transport handles 3, 3 are attached at upper positions.
【0017】また、各タンク1上には後述の圧縮機本体
7、電動モータ12等を上側から覆う保護カバー4が図
1に示す如く設けられ、該保護カバー4は必要に応じて
取外されるようになっている。なお、図3ないし図5で
は保護カバー4を取外した状態で示している。A protective cover 4 for covering a compressor body 7, an electric motor 12, and the like, which will be described later, is provided on each tank 1 as shown in FIG. 1, and the protective cover 4 is removed as necessary. It has become so. 3 to 5 show a state in which the protective cover 4 is removed.
【0018】5,5は各タンク1の下側に位置して各タ
ンク1を左右方向で連結した下側フレームで、該下側フ
レーム5は図4および図5に示す如く高い剛性をもった
金属金具等からなり、例えば各タンク1の長さ方向(前
後方向)両端側で該各タンク1に溶接等の手段で固着さ
れている。Reference numerals 5 and 5 denote lower frames which are located below the respective tanks 1 and connect the respective tanks 1 in the left-right direction. The lower frames 5 have high rigidity as shown in FIGS. It is made of a metal fitting or the like, and is fixed to each tank 1 by means of welding or the like at both ends in the longitudinal direction (front-back direction) of each tank 1.
【0019】6,6は各タンク1の上側に位置して各タ
ンク1を左右方向で連結した上側フレームで、該上側フ
レーム6は下側フレーム5とほぼ同様に高い剛性をもっ
た金属材等からなり、例えば各タンク1の長さ方向(前
後方向)に離間して該各タンク1に溶接等の手段で固着
されている。そして、上側フレーム6,6は、圧縮機本
体7を電動モータ12と共に下側から支承する構成とな
っている。Reference numerals 6 and 6 denote upper frames which are located above the respective tanks 1 and connect the respective tanks 1 in the left-right direction. For example, they are fixed to the tanks 1 by means of welding or the like at a distance in the longitudinal direction (front-back direction) of each tank 1. The upper frames 6, 6 support the compressor body 7 together with the electric motor 12 from below.
【0020】7は各タンク1間に位置して上側フレーム
6上に取付けられた圧縮機本体で、該圧縮機本体7は、
略円筒状のクランクケース8と、該クランクケース8の
径方向に突出して設けられたシリンダ9Aとシリンダヘ
ッド9Bからなる第1段の圧縮機構9と、該第1段の圧
縮機構9の反対側に位置して前記クランクケース8に設
けられたシリンダ10Aとシリンダヘッド10Bとから
なる第2段の圧縮機構10とによって大略構成されてい
る。Reference numeral 7 denotes a compressor body mounted between the tanks 1 and mounted on the upper frame 6. The compressor body 7 comprises:
A first-stage compression mechanism 9 including a substantially cylindrical crankcase 8, a cylinder 9A and a cylinder head 9B provided to protrude in the radial direction of the crankcase 8, and an opposite side of the first-stage compression mechanism 9; And a second stage compression mechanism 10 composed of a cylinder 10A and a cylinder head 10B provided in the crankcase 8 as shown in FIG.
【0021】そして、第1段の圧縮機構9と第2段の圧
縮機構10とは、図3に示す如く左,右方向へと横向き
に突出して設けられ、シリンダ9A,10A内にはピス
トン(図示せず)が摺動可能に挿嵌されている。また、
前記シリンダヘッド9B,10Bには吸込弁、吐出弁
(いずれも図示せず)等が内蔵され、これら2つの圧縮
機構9,10間は連通管11を介して接続されている。As shown in FIG. 3, the first stage compression mechanism 9 and the second stage compression mechanism 10 are provided so as to laterally protrude leftward and rightward, and pistons (in the cylinders 9A and 10A) are provided. (Not shown) is slidably inserted. Also,
The cylinder heads 9B and 10B include a suction valve, a discharge valve (both not shown) and the like, and these two compression mechanisms 9 and 10 are connected via a communication pipe 11.
【0022】このように、本実施の形態による圧縮機本
体7は、所謂水平対向型の2段式空気圧縮機として構成
されている。As described above, the compressor body 7 according to the present embodiment is configured as a so-called horizontally opposed two-stage air compressor.
【0023】12は各タンク1間に位置してクランクケ
ース8の後部側に設けられた電動モータで、該電動モー
タ12は、例えばインバータ制御式のシンクロナイズド
シュラーゲ形リラクタンスモータからなり、図3に示す
ようにクランクケース8と同軸に配設されたモータケー
ス13と、該モータケース13内に配設された例えば3
相のステータコイルU,V,Wからなるステータ14
と、該ステータ14の内周側に設けられた鉄系材料等か
らなるロータ15と、該ロータ15の内周側に嵌合され
ロータ15と共に回転する回転軸16とから構成されて
いる。An electric motor 12 is provided between the tanks 1 and provided on the rear side of the crankcase 8. The electric motor 12 is, for example, an inverter-controlled synchronized Schrag-type reluctance motor. As shown, a motor case 13 disposed coaxially with the crankcase 8 and a motor case 13 disposed in the motor case 13, for example,
Stator 14 composed of phase stator coils U, V, W
And a rotor 15 provided on the inner peripheral side of the stator 14 and made of an iron-based material or the like, and a rotating shaft 16 fitted on the inner peripheral side of the rotor 15 and rotating together with the rotor 15.
【0024】ここで、回転軸16は、圧縮機本体7、電
動モータ12のモータケース13を軸方向に貫通して設
けられると共に、その前側はクランクケース8内にクラ
ンク軸となって配設され、後側が電動モータ12のロー
タ15に挿嵌されている。そして、回転軸16の両端側
は、圧縮機本体7、モータケース13から外側へ突出し
ている。また、モータケース13の下側部位は、クラン
クケース8の下側部位と共に各タンク1,1間に部分的
に入り込み、空気圧縮機の全高を可及的に低くしてい
る。Here, the rotary shaft 16 is provided so as to extend through the compressor body 7 and the motor case 13 of the electric motor 12 in the axial direction. The rear side is inserted into the rotor 15 of the electric motor 12. Both ends of the rotating shaft 16 protrude outward from the compressor body 7 and the motor case 13. The lower part of the motor case 13 and the lower part of the crankcase 8 partially enter between the tanks 1 and 1 to make the overall height of the air compressor as low as possible.
【0025】そして、電動モータ12は、後述する給電
制御装置20を介して外部の電源に接続されている。こ
れにより、電動モータ12は、その回転駆動が給電制御
装置20によってインバータ制御されるものである。The electric motor 12 is connected to an external power supply via a power supply control device 20 described later. Thus, the electric motor 12 is rotationally driven by the power supply control device 20 by inverter control.
【0026】17は圧縮機本体7の前側に位置して回転
軸16の前端側に設けられた第1の冷却ファンとしての
吸気ファン、18は電動モータ12の後側に位置して回
転軸16の後端側に設けられた第2の冷却ファンとして
の排気ファンをそれぞれ示している。そして、吸気ファ
ン17と排気ファン18は、圧縮機本体7の前側から電
動モータ12の後側に向けて冷却風を流通させると共
に、後述する給電制御装置20の前側から後側に向けて
冷却風を流通させるものである。Reference numeral 17 denotes an intake fan serving as a first cooling fan provided at the front end of the rotary shaft 16 at the front side of the compressor body 7. Reference numeral 18 denotes a rotary shaft 16 at the rear side of the electric motor 12. 2 shows an exhaust fan as a second cooling fan provided on the rear end side of FIG. The intake fan 17 and the exhaust fan 18 allow the cooling air to flow from the front side of the compressor main body 7 to the rear side of the electric motor 12 and the cooling air flow from the front side to the rear side of the power supply control device 20 described later. Is to be distributed.
【0027】19は電動モータ12の回転位置を検出す
るためモータケース13の後端側に設けられた回転検出
手段としての回転検出器で、該回転検出器19は、例え
ば回転軸16に取付けられたマグネットと該マグネット
による磁束を検出するホール素子等(いずれも図示せ
ず)によって構成されている。そして、回転検出器19
は、配線を介して給電制御装置20のインバータ制御部
31に接続され、該インバータ制御部31に向けて回転
軸16の回転位置に応じた回転検出信号を出力するもの
である。Reference numeral 19 denotes a rotation detector as rotation detection means provided at the rear end of the motor case 13 for detecting the rotation position of the electric motor 12. And a Hall element for detecting magnetic flux generated by the magnet (both not shown). And the rotation detector 19
Is connected to the inverter control unit 31 of the power supply control device 20 via a wire, and outputs a rotation detection signal corresponding to the rotation position of the rotating shaft 16 to the inverter control unit 31.
【0028】20は電動モータ12への給電をインバー
タ制御するモータ制御手段としての給電制御装置で、該
給電制御装置20は、図5および図6に示すように後述
する回路用ケーシング21、給電部23、インバータ制
御部31によって構成されている。そして、給電制御装
置20は、圧縮機本体7、電動モータ12の下側に位置
して各タンク1,1間に配設されている。Reference numeral 20 denotes a power supply control device as a motor control means for controlling the power supply to the electric motor 12 by an inverter. The power supply control device 20 includes a circuit casing 21 described later and a power supply section as shown in FIGS. 23, and an inverter control unit 31. The power supply control device 20 is located between the tanks 1 and 1 below the compressor body 7 and the electric motor 12.
【0029】21は略箱状の回路用ケーシングで、該回
路用ケーシング21は、例えば薄い金属板をプレス加工
することにより形成され、タンク1,1間に位置して前
後方向に延びる箱部21Aと、該箱部21Aの前後方向
中央に位置して下側部23Aの上側に設けられ、箱部2
1Aとの間に後述する平滑回路26等を収容する収容空
間を画成する蓋部21Bとから構成されている。そし
て、箱部21Aの前後方向両端側は、ボルト22等によ
って下側フレーム5に固定されている。Reference numeral 21 denotes a substantially box-shaped circuit casing. The circuit casing 21 is formed, for example, by pressing a thin metal plate, and is located between the tanks 1 and 1 and extends in the front-rear direction. And provided above the lower portion 23A at the center of the box portion 21A in the front-rear direction.
1A and a lid 21B defining an accommodation space for accommodating a smoothing circuit 26 and the like to be described later. Both ends in the front-rear direction of the box portion 21A are fixed to the lower frame 5 by bolts 22 and the like.
【0030】23は電動モータ12に駆動電力を供給す
るための給電部で、該給電部23は各タンク1の長さ方
向中間部に位置して回路用ケーシング21の箱部21A
に取り付けられている。Reference numeral 23 denotes a power supply unit for supplying drive power to the electric motor 12. The power supply unit 23 is located at a middle portion in the longitudinal direction of each tank 1 and has a box portion 21 A of the circuit casing 21.
Attached to.
【0031】そして、給電部23は、電源ケーブル24
等を介して外部の商用電源等に接続され例えば100V
の単相交流電圧を整流するダイオードによるブリッジ回
路からなる整流器25と、該整流器25に接続され整流
された電圧を平滑化して直流電圧を出力する複数のコン
デンサ26Aからなる平滑回路26と、該平滑回路26
と電動モータ12との間に設けられインバータ制御部3
1からの制御信号に応じて開成,閉成することによって
該平滑回路26による直流電圧をパルス変調し、周波数
可変の擬似的な交流電圧として電動モータ12に出力す
る例えば6個のパワートランジスタ27Aからなるトラ
ンジスタ回路27とによって概略構成されている。The power supply unit 23 includes a power cable 24
Connected to an external commercial power supply, etc.
A rectifier 25 composed of a bridge circuit composed of a diode for rectifying a single-phase AC voltage, a smoothing circuit 26 composed of a plurality of capacitors 26A connected to the rectifier 25 for smoothing the rectified voltage and outputting a DC voltage; Circuit 26
Inverter control unit 3 provided between the motor and the electric motor 12
By opening and closing in response to the control signal from the control signal 1, the DC voltage by the smoothing circuit 26 is pulse-modulated and output to the electric motor 12 as a pseudo AC voltage having a variable frequency, for example, from six power transistors 27 A. And a transistor circuit 27.
【0032】また、電源ケーブル24と整流器25との
間にはコイル等からなるリアクトル28が接続され、該
リアクトル28は、箱部21Aの前端側に取り付けられ
ている。そして、リアクトル28は、単相交流電圧を直
流電圧に変換するときに、外部の商用電源側に向けて高
調波成分を多く含んだ電流が流れるのを防止し、力率を
改善するものである。また、トランジスタ回路27は、
放熱板29に取り付けられると共に、電動モータ12の
下側に位置して排気ファン18の近傍に配設されてい
る。A reactor 28 composed of a coil or the like is connected between the power cable 24 and the rectifier 25, and the reactor 28 is attached to the front end of the box 21A. The reactor 28 prevents a current containing many harmonic components from flowing toward an external commercial power supply when converting a single-phase AC voltage to a DC voltage, and improves the power factor. . Also, the transistor circuit 27
It is attached to the heat radiating plate 29 and is located below the electric motor 12 and near the exhaust fan 18.
【0033】30は給電部23の電源ケーブル24と整
流器25との間に設けられた電流検出器で、該電流検出
器30は、インバータ制御部31に接続され、外部の商
用電源から電動モータ12に供給される電流値に応じた
電流検出信号を出力するものである。Numeral 30 denotes a current detector provided between the power supply cable 24 of the power supply unit 23 and the rectifier 25. The current detector 30 is connected to the inverter control unit 31 and receives an electric motor 12 from an external commercial power supply. And outputs a current detection signal corresponding to the current value supplied to the switch.
【0034】31は回路用ケーシング21の後端面側に
設けられ電動モータ12をインバータ制御するインバー
タ制御部で、該インバータ制御部31は、マイクロコン
ピュータ等によって構成され、その入力側が回転検出器
19、電流検出器30等に接続され、出力側は給電部2
3のトランジスタ回路27等に接続されている。また、
インバータ制御部31は、図6に示すようにメモリ等の
記憶装置31Aを備え、該記憶装置31Aには、図8に
示すプログラムが格納されている。Reference numeral 31 denotes an inverter control unit provided on the rear end face side of the circuit casing 21 for controlling the electric motor 12 by inverter. The inverter control unit 31 is constituted by a microcomputer or the like. The output side is connected to the current detector 30 and the like.
3 transistor circuits 27 and the like. Also,
The inverter control unit 31 includes a storage device 31A such as a memory as shown in FIG. 6, and the storage device 31A stores a program shown in FIG.
【0035】そして、インバータ制御部31は、回転検
出器19からの検出信号に基づき3相通電制御と2相通
電制御を切換えると共に、トランジスタ回路27の各パ
ワートランジスタ27Aを開成,閉成することによっ
て、電動モータ12のステータ14に供給する電流、電
圧の周波数を変化させ、電動モータ12の回転数等を制
御している。The inverter control unit 31 switches between three-phase conduction control and two-phase conduction control based on a detection signal from the rotation detector 19, and opens and closes each power transistor 27A of the transistor circuit 27. The frequency of the current and voltage supplied to the stator 14 of the electric motor 12 is changed to control the number of revolutions of the electric motor 12 and the like.
【0036】ここで、インバータ制御部31による電動
モータ12の駆動制御処理について図8を参照しつつ説
明する。Here, the drive control processing of the electric motor 12 by the inverter control unit 31 will be described with reference to FIG.
【0037】まず、空気圧縮機を作動させると、インバ
ータ制御部31の記憶装置31Aに格納されたプログラ
ムが作動し、ステップ1では電源ケーブル24が外部の
電源に接続され、主電源がONか否かを判別する。First, when the air compressor is operated, a program stored in the storage device 31A of the inverter control unit 31 is operated. In step 1, the power cable 24 is connected to an external power source, and whether or not the main power source is ON is determined. Is determined.
【0038】そして、ステップ1で「NO」と判定した
ときには、主電源がON状態になるまで待機する。一
方、ステップ1で「YES」と判定したときには、ステ
ップ2に移って3相通電制御処理を開始する。If the determination in step 1 is "NO", the process waits until the main power supply is turned on. On the other hand, when it is determined “YES” in step 1, the process proceeds to step 2 to start the three-phase energization control process.
【0039】このとき、インバータ制御部31は、回転
検出器19からの回転検出信号によって電動モータ12
のロータ15の回転位置を認識する。そして、インバー
タ制御部31は、このロータ15の回転位置に応じてス
テータコイルUからステータコイルV,Wへの通電、ス
テータコイルVからステータコイルW,Uへの通電、ス
テータコイルWからステータコイルU,Vへの通電を順
次繰返し、ロータ15の回転速度を徐々に上昇させてい
く。At this time, the inverter control unit 31 uses the rotation detection signal from the rotation detector 19 to
Of the rotor 15 is recognized. The inverter control unit 31 supplies power to the stator coils V and W from the stator coil U, supplies power to the stator coils W and U from the stator coil V, and outputs the current from the stator coil W to the stator coil U according to the rotational position of the rotor 15. , V are sequentially repeated to gradually increase the rotation speed of the rotor 15.
【0040】次に、ステップ3では、電流検出器30か
らの電流検出信号によって外部電源から給電制御装置2
0の給電部23に入力される電流値Iがステータコイル
U,V,W、パワートランジスタ27A等の耐電圧値に
応じて設定された第1の設定電流値として例えば15A
程度の設定電流値I0 以下か否かを判別する。Next, in step 3, the power supply control device 2 is supplied from an external power supply in response to the current detection signal from the current detector 30.
The current value I input to the power supply unit 23 of 0 is, for example, 15 A as a first set current value set according to the withstand voltage value of the stator coils U, V, W, the power transistor 27A, and the like.
It is determined whether the current value is equal to or less than the set current value I0.
【0041】そして、ステップ3で「NO」と判定した
ときには、給電部23に入力される電流値Iが設定電流
値I0 を超えているから、ステップ4に移って電流値I
が設定電流値I0 以下となるようにステータコイルU,
V,Wに供給する電流を制限する。If it is determined "NO" in step 3, the current value I input to the power supply unit 23 exceeds the set current value I0, and the process proceeds to step 4 to determine the current value I
Is set to be equal to or less than the set current value I0.
The current supplied to V and W is limited.
【0042】一方、ステップ3で「YES」と判定した
ときには、電流値Iは設定電流値I0 以下となっている
から、ステップ5に移ってロータ15の回転数Nが、圧
縮機本体7の負荷トルクの変動が小さくなり、慣性によ
って駆動可能な例えば500〜800rpm程度の設定
回転数N0 以上か否かを判別する。On the other hand, if it is determined "YES" in step 3, the current value I is equal to or less than the set current value I0, and the process proceeds to step 5 where the rotational speed N of the rotor 15 is reduced to the load of the compressor body 7. It is determined whether or not the fluctuation of the torque becomes small and the rotational speed is equal to or higher than a set rotational speed N0 of, for example, about 500 to 800 rpm, which can be driven by inertia.
【0043】そして、ステップ5で「NO」と判定した
ときには、電動モータ12は設定回転数N0 に達してい
ないから、未だに起動時であると判断し、ステップ2〜
4までを繰返す。一方、ステップ5で「YES」と判定
したときには、電動モータ12は設定回転数N0 に達し
ているから、圧縮機本体7は電動モータ12の回転トル
クに多少ばらつきが生じてもその慣性によって停止する
こと無く駆動することができるから、ステップ6に移っ
て2相通電制御処理を開始する。If "NO" is determined in step 5, since the electric motor 12 has not reached the set number of revolutions N0, it is determined that the electric motor 12 is still in the starting state.
Repeat up to 4. On the other hand, if "YES" is determined in step 5, since the electric motor 12 has reached the set number of revolutions N0, the compressor body 7 is stopped by the inertia even if the rotational torque of the electric motor 12 slightly varies. Since the drive can be performed without any trouble, the process proceeds to step 6 to start the two-phase energization control process.
【0044】このとき、インバータ制御部31は、回転
検出器19からの回転検出信号によって電動モータ12
のロータ15の回転位置を認識する。そして、インバー
タ制御部31は、このロータ15の回転位置に応じてス
テータコイルUからステータコイルVへの通電、ステー
タコイルVからステータコイルWへの通電、ステータコ
イルWからステータコイルUへの通電を順次繰返し、ロ
ータ15の回転速度を徐々に上昇させていく。At this time, the inverter control unit 31 uses the rotation detection signal from the rotation detector 19 to
Of the rotor 15 is recognized. Then, the inverter control unit 31 performs energization from the stator coil U to the stator coil V, energization from the stator coil V to the stator coil W, and energization from the stator coil W to the stator coil U in accordance with the rotational position of the rotor 15. The rotation is sequentially repeated, and the rotation speed of the rotor 15 is gradually increased.
【0045】次に、ステップ7では、電流検出器30か
らの電流検出信号によって給電部23に入力される電流
値IがステータコイルU,V,W、パワートランジスタ
27A等の耐電圧値に応じて設定された第2の設定電流
値として例えば15A程度の設定電流値I0 以下か否か
を判別する。Next, in step 7, the current value I input to the power supply unit 23 according to the current detection signal from the current detector 30 depends on the withstand voltage value of the stator coils U, V, W, the power transistor 27A and the like. It is determined whether or not the set second current value is equal to or less than a set current value I0 of, for example, about 15 A.
【0046】そして、ステップ7で「NO」と判定した
ときには、給電部23に入力される電流値Iが設定電流
値I0 を超えているから、ステップ8に移って電流値I
が設定電流値I0 以下となるようにステータコイルU,
V,Wに供給する電流を制限する。If the determination in step 7 is "NO", the current value I input to the power supply unit 23 exceeds the set current value I0, and the process proceeds to step 8 to determine the current value I
Is set to be equal to or less than the set current value I0.
The current supplied to V and W is limited.
【0047】一方、ステップ7で「YES」と判定した
ときには、電流値Iは設定電流値I0 以下となっている
から、ステップ9に移ってロータ15の回転数Nが圧縮
機本体7の耐久性等を考慮して予め設定された例えば2
200〜2300rpm程度の最大回転数N1 以下か否
かを判別する。On the other hand, if "YES" is determined in step 7, the current value I is equal to or less than the set current value I0. For example, 2 is set in advance in consideration of
It is determined whether the rotation speed is equal to or less than the maximum rotation speed N1 of about 200 to 2300 rpm.
【0048】そして、ステップ9で「NO」と判定した
ときには、電動モータ12の回転数Nが最大回転数N1
を超えているから、ステップ10に移って回転数Nを最
大回転数N1 以下に抑えると共に、ステップ6〜8まで
の処理を繰返す。When the determination at step 9 is "NO", the rotational speed N of the electric motor 12 is increased to the maximum rotational speed N1.
Is exceeded, the routine proceeds to step 10, the rotational speed N is suppressed to the maximum rotational speed N1 or less, and the processing of steps 6 to 8 is repeated.
【0049】一方、ステップ9で「YES」と判定した
ときには、ステップ11に移って主電源がOFFか否か
を判別する。そして、ステップ11で「NO」と判定し
たときには、空気圧縮機は駆動状態となっているので、
ステップ6〜10までの処理を繰返す。一方、ステップ
11で「YES」と判定したときには、エンドに移って
電動モータ12の駆動を停止する。On the other hand, if "YES" is determined in the step 9, the process proceeds to a step 11, and it is determined whether or not the main power is off. When it is determined “NO” in step 11, the air compressor is in the driving state,
Steps 6 to 10 are repeated. On the other hand, if "YES" is determined in the step 11, the process proceeds to the end and the driving of the electric motor 12 is stopped.
【0050】本実施の形態による空気圧縮機は上述の如
き構成を有するもので、次に、その作動について説明す
る。The air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the air compressor will be described.
【0051】まず、電動モータ12に給電して回転軸1
6を回転駆動させると、電動モータ12は3相通電制御
によって駆動し、第1段の圧縮機構9と第2段の圧縮機
構10が作動する。このとき、連接棒を介して連結され
たピストンがシリンダ9A,10A内で往復動し、第1
段の圧縮機構9から連通管11を経由して第2段の圧縮
機構10側に圧縮空気が供給される。そして、第2段の
圧縮機構10は、第1段の圧縮機構9による圧縮空気を
さらに加圧すると共に、この圧縮空気を各タンク1に向
けて吐出する。これにより、タンク1内には圧縮空気が
貯留される。First, power is supplied to the electric motor 12 to
When the motor 6 is driven to rotate, the electric motor 12 is driven by three-phase conduction control, and the first-stage compression mechanism 9 and the second-stage compression mechanism 10 operate. At this time, the piston connected via the connecting rod reciprocates in the cylinders 9A and 10A,
Compressed air is supplied from the stage compression mechanism 9 to the second stage compression mechanism 10 via the communication pipe 11. Then, the second-stage compression mechanism 10 further pressurizes the compressed air by the first-stage compression mechanism 9 and discharges the compressed air toward each tank 1. Thereby, the compressed air is stored in the tank 1.
【0052】そして、空気圧縮機が停止状態から起動し
たときの圧縮機本体7の駆動に必要となる負荷トルクと
電動モータ12が発生する回転トルクは図9に示すよう
になる。このとき、ロータ15が1回転する間では、図
9中に一点鎖線で示す特性線aのように第1段の圧縮機
構9のピストンが上死点位置に達したときと第2段の圧
縮機構10のピストンが上死点位置に達したときに負荷
トルクが大きくなる。FIG. 9 shows the load torque required for driving the compressor body 7 and the rotation torque generated by the electric motor 12 when the air compressor is started from a stopped state. At this time, during one rotation of the rotor 15, when the piston of the first stage compression mechanism 9 reaches the top dead center position as indicated by the characteristic line a shown by the one-dot chain line in FIG. When the piston of the mechanism 10 reaches the top dead center position, the load torque increases.
【0053】ここで、電動モータ12を2相通電制御に
よって駆動したときには、その回転トルクは、図9中に
点線で示す特性線bのように大きく変動する。このた
め、回転トルクが最小となった状態で、圧縮機本体7の
負荷トルクが最大となったときには、電動モータ12の
回転トルクが不足し、空気圧縮機が停止してしまう。Here, when the electric motor 12 is driven by the two-phase energization control, the rotational torque fluctuates greatly as shown by a characteristic line b shown by a dotted line in FIG. For this reason, when the load torque of the compressor main body 7 is maximized in a state where the rotational torque is minimized, the rotational torque of the electric motor 12 is insufficient, and the air compressor stops.
【0054】しかし、本実施の形態では、電動モータ1
2は3相通電制御によって駆動しているから、その回転
トルクは、図9中に実線で示す特性線cのように、ほぼ
常時負荷トルクよりも大きくなる。このため、空気圧縮
機は停止することなく、円滑に起動する。However, in this embodiment, the electric motor 1
2 is driven by the three-phase energization control, the rotational torque thereof is almost always larger than the load torque as indicated by a characteristic line c shown by a solid line in FIG. For this reason, the air compressor starts smoothly without stopping.
【0055】次に、電動モータ12の回転数Nが設定回
転数N0 よりも上昇すると、インバータ制御部31は、
電動モータ12の制御方法を3相通電制御から2相通電
制御に切換える。Next, when the rotation speed N of the electric motor 12 rises above the set rotation speed N0, the inverter control unit 31
The control method of the electric motor 12 is switched from three-phase conduction control to two-phase conduction control.
【0056】そして、電動モータ12がほぼ最大回転数
N1 で駆動したときの圧縮機本体7の負荷トルクと電動
モータ12が発生する回転トルクは図10に示すように
なる。このとき、ロータ15が1回転する間では、図1
0中に一点鎖線で示す特性線dように第1段の圧縮機構
9のピストンが上死点位置に達したときと第2段の圧縮
機構10のピストンが上死点位置に達したときに負荷ト
ルクが大きくなるものの、負荷トルクの変動幅は小さく
なる。FIG. 10 shows the load torque of the compressor body 7 and the rotation torque generated by the electric motor 12 when the electric motor 12 is driven at substantially the maximum rotation speed N1. At this time, while the rotor 15 makes one rotation, FIG.
When the piston of the first stage compression mechanism 9 reaches the top dead center position and when the piston of the second stage compression mechanism 10 reaches the top dead center position, as indicated by a characteristic line d indicated by a dashed line in FIG. Although the load torque increases, the fluctuation range of the load torque decreases.
【0057】このとき、電動モータ12を2相通電制御
によって駆動しているから、例えばステータコイルU,
V間の通電をステータコイルV,W間の通電に切換える
ときのように通電相を切換えるときには各ステータコイ
ルU,V,Wに流れる電流が一時的に低下する。これに
より、電動モータ12の回転トルクは、図10中に実線
で示す特性線eのように変動するものの、ロータ15等
の慣性力が作用するため、その変動幅は小さくなる。ま
た、圧縮機本体7のピストン等にも慣性力が作用する。
このため、圧縮機本体7の負荷トルクが電動モータ12
の回転トルクよりも大きくなったときでも、空気圧縮機
は停止すること無く駆動を持続することができる。At this time, since the electric motor 12 is driven by the two-phase conduction control, for example, the stator coils U,
When the energized phase is switched, such as when energization between V is switched to energization between stator coils V and W, the current flowing through each of stator coils U, V and W temporarily decreases. As a result, the rotational torque of the electric motor 12 fluctuates as indicated by a characteristic line e shown by a solid line in FIG. 10, but the inertia force of the rotor 15 and the like acts, so that the fluctuation width is reduced. In addition, an inertia force acts on a piston and the like of the compressor body 7.
Therefore, the load torque of the compressor body 7 is
Even when the rotation torque of the air compressor becomes larger, the air compressor can continue to be driven without stopping.
【0058】また、3相通電制御では、各相のステータ
コイルU,V,W全てに電流を流すことによって電動モ
ータ12を駆動しているので、ステータコイルU,V,
Wに流れる電流が大きくなり、モータ巻線の銅損や鉄損
が多くなる。一方、2相通電制御では、回転検出器19
からの検出信号に応じて3相のステータコイルU,V,
Wのうち2相のステータコイルを選択し、この選択した
2相のステータコイルに通電を行い、必要な回転トルク
を得ている。このため、3相のステータコイルU,V,
Wのうち1相のステータコイルは一時的に非通電な状態
となる。従って、時間平均的にステータコイルU,V,
Wに流れる電流は低下するので、結果としてモータ巻線
の銅損や鉄損が少なくなる。In the three-phase energization control, the electric motor 12 is driven by passing current through all the stator coils U, V, W of each phase.
The current flowing through W increases, and copper loss and iron loss of the motor winding increase. On the other hand, in the two-phase energization control, the rotation detector 19
The three-phase stator coils U, V,
A two-phase stator coil is selected from W, and the selected two-phase stator coil is energized to obtain a necessary rotational torque. Therefore, the three-phase stator coils U, V,
One-phase stator coil of W is temporarily de-energized. Accordingly, the stator coils U, V,
Since the current flowing in W decreases, copper loss and iron loss of the motor windings decrease as a result.
【0059】かくして、本実施の形態によれば、回転検
出器19からの検出信号により3相通電制御と2相通電
制御とのいずれか一方を選択するから、3相通電制御に
よって変動の少ない大きな回転トルクを発生させること
ができると共に、2相通電制御によってモータ巻線の銅
損や鉄損が少なくし、消費電力を低減しつつ電動モータ
12を回転させることができる。Thus, according to the present embodiment, one of the three-phase energization control and the two-phase energization control is selected based on the detection signal from the rotation detector 19, so that the three-phase energization control has a large variation with little variation. Rotational torque can be generated, and the electric motor 12 can be rotated while reducing power consumption by reducing copper loss and iron loss of the motor winding by the two-phase conduction control.
【0060】また、電動モータ12の回転数Nが低い起
動時に3相通電制御を選択し、電動モータ12の起動後
に回転数Nが設定回転数N0 として、例えば500〜8
00rpmに達した後には2相通電制御を選択するか
ら、大きな回転トルクが必要な電動モータ12の起動時
に3相通電制御を選択し、電動モータ12等にはある程
度の回転トルクが発生した後には、消費電力の少ない2
相通電制御を選択することができる。When the electric motor 12 is started with the rotation speed N being low, the three-phase energization control is selected.
After the rotation speed reaches 00 rpm, the two-phase conduction control is selected. Therefore, the three-phase conduction control is selected when the electric motor 12 requiring a large rotation torque is started, and after a certain amount of rotation torque is generated in the electric motor 12 or the like. , Low power consumption 2
Phase conduction control can be selected.
【0061】また、3相通電制御においてステータコイ
ルU,V,Wに供給する電流を制限することによって給
電部23に入力する電流値Iを、例えば15A程度の設
定電流値I0 以下に抑えるから、3相通電制御によって
電動モータ12を駆動する起動時に、外部電源から入力
される電流値Iが過剰に大きくなるのを防止することが
できる。これにより、ステータコイルU,V,W、パワ
ートランジスタ27A等に過電流が流れることがなく、
ステータ14、トランジスタ回路27等の耐久性、信頼
性を向上させることができる。In the three-phase energization control, the current value supplied to the power supply unit 23 is suppressed to a set current value I0 of, for example, about 15 A or less by limiting the current supplied to the stator coils U, V, and W. At the start of driving the electric motor 12 by the three-phase conduction control, it is possible to prevent the current value I input from the external power supply from becoming excessively large. This prevents overcurrent from flowing through the stator coils U, V, W, the power transistor 27A, etc.
The durability and reliability of the stator 14, the transistor circuit 27, and the like can be improved.
【0062】さらに、2相通電制御においてステータコ
イルU,V,Wに供給する電流を制限することによって
給電部23に入力する電流値Iを、例えば15A程度の
設定電流値I0 以下に抑えると共に、電動モータ12の
回転数Nを、2200〜2300rpm程度の最大回転
数N1 以下に抑える構成としたから、外部電源から入力
される電流値Iが過剰に大きくなるのを防止することが
でき、ステータ14、トランジスタ回路27等の耐久
性、信頼性を向上させることができる。また、電動モー
タ12の回転数Nを最大回転数N1 以下に抑えるから、
電動モータ12が必要以上に高い回転数Nで回転駆動す
ることによって圧縮機本体7等が損傷するのを防止し、
耐久性、信頼性を向上することができる。Further, by limiting the current supplied to the stator coils U, V, W in the two-phase energization control, the current value I input to the power supply unit 23 is suppressed to a set current value I0 of about 15 A or less, for example. Since the number of revolutions N of the electric motor 12 is set to be equal to or less than the maximum number of revolutions N1 of about 2200 to 2300 rpm, the current value I inputted from the external power supply can be prevented from becoming excessively large, and the stator 14 can be prevented. Thus, the durability and reliability of the transistor circuit 27 and the like can be improved. Further, since the rotation speed N of the electric motor 12 is suppressed to the maximum rotation speed N1 or less,
By preventing the compressor main body 7 and the like from being damaged by rotating the electric motor 12 at an unnecessarily high rotation speed N,
Durability and reliability can be improved.
【0063】そして、2相通電制御において圧縮機本体
7が軽負荷状態となったときには、ステータコイルU,
V,W等で消費される電流が低下するから、電動モータ
12をほぼ最大回転数N1 で回転駆動することができ
る。一方、2相通電制御において圧縮機本体7の重負荷
状態となったときには、ステータコイルU,V,W等で
消費される電流が上昇するから、電動モータ12を設定
電流値I0 で回転駆動することができる。このため、圧
縮機本体7の負荷状態に応じて電動モータ12の駆動を
切換えることができるから、電動モータ12として例え
ば一定回転数で回転駆動するインダクションモータを用
いた場合に比べて、電動モータ12の動力損失を低減し
て出力を圧縮動作に有効に使用することができる。これ
により、低圧時の圧縮空気の吐出量を向上させることが
できる。When the compressor body 7 is in a light load state in the two-phase energization control, the stator coils U,
Since the current consumed by V, W, etc. decreases, the electric motor 12 can be driven to rotate at approximately the maximum rotation speed N1. On the other hand, when the compressor body 7 is in a heavy load state in the two-phase energization control, the electric current consumed by the stator coils U, V, W, etc. increases, so that the electric motor 12 is driven to rotate at the set current value I0. be able to. For this reason, the drive of the electric motor 12 can be switched according to the load state of the compressor main body 7, so that the electric motor 12 can be switched as compared with the case where an induction motor that rotates at a constant rotation speed is used as the electric motor 12, for example. Power loss can be reduced and the output can be used effectively for the compression operation. Thereby, the discharge amount of the compressed air at the time of low pressure can be improved.
【0064】なお、本実施の形態では、図8中のステッ
プ2〜4が3相通電制御手段の具体例を示し、ステップ
3,4における設定電流値I0 が第1の設定電流値の具
体例を示している。In this embodiment, steps 2 to 4 in FIG. 8 show a specific example of the three-phase energization control means, and the set current value I0 in steps 3 and 4 is a specific example of the first set current value. Is shown.
【0065】また、ステップ5が通電制御切換手段の具
体例を示し、ステップ5における設定回転数N0 が設定
回転数の具体例を示している。Step 5 shows a specific example of the energization control switching means, and the set rotational speed N0 in Step 5 shows a specific example of the set rotational speed.
【0066】一方、ステップ6〜11が2相通電制御手
段の具体例を示し、ステップ7,8が電流値制限手段の
具体例を示し、ステップ9,10が回転数制限手段の具
体例を示している。そして、ステップ7,8における設
定電流値I0 が第2の設定電流値を示し、ステップ9,
10における最大回転数N1 が最大回転数の具体例を示
している。On the other hand, steps 6 to 11 show specific examples of the two-phase energization control means, steps 7 and 8 show specific examples of the current value limiting means, and steps 9 and 10 show specific examples of the rotation speed limiting means. ing. Then, the set current value I0 in Steps 7 and 8 indicates the second set current value.
The maximum rotation speed N1 at 10 is a specific example of the maximum rotation speed.
【0067】また、実施の形態では、第1,第2の設定
電流値を同じ値の設定電流値I0 に設定するものとした
が、3相通電制御手段の第1の設定電流値と2相通電制
御手段の第2の設定電流値を異なる値に設定してもよ
い。In the embodiment, the first and second set current values are set to the same set current value I0. However, the first set current value of the three-phase energization control means and the two The second set current value of the energization control means may be set to a different value.
【0068】さらに、実施の形態では、圧縮機本体とし
て水平対向型の2段式空気圧縮機からなる圧縮機本体7
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例え
ば、1段または3段以上の空気圧縮機を圧縮機本体とし
て用いてもよく、また、シリンダの配置形態もV型等の
他の形態としてもよい。Further, in the present embodiment, the compressor body 7 comprises a horizontally opposed two-stage air compressor as the compressor body.
However, the present invention is not limited to this. For example, one or three or more stages of air compressors may be used as the compressor main body, and the arrangement of cylinders may be V-shaped or the like. Other forms are also possible.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上詳述した如く、請求項1の発明によ
れば、通電制御切換手段は回転検出器からの検出信号に
よって3相通電制御手段と2相通電制御手段とのいずれ
か一方を選択するから、3相通電制御手段によって変動
の少ない大きな回転トルクを発生させることができると
共に、2相通電制御手段によって消費電力の低減しつつ
電動モータを回転させることができる。As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the energization control switching means switches one of the three-phase energization control means and the two-phase energization control means according to a detection signal from the rotation detector. With this selection, the three-phase energization control means can generate a large rotation torque with little fluctuation, and the two-phase energization control means can rotate the electric motor while reducing power consumption.
【0070】また、請求項2の発明によれば、電動モー
タの回転数の低い起動時に3相通電制御を選択し、電動
モータの回転数が設定回転数に達した起動後には2相通
電制御を選択するから、大きな回転トルクが必要な電動
モータの起動時に3相通電制御を選択し、電動モータ等
にはある程度の回転トルクが発生した起動後には、消費
電力の少ない2相通電制御手段を選択することができ
る。According to the second aspect of the present invention, the three-phase energizing control is selected when the electric motor rotates at a low rotational speed, and the two-phase energizing control is performed after the electric motor reaches the set rotational speed. Is selected, the three-phase energization control is selected when the electric motor requiring a large rotational torque is started, and the two-phase energization control means that consumes less power is started after the electric motor or the like starts operating after a certain amount of rotational torque is generated. You can choose.
【0071】また、請求項3の発明によれば、3相通電
制御手段はモータ制御手段に入力される電源の電流を設
定電流値以下に抑えるから、3相通電制御手段によって
電動モータを駆動する起動時に、外部電源からの入力さ
れる電流値が過剰に大きくなるのを防止することができ
る。これにより、ステータコイル等に過電流が流れるこ
とがなく、ステータ等の耐久性、信頼性を向上させるこ
とができる。According to the third aspect of the present invention, the three-phase conduction control means suppresses the current of the power supply input to the motor control means to a set current value or less, so that the three-phase conduction control means drives the electric motor. At the time of startup, it is possible to prevent the current value input from the external power supply from becoming excessively large. Thus, overcurrent does not flow through the stator coil and the like, and the durability and reliability of the stator and the like can be improved.
【0072】さらに、請求項4の発明によれば、2相通
電制御手段をモータ制御手段に入力される電源の電流を
設定電流値以下に抑える電流制限手段と、電動モータの
回転数を最大回転数以下に抑える回転数制限手段とを備
える構成としたから、外部電源からの入力される電流値
が過剰に大きくなるのを防止することができる。また、
電動モータの回転数を最大回転数以下に抑えるから、電
動モータが必要以上に高い回転数で回転駆動することに
よって圧縮機本体等が損傷するのを防止し、耐久性、信
頼性を向上することができる。Further, according to the invention of claim 4, the two-phase energization control means controls the current of the power supply input to the motor control means to a value equal to or less than the set current value, and the electric motor rotates at the maximum rotational speed. Since the number of rotations is limited to the number or less, the current value input from the external power supply can be prevented from becoming excessively large. Also,
Since the number of rotations of the electric motor is suppressed to the maximum number of rotations or less, it is possible to prevent the compressor body and the like from being damaged by driving the electric motor at an unnecessarily high number of rotations, thereby improving durability and reliability. Can be.
【0073】そして、圧縮機本体の負荷状態に応じて電
動モータの駆動を一定回転数による駆動と一定電流値に
ょる駆動とで切換えることができるから、電動モータを
一定回転数で回転駆動するインダクションモータを用い
た場合に比べて、電動モータの動力損失を低減して出力
を圧縮動作に有効に使用することができる。これによ
り、低圧時の圧縮空気の吐出量を向上させることができ
る。Since the drive of the electric motor can be switched between a drive at a constant rotation speed and a drive at a constant current value in accordance with the load state of the compressor body, an induction motor for rotating the electric motor at a constant rotation speed is provided. As compared with the case where a motor is used, the power loss of the electric motor can be reduced and the output can be used effectively for the compression operation. Thereby, the discharge amount of the compressed air at the time of low pressure can be improved.
【図1】本発明の実施の形態によるタンク一体型の2段
式空気圧縮機を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a tank-integrated two-stage air compressor according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す平
面図である。FIG. 2 is a plan view showing the air compressor according to the embodiment of the present invention.
【図3】図2中の保護カバーを取外した状態の空気圧縮
機を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the air compressor in a state where a protective cover in FIG. 2 is removed.
【図4】保護カバーを取外した状態の空気圧縮機を示す
図3の右側面図である。FIG. 4 is a right side view of FIG. 3 showing the air compressor with a protective cover removed.
【図5】空気圧縮機の給電制御装置等を示す図4中の矢
示V−V方向からみた断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a power supply control device and the like of the air compressor as viewed from the direction indicated by arrows VV in FIG. 4;
【図6】実施の形態による給電制御装置を示す電気回路
図である。FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a power supply control device according to the embodiment.
【図7】実施の形態によるトランジスタ回路、ステータ
コイル等を示す電気回路図である。FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a transistor circuit, a stator coil, and the like according to the embodiment.
【図8】実施の形態のインバータ制御部による電動モー
タの駆動制御処理について示す流れ図である。FIG. 8 is a flowchart illustrating a drive control process of the electric motor by the inverter control unit according to the embodiment;
【図9】電動モータの起動時における圧縮機本体の負荷
トルク、3相通電制御,2相通電制御したときの電動モ
ータの回転トルクを示す特性線図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the rotational torque of the electric motor when the load torque of the compressor body at the time of starting the electric motor, three-phase energization control, and two-phase energization control.
【図10】電動モータが最大回転数付近で回転したとき
の圧縮機本体の負荷トルク、2相通電制御したときの電
動モータの回転トルクを示す特性線図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the load torque of the compressor body when the electric motor rotates near the maximum rotation speed and the rotational torque of the electric motor when two-phase energization control is performed.
1 貯留タンク 7 圧縮機本体 12 電動モータ 14 ステータ 15 ロータ 16 回転軸 19 回転検出器(回転検出手段) 20 給電制御装置(モータ制御手段) 23 給電部 30 電流検出器 31 インバータ制御部 31A 記憶装置 U,V,W ステータコイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 7 Compressor main body 12 Electric motor 14 Stator 15 Rotor 16 Rotation axis 19 Rotation detector (rotation detection means) 20 Power supply control device (motor control means) 23 Power supply part 30 Current detector 31 Inverter control part 31A Storage device U , V, W Stator coil
フロントページの続き (72)発明者 小田切 明治 神奈川県綾瀬市小園1116番地 トキコ株式 会社相模工場内 (72)発明者 井上 利雄 神奈川県綾瀬市小園1116番地 トキコ株式 会社相模工場内 (72)発明者 阿部 正 愛知県春日井市愛知町2番地 アイチ−エ マソン電機株式会社内 (72)発明者 掘 敬 愛知県春日井市愛知町2番地 アイチ−エ マソン電機株式会社内 (72)発明者 高橋 伴文 愛知県春日井市愛知町2番地 アイチ−エ マソン電機株式会社内 Fターム(参考) 3H045 AA03 AA09 AA15 AA26 BA03 BA32 CA09 CA29 DA07 EA36 5H575 AA06 BB02 BB06 DD06 DD10 GG04 HA08 HB01 HB20 JJ03 JJ28 LL07 LL22 LL31 PP02 5H607 AA00 AA04 BB01 BB07 BB09 CC05 FF07 HH01 Continued on the front page (72) Inventor Meiji Odagiri 1116 Koizono, Ayase-shi, Kanagawa Prefecture Tokiko Corporation Sagami Plant (72) Inventor Toshio Inoue 1116 Koizono, Ayase-shi, Kanagawa Prefecture Tokiko Corporation Sagami Plant (72) Inventor Abe Tadashi No. 2, Aichi-cho, Kasugai-shi, Aichi Prefecture Aichi-E Mason Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Dari In Aichi-machi, Aichi-cho, Aichi Prefecture Aichi-E Mason Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kanbun Takahashi Aichi Prefecture 2nd Aichi-cho, Kasugai-shi Aichi-E Mason Electric Co., Ltd. F-term (reference) BB07 BB09 CC05 FF07 HH01
Claims (4)
ルによって回転されるロータとからなる電動モータと、
該電動モータのロータが回転することによって駆動さ
れ、外部から吸込んだ空気を圧縮する圧縮機本体と、前
記電動モータの回転を検出する回転検出手段と、該回転
検出手段による検出信号に基づき前記電動モータに対す
る給電を制御するモータ制御手段とを有し、該モータ制
御手段は、前記3相のステータコイルの全てに順次給電
を行う3相通電制御手段と、前記3相のステータコイル
のうち2相のステータコイルに対して選択的に通電を行
う2相通電制御手段と、前記回転検出手段からの検出信
号により前記3相通電制御手段と2相通電制御手段との
いずれか一方を選択し、選択した通電制御手段によって
前記電動モータへの通電を制御する通電制御切換手段と
から構成してなる空気圧縮機。An electric motor comprising a three-phase stator coil and a rotor rotated by the stator coil;
The compressor body is driven by rotation of the rotor of the electric motor and compresses air sucked from the outside, rotation detection means for detecting rotation of the electric motor, and the electric motor based on a detection signal from the rotation detection means. Motor control means for controlling power supply to the motor, the motor control means comprising: three-phase power supply control means for sequentially supplying power to all of the three-phase stator coils; And two-phase energization control means for selectively energizing the stator coil of any of the above, and selecting one of the three-phase energization control means and the two-phase energization control means based on a detection signal from the rotation detection means. And an energization control switching means for controlling energization of the electric motor by the energization control means.
タの回転数が低い起動時に前記3相通電制御を選択し、
前記電動モータの起動後に回転数が設定回転数に達した
後には前記2相通電制御手段を選択する構成としてなる
請求項1に記載の空気圧縮機。2. The energization control switching means selects the three-phase energization control when the electric motor is started at a low rotation speed,
2. The air compressor according to claim 1, wherein the two-phase energization control unit is selected after a rotation speed reaches a set rotation speed after the start of the electric motor. 3.
御手段に入力される電源の電流を予め決められた第1の
設定電流値以下に抑える構成としてなる請求項1または
2に記載の空気圧縮機。3. The air according to claim 1, wherein the three-phase conduction control means is configured to suppress a current of a power supply input to the motor control means to a predetermined first set current value or less. Compressor.
御手段に入力される電源の電流を予め決められた第2の
設定電流値以下に抑える電流値制限手段と、前記電動モ
ータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑える
回転数制限手段とを備えてなる請求項1,2または3に
記載の空気圧縮機。4. The electric motor according to claim 2, wherein the two-phase energization control means includes: a current value limiting means for suppressing a current of a power supply input to the motor control means to be equal to or less than a second predetermined current value; 4. The air compressor according to claim 1, further comprising a rotation speed limiting means for suppressing the rotation speed to a predetermined maximum rotation speed or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11084868A JP2000283052A (en) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Air compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11084868A JP2000283052A (en) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Air compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000283052A true JP2000283052A (en) | 2000-10-10 |
Family
ID=13842797
Family Applications (1)
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JP11084868A Pending JP2000283052A (en) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Air compressor |
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JP (1) | JP2000283052A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010190477A (en) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Fuji Industrial Co Ltd | Operation control device for range hood |
JP2012253834A (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Hitachi Koki Co Ltd | Motor for electric machine and air compressor |
JP2021185312A (en) * | 2016-07-26 | 2021-12-09 | 株式会社コーク | High pressure air generator |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11084868A patent/JP2000283052A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7219929B2 (en) | 2016-07-26 | 2023-02-09 | 株式会社コーク | high pressure air generator |
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