JP2003003975A - Control method of screw compressor - Google Patents

Control method of screw compressor

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JP2003003975A
JP2003003975A JP2001191500A JP2001191500A JP2003003975A JP 2003003975 A JP2003003975 A JP 2003003975A JP 2001191500 A JP2001191500 A JP 2001191500A JP 2001191500 A JP2001191500 A JP 2001191500A JP 2003003975 A JP2003003975 A JP 2003003975A
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compressor
rotational speed
discharge
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Hajime Nakamura
中村  元
Masamichi Minamiyashiki
正道 南屋敷
Makoto Tomizawa
真 富澤
Kazuo Komura
一雄 小村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw compressor which can control pressure and a delivery amount in a wide range of compressed air while maintaining a delivery pressure of prescribed value or more. SOLUTION: The highest rotational speed Nmax capable of operating a drive motor 6 with fixed power is calculated from a delivery pressure Pd input by a controller 11, for making a deviation zero between an input prescribed pressure Pc and the delivery pressure Pd, a rotational speed NPID is calculated by PID calculation, relating to an inverter 12 controlling the drive motor 6 driving a compressor main unit 2 in the case of rotational speed NPID < rotational speed Nmax, the rotational speed NPID is output as a rotational speed command N, in the other hand, in except the case, the rotational speed Nmax is output as the rotational speed command N.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュ圧縮機の
制御方法に関し、詳しくは、指定圧力以上の吐出圧力を
維持しながら、圧縮空気の広範な吐出圧力、吐出量の制
御を可能ならしめるようにしたスクリュ圧縮機の制御方
法の技術分野に属するものである。 【0002】 【従来の技術】インバータ・PID制御により圧縮機の
駆動を制御するようにした圧縮機の制御方法としては、
例えば、圧縮機を使用状態に合わせて最も効率的、省エ
ネルギ的の状態で運転し得るようにした、特開平7−2
69486号公報に開示されてなる「インバータ・PI
D制御による圧縮機の駆動方法」が公知である。以下、
この従来例に係る「インバータ・PID制御による圧縮
機の駆動方法」の概要を説明する。 【0003】以下、その全体構成を示すブロック図の図
3を参照しながら、同公報に記載されている同一名称な
らびに同一符号を持って説明すると、使用側3で使用中
の圧縮空気の圧縮圧力P1、空気量Q1が検出手段により
求められる。インバータ・PID制御部4には、圧縮空
気の各種の圧縮圧力ごとに所要馬力と空気量とのインバ
ータ・PID制御される目標値(定格馬力におけるP0、
Q0、Qmax)が入力される。そして、インバータ・P
ID制御の基本動作として、圧縮空気の空気量をQma
xまで増大させる回転数制御が行われる。即ち、使用側
3の圧縮空気の空気量Q1と、定格馬力における圧縮空
気の圧縮圧力P0における100%空気量Q0との量の大
小が比較される。 【0004】そして、Q1>Q0の場合には、使用側3の
圧縮空気圧力P1は普通、圧縮圧力P0より下回る。ここ
で、インバータ・PID制御が作用し、圧縮機2を駆動
する駆動モータ1の回転数制御が行われ、圧縮機2から
吐出される空気量Q2はQ1に指向して増大されると共
に、Qmaxまで増大される。これに伴って、圧縮機2
から吐出される圧縮圧力P2はP1より高圧のP0に指向
すべく増大する。 これにより、圧縮圧力P2≒P0およ
びQmaxの圧縮空気を吐出することができる状態とな
り、使用側3では最も効率的で、省エネルギ的な状態で
圧縮空気が使用される。 【0005】一方、Q1≦Q0の場合には、Q2はQ1のま
まで、圧縮機2から吐出される圧縮圧力P2がP0<P1
に指向し、P0、Q1の圧縮空気が圧縮機2から吐出可能
な状態になり、同じく使用側3は最も効率的で、省エネ
ルギ的な状態で圧縮空気が使用される。つまり、回転数
制御により100%以上のQmaxまで吐出空気量を増
大させるように駆動モータ1の回転数が制御され、かつ
その状態における定格馬力に見合う圧縮圧力の圧縮空気
が吐出されるように自動制御される。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】上記従来例に係る「イ
ンバータ・PID制御による圧縮機の駆動方法」によれ
ば、常に圧縮機の定格馬力内における最大の空気量Qm
axまで吐出空気量を調整しようとする制御が行われ
る。そのため、この従来例に係る「インバータ・PID
制御による圧縮機の駆動方法」には、後述するような経
済上、および機能上の問題がある。 【0007】吐出空気量を検出するために、通常の圧縮
機では装備する必要がない、高価な流量センサを用意す
る必要があるから、圧縮機制御装置のイニシャルコスト
に関して経済的に不利になる。 【0008】インバータ・PID制御部に、各種の圧縮
圧力ごとに所要馬力と空気量とのインバータ・PID制
御される目標値が入力されるが、(吐出圧力を下げれ
ば、Qmaxの値が変わる。逆に、Qmaxを大きくと
れば、吐出圧力が定格圧力よりもかなり低くなる。)定
格馬力内における最大の空気量Qmaxを求める方法が
なく、精度良く制御することが難しい。 【0009】また、定格馬力を基に、毎回吐出空気量ア
ップを行っている。つまり、使用量に応じた空気量を吐
出すればよいにもかかわらず、常に、吐出空気量アップ
を行うことは省エネルギにはならない。 【0010】この従来例では、吐出空気量Q2をユーザ
の使用空気量Q1になるように制御しているが、このと
きの吐出圧力P2を定格圧力P0になるようにもしてい
る。 吐出圧力P2≒定格圧力P0、かつ吐出空気量Q2
=Qmaxになれば、定格圧力P0・定格馬力の100
%空気量Q0からオーバロードしてQmaxが実現され
ることになる。つまり、定格より多量の空気量を吐出す
るためには、それなりの動力が必要であるから矛盾す
る。この場合、駆動モータをオーバロードさせないため
にはQmax=Q0とならなければならないのであるか
ら、省エネルギ効果がないことになる。 【0011】本来、要求圧力以上の吐出圧力が維持でき
れば、必ずしも空気量がQmaxになるまで回転数を上
昇させる必要がなく、吐出圧力に応じた最高回転数に制
御すれば足りる。また、現在あらゆるメーカのインバー
タ駆動圧縮機が、「ユーザの仕様に合った吐出圧力を一
定に制御する」というインバータ駆動機の特徴的な機能
を売り物にしているが、従来例には、インバータ駆動機
としての特徴的な機能がない。従来例では、定格圧力付
近で吐出空気量をいかに多くするかという点に主眼をお
いているが、定格圧力付近での吐出空気量増はほとんど
ない。 【0012】つまり、定格圧力、かつ同出力で吐出され
る空気量が増大するようなことはあり得ないから、従来
例では、定格圧力以上に運転する場合には仕様圧力ラン
クが上の圧縮機を選定し、仕様圧力以下で運転する場合
には仕様圧力ランクを下げた圧縮機を選定し、さらに下
の圧力で運転する場合には最低圧力仕様の圧縮機を選択
していた。 【0013】従って、本発明の目的は、指定圧力以上の
吐出圧力を維持しながら、圧縮空気の広範な吐出圧力、
吐出量の制御を可能ならしめるスクリュ圧縮機を提供す
ることである。 【0014】 【課題を解決するための手段】圧縮空気の吐出圧力の如
何を問わず、モータの動力を一定に制御するようにすれ
ば、例えば圧縮空気の吐出圧力が低圧になれば所要動力
が低下するため、モータの回転数が自動的に上昇して圧
縮空気の吐出量が多くなるから、圧縮空気の広範な圧
力、吐出量の制御が可能になると考えて本発明をなした
ものである。 【0015】従って、上記課題を解決するために、本発
明の請求項1に係るスクリュ圧縮機の制御方法が採用し
た手段は、圧縮機本体のスクリュロータを駆動する駆動
モータの回転数を制御するスクリュ圧縮機の制御方法に
おいて、前記圧縮機本体から吐出される圧縮空気の吐出
圧力に応じて駆動モータの動力を一定とする第1回転数
を求め、予め指定された指定圧力と吐出圧力との偏差を
減少化させる、PID演算に基づいて決定される駆動モ
ータの第2回転数を求めると共に、前記第1回転数と前
記第2回転数との大小を比較し、前記第2回転数が前記
第1回転数より小回転数であるときには第2回転数にな
るように、それ以外であるときには第1回転数になるよ
うに、前記駆動モータの回転数を制御することを特徴と
するものである。 【0016】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
スクリュ圧縮機の制御方法を実現するスクリュ圧縮機
を、制御系を含むそのブロック図の図1を参照しながら
説明する。 【0017】即ち、本実施の形態に係るスクリュ圧縮機
は、吸込フィルタ1、空気入口21を介して大気中の空
気を吸込む圧縮機本体2、この圧縮機本体2の吐出口2
2から吐出された圧縮空気を図示しない空気供給先側に
供給する圧縮空気供給路3を備えている。この圧縮空気
供給路3には、前記吐出口22から吐出された油分を含
む圧縮空気から油分を除去し、油分が除去された圧縮空
気を空気供給先側に送り出す一方、オイルフィルタエレ
メントにより圧縮空気から分離され、下部の油溜まり部
に溜められている油を、油供給路を介して前記圧縮機本
体2に送り出す、図示しない油分離回収器が介装されて
いる。この油分離回収器から圧縮機本体2に送られた油
分は、互いに噛合する雌雄一対のスクリュロータと、こ
れらを収容するケーシングとの間に形成された圧縮空
間、ロータ軸を支持する軸受部、およびロータ軸をシー
ルする軸封部に供給されるようになっている。 【0018】前記圧縮機本体2の、図示しないスクリュ
ロータは、カップリングを介して、駆動モータ6により
回転されるようになっている。この駆動モ−タ6の回
転、つまり圧縮機本体2の運転は、後述する機能を有す
るコントローラ11と、このコントローラ11から回転
数指令が入力され、入力された回転数指令に基づいた回
転数になるように前記駆動モータ6を回転させるインバ
ータ12とからなるモータ制御部10により行われるよ
うに構成されている。なお、符号7は、前記インバータ
12に、駆動モータ6を回転数指令に基づいた回転数で
回転させる電力を供給する電源である。 【0019】前記モータ制御部10のコントローラ11
には、前記圧縮空気供給路3の前記圧縮機本体2と油分
離回収器との間に設けられ、圧縮機本体2の圧縮空間で
圧縮され、この圧縮機本体2の吐出口22から吐出され
る圧縮空気の吐出圧力を検出する圧力検出センサ13か
ら吐出圧力が入力されるようになっている。 【0020】前記コントローラ11は前記圧力検出セン
サ13で検出されると共に、この圧力検出センサ13か
ら入力される圧縮空気の吐出圧力Pdから、動力が一定
となる駆動モータ6の、運転可能な最高の回転数Nma
x(第1回転数)の値を演算し、PID演算により、ユー
ザが指定する指定圧力(予め設定された設定圧力)Pcと
圧縮機本体2から吐出される圧縮空気の吐出圧力Pdと
の偏差を0にしようとする回転数NPID(第2回転数)
を演算する機能を有している。 【0021】さらに、演算により得られたそれぞれの回
転数の大小を比較演算すると共に、それらの比較結果に
基づいて、駆動モータ6の回転数を制御するインバータ
12に対して回転数指令を出力する機能を有している。
なお、駆動モータ6の運転可能な最高の回転数Nmax
は、圧縮機本体2から吐出される圧縮空気圧力と、圧縮
機本体2の回転数の関係から求められるものである。 【0022】次に、本発明に係るスクリュ圧縮機の制御
方法を、その制御フロ−図の図2を参照しながら以下に
説明する。 【0023】コントローラ11にユーザが指定する指定
圧力Pcが入力されると、このコントローラ11は、入
力された指定圧力Pcを認識するが、指定圧力Pcに変
更がなければ、従前に入力されている指定圧力を指定圧
力Pcとして認識する。 【0024】指定圧力Pcの入力と併行して、コントロ
ーラ11に圧力検出センサ13で検出された圧縮空気の
吐出圧力Pdが入力される。 【0025】前記コントローラ11は、圧力検出センサ
13から入力された吐出圧力Pdと、認識した指定圧力
Pcとを基に、それぞれ下記の演算を行うと共に、圧縮
機本体2を駆動する駆動モータ6の回転数を制御するイ
ンバータ12に対して、後述する回転数指令Nを出力す
る。a.先ず、ステップ1において、吐出圧力Pdか
ら、動力が一定となる電動モータ6の運転可能な最高の
回転数Nmax(第1回転数)を演算する。b.同じくス
テップ1において、最高の回転数Nmaxの演算と併行
して、ユーザが指定する指定圧力Pcと、前記吐出圧力
Pdとの偏差を0にするため、PID演算により、回転
数NPID(第2回転数)を演算する。c.そして、ステ
ップ2において、前記回転数NPIDが前記最高の回転
数Nmaxより小であるか否かを判定する。つまり、ス
テップ2において、回転数NPID<回転数Nmaxで
あってYesの場合には、圧縮機本体2を駆動する駆動
モータ6の回転数を制御するインバータ12に対して、
回転数指令Nとして回転数NPIDを出力する。 【0026】一方、同じくステップ2において、前記回
転数NPIDが前記回転数Nmaxより大であってNo
の場合には、圧縮機本体2を駆動する駆動モータ6の回
転数を制御するインバータ12に対して、回転数指令N
として回転数Nmaxを出力する。このとき、インバー
タ12に対して、回転数指令Nとして回転数Nmaxを
出力することなく、回転数NPIDを出力したとする
と、駆動モータ6の回転数が一定運転可能な最高の回転
数Nmaxを超えてしまうために、この駆動モータ6が
オーバロードになる。 【0027】前記インバータ12は、回転数指令Nとし
てコントローラ11から出力される回転数NPIDまた
は回転数Nmaxに基づいて、駆動モータ6の回転数が
回転数NPIDまたは回転数Nmaxになるように制御
する。そのため、この駆動モータ6で駆動される圧縮機
本体2から、ユーザが必要とする圧力、量の圧縮空気が
吐出される。そして、圧縮空気供給路3から吐出される
圧縮空気の吐出圧力が圧力センサ13で検出され、再び
コントローラ11に入力されるというように、以上のこ
とが繰り返されることとなる。 【0028】本発明に係るスクリュ圧縮機の制御方法に
よれば、上記のとおり、通常設けられる圧力センサだけ
で良く、またユーザは指定圧力Pcだけを指定すれば良
い。従って、従来例に係る圧縮機の駆動方法のように、
高価な流量センサを設ける必要がないから、スクリュ圧
縮機の設備に係るイニシャルコストに関して経済的に有
利になる。そして、従来例に係る圧縮機の駆動方法のよ
うに、求めることが困難な定格馬力内における最大の空
気量Qmaxを求める必要がないから、精度良く吐出空
気の圧力と空気量とを制御することができる。 【0029】また、本発明に係るスクリュ圧縮機の制御
方法によれば、従来例のように、常に最大の空気量Qm
axにするのではなく、ユーザの使用量に見合った量の
圧縮空気を供給するものであり、そして定格馬力内にお
ける最大の空気量Qmaxまで吐出空気量を調整しよう
とする制御を行うものでないから、省エネルギに関して
従来例に係る圧縮機の駆動方法よりも優れている。 【0030】従来例に係る圧縮機の駆動方法によれば、
使用量に応じた空気量を吐出すればよいにもかかわら
ず、圧縮機の定格馬力内における最大の空気量Qmax
まで吐出空気量を調整しようとする制御が行われる。こ
れに対して、本発明に係るスクリュ圧縮機の制御方法に
よれば、圧縮空気の使用量が圧縮空気の吐出量より少な
い場合には、回転数NPIDにより圧縮機本体2の回転
数が制御されるため、使用量に応じた指定圧力Pcの圧
縮空気が吐出されるから、省エネルギに関しても、本発
明に係るスクリュ圧縮機の制御方法の方が従来例よりも
優れている。 【0031】さらに、従来例に係る圧縮機の駆動方法に
よれば、吐出空気量Q2をユーザの使用空気量Q1になる
ように制御しているが、このときの吐出圧力P2を定格
圧力P0になるようにもしている関係上、吐出圧力P2≒
定格圧力P0、かつ吐出空気量Q2=Qmaxになれば、
定格圧力P0・定格馬力の100%空気量Q0からオーバ
ロードしてQmaxが実現されることになるため、オー
バロードする恐れがあった。しかしながら、本発明に係
るスクリュ圧縮機の制御方法によれば、吐出圧力によっ
て運転可能な最高回転数が決まるため、駆動モータ6が
オーバロードになるような恐れがない。 【0032】なお、以上の実施の形態においては、スク
リュ圧縮機が油冷式である場合を例として説明したが、
本発明の技術的思想を空冷式のスクリュ圧縮機に対して
も適用することができるので、油冷式のスクリュ圧縮機
に限定されるものではない。 【0033】 【発明の効果】上記のとおり、本発明に係るスクリュ圧
縮機の制御方法によれば、従来例のように、高価な流量
センサを設ける必要がなく、通常設けられる圧力検出セ
ンサだけで良いから、油冷式スクリュ圧縮機の設備に係
るイニシャルコストに関して経済的に有利になる。そし
て、従来例のように、求めることが困難な定格馬力内に
おける最大の空気量Qmaxを求める必要がないから、
精度良く吐出空気の圧力と空気量とを制御することがで
きる。 【0034】また、本発明に係るスクリュ圧縮機の制御
方法では、従来例のように、常に最大の空気量Qmax
にするのではなく、ユーザの使用量に見合った量の圧縮
空気を供給するものであり、そして定格馬力内における
最大の空気量Qmaxまで吐出空気量を調整しようとす
る制御を行うものでないから、省エネルギに関して従来
例より優れている。 【0035】従来例では、使用量に応じた空気量を吐出
すればよいにもかかわらず、圧縮機の定格馬力内におけ
る最大の空気量Qmaxまで吐出空気量を調整しようと
する制御が行われるのに対して、本発明に係るスクリュ
圧縮機の制御方法によれば、圧縮空気の使用量が圧縮空
気の吐出量よりも少ない場合には、回転数NPIDによ
り圧縮機本体の回転数が制御されるため、使用量に応じ
た指定圧力Pcの圧縮空気が吐出されるから、省エネル
ギに関しても、本発明に係るスクリュ圧縮機の制御方法
の方が従来例よりも優れている。 【0036】さらに、従来例では、吐出空気量Q2をユ
ーザの使用空気量Q1になるように制御するとき、吐出
圧力P2を定格圧力P0になるようにもしている関係上、
吐出圧力P2≒定格圧力P0、かつ吐出空気量Q2=Qm
axになれば、定格圧力P0・定格馬力の100%空気
量Q0からオーバロードしてQmaxが実現されること
になるため、オーバロードする恐れがあったが、本発明
に係るスクリュ圧縮機の制御方法では、吐出圧力で運転
可能な最高回転数が決まるため、駆動モータがオーバロ
ードになるような恐れがない。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a screw compressor, and more particularly, to a method for controlling a wide range of compressed air pressure while maintaining a discharge pressure equal to or higher than a specified pressure. The present invention belongs to the technical field of a screw compressor control method capable of controlling a discharge amount. 2. Description of the Related Art As a compressor control method for controlling the drive of a compressor by inverter / PID control,
For example, a compressor can be operated in the most efficient and energy-saving state in accordance with a use state.
No. 69486, “Inverter / PI
A method of driving a compressor by D control "is known. Less than,
The outline of the “method of driving a compressor by inverter / PID control” according to this conventional example will be described. [0003] Hereinafter, referring to FIG. 3 of a block diagram showing the entire configuration, the same name and the same reference numeral described in the publication will be described. P1 and the air amount Q1 are obtained by the detecting means. The inverter / PID control unit 4 has a target value (P0, P0,
Q0, Qmax) are input. And the inverter P
As a basic operation of the ID control, the amount of compressed air is
The rotation speed control to increase to x is performed. That is, the magnitude of the amount of air Q1 of the compressed air on the use side 3 and the amount of 100% air Q0 at the compressed pressure P0 of the compressed air at the rated horsepower are compared. When Q1> Q0, the compressed air pressure P1 on the use side 3 is usually lower than the compressed pressure P0. Here, the inverter / PID control operates to control the rotation speed of the drive motor 1 that drives the compressor 2, and the air amount Q2 discharged from the compressor 2 is increased toward Q1 and Qmax. To be increased. Accordingly, the compressor 2
The compression pressure P2 discharged from the pressure increases to point to P0, which is higher than P1. As a result, compressed air having a compression pressure of P2 ≒ P0 and Qmax can be discharged, and the use side 3 uses the compressed air in the most efficient and energy-saving state. On the other hand, when Q1 ≦ Q0, Q2 remains Q1 and the compression pressure P2 discharged from the compressor 2 is P0 <P1.
, And the compressed air of P0 and Q1 can be discharged from the compressor 2. Similarly, the use side 3 uses the compressed air in the most efficient and energy-saving state. That is, the rotation speed of the drive motor 1 is controlled so as to increase the discharge air amount up to 100% or more Qmax by the rotation speed control, and the compressed air having a compression pressure corresponding to the rated horsepower in that state is automatically discharged. Controlled. According to the "method of driving a compressor by inverter / PID control" according to the above conventional example, the maximum air amount Qm within the rated horsepower of the compressor is always maintained.
Control for adjusting the discharge air amount up to ax is performed. Therefore, the "inverter / PID"
The method of driving the compressor by control "has economical and functional problems as described below. In order to detect the discharge air amount, it is necessary to prepare an expensive flow rate sensor which is not required to be provided in a normal compressor, so that it is economically disadvantageous with respect to the initial cost of the compressor control device. The inverter / PID control unit receives a target value of the required horsepower and the air amount for each type of compression pressure to be subjected to inverter / PID control. (If the discharge pressure is reduced, the value of Qmax changes. Conversely, if Qmax is increased, the discharge pressure will be significantly lower than the rated pressure.) There is no method for obtaining the maximum air amount Qmax within the rated horsepower, and it is difficult to control with high accuracy. Further, the discharge air amount is increased every time based on the rated horsepower. That is, although it is sufficient to discharge the air amount according to the usage amount, always increasing the discharge air amount does not save energy. In this conventional example, the discharge air amount Q2 is controlled to be equal to the user's use air amount Q1, but the discharge pressure P2 at this time is also set to the rated pressure P0. Discharge pressure P2 ≒ rated pressure P0 and discharge air amount Q2
= Qmax, rated pressure P0 100 of rated horsepower
Qmax is realized by overloading from the% air amount Q0. That is, in order to discharge a larger amount of air than the rated value, a certain amount of power is required, which is contradictory. In this case, Qmax = Q0 must be satisfied in order not to overload the drive motor, and there is no energy saving effect. Originally, if the discharge pressure equal to or higher than the required pressure can be maintained, it is not always necessary to increase the rotation speed until the air amount reaches Qmax, and it is sufficient to control the rotation speed to the maximum rotation speed according to the discharge pressure. In addition, inverter-driven compressors of all manufacturers are currently selling the distinctive function of inverter-driven compressors, which "controls the discharge pressure consistent with the user's specifications". There is no characteristic function as a machine. The prior art focuses on how to increase the discharge air volume near the rated pressure, but there is almost no increase in the discharge air volume near the rated pressure. That is, since the rated pressure and the amount of air discharged at the same output cannot increase, in the conventional example, when the compressor is operated at the rated pressure or higher, the compressor having the higher specified pressure rank is used. When operating at or below the specified pressure, a compressor with a lower specified pressure rank was selected, and when operating at a lower pressure, the compressor with the lowest pressure specification was selected. Accordingly, an object of the present invention is to provide a wide range of compressed air discharge pressure while maintaining a discharge pressure equal to or higher than a specified pressure.
An object of the present invention is to provide a screw compressor capable of controlling a discharge amount. If the power of the motor is controlled to be constant regardless of the discharge pressure of the compressed air, for example, if the discharge pressure of the compressed air becomes low, the required power becomes small. The present invention has been made on the assumption that since the rotation speed of the motor automatically increases and the discharge amount of the compressed air increases, the pressure and discharge amount of the compressed air can be controlled over a wide range. . Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the means adopted by the control method of the screw compressor according to the first aspect of the present invention controls the number of rotations of the drive motor for driving the screw rotor of the compressor body. In the method for controlling a screw compressor, a first rotation speed for keeping a power of a drive motor constant according to a discharge pressure of compressed air discharged from the compressor body is obtained, and a predetermined rotation speed between a predetermined pressure and a discharge pressure is determined. A second rotation speed of the drive motor, which is determined based on a PID calculation, that reduces the deviation, is obtained, and the magnitudes of the first rotation speed and the second rotation speed are compared. The rotation speed of the drive motor is controlled so that the rotation speed becomes the second rotation speed when the rotation speed is smaller than the first rotation speed, and to the first rotation speed otherwise. is there. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A screw compressor for realizing a screw compressor control method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 of a block diagram including a control system. . That is, the screw compressor according to the present embodiment comprises a suction filter 1, a compressor body 2 for sucking air in the atmosphere through an air inlet 21, and a discharge port 2 of the compressor body 2.
2 is provided with a compressed air supply path 3 for supplying the compressed air discharged from 2 to an air supply destination (not shown). The compressed air supply passage 3 removes oil from the compressed air containing oil discharged from the discharge port 22 and sends out the compressed air from which the oil has been removed to the air supply side. And an oil separation and recovery device (not shown) for sending out oil stored in a lower oil sump portion to the compressor main body 2 through an oil supply path. The oil sent from the oil separation and recovery unit to the compressor body 2 is compressed by a pair of male and female screw rotors meshing with each other, a compression space formed between a casing accommodating the screw rotors, a bearing portion for supporting the rotor shaft, And a shaft sealing portion for sealing the rotor shaft. A screw rotor (not shown) of the compressor body 2 is rotated by a drive motor 6 via a coupling. The rotation of the drive motor 6, that is, the operation of the compressor body 2, is controlled by a controller 11 having a function to be described later and a rotation speed command from the controller 11, and the rotation speed based on the input rotation speed command. The motor control unit 10 includes an inverter 12 for rotating the drive motor 6. Reference numeral 7 denotes a power supply that supplies power to the inverter 12 to rotate the drive motor 6 at a rotation speed based on a rotation speed command. The controller 11 of the motor control unit 10
Is provided between the compressor main body 2 of the compressed air supply path 3 and the oil separation and recovery device, is compressed in a compression space of the compressor main body 2, and is discharged from a discharge port 22 of the compressor main body 2. The discharge pressure is input from a pressure detection sensor 13 that detects the discharge pressure of the compressed air. The controller 11 detects the pressure by the pressure detection sensor 13 and, based on the compressed air discharge pressure Pd input from the pressure detection sensor 13, operates the drive motor 6, which has a constant power, at the highest operable level. Rotational speed Nma
The value of x (first rotation speed) is calculated, and the deviation between the specified pressure (preset pressure) Pc specified by the user and the discharge pressure Pd of the compressed air discharged from the compressor body 2 is calculated by PID calculation. Speed NPID (second rotation speed) that tries to make 0 zero
Is calculated. Further, the magnitudes of the respective rotation speeds obtained by the calculation are compared and calculated, and a rotation speed command is output to the inverter 12 for controlling the rotation speed of the drive motor 6 based on the comparison result. Has a function.
The maximum operable rotational speed Nmax of the drive motor 6
Is obtained from the relationship between the compressed air pressure discharged from the compressor main body 2 and the rotation speed of the compressor main body 2. Next, a control method of the screw compressor according to the present invention will be described below with reference to FIG. When a specified pressure Pc specified by the user is input to the controller 11, the controller 11 recognizes the input specified pressure Pc. However, if the specified pressure Pc is not changed, the input is previously input. The specified pressure is recognized as the specified pressure Pc. In parallel with the input of the designated pressure Pc, the discharge pressure Pd of the compressed air detected by the pressure detection sensor 13 is input to the controller 11. The controller 11 performs the following calculations based on the discharge pressure Pd input from the pressure detection sensor 13 and the recognized specified pressure Pc, respectively, and controls the drive motor 6 for driving the compressor body 2. A rotation speed command N described later is output to the inverter 12 that controls the rotation speed. a. First, in step 1, the maximum operable rotational speed Nmax (first rotational speed) of the electric motor 6 at which the power is constant is calculated from the discharge pressure Pd. b. Similarly, in step 1, in parallel with the calculation of the maximum rotation speed Nmax, the rotation speed NPID (second rotation speed) is calculated by PID calculation in order to reduce the deviation between the specified pressure Pc specified by the user and the discharge pressure Pd to zero. Number). c. Then, in step 2, it is determined whether or not the rotation speed NPID is smaller than the highest rotation speed Nmax. That is, in Step 2, when the rotation speed NPID <the rotation speed Nmax and Yes, the inverter 12 that controls the rotation speed of the drive motor 6 that drives the compressor body 2
The rotation number NPID is output as the rotation number command N. On the other hand, in step 2, the rotational speed NPID is larger than the rotational speed Nmax and
In the case of, the rotation speed command N is sent to the inverter 12 that controls the rotation speed of the drive motor 6 that drives the compressor body 2.
Is output as the rotation speed Nmax. At this time, if the rotation speed NPID is output to the inverter 12 without outputting the rotation speed Nmax as the rotation speed command N, the rotation speed of the drive motor 6 exceeds the maximum rotation speed Nmax at which the constant operation is possible. Therefore, the driving motor 6 is overloaded. The inverter 12 controls the rotation speed of the drive motor 6 based on the rotation speed NPID or the rotation speed Nmax output from the controller 11 as the rotation speed command N such that the rotation speed of the drive motor 6 becomes the rotation speed NPID or the rotation speed Nmax. . Therefore, compressed air of a pressure and amount required by the user is discharged from the compressor body 2 driven by the drive motor 6. Then, the above is repeated such that the discharge pressure of the compressed air discharged from the compressed air supply passage 3 is detected by the pressure sensor 13 and is input to the controller 11 again. According to the method of controlling a screw compressor according to the present invention, as described above, only the normally provided pressure sensor is required, and the user need only specify the specified pressure Pc. Therefore, as in the conventional driving method of the compressor,
Since there is no need to provide an expensive flow sensor, it is economically advantageous with respect to the initial cost of the screw compressor equipment. Since it is not necessary to obtain the maximum air amount Qmax within the rated horsepower which is difficult to obtain as in the conventional method of driving a compressor, it is necessary to control the pressure and air amount of the discharge air with high accuracy. Can be. Further, according to the screw compressor control method of the present invention, the maximum air amount Qm
ax, but supplies compressed air in an amount commensurate with the amount used by the user, and does not perform control to adjust the discharge air amount to the maximum air amount Qmax within the rated horsepower. In terms of energy saving, it is superior to the conventional compressor driving method. According to the conventional driving method of the compressor,
Despite having to discharge the air amount according to the usage amount, the maximum air amount Qmax within the rated horsepower of the compressor
The control for adjusting the discharge air amount is performed until this time. On the other hand, according to the screw compressor control method of the present invention, when the amount of compressed air used is smaller than the amount of compressed air discharged, the rotational speed of the compressor body 2 is controlled by the rotational speed NPID. Therefore, the compressed air having the specified pressure Pc according to the usage amount is discharged, so that the method of controlling the screw compressor according to the present invention is more excellent than the conventional example in terms of energy saving. Further, according to the conventional compressor driving method, the discharge air amount Q2 is controlled to be equal to the user's use air amount Q1, but the discharge pressure P2 at this time is set to the rated pressure P0. The discharge pressure P2 ≒
If the rated pressure P0 and the discharge air amount Q2 = Qmax,
Since Qmax is realized by overloading from the rated pressure P0 and the 100% air amount Q0 of the rated horsepower, there is a risk of overloading. However, according to the method for controlling the screw compressor according to the present invention, since the maximum operable speed is determined by the discharge pressure, there is no possibility that the drive motor 6 is overloaded. In the above embodiment, the case where the screw compressor is oil-cooled has been described as an example.
The technical idea of the present invention can be applied to an air-cooled screw compressor, and is not limited to an oil-cooled screw compressor. As described above, according to the method for controlling a screw compressor according to the present invention, unlike the conventional example, there is no need to provide an expensive flow sensor, and only the normally provided pressure detection sensor is used. Good is economically advantageous in terms of initial costs associated with oil-cooled screw compressor equipment. Then, unlike the conventional example, there is no need to find the maximum air amount Qmax within the rated horsepower, which is difficult to find,
It is possible to accurately control the pressure and the amount of the discharge air. Further, in the control method of the screw compressor according to the present invention, the maximum air amount Qmax is always constant as in the conventional example.
Rather than supplying compressed air in an amount commensurate with the amount of use by the user, and not performing control to adjust the discharge air amount to the maximum air amount Qmax within the rated horsepower, It is superior to the conventional example in energy saving. In the conventional example, control is performed to adjust the discharge air amount to the maximum air amount Qmax within the rated horsepower of the compressor, although the air amount according to the usage amount may be discharged. On the other hand, according to the control method of the screw compressor according to the present invention, when the usage amount of the compressed air is smaller than the discharge amount of the compressed air, the rotation speed of the compressor body is controlled by the rotation speed NPID. For this reason, the compressed air having the specified pressure Pc according to the usage amount is discharged, so that the method for controlling the screw compressor according to the present invention is superior to the conventional example also in terms of energy saving. Further, in the conventional example, when the discharge air amount Q2 is controlled to be equal to the user's use air amount Q1, the discharge pressure P2 is set to the rated pressure P0.
Discharge pressure P2 ≒ rated pressure P0 and discharge air amount Q2 = Qm
If ax is reached, Qmax is realized by overloading from the rated pressure P0 and 100% air volume Q0 of the rated horsepower, and there is a risk of overloading. In the method, since the maximum number of rotations that can be operated is determined by the discharge pressure, there is no possibility that the drive motor is overloaded.

【図面の簡単な説明】 【図1】本実施の形態に係り、制御系を含むスクリュ圧
縮機のブロック図である。 【図2】本実施の形態に係り、スクリュ圧縮機の制御フ
ロ−図である。 【図3】従来例に係り、インバータ・PID制御による
圧縮機の駆動方法の全体構成を示すブロック図である。 【符号の説明】 1…吸込フィルタ 2…圧縮機本体、21…空気入口、22…吐出口 3…圧縮空気供給路 6…駆動モータ 7…電源 10…モータ制御部、11…コントローラ、12…イン
バータ、13…圧力検出センサ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a screw compressor including a control system according to the present embodiment. FIG. 2 is a control flowchart of a screw compressor according to the embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of a compressor driving method by inverter / PID control according to a conventional example. [Description of Signs] 1 ... Suction filter 2 ... Compressor body, 21 ... Air inlet, 22 ... Discharge port 3 ... Compressed air supply path 6 ... Drive motor 7 ... Power supply 10 ... Motor control unit, 11 ... Controller, 12 ... Inverter , 13 ... Pressure detection sensor

フロントページの続き (72)発明者 南屋敷 正道 兵庫県加古郡播磨町新島41番地 株式会社 神戸製鋼所播磨汎用圧縮機工場内 (72)発明者 富澤 真 兵庫県加古郡播磨町新島41番地 株式会社 神戸製鋼所播磨汎用圧縮機工場内 (72)発明者 小村 一雄 兵庫県加古郡播磨町新島41番地 株式会社 神戸製鋼所播磨汎用圧縮機工場内 Fターム(参考) 3H029 AA03 AA18 AB02 BB53 BB57 CC02 CC07 CC27 CC54 CC58 CC60 CC62 3H045 AA05 AA12 AA26 BA20 BA28 CA03 CA09 CA29 DA07 EA13 EA17 EA26 EA34 Continuation of front page    (72) Inventor Masamichi Minamiyashiki             41 Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Pref.             Kobe Steel, Harima general-purpose compressor plant (72) Inventor Makoto Tomizawa             41 Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Pref.             Kobe Steel, Harima general-purpose compressor plant (72) Inventor Kazuo Komura             41 Niijima, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Pref.             Kobe Steel, Harima general-purpose compressor plant F term (reference) 3H029 AA03 AA18 AB02 BB53 BB57                       CC02 CC07 CC27 CC54 CC58                       CC60 CC62                 3H045 AA05 AA12 AA26 BA20 BA28                       CA03 CA09 CA29 DA07 EA13                       EA17 EA26 EA34

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 圧縮機本体のスクリュロータを駆動する
駆動モータの回転数を制御するスクリュ圧縮機の制御方
法において、前記圧縮機本体から吐出される圧縮空気の
吐出圧力に応じて駆動モータの動力を一定とする第1回
転数を求め、予め指定された指定圧力と吐出圧力との偏
差を減少化させる、PID演算に基づいて決定される駆
動モータの第2回転数を求めると共に、前記第1回転数
と前記第2回転数との大小を比較し、前記第2回転数が
前記第1回転数より小回転数であるときには第2回転数
になるように、それ以外であるときには第1回転数にな
るように、前記駆動モータの回転数を制御することを特
徴とするスクリュ圧縮機の制御方法。
Claims 1. A method of controlling a screw compressor for controlling the number of revolutions of a drive motor for driving a screw rotor of a compressor body, the method comprising controlling a discharge pressure of compressed air discharged from the compressor body. A first rotational speed that keeps the power of the drive motor constant in accordance with the first rotational speed is determined, and a second rotational speed of the drive motor that is determined based on the PID calculation to reduce a deviation between a predetermined specified pressure and a discharge pressure is calculated. And calculating the first rotation speed and the second rotation speed. If the second rotation speed is smaller than the first rotation speed, the second rotation speed becomes the second rotation speed. And controlling the rotational speed of the drive motor so that the rotational speed is equal to the first rotational speed.
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