JP2007231816A - Compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the fluctuation of the rotational speed of an electric motor even when the voltage of a power source has been lowered. <P>SOLUTION: A rotation sensor 11 and a pressure sensor 12 are connected to the control circuit 14 of an air compressor 2. The control circuit 14 is composed of a rotational speed commanding portion 15 for outputting a target value N0 of the rotational speed based on the pressure P detected by the pressure sensor 12, and a rotational speed controlling portion 16 for feedback-controlling the electric motor 3 based on the target value N0 and the rotational speed N detected by the rotation sensor 11. The rotational speed commanding portion 15 calculates the target value N0 of the rotational speed based on the pressure P such that the driving current I of the electric motor 3 is smaller than the maximum current Imax. By this configuration, some margin can be secured in the driving current I of the electric motor 3. Therefore, when the voltage V of the power source has lowered, the fluctuation of the rotational speed of the electric motor 3 can be suppressed by increasing the driving current I. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば空気等の流体を圧縮し、圧縮流体をタンクに貯留する圧縮機に関する。   The present invention relates to a compressor that compresses a fluid such as air and stores the compressed fluid in a tank.

一般に、圧縮機として、電動モータによって駆動して空気を圧縮する圧縮部と、該圧縮部によって生成された圧縮空気を貯留するタンクとを備えた空気圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Generally, an air compressor including a compressor that compresses air by being driven by an electric motor and a tank that stores compressed air generated by the compressor is known as a compressor (for example, Patent Documents). 1).

特開2003−254252号公報JP 2003-254252 A

そして、従来技術による空気圧縮機は、例えばタンク内の圧力が低いときには電動モータの回転速度が予め決められた所定速度(例えば3000rpm等)となるように電動モータに供給する電流を制御している。このとき、タンク内の圧力が上昇するに従って圧縮部の負荷が増加するから、タンク内の圧力上昇に伴って電動モータに供給する電流も増加する。このため、タンク内の圧力が上昇して電動モータに供給する電流が最大値まで到達すると、電動モータは最大電流によって所定速度よりも低速回転で駆動していた。   And the air compressor by a prior art is controlling the electric current supplied to an electric motor so that the rotational speed of an electric motor may become predetermined predetermined speed (for example, 3000 rpm etc.), for example, when the pressure in a tank is low. . At this time, since the load on the compression unit increases as the pressure in the tank increases, the current supplied to the electric motor also increases as the pressure in the tank increases. For this reason, when the pressure in the tank rises and the current supplied to the electric motor reaches the maximum value, the electric motor is driven at a lower speed than the predetermined speed by the maximum current.

ところで、圧縮機を用いる作業現場等では、例えば釘打ち機等の空圧機器を圧縮機の空気圧によって作動させるだけでなく、電動鋸、電動ドリル、照明器具等からなる各種の電気機器を使用して作業を行うことが多い。そして、これらの電気機器は、圧縮機と一緒に作業現場の電源に接続されるため、例えば多数の電気機器が同時に使用されるときには、電源電圧が一時的に低下することがある。   By the way, at work sites using compressors, for example, not only pneumatic devices such as nailing machines are operated by the air pressure of the compressor, but also various electric devices such as electric saws, electric drills, and lighting fixtures are used. Work often. Since these electric devices are connected to the power source at the work site together with the compressor, for example, when a large number of electric devices are used at the same time, the power supply voltage may temporarily decrease.

このとき、電動モータを最大電流で駆動した場合には、電源電圧の低下によって電動モータの回転速度が一時的に低下する。この結果、電動モータの回転速度の急激な変化によって電動モータや圧縮部等から不快音が生じると共に、この不快音によって使用者は圧縮機が故障したものと勘違いするという問題がある。   At this time, when the electric motor is driven at the maximum current, the rotational speed of the electric motor is temporarily reduced due to the decrease in the power supply voltage. As a result, an abrupt change in the rotational speed of the electric motor causes unpleasant noise from the electric motor, the compression unit, and the like, and the user misunderstands that the compressor has failed due to the unpleasant noise.

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、本発明の目的は、電源電圧が低下したときでも、電動モータの回転速度の変動を抑制することができる圧縮機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a compressor capable of suppressing fluctuations in the rotational speed of an electric motor even when the power supply voltage is lowered. is there.

上述した課題を解決するために本発明は、電動モータと、該電動モータによって駆動し流体を圧縮する圧縮部と、該圧縮部から吐出される圧縮流体を貯留するタンクと、前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出器と、前記タンク内の圧力を検出する圧力検出器と、前記回転速度検出器による回転速度検出値と圧力検出器による圧力検出値とに基づいて前記電動モータに供給する電流を制御する制御部とを備えてなる圧縮機に適用される。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electric motor, a compression unit that is driven by the electric motor to compress fluid, a tank that stores compressed fluid discharged from the compression unit, and a rotation of the electric motor. Rotation speed detector for detecting speed, pressure detector for detecting pressure in tank, supply to electric motor based on rotation speed detection value by rotation speed detector and pressure detection value by pressure detector The present invention is applied to a compressor including a control unit that controls current to be generated.

そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記制御部は、前記圧力検出器による圧力検出値が予め決められた圧力判定値より低いか否かを判定する圧力判定手段と、該圧力判定手段によって圧力検出値が圧力判定値よりも低いと判定したときには、予め決められた初期速度を回転速度目標値として出力する初期速度出力手段と、前記圧力判定手段によって圧力検出値が圧力判定値よりも高いと判定したときには、前記電動モータに供給する電流が最大電流よりも小さい制限電流となるように、前記初期速度よりも低速な制限速度を回転速度目標値として出力する制限速度出力手段と、前記初期速度出力手段または制限速度出力手段から回転速度目標値が入力されたときに、前記回転速度検出器による回転速度検出値が該回転速度目標値に近付くように前記電動モータに供給する電流を制御する回転速度制御手段とによって構成したことにある。   The feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the control unit determines whether the pressure detection value by the pressure detector is lower than a predetermined pressure determination value, and When the pressure determination means determines that the pressure detection value is lower than the pressure determination value, an initial speed output means that outputs a predetermined initial speed as a rotation speed target value, and the pressure determination value is determined by the pressure determination means. A speed limit output means for outputting a speed limit speed lower than the initial speed as a rotational speed target value so that the current supplied to the electric motor becomes a current limit lower than the maximum current when it is determined that And when the rotation speed target value is input from the initial speed output means or the limit speed output means, the rotation speed detection value by the rotation speed detector is the rotation speed target value. It lies in the configuration by the rotational speed control means for controlling the current supplied to the electric motor to approach the.

また、請求項2の発明では、前記圧力判定手段は、前記電動モータを初期速度で駆動したときに、前記電動モータに供給する電流が前記制限電流を超える圧力を圧力判定値に設定している。   According to a second aspect of the present invention, when the electric motor is driven at an initial speed, the pressure determination means sets a pressure at which a current supplied to the electric motor exceeds the limit current as a pressure determination value. .

請求項1の発明によれば、例えば起動時等のようにタンク内の圧力が低いときには、制御部の初期速度出力手段は、回転速度制御手段に向けて例えば最大速度等のように予め決められた初期速度を回転速度目標値として出力する。これにより、回転速度制御手段は、回転速度検出器による回転速度検出値が初期速度に近付くように電動モータに供給する電流を増加または減少させ、電動モータの回転速度をフィードバック制御する。このとき、タンク内が低圧な状態となっているから、電動モータに供給する電流は、比較的小さい値となり、最大電流に到達することはない。   According to the first aspect of the present invention, when the pressure in the tank is low, such as at the time of startup, for example, the initial speed output means of the control unit is determined in advance to the rotational speed control means, such as the maximum speed. The initial speed is output as the target rotational speed value. Thereby, the rotation speed control means increases or decreases the current supplied to the electric motor so that the rotation speed detection value by the rotation speed detector approaches the initial speed, and feedback-controls the rotation speed of the electric motor. At this time, since the tank is in a low pressure state, the current supplied to the electric motor has a relatively small value and does not reach the maximum current.

一方、タンク内の圧力が上昇して検出圧力値が圧力判定値よりも高いときには、制御部の制限速度出力手段は、回転速度制御手段に向けて初期速度よりも低速な制限速度を回転速度目標値として出力する。これにより、回転速度制御手段は、回転速度検出器による回転速度検出値が制限速度に近付くように電動モータに供給する電流を増加または減少させ、電動モータの回転速度をフィードバック制御する。このとき、制限速度は、電動モータに供給する電流が最大電流よりも小さい制限電流となる値に設定されている。このため、電動モータに供給する電流は、最大電流よりも小さい値になる。   On the other hand, when the pressure in the tank rises and the detected pressure value is higher than the pressure judgment value, the speed limit output means of the control unit sets a speed limit lower than the initial speed toward the speed control means. Output as a value. Thus, the rotation speed control means increases or decreases the current supplied to the electric motor so that the rotation speed detection value by the rotation speed detector approaches the limit speed, and feedback controls the rotation speed of the electric motor. At this time, the speed limit is set to a value at which the current supplied to the electric motor is a limit current smaller than the maximum current. For this reason, the current supplied to the electric motor has a value smaller than the maximum current.

また、例えば複数の電気機器を使用することによって電源電圧が低下したときには、この電圧低下に応じて電動モータの回転速度が低下する。しかし、本発明では、タンク内の圧力に拘わらず、初期速度出力手段および制限速度出力手段によって、電動モータに供給する電流は、最大電流よりも小さい値に制限されている。このため、電圧降下に伴う回転速度の低下を補うために、回転速度制御手段が電動モータに供給する電流を増加させるときでも、この電流を制限電流を超えて最大電流まで増加させることができる。この結果、電圧低下が生じても、電動モータの回転速度の変動(低下)を抑制することができるから、電動モータ等の不快音を抑えることができると共に、使用者による故障の誤認をなくすことができる。   Further, for example, when the power supply voltage is lowered by using a plurality of electric devices, the rotation speed of the electric motor is lowered according to the voltage drop. However, in the present invention, regardless of the pressure in the tank, the current supplied to the electric motor is limited to a value smaller than the maximum current by the initial speed output means and the limit speed output means. For this reason, even when increasing the current supplied to the electric motor by the rotation speed control means in order to compensate for the decrease in the rotation speed due to the voltage drop, the current can be increased to the maximum current exceeding the limit current. As a result, even if a voltage drop occurs, fluctuation (decrease) in the rotation speed of the electric motor can be suppressed, so that it is possible to suppress unpleasant noise of the electric motor and the like, and to prevent the user from misidentifying the failure. Can do.

請求項2の発明によれば、圧力判定手段は、前記電動モータを初期速度で駆動したときに、電動モータに供給する電流が制限電流を超える圧力を圧力判定値に設定している。このため、電源電圧が定格電圧に近いときには、タンク内の圧力が圧力判定値を超えるか否かに拘わらず、電動モータには制限電流以下の電流を供給することができる。従って、電源電圧が定格電圧に近いときには、常に電動モータを最大電流よりも小さい電流で駆動することができ、電動モータに供給する電流に対してマージンを確保することができる。これにより、電源電圧が定格電圧よりも低下したときには、電動モータに供給する電流を増加させることができ、電動モータの回転速度の変動を抑制することができる。   According to the invention of claim 2, the pressure determination means sets the pressure at which the current supplied to the electric motor exceeds the limit current as the pressure determination value when the electric motor is driven at the initial speed. Therefore, when the power supply voltage is close to the rated voltage, the electric motor can be supplied with a current equal to or lower than the limit current regardless of whether or not the pressure in the tank exceeds the pressure determination value. Therefore, when the power supply voltage is close to the rated voltage, the electric motor can always be driven with a current smaller than the maximum current, and a margin can be secured for the current supplied to the electric motor. Thereby, when the power supply voltage falls below the rated voltage, the current supplied to the electric motor can be increased, and fluctuations in the rotation speed of the electric motor can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態による圧縮機として空気圧縮機を例に挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an air compressor is taken as an example of a compressor according to an embodiment of the present invention and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図中、1は例えば作業現場等に設置された商用電源等からなる交流の電源で、この電源1の電圧(電源電圧)Vは、通常の負荷状態において、例えば100V程度の定格電圧V0に保持されている。そして、電源1には、後述の空気圧縮機2、他の電気機器19,20等が接続される。   In the figure, reference numeral 1 denotes an AC power source composed of a commercial power source installed at a work site, for example. The voltage (power source voltage) V of the power source 1 is maintained at a rated voltage V0 of about 100 V, for example, in a normal load state. Has been. The power source 1 is connected to an air compressor 2 to be described later, other electric devices 19 and 20, and the like.

2はタンク一体型の空気圧縮機で、該空気圧縮機2は、後述の電動モータ3、圧縮部4、エアタンク5等によって構成されている。   Reference numeral 2 denotes a tank-integrated air compressor. The air compressor 2 includes an electric motor 3, a compression unit 4, an air tank 5, and the like which will be described later.

3は電源1から供給される電圧によって作動する電動モータで、該電動モータ3は、例えばインバータ制御式のDCBL(DC Brushless)モータ等によって構成されている。そして、電動モータ3は、後述の電源制御装置6を経由して電源1に接続される。これにより、電動モータ3は、電源制御装置6によって回転速度等が制御され、圧縮部4の駆動軸等を回転駆動する。   An electric motor 3 is operated by a voltage supplied from the power source 1. The electric motor 3 is configured by, for example, an inverter-controlled DCBL (DC Brushless) motor. The electric motor 3 is connected to the power source 1 via a power source control device 6 described later. As a result, the electric motor 3 has its rotational speed and the like controlled by the power supply control device 6, and rotationally drives the drive shaft and the like of the compression unit 4.

4は電動モータ3によって駆動する圧縮部で、該圧縮部4は、例えばシリンダ内でピストンが往復動作する往復動型、または2つのスクロールが相対回転するスクロール型の圧縮機構によって構成されている。そして、圧縮部4は、電動モータ3によってその駆動軸が回転駆動し、外部の空気を吸込んで圧縮し、圧縮空気を吐出する。   Reference numeral 4 denotes a compression unit that is driven by the electric motor 3. The compression unit 4 is constituted by, for example, a reciprocating type in which a piston reciprocates in a cylinder, or a scroll type compression mechanism in which two scrolls rotate relative to each other. And the drive part of the compression part 4 is rotationally driven by the electric motor 3, the outside air is sucked in and compressed, and the compressed air is discharged.

5は圧縮部4から吐出される圧縮空気を貯留するエアタンクで、該エアタンク5は、空気圧縮機2の下部側に例えば2個配置されている。また、エアタンク5の上側には、電動モータ3と圧縮部4とが配置されている。そして、エアタンク5には例えば釘打ち機等の空圧機器Aが接続され、該空圧機器Aは、エアタンク5内の圧縮空気を用いて作動する。   Reference numeral 5 denotes an air tank for storing compressed air discharged from the compression unit 4, and two air tanks 5 are arranged on the lower side of the air compressor 2, for example. An electric motor 3 and a compression unit 4 are disposed on the upper side of the air tank 5. Then, a pneumatic device A such as a nailing machine is connected to the air tank 5, and the pneumatic device A operates using the compressed air in the air tank 5.

6は例えば空気圧縮機2に搭載された電源制御装置を示し、この電源制御装置6は、電源コード7を介して電源1に接続されている。そして、電源制御装置6は、図2に示す如く、後述の整流器8、駆動回路10、電流センサ13、制御回路14等によって構成されている。   Reference numeral 6 denotes, for example, a power supply control device mounted on the air compressor 2, and the power supply control device 6 is connected to the power supply 1 through a power supply cord 7. As shown in FIG. 2, the power supply control device 6 includes a rectifier 8, a drive circuit 10, a current sensor 13, a control circuit 14, and the like which will be described later.

8は例えば複数個のダイオード等によりブリッジ回路として形成された整流器で、該整流器8は、電源コード7、電源スイッチ9等を介して電源1に接続され、電源1の単相交流電圧を整流するものである。そして、この整流された電圧は、複数のコンデンサからなる平滑回路(図示せず)等によって平滑化され、駆動回路10に直流電圧として出力される。   Reference numeral 8 denotes a rectifier formed as a bridge circuit by a plurality of diodes, for example. The rectifier 8 is connected to the power source 1 via the power cord 7, the power switch 9, etc., and rectifies the single-phase AC voltage of the power source 1. Is. The rectified voltage is smoothed by a smoothing circuit (not shown) composed of a plurality of capacitors, etc., and output to the drive circuit 10 as a DC voltage.

10は電動モータ3を駆動する駆動回路で、該駆動回路10は、制御回路14によって開,閉される例えば6個のパワートランジスタ等からなり、整流器8の出力側に平滑回路を介して接続されている。そして、駆動回路10は、整流器8等から直流電圧が入力されるときに、この直流電圧を制御回路14の制御信号に応じてパルス幅変調(PWM制御)し、周波数可変の擬似的な交流電圧を電動モータ3に出力する。   Reference numeral 10 denotes a drive circuit for driving the electric motor 3. The drive circuit 10 is composed of, for example, six power transistors opened and closed by a control circuit 14, and is connected to the output side of the rectifier 8 via a smoothing circuit. ing. Then, when a DC voltage is input from the rectifier 8 or the like, the drive circuit 10 performs pulse width modulation (PWM control) on the DC voltage in accordance with a control signal from the control circuit 14 so as to change the frequency of the pseudo AC voltage. Is output to the electric motor 3.

11は電動モータ3の出力軸の回転を検出する回転速度検出器としての回転センサで、該回転センサ11は、例えばホール素子等からなり、電動モータ3の出力軸と一緒に回転するマグネットの磁束を検出する構成となっている。そして、回転センサ11は、電動モータ3の回転に同期した検出信号を制御回路14に出力する。これにより、制御回路14は、回転センサ11からの検出信号を計測することによって、電動モータ3の回転速度Nを検出している。   Reference numeral 11 denotes a rotation sensor as a rotation speed detector that detects the rotation of the output shaft of the electric motor 3, and the rotation sensor 11 is composed of, for example, a Hall element and the magnetic flux of a magnet that rotates together with the output shaft of the electric motor 3. Is configured to detect. The rotation sensor 11 outputs a detection signal synchronized with the rotation of the electric motor 3 to the control circuit 14. Thereby, the control circuit 14 detects the rotational speed N of the electric motor 3 by measuring the detection signal from the rotation sensor 11.

12はエアタンク5に付設された圧力検出器としての圧力センサで、該圧力センサ12は、エアタンク5内に貯留された圧縮空気の圧力Pを検出し、その圧力値に応じた検出信号を制御回路14に出力する。   Reference numeral 12 denotes a pressure sensor as a pressure detector attached to the air tank 5. The pressure sensor 12 detects the pressure P of the compressed air stored in the air tank 5, and outputs a detection signal corresponding to the pressure value to the control circuit. 14 for output.

13は整流器8の入力側に設けられた電流センサで、該電流センサ13は、電源1から整流器8に通電されるときに、その電流を電動モータ3に供給する駆動電流Iとして検出し、制御回路14に検出信号を出力する。   Reference numeral 13 denotes a current sensor provided on the input side of the rectifier 8. When the current sensor 13 is energized from the power source 1 to the rectifier 8, the current sensor 13 detects the current as a drive current I supplied to the electric motor 3 and performs control. A detection signal is output to the circuit 14.

14は例えば電動モータ3の運転状態をインバータ制御する制御部としての制御回路で、該制御回路14は、例えばCPU等を備えた演算処理回路として構成され、ROM、RAM等からなる記憶回路を有している。また、制御回路14の入力側には、各センサ11,12,13、後述の操作スイッチ18等が接続され、制御回路14の出力側には駆動回路10が接続されている。   Reference numeral 14 denotes a control circuit as a control unit that controls the operation state of the electric motor 3 by an inverter. The control circuit 14 is configured as an arithmetic processing circuit including a CPU, for example, and has a storage circuit including a ROM, a RAM, and the like. is doing. Further, the sensors 11, 12, and 13, an operation switch 18 described later, and the like are connected to the input side of the control circuit 14, and the drive circuit 10 is connected to the output side of the control circuit 14.

そして、制御回路14は、回転速度の目標値N0を演算して出力する回転速度指令部15と、回転速度指令部15による目標値N0に基づいて電動モータ3の回転速度Nをフィードバック制御する回転速度制御部16とを備えている。   Then, the control circuit 14 calculates and outputs a target value N0 of the rotational speed, and the rotational speed feedback control of the rotational speed N of the electric motor 3 based on the target value N0 by the rotational speed command part 15. And a speed controller 16.

ここで、回転速度指令部15には、圧力センサ12が接続されている。これにより、回転速度指令部15は、圧力センサ12からの検出信号を用いてエアタンク5内の圧力P(圧力検出値)を検出する。そして、回転速度指令部15は、後述するように、この圧力Pおよび制限速度マップ17に基づいて回転速度の目標値N0を演算し、回転速度制御部16に向けて出力する。このとき、回転速度指令部15は、電動モータ3の駆動電流Iが最大電流Imaxよりも小さい値となるように、目標値N0を演算する。これにより、回転速度指令部15は、電動モータ3に供給する電流に常にマージンを確保し、電源電圧Vが低下したときでも、電動モータ3の駆動電流Iを増加可能にしている。   Here, the pressure sensor 12 is connected to the rotation speed command unit 15. Thereby, the rotational speed command unit 15 detects the pressure P (pressure detection value) in the air tank 5 using the detection signal from the pressure sensor 12. Then, as described later, the rotational speed command unit 15 calculates a rotational speed target value N 0 based on the pressure P and the speed limit map 17 and outputs the target value to the rotational speed control unit 16. At this time, the rotation speed command unit 15 calculates the target value N0 so that the drive current I of the electric motor 3 becomes a value smaller than the maximum current Imax. Thereby, the rotational speed command unit 15 always ensures a margin for the current supplied to the electric motor 3, and can increase the drive current I of the electric motor 3 even when the power supply voltage V is lowered.

一方、回転速度制御部16には、回転センサ11が接続されると共に、回転速度指令部15の出力側が接続されている。そして、回転速度制御部16は、回転センサ11からの検出信号を用いて回転速度N(回転速度検出値)を検出すると共に、回転速度指令部15から出力される回転速度の目標値N0と検出した回転速度Nとを比較する。これにより、回転速度制御部16は、回転速度Nが目標値N0に近付くように、駆動回路10のパワートランジスタを開,閉し、電動モータ3に向けてPWM制御した駆動信号を供給する。この結果、回転速度制御部16は、駆動信号の周波数を変化させて、電動モータ3の駆動電流Iを増加または減少させ、目標値N0と検出した回転速度Nとの偏差を減少させるものである。   On the other hand, the rotation speed control unit 16 is connected to the rotation sensor 11 and to the output side of the rotation speed command unit 15. The rotation speed control unit 16 detects the rotation speed N (rotation speed detection value) using the detection signal from the rotation sensor 11, and detects the rotation speed target value N0 output from the rotation speed command unit 15. The rotation speed N is compared. Thereby, the rotation speed control unit 16 opens and closes the power transistor of the drive circuit 10 so that the rotation speed N approaches the target value N 0, and supplies a drive signal subjected to PWM control to the electric motor 3. As a result, the rotation speed control unit 16 changes the frequency of the drive signal to increase or decrease the drive current I of the electric motor 3 and reduce the deviation between the target value N0 and the detected rotation speed N. .

また、制御回路14には、エアタンク5内の圧力Pを適切な範囲に保持するための上限値Pmaxと下限値Pminとが予め記憶されており、例えば上限値Pmaxは3.0MPa程度の圧力に設定されると共に、下限値Pminは2.6MPa程度の圧力に設定されている。   Further, the control circuit 14 stores in advance an upper limit value Pmax and a lower limit value Pmin for maintaining the pressure P in the air tank 5 in an appropriate range. For example, the upper limit value Pmax is set to a pressure of about 3.0 MPa. While being set, the lower limit Pmin is set to a pressure of about 2.6 MPa.

そして、制御回路14は、エアタンク5内の圧力Pに応じて圧縮機を運転、停止する制御(圧力開閉制御)を行うことにより、この圧力Pを上限値Pmaxと下限値Pminとの間の圧力値に保持する。即ち、圧力開閉制御では、例えば圧力Pが上限値Pmaxに達したときに圧縮機2の運転を停止し、圧力Pが下限値Pminまで低下したときに圧縮機2を再起動する構成となっている。   The control circuit 14 controls the pressure P between the upper limit value Pmax and the lower limit value Pmin by performing control (pressure opening / closing control) to operate and stop the compressor according to the pressure P in the air tank 5. Hold on value. That is, in the pressure switching control, for example, the operation of the compressor 2 is stopped when the pressure P reaches the upper limit value Pmax, and the compressor 2 is restarted when the pressure P decreases to the lower limit value Pmin. Yes.

さらに、制御回路14には、電流センサ13からの検出信号を用いて電動モータ3の駆動電流Iを検出する。そして、制御回路14は、この駆動電流Iが過度に大きくなったときには、電動モータ3を停止し、電動モータ3等を保護している。   Further, the control circuit 14 detects the drive current I of the electric motor 3 using the detection signal from the current sensor 13. When the drive current I becomes excessively large, the control circuit 14 stops the electric motor 3 and protects the electric motor 3 and the like.

17は制御回路14に格納された制限速度マップで、該制限速度マップ17は、図3に示すように、エアタンク5内の圧力Pに対応した制限速度Na(P)が記憶されている。ここで、制限速度Na(P)は、圧力Pを維持した状態で最大電流Imaxよりも例えば5〜10%程度小さい制限電流Iaを電動モータ3に供給し、このときの電動モータ3の回転速度を計測することによって得たものである。そして、回転速度指令部15は、制限速度マップ17を用いて圧力Pから制限速度Na(P)を算出する。   Reference numeral 17 denotes a speed limit map stored in the control circuit 14, and the speed limit map 17 stores a speed limit Na (P) corresponding to the pressure P in the air tank 5, as shown in FIG. Here, the limit speed Na (P) is supplied to the electric motor 3 with a limit current Ia that is, for example, about 5 to 10% smaller than the maximum current Imax with the pressure P maintained, and the rotation speed of the electric motor 3 at this time It is obtained by measuring. Then, the rotational speed command unit 15 calculates the speed limit Na (P) from the pressure P using the speed limit map 17.

18は空気圧縮機2の使用者等が操作する操作スイッチで、該操作スイッチ18は、図2に示すように、圧縮機2の運転、停止等を行うものである。   Reference numeral 18 denotes an operation switch operated by a user or the like of the air compressor 2, and the operation switch 18 is for operating and stopping the compressor 2 as shown in FIG. 2.

19,20は作業現場等で空気圧縮機2と共に用いられる他の電気機器で、これらの電気機器19,20は、図1に示すように、例えば電動鋸、電動ドリル等の電動工具や、照明器具、暖房器具等によって構成されている。   19 and 20 are other electric devices used together with the air compressor 2 at a work site or the like. As shown in FIG. 1, these electric devices 19 and 20 are, for example, electric tools such as electric saws and electric drills, illuminations, etc. It is comprised with an appliance, a heating appliance, etc.

次に、図1ないし図4を参照しつつ、電源制御装置6を用いた空気圧縮機2の制御処理について説明する。なお、図1ないし図4に示す制御処理のプログラムおよび圧力判定値P0、制限速度マップ17等は、制御回路14内に予め記憶されているものとする。   Next, control processing of the air compressor 2 using the power supply control device 6 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. It is assumed that the control processing program, the pressure determination value P0, the speed limit map 17 and the like shown in FIGS. 1 to 4 are stored in the control circuit 14 in advance.

まず、空気圧縮機2を起動すると、電源1から電源制御装置6を介して電動モータ3に通電が行われる。そして、電動モータ3が作動することにより、圧縮部4が外部の空気を吸込んでエアタンク5内に圧縮空気を吐出する。これにより、作業現場等では、例えば釘打ち機等の空圧機器Aを圧縮機2に接続し、エアタンク5から供給される空気圧によって空圧機器Aを作動させることができる。   First, when the air compressor 2 is started, the electric motor 3 is energized from the power source 1 via the power source control device 6. Then, when the electric motor 3 is operated, the compression unit 4 sucks external air and discharges the compressed air into the air tank 5. Thereby, at a work site or the like, for example, a pneumatic device A such as a nail driver can be connected to the compressor 2 and the pneumatic device A can be operated by air pressure supplied from the air tank 5.

また、制御回路14は、操作スイッチ18等によって圧縮機2の停止操作が行われるまで、図4中のステップ1〜13に示す制御処理を繰返す。このとき、この制御処理では、まずステップ1において、エアタンク5内の圧力Pが上昇中であることを示す昇圧フラグFpをON(Fp=1)に設定する。そして、ステップ2では、圧力センサ12を用いてエアタンク5内の圧力Pを圧力検出値として読込む。   Further, the control circuit 14 repeats the control processing shown in steps 1 to 13 in FIG. 4 until the operation of stopping the compressor 2 is performed by the operation switch 18 or the like. At this time, in this control process, first, in step 1, a pressure increase flag Fp indicating that the pressure P in the air tank 5 is increasing is set to ON (Fp = 1). In step 2, the pressure P in the air tank 5 is read as a pressure detection value using the pressure sensor 12.

次に、ステップ3では、エアタンク5内の圧力Pが例えば2.0MPa程度に設定された圧力判定値P0よりも低い(圧力判定値P0未満)か否かを判定する。このとき、圧力判定値P0は、例えば3000rpm程度の初期速度Nsで電動モータ3を駆動したときに、電動モータ3に供給する駆動電流Iが制限電流Iaを超えるときの圧力の値に設定されている。   Next, in step 3, it is determined whether or not the pressure P in the air tank 5 is lower than the pressure determination value P0 set to, for example, about 2.0 MPa (less than the pressure determination value P0). At this time, the pressure determination value P0 is set to a pressure value when the drive current I supplied to the electric motor 3 exceeds the limit current Ia when the electric motor 3 is driven at an initial speed Ns of about 3000 rpm, for example. Yes.

即ち、エアタンク5内の圧力Pが上昇するに従って、圧縮部4の負荷が増加する。このため、圧力Pの上昇に伴って、電動モータ3の駆動電流Iも増加する。そこで、本実施の形態による圧力判定値P0は、電動モータ3の駆動電流Iが最大電流Imaxよりも例えば5〜10%程度小さい制限電流Ia(Ia<Imax)となる圧力の値に設定している。   That is, as the pressure P in the air tank 5 increases, the load on the compression unit 4 increases. For this reason, as the pressure P increases, the drive current I of the electric motor 3 also increases. Therefore, the pressure determination value P0 according to the present embodiment is set to a pressure value at which the drive current I of the electric motor 3 becomes a limit current Ia (Ia <Imax) that is, for example, about 5 to 10% smaller than the maximum current Imax. Yes.

そして、ステップ3で「YES」と判定したときには、エアタンク5内の圧力Pは圧力判定値P0未満であり、エアタンク5内には圧縮空気が不足している。このため、ステップ4に移って、回転速度指令部15は、例えば3000rpmのように予め決められた一定の初期速度Nsを目標値N0に設定し、この目標値N0を回転速度制御部16に向けて出力する。これにより、ステップ8に移って、回転速度制御部16は、後述する回転速度フィードバック処理を行う。具体的には、回転速度制御部16は、目標値N0と回転速度Nとの偏差が減少するように、電動モータ3に供給する駆動信号の周波数を変化させて、電動モータ3に供給する電流を増加または減少させる。この結果、回転速度制御部16は、初期速度Nsに近付くように、電動モータ3の回転速度Nをフィードバック制御する。   When “YES” is determined in Step 3, the pressure P in the air tank 5 is less than the pressure determination value P 0, and the compressed air is insufficient in the air tank 5. Therefore, the process proceeds to step 4 where the rotational speed command unit 15 sets a predetermined initial speed Ns, such as 3000 rpm, as a target value N0 and directs the target value N0 to the rotational speed control unit 16. Output. As a result, the process proceeds to step 8 and the rotation speed control unit 16 performs a rotation speed feedback process described later. Specifically, the rotation speed control unit 16 changes the frequency of the drive signal supplied to the electric motor 3 so that the deviation between the target value N0 and the rotation speed N decreases, and the current supplied to the electric motor 3. Increase or decrease. As a result, the rotation speed control unit 16 feedback-controls the rotation speed N of the electric motor 3 so as to approach the initial speed Ns.

一方、ステップ3で「NO」と判定したときには、エアタンク5内の圧力Pが圧力判定値P0以上となり、このままの回転速度Nを維持して圧縮機2を駆動すると、電動モータ3の駆動電流Iが制限電流Iaを超えてしまう。   On the other hand, when “NO” is determined in step 3, the pressure P in the air tank 5 becomes equal to or higher than the pressure determination value P 0, and the driving current I of the electric motor 3 is driven when the compressor 2 is driven while maintaining the rotation speed N as it is. Exceeds the limit current Ia.

このため、以後のステップ5〜8では、駆動電流Iが制限電流Iaを超えないように回転速度の目標値N0を初期速度Nsよりも低下させている。また、ステップ9〜11では、圧力Pに応じて圧縮機2の駆動、停止を制御する圧力開閉処理を行っている。   Therefore, in subsequent steps 5 to 8, the target value N0 of the rotational speed is lowered from the initial speed Ns so that the drive current I does not exceed the limit current Ia. In steps 9 to 11, a pressure opening / closing process for controlling the driving and stopping of the compressor 2 according to the pressure P is performed.

ステップ5では、例えば圧力Pが2.6MPa程度の下限値Pminよりも高いか否かを判定する。そして、ステップ5で「NO」と判定したときには、圧力Pが下限値Pmin以下に低下し、エアタンク5内の圧縮空気が残り少なくなっている。このため、ステップ6で、エアタンク5内の圧力Pが上昇中であることを示す昇圧フラグFpをON(Fp=1)に設定し、ステップ7に移行する。   In Step 5, for example, it is determined whether or not the pressure P is higher than a lower limit value Pmin of about 2.6 MPa. And when it determines with "NO" at step 5, the pressure P will fall below the lower limit Pmin, and the compressed air in the air tank 5 is remaining little. For this reason, in step 6, the pressure increase flag Fp indicating that the pressure P in the air tank 5 is increasing is set to ON (Fp = 1), and the process proceeds to step 7.

そして、ステップ7では、回転速度指令部15は、図3に示す制限速度マップ17を用いて、圧力センサ12による圧力Pから制限速度Na(P)を演算する。このとき、制限速度Na(P)は、検出した圧力Pで電動モータ3を駆動したときに、電動モータ3の駆動電流Iが最大電流Imax(例えばImax=10A)よりも例えば5%小さい制限電流Ia(例えばIa=9.5A)となるような回転速度に設定されている。そして、回転速度指令部15は、算出した制限速度Na(P)を回転速度の目標値N0として回転速度制御部16に向けて出力する。   In step 7, the rotational speed command unit 15 calculates a speed limit Na (P) from the pressure P by the pressure sensor 12 using the speed limit map 17 shown in FIG. 3. At this time, when the electric motor 3 is driven with the detected pressure P, the speed limit Na (P) is, for example, 5% smaller than the maximum current Imax (for example, Imax = 10 A). The rotation speed is set to be Ia (for example, Ia = 9.5 A). Then, the rotational speed command unit 15 outputs the calculated speed limit Na (P) to the rotational speed control unit 16 as the rotational speed target value N0.

このため、ステップ8に移行すると、回転速度制御部16は、目標値N0と回転速度Nとの偏差が減少するように、電動モータ3に供給する駆動信号の周波数(パルス幅)を変化させて、電動モータ3に供給する電流を増加または減少させる。この結果、回転速度制御部16は、制限速度Na(P)に近付くように、電動モータ3の回転速度Nをフィードバック制御する。   For this reason, when the routine proceeds to step 8, the rotational speed control unit 16 changes the frequency (pulse width) of the drive signal supplied to the electric motor 3 so that the deviation between the target value N0 and the rotational speed N decreases. The current supplied to the electric motor 3 is increased or decreased. As a result, the rotation speed control unit 16 feedback-controls the rotation speed N of the electric motor 3 so as to approach the limit speed Na (P).

このとき、制限速度Na(P)で電動モータ3が駆動したときには、例えば最大電流Imaxよりも5%小さい制限電流Iaが電動モータ3に供給される。このため、電動モータ3の駆動電流Iは、最大電流Imaxよりも小さい値になる。   At this time, when the electric motor 3 is driven at the speed limit Na (P), for example, a limit current Ia that is 5% smaller than the maximum current Imax is supplied to the electric motor 3. For this reason, the drive current I of the electric motor 3 is smaller than the maximum current Imax.

一方、ステップ5で「YES」と判定したときには、ステップ9では、例えば圧力Pが3.0MPa程度の上限値Pmaxに達しているか否かを判定する。   On the other hand, when “YES” is determined in Step 5, it is determined in Step 9 whether or not the pressure P has reached an upper limit value Pmax of about 3.0 MPa, for example.

そして、ステップ9で「YES」と判定したときには、エアタンク5内の空気圧が十分に高くなっている。このため、ステップ10で、エアタンク5内の圧力Pが上昇中であることを示す昇圧フラグFpをOFF(Fp=0)に設定し、ステップ11で圧縮機2の運転を停止させる。   And when it determines with "YES" at step 9, the air pressure in the air tank 5 is high enough. Therefore, in step 10, the pressure increase flag Fp indicating that the pressure P in the air tank 5 is increasing is set to OFF (Fp = 0), and the operation of the compressor 2 is stopped in step 11.

また、ステップ9で「NO」と判定したときには、エアタンク5内の圧力Pは下限値Pminと上限値Pmaxとの間の値になっている。このため、ステップ12に移行して、昇圧フラグFpを用いて圧力Pが上昇中か否かを判定する。そして、ステップ12で「YES」と判定したときには、圧力Pが上昇途中であるから、ステップ7およびステップ8に移って、電動モータ3を制限速度Na(P)で駆動する。一方、ステップ12で「NO」と判定したときには、圧力Pが下降途中であるから、ステップ11に移って、圧縮機2の運転を停止させる。   When it is determined as “NO” in step 9, the pressure P in the air tank 5 is a value between the lower limit value Pmin and the upper limit value Pmax. Therefore, the process proceeds to step 12 and it is determined whether or not the pressure P is increasing using the boost flag Fp. And when it determines with "YES" at step 12, since the pressure P is in the middle of a raise, it moves to step 7 and step 8, and drives the electric motor 3 by speed limit Na (P). On the other hand, when “NO” is determined in step 12, the pressure P is in the middle of lowering, so the process proceeds to step 11 and the operation of the compressor 2 is stopped.

そして、ステップ8またはステップ11の終了後には、ステップ13に移って、操作スイッチ18の停止操作等により圧縮機の運転を終了するか否かを判定する。そして、ステップ13で「YES」と判定したとには、ステップ14で終了する。また、ステップ13で「NO」と判定したときには、ステップ1〜12を繰返し実行する。   Then, after step 8 or step 11 is completed, the routine proceeds to step 13 where it is determined whether or not the operation of the compressor is to be terminated by a stop operation of the operation switch 18 or the like. If “YES” is determined in step 13, the process ends in step 14. If it is determined as “NO” in step 13, steps 1 to 12 are repeatedly executed.

このように、本実施の形態では、圧力Pが圧力判定値P0よりも高い状態で圧縮機2を駆動するときには、電動モータ3の駆動電流Iが制限電流Iaとなるように、回転速度の目標値N0として制限速度Na(P)を出力する構成としている。   As described above, in this embodiment, when the compressor 2 is driven in a state where the pressure P is higher than the pressure determination value P0, the target rotational speed is set so that the drive current I of the electric motor 3 becomes the limit current Ia. The speed limit Na (P) is output as the value N0.

次に、図2および図5を参照しつつ、回転速度フィードバック処理について説明する。   Next, the rotational speed feedback process will be described with reference to FIGS. 2 and 5.

まず、ステップ21において、制御回路14の回転速度制御部16は、回転センサ11からの検出信号を用いて電動モータ3の回転速度Nを回転速度検出値として検出する。   First, in step 21, the rotation speed control unit 16 of the control circuit 14 detects the rotation speed N of the electric motor 3 as a rotation speed detection value using the detection signal from the rotation sensor 11.

次に、ステップ22では、検出した回転速度Nが回転速度指令部15から出力された目標値N0よりも低いか否かを判定する。そして、ステップ22で「YES」と判定したときには、電動モータ3の回転速度Nが目標値N0よりも低下している。このため、ステップ23に移って、回転速度制御部16は、駆動回路10を用いて電動モータ3に供給する駆動信号の周波数(パルス幅)を変化させて、電動モータ3の駆動電流Iを増加させた後、ステップ27でリターンする。   Next, in step 22, it is determined whether or not the detected rotation speed N is lower than the target value N 0 output from the rotation speed command unit 15. When it is determined as “YES” in Step 22, the rotational speed N of the electric motor 3 is lower than the target value N0. Therefore, the process proceeds to step 23, where the rotational speed control unit 16 increases the drive current I of the electric motor 3 by changing the frequency (pulse width) of the drive signal supplied to the electric motor 3 using the drive circuit 10. Then, the process returns at step 27.

一方、ステップ22で「NO」と判定したときには、ステップ24で、回転速度Nが目標値N0よりも高いか否かを判定する。そして、ステップ24で「YES」と判定したときには、電動モータ3の回転速度Nが目標値N0よりも上昇している。このため、ステップ25に移って、回転速度制御部16は、駆動回路10を用いて電動モータ3に供給する駆動信号の周波数(パルス幅)を変化させて、電動モータ3の駆動電流Iを減少させた後、ステップ27でリターンする。   On the other hand, if “NO” is determined in the step 22, it is determined in a step 24 whether or not the rotational speed N is higher than the target value N0. When it is determined “YES” in step 24, the rotational speed N of the electric motor 3 is higher than the target value N0. Therefore, the process proceeds to step 25, where the rotational speed control unit 16 reduces the drive current I of the electric motor 3 by changing the frequency (pulse width) of the drive signal supplied to the electric motor 3 using the drive circuit 10. Then, the process returns at step 27.

また、ステップ24で「NO」と判定したときには、電動モータ3の回転速度Nが目標値N0とほぼ一致している。このため、ステップ26に移って、回転速度制御部16は、電動モータ3に供給する駆動信号の周波数を現在の値に保持し、電動モータ3の駆動電流Iを維持する。その後、ステップ27でリターンする。   When it is determined “NO” in step 24, the rotational speed N of the electric motor 3 substantially matches the target value N0. Therefore, the process proceeds to step 26, where the rotational speed control unit 16 maintains the frequency of the drive signal supplied to the electric motor 3 at the current value and maintains the drive current I of the electric motor 3. Thereafter, the process returns at step 27.

次に、図6および図7を参照しつつ、上記制御による空気圧縮機2の運転状態と、他の電気機器19,20の使用状態との関係を具体的に説明する。   Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the relationship between the operating state of the air compressor 2 by the above control and the usage state of the other electric devices 19 and 20 will be specifically described.

まず、他の電気機器19,20を使用せず、本実施の形態による空気圧縮機2を単独で運転した場合について検討する。   First, the case where the air compressor 2 according to the present embodiment is operated alone without using the other electric devices 19 and 20 will be considered.

この場合には、図6中に実線で示すように、電源電圧Vは、例えば定格電圧である100V程度に常時保持される。そして、エアタンク5内の圧力Pが低圧な状態で空気圧縮機2の運転を開始すると、制御回路14の回転速度指令部15は、エアタンク5内の圧力Pに基づいて回転速度の目標値N0を3000rpm程度の初期速度Nsに設定し、回転速度制御部16に向けて出力する。   In this case, as indicated by a solid line in FIG. 6, the power supply voltage V is constantly maintained at, for example, about 100 V, which is a rated voltage. When the operation of the air compressor 2 is started while the pressure P in the air tank 5 is low, the rotation speed command unit 15 of the control circuit 14 sets the target value N0 of the rotation speed based on the pressure P in the air tank 5. An initial speed Ns of about 3000 rpm is set and output to the rotational speed control unit 16.

これにより、回転速度制御部16は、回転センサ11を用いて検出した回転速度Nが目標値N0に近付くように、電動モータ3の駆動電流Iを増加、減少させて、電動モータ3のフィードバック制御を行う。この結果、図6中に実線で示す特性線のように、電動モータ3の回転速度Nはほぼ初期速度Nsと一致する。このとき、圧縮部4は、電動モータ3によって駆動し、外部の空気を圧縮して圧縮空気をエアタンク5に向けて吐出する。これにより、エアタンク5内の圧力Pは徐々に上昇する。   Thereby, the rotation speed control unit 16 increases or decreases the drive current I of the electric motor 3 so that the rotation speed N detected by using the rotation sensor 11 approaches the target value N0, and feedback control of the electric motor 3 is performed. I do. As a result, the rotational speed N of the electric motor 3 substantially coincides with the initial speed Ns as shown by the characteristic line shown by the solid line in FIG. At this time, the compression unit 4 is driven by the electric motor 3 to compress external air and discharge the compressed air toward the air tank 5. Thereby, the pressure P in the air tank 5 gradually increases.

ここで、エアタンク5内の圧力Pが上昇すると、圧縮部4の負荷が増加する。このため、電動モータ3を一定の初期速度Nsで駆動したときでも、図6中に実線で示す特性線のように、電動モータ3に供給する駆動電流Iは、圧力Pの上昇に伴って徐々に増加し、圧縮空気の吐出量Qは徐々に減少する。   Here, when the pressure P in the air tank 5 increases, the load on the compression unit 4 increases. For this reason, even when the electric motor 3 is driven at a constant initial speed Ns, the drive current I supplied to the electric motor 3 gradually increases as the pressure P increases, as indicated by the solid line in FIG. The discharge amount Q of the compressed air gradually decreases.

そして、空気圧縮機2の駆動を継続すると、エアタンク5内の圧力Pは圧力判定値P0を超える。この状態で、電動モータ3を初期速度Nsで駆動し続けたときには、電動モータ3の駆動電流Iは、最大電流Imaxの95%に設定された制限電流Iaを超えてしまう。   And if the drive of the air compressor 2 is continued, the pressure P in the air tank 5 will exceed the pressure judgment value P0. When the electric motor 3 is continuously driven at the initial speed Ns in this state, the drive current I of the electric motor 3 exceeds the limit current Ia set to 95% of the maximum current Imax.

このとき、回転速度指令部15は、制限速度マップ17を用いて圧力Pから初期速度Nsよりも低速の制限速度Na(P)を算出する。そして、回転速度指令部15は、回転速度の目標値N0を制限速度Na(P)に設定し、回転速度制御部16に向けて出力する。   At this time, the rotational speed command unit 15 uses the speed limit map 17 to calculate a speed limit Na (P) that is lower than the initial speed Ns from the pressure P. Then, the rotation speed command unit 15 sets the target value N0 of the rotation speed to the limit speed Na (P) and outputs it to the rotation speed control unit 16.

これにより、回転速度制御部16は、回転センサ11を用いて検出した回転速度Nが目標値N0に近付くように、電動モータ3の駆動電流Iを増加、減少させて、電動モータ3のフィードバック制御を行う。この結果、電動モータ3は制限速度Na(P)で駆動し、圧縮部4は、外部の空気を圧縮して圧縮空気をエアタンク5に向けて吐出する。   Thereby, the rotation speed control unit 16 increases or decreases the drive current I of the electric motor 3 so that the rotation speed N detected by using the rotation sensor 11 approaches the target value N0, and feedback control of the electric motor 3 is performed. I do. As a result, the electric motor 3 is driven at the speed limit Na (P), and the compression unit 4 compresses external air and discharges the compressed air toward the air tank 5.

このとき、制限速度Na(P)は、電動モータ3の駆動電流Iが制限電流Iaとなるような回転速度に設定されている。また、制限電流Iaは、最大電流Imaxよりも例えば5%小さい値に設定されている。このため、電動モータ3の駆動電流Iは、最大電流Imaxよりも小さい値になる。   At this time, the speed limit Na (P) is set to a rotation speed at which the drive current I of the electric motor 3 becomes the limit current Ia. Further, the limit current Ia is set to a value, for example, 5% smaller than the maximum current Imax. For this reason, the drive current I of the electric motor 3 is smaller than the maximum current Imax.

そして、エアタンク5内の圧力Pが上限値Pmaxを超えると、制御回路14は、圧縮機2の駆動を停止する。一方、空圧機器Aの使用等によって圧力Pが下限値Pminよりも低下すると、制御回路14は、圧縮機2を再起動する。これにより、制御回路14は、エアタンク5内の圧力Pを下限値Pminと上限値Pmaxとの間の値に保持する。   When the pressure P in the air tank 5 exceeds the upper limit value Pmax, the control circuit 14 stops driving the compressor 2. On the other hand, when the pressure P falls below the lower limit value Pmin due to the use of the pneumatic device A or the like, the control circuit 14 restarts the compressor 2. As a result, the control circuit 14 holds the pressure P in the air tank 5 at a value between the lower limit value Pmin and the upper limit value Pmax.

次に、従来技術と同様の比較例による空気圧縮機を単独で運転した場合について検討する。   Next, the case where the air compressor by the comparative example similar to a prior art is operated independently is examined.

この場合、エアタンク5内の圧力Pが圧力判定値P0よりも低いときには、比較例でも、本実施の形態と同様に、電動モータ3を3000rpm程度の一定の初期速度Nsで駆動する。このため、図6中に点線で示すように、電動モータ3の回転速度N′は、ほぼ初期速度Nsと一致する。このとき、エアタンク5内の圧力Pは徐々に上昇する。このため、図6中に点線で示すように、圧力Pの上昇に伴って、電動モータ3の駆動電流I′は増加し、圧縮空気の吐出量Q′は減少する。   In this case, when the pressure P in the air tank 5 is lower than the pressure judgment value P0, the electric motor 3 is driven at a constant initial speed Ns of about 3000 rpm in the comparative example as in the present embodiment. For this reason, as indicated by a dotted line in FIG. 6, the rotational speed N ′ of the electric motor 3 substantially coincides with the initial speed Ns. At this time, the pressure P in the air tank 5 gradually increases. Therefore, as indicated by the dotted line in FIG. 6, as the pressure P increases, the drive current I ′ of the electric motor 3 increases and the discharge amount Q ′ of compressed air decreases.

一方、比較例では、エアタンク5内に圧力Pに拘わらず、回転速度の目標値N0を常に初期速度Nsに維持する。このため、電動モータ3の駆動電流I′は、制限電流Iaを超えて増加し、例えば圧力Pが2.3MPaとなったときに、最大電流Imaxに到達する。この結果、圧力Pが2.3MPa以上では、電動モータ3は制限速度Na(P)よりも高速で回転するものの、電動モータ3の駆動電流I′は最大電流Imaxに保持される。そして、圧力Pが上限値Pmaxに到達すると、電動モータ3(圧縮機2)を停止し、圧力開閉制御を行う。   On the other hand, in the comparative example, regardless of the pressure P in the air tank 5, the target value N0 of the rotational speed is always maintained at the initial speed Ns. For this reason, the drive current I ′ of the electric motor 3 increases beyond the limit current Ia, and reaches the maximum current Imax when the pressure P becomes 2.3 MPa, for example. As a result, when the pressure P is 2.3 MPa or more, the electric motor 3 rotates at a speed higher than the speed limit Na (P), but the drive current I ′ of the electric motor 3 is held at the maximum current Imax. When the pressure P reaches the upper limit value Pmax, the electric motor 3 (compressor 2) is stopped and pressure opening / closing control is performed.

以上のように、他の電気機器19等を使用しない状態では、本実施の形態と比較例とは、回転速度N,N′、駆動電流I,I′、圧縮空気の吐出量Q,Q′はエアタンク5内の圧力Pに対してほぼ同様に変化する。   As described above, in the state where the other electrical equipment 19 is not used, the present embodiment and the comparative example are the rotational speeds N and N ′, the drive currents I and I ′, and the discharge amounts Q and Q ′ of the compressed air. Changes in a similar manner with respect to the pressure P in the air tank 5.

次に、本実施の形態による空気圧縮機2を運転している途中で他の電気機器19,20を一緒に使用した場合について検討する。   Next, the case where the other electric devices 19 and 20 are used together while operating the air compressor 2 according to the present embodiment will be considered.

この場合、図7に示すように、空気圧縮機2と電気機器19,20を一緒に使用すると、電源電圧Vが一時的に低下する。これにより、電動モータ3の回転速度Nも低下する傾向がある。   In this case, as shown in FIG. 7, when the air compressor 2 and the electric devices 19 and 20 are used together, the power supply voltage V temporarily decreases. Thereby, the rotational speed N of the electric motor 3 also tends to decrease.

ここで、エアタンク5内の圧力Pが圧力判定値P0よりも低いときには、回転速度指令部15は、初期速度Nsを目標値N0として出力する。このとき、電動モータ3の駆動電流Iは、最大電流Imaxよりも十分に小さい値になっている。このため、電気機器19等による電圧降下に伴って電動モータ3の回転速度Nが低下すると、回転速度制御部16は、電動モータ3に供給する駆動信号の周波数(パルス幅)を変化させて、図7中に実線で示すように、駆動電流Iを一時的に増加させる。この結果、電動モータ3の回転速度Nは、初期速度Ns付近に維持される。   Here, when the pressure P in the air tank 5 is lower than the pressure determination value P0, the rotational speed command unit 15 outputs the initial speed Ns as the target value N0. At this time, the drive current I of the electric motor 3 is sufficiently smaller than the maximum current Imax. For this reason, when the rotational speed N of the electric motor 3 decreases with a voltage drop due to the electrical equipment 19 or the like, the rotational speed control unit 16 changes the frequency (pulse width) of the drive signal supplied to the electric motor 3, As shown by a solid line in FIG. 7, the drive current I is temporarily increased. As a result, the rotational speed N of the electric motor 3 is maintained near the initial speed Ns.

また、エアタンク5内の圧力Pが圧力判定値P0以上となったときには、回転速度指令部15は、制限速度Na(P)を目標値N0として出力する。このとき、電動モータ3の駆動電流Iは、最大電流Imaxよりも小さい制限電流Iaと同じ値になっている。このため、圧力Pが圧力判定値P0以上であっても、本実施の形態では、電動モータ3の駆動電流Iを制限電流Iaから最大電流Imaxまで増加させることができる。従って、圧力Pが圧力判定値P0以上で、電気機器19等による電圧降下に伴って電動モータ3の回転速度Nが低下しても、回転速度制御部16は、圧力Pが圧力判定値P0よりも低いときと同様に、電動モータ3の駆動電流Iを一時的に増加させる。この結果、電動モータ3の回転速度Nは制限速度Na(P)付近に維持される。   When the pressure P in the air tank 5 becomes equal to or higher than the pressure determination value P0, the rotation speed command unit 15 outputs the speed limit Na (P) as the target value N0. At this time, the drive current I of the electric motor 3 has the same value as the limit current Ia that is smaller than the maximum current Imax. For this reason, even if the pressure P is equal to or higher than the pressure determination value P0, in the present embodiment, the drive current I of the electric motor 3 can be increased from the limit current Ia to the maximum current Imax. Therefore, even if the pressure P is equal to or higher than the pressure determination value P0 and the rotation speed N of the electric motor 3 decreases with a voltage drop due to the electrical equipment 19 or the like, the rotation speed control unit 16 determines that the pressure P is greater than the pressure determination value P0. As in the case of low, the drive current I of the electric motor 3 is temporarily increased. As a result, the rotational speed N of the electric motor 3 is maintained near the speed limit Na (P).

次に、従来技術と同様の比較例による空気圧縮機を運転している途中で他の電気機器19,20と一緒に使用した場合について検討する。   Next, a case where the air compressor according to the comparative example similar to the prior art is used together with the other electric devices 19 and 20 in the middle of the operation will be considered.

まず、エアタンク5内の圧力Pが圧力判定値P0よりも低いときには、電動モータ3は初期速度Nsで駆動する。このとき、電動モータ3の駆動電流I′は、最大電流Imaxよりも十分に小さい値になっている。このため、電気機器19等による電圧降下に伴って電動モータ3の回転速度Nが低下すると、比較例でも、本実施の形態と同様に、電動モータ3に供給する駆動信号の周波数(パルス幅)を変化させて、駆動電流I′を一時的に増加させる。この結果、電動モータ3の回転速度N′は、本実施の形態と同様に、初期速度Ns付近に維持される。   First, when the pressure P in the air tank 5 is lower than the pressure determination value P0, the electric motor 3 is driven at the initial speed Ns. At this time, the drive current I ′ of the electric motor 3 is sufficiently smaller than the maximum current Imax. For this reason, when the rotational speed N of the electric motor 3 decreases due to a voltage drop due to the electric device 19 or the like, the frequency (pulse width) of the drive signal supplied to the electric motor 3 is also the comparative example, as in the present embodiment. To temporarily increase the drive current I ′. As a result, the rotational speed N ′ of the electric motor 3 is maintained in the vicinity of the initial speed Ns as in the present embodiment.

一方、エアタンク5内の圧力Pが圧力判定値P0以上となったときでも、比較例では、回転速度の目標値N0を常に初期速度Nsに維持する。このため、例えば圧力Pが2.3MPa以上となったときには、図7中に点線で示すように、電動モータ3の駆動電流I′は、最大電流Imaxと同じ値になる。   On the other hand, even when the pressure P in the air tank 5 becomes equal to or higher than the pressure determination value P0, in the comparative example, the target value N0 of the rotational speed is always maintained at the initial speed Ns. For this reason, for example, when the pressure P becomes 2.3 MPa or more, the drive current I ′ of the electric motor 3 has the same value as the maximum current Imax, as indicated by a dotted line in FIG.

このように、電動モータ3が最大電流Imaxで駆動している状態では、他の電気機器19等によって電圧降下が生じても、電動モータ3の駆動電流I′を増加させることができない。このため、比較例では、本実施の形態と異なり、他の電気機器19等によって一時的な電圧降下が生じると、電動モータ3の回転速度N′が低下する。この結果、比較例では、電源電圧Vの降下によって、電動モータ3の回転速度N′に変動が生じ易く、電動モータ3、圧縮部4等から不快音が生じて、使用者に故障であるとの誤認を生じさせる。   As described above, in the state where the electric motor 3 is driven at the maximum current Imax, the drive current I ′ of the electric motor 3 cannot be increased even if a voltage drop occurs due to another electrical device 19 or the like. For this reason, unlike the present embodiment, in the comparative example, when a temporary voltage drop occurs due to the other electrical equipment 19 or the like, the rotational speed N ′ of the electric motor 3 decreases. As a result, in the comparative example, the rotational speed N ′ of the electric motor 3 is likely to fluctuate due to the drop in the power supply voltage V, and unpleasant noise is generated from the electric motor 3, the compression unit 4, etc. Cause misunderstanding.

以上のように、比較例では、圧力Pが圧力判定値P0よりも高いときには、電源電圧Vの降下によって、電動モータ3の回転速度N′に変動が生じ易い。これに対し、本実施の形態では、圧力Pに拘わらず、電動モータ3の回転速度Nの変動を抑制することができるから、電動モータ3、圧縮部4等からの不快音を減少させることができ、使用者による故障の誤認をなくすことができる。   As described above, in the comparative example, when the pressure P is higher than the pressure determination value P0, the rotational speed N ′ of the electric motor 3 is likely to vary due to the drop in the power supply voltage V. On the other hand, in the present embodiment, fluctuations in the rotational speed N of the electric motor 3 can be suppressed regardless of the pressure P, so that unpleasant noise from the electric motor 3, the compression unit 4 and the like can be reduced. It is possible to eliminate misidentification of the failure by the user.

かくして、本実施の形態によれば、制御回路14の回転速度指令部15は、エアタンク5の圧力Pが圧力判定値P0よりも低いときには、初期速度Nsを目標値N0として回転速度制御部16に出力し、エアタンク5の圧力Pが圧力判定値P0よりも高いときには、圧力Pに基づいて演算した制限速度Na(P)を目標値N0として回転速度制御部16に出力する構成とした。   Thus, according to the present embodiment, when the pressure P of the air tank 5 is lower than the pressure determination value P0, the rotation speed command unit 15 of the control circuit 14 sets the initial speed Ns as the target value N0 to the rotation speed control unit 16. When the pressure P of the air tank 5 is higher than the pressure judgment value P0, the speed limit Na (P) calculated based on the pressure P is output to the rotational speed control unit 16 as the target value N0.

このため、エアタンク5の圧力Pが圧力判定値P0よりも低いときには、圧縮部4の負荷が小さいから、電動モータ3の駆動電流Iは、比較的小さい値となり、最大電流Imaxに到達することはない。一方、エアタンク5の圧力Pが圧力判定値P0よりも高いとき(圧力判定値P0以上のとき)には、電動モータ3は、初期速度Nsよりも低速な制限速度Na(P)で駆動する。このとき、制限速度Na(P)は、電動モータ3の駆動電流Iが最大電流Imaxよりも小さい制限電流Iaとなる値に設定されている。このため、圧力Pが圧力判定値P0よりも高いときであっても、電動モータ3の駆動電流Iは、最大電流Imaxよりも小さい値になる。   For this reason, when the pressure P of the air tank 5 is lower than the pressure judgment value P0, the load of the compression unit 4 is small, so that the drive current I of the electric motor 3 becomes a relatively small value and does not reach the maximum current Imax. Absent. On the other hand, when the pressure P of the air tank 5 is higher than the pressure determination value P0 (when the pressure determination value P0 is greater than or equal to the pressure determination value P0), the electric motor 3 is driven at a speed limit Na (P) that is lower than the initial speed Ns. At this time, the speed limit Na (P) is set to a value at which the drive current I of the electric motor 3 becomes a limit current Ia smaller than the maximum current Imax. For this reason, even when the pressure P is higher than the pressure determination value P0, the drive current I of the electric motor 3 becomes a value smaller than the maximum current Imax.

この結果、本実施の形態では、エアタンク5内の圧力Pに拘わらず、電動モータ3の駆動電流Iは、最大電流Imaxよりも小さい値に制限されている。このため、他の電気機器19等を使用したことによって一時的に電源電圧Vが低下して電動モータ3の回転速度Nが低下するときでも、制御回路14の回転速度制御部16は、電動モータ3の駆動電流Iを最大電流Imaxまで増加させることができる。この結果、電圧低下が生じても、電動モータ3の回転速度Nの変動(低下)を抑制することができるから、電動モータ3等の不快音を抑えることができると共に、使用者による故障の誤認をなくすことができる。   As a result, in the present embodiment, irrespective of the pressure P in the air tank 5, the drive current I of the electric motor 3 is limited to a value smaller than the maximum current Imax. For this reason, even when the power supply voltage V temporarily decreases and the rotation speed N of the electric motor 3 decreases due to the use of another electrical device 19 or the like, the rotation speed control unit 16 of the control circuit 14 3 drive current I can be increased to the maximum current Imax. As a result, even if a voltage drop occurs, fluctuation (decrease) in the rotational speed N of the electric motor 3 can be suppressed, so that an unpleasant noise of the electric motor 3 and the like can be suppressed, and a malfunction is mistaken by the user. Can be eliminated.

また、本実施の形態では、圧力判定値P0は、電動モータ3を初期速度Nsで駆動したときに、電動モータ3の駆動電流Iが制限電流Iaを超えるときの圧力の値に設定している。このため、電源電圧Vが定格電圧V0に近いときには、エアタンク5内の圧力Pが圧力判定値P0を超えるか否かに拘わらず、電動モータ3には制限電流Ia以下の駆動電流Iを供給することができる。従って、電源電圧Vが定格電圧V0に近いときには、常に電動モータ3を最大電流Imaxよりも小さい電流で駆動することができ、電動モータ3の駆動電流Iに対してマージンを確保することができる。これにより、電源電圧Vが定格電圧V0よりも低下したときには、電動モータ3の駆動電流Iを増加させることができ、電動モータ3の回転速度Nの変動を抑制することができる。   In the present embodiment, the pressure determination value P0 is set to a pressure value when the drive current I of the electric motor 3 exceeds the limit current Ia when the electric motor 3 is driven at the initial speed Ns. . Therefore, when the power supply voltage V is close to the rated voltage V0, the electric motor 3 is supplied with a drive current I that is equal to or less than the limit current Ia regardless of whether or not the pressure P in the air tank 5 exceeds the pressure determination value P0. be able to. Therefore, when the power supply voltage V is close to the rated voltage V 0, the electric motor 3 can always be driven with a current smaller than the maximum current Imax, and a margin can be secured for the drive current I of the electric motor 3. Thereby, when the power supply voltage V falls below the rated voltage V0, the drive current I of the electric motor 3 can be increased, and fluctuations in the rotational speed N of the electric motor 3 can be suppressed.

なお、実施の形態では、図2中の回転速度制御部16および図4中のステップ8が回転速度制御手段の具体例を示している。また、図4中のステップ3が圧力判定手段の具体例を示し、ステップ4が初期速度出力手段の具体例を示し、ステップ7が制限速度出力手段の具体例を示している。   In the embodiment, the rotation speed control unit 16 in FIG. 2 and step 8 in FIG. 4 show specific examples of the rotation speed control means. Step 3 in FIG. 4 shows a specific example of the pressure determination means, step 4 shows a specific example of the initial speed output means, and step 7 shows a specific example of the speed limit output means.

また、実施の形態では、回転速度指令部15は、図3に示す制限速度マップ17を用いて、圧力Pから制限速度Na(P)を演算する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば数式を用いて圧力Pから制限速度Na(P)を演算する構成としてもよい。この場合、例えば圧力Pに比例して制限速度Na(P)を減少させるものである。   In the embodiment, the rotational speed command unit 15 is configured to calculate the speed limit Na (P) from the pressure P using the speed limit map 17 shown in FIG. However, the present invention is not limited to this. For example, the speed limit Na (P) may be calculated from the pressure P using an equation. In this case, for example, the speed limit Na (P) is decreased in proportion to the pressure P.

また、実施の形態では、圧力判定値P0、初期速度Ns、制限速度Na(P)、制限電流Ia、最大電流Imax等として具体的な数値を例示した。しかし、本発明は、実施の形態で例示した数値に限定されるものではなく、個々の数値を自由に設定できるのは勿論である。   In the embodiment, specific numerical values are exemplified as the pressure determination value P0, the initial speed Ns, the speed limit Na (P), the current limit Ia, the maximum current Imax, and the like. However, the present invention is not limited to the numerical values exemplified in the embodiment, and it is needless to say that individual numerical values can be set freely.

さらに、実施の形態では、圧縮機として空気圧縮機2を例に挙げて説明したが、窒素等の他の気体を圧縮する圧縮機、または冷媒等の流体を圧縮する圧縮機に適用してもよい。   Further, in the embodiment, the air compressor 2 has been described as an example of the compressor. However, the compressor may be applied to a compressor that compresses other gas such as nitrogen or a compressor that compresses a fluid such as a refrigerant. Good.

本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す外観図である。It is an external view which shows the air compressor by embodiment of this invention. 図1中の空気圧縮機、電源及び電源制御装置の接続状態を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the connection state of the air compressor in FIG. 1, a power supply, and a power supply control apparatus. 図2中の回転速度指令部で使用する制限速度マップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the speed limit map used in the rotational speed instruction | command part in FIG. 図1中の空気圧縮機の制御処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the control processing of the air compressor in FIG. 図4中の回転速度フィードバック処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the rotational speed feedback process in FIG. 他の電気機器を使用しない場合の回転速度、圧縮空気の吐出量、駆動電流、電源電圧とエアタンク内の圧力との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the rotational speed when not using another electric equipment, the discharge amount of compressed air, a drive current, a power supply voltage, and the pressure in an air tank. 他の電気機器を使用する場合の回転速度、圧縮空気の吐出量、駆動電流、電源電圧とエアタンク内の圧力との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the rotational speed in the case of using another electric equipment, the discharge amount of compressed air, a drive current, a power supply voltage, and the pressure in an air tank.

符号の説明Explanation of symbols

1 電源
2 空気圧縮機
3 電動モータ
4 圧縮部
5 エアタンク(タンク)
11 回転センサ(回転速度検出器)
12 圧力センサ(圧力検出器)
14 制御回路(制御部)
15 回転速度指令部
16 回転速度制御部(回転速度制御手段)
19,20 電気機器
A 空圧機器
N 回転速度
Ns 初期速度
Na(P) 制限速度
I 駆動電流
Ia 制限電流
Imax 最大電流
V 電源電圧
V0 定格電圧
P 圧力
P0 圧力判定値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply 2 Air compressor 3 Electric motor 4 Compression part 5 Air tank (tank)
11 Rotation sensor (Rotation speed detector)
12 Pressure sensor (pressure detector)
14 Control circuit (control unit)
15 Rotational speed command section 16 Rotational speed control section (Rotational speed control means)
19, 20 Electrical equipment A Pneumatic equipment N Rotational speed Ns Initial speed Na (P) Speed limit I Drive current Ia Limit current Imax Maximum current V Power supply voltage V0 Rated voltage P Pressure P0 Pressure judgment value

Claims (2)

電動モータと、
該電動モータによって駆動し流体を圧縮する圧縮部と、
該圧縮部から吐出される圧縮流体を貯留するタンクと、
前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出器と、
前記タンク内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記回転速度検出器による回転速度検出値と圧力検出器による圧力検出値とに基づいて前記電動モータに供給する電流を制御する制御部とを備えてなる圧縮機において、
前記制御部は、
前記圧力検出器による圧力検出値が予め決められた圧力判定値より低いか否かを判定する圧力判定手段と、
該圧力判定手段によって圧力検出値が圧力判定値よりも低いと判定したときには、予め決められた初期速度を回転速度目標値として出力する初期速度出力手段と、
前記圧力判定手段によって圧力検出値が圧力判定値よりも高いと判定したときには、前記電動モータに供給する電流が最大電流よりも小さい制限電流となるように、前記初期速度よりも低速な制限速度を回転速度目標値として出力する制限速度出力手段と、
前記初期速度出力手段または制限速度出力手段から回転速度目標値が入力されたときに、前記回転速度検出器による回転速度検出値が該回転速度目標値に近付くように前記電動モータに供給する電流を制御する回転速度制御手段とによって構成したことを特徴とする圧縮機。
An electric motor;
A compression unit that is driven by the electric motor to compress the fluid;
A tank for storing a compressed fluid discharged from the compression unit;
A rotational speed detector for detecting the rotational speed of the electric motor;
A pressure detector for detecting the pressure in the tank;
In a compressor comprising a control unit that controls a current supplied to the electric motor based on a rotation speed detection value by the rotation speed detector and a pressure detection value by a pressure detector.
The controller is
Pressure determination means for determining whether or not a pressure detection value by the pressure detector is lower than a predetermined pressure determination value;
An initial speed output means for outputting a predetermined initial speed as a rotational speed target value when the pressure determination means determines that the pressure detection value is lower than the pressure determination value;
When the pressure determination means determines that the pressure detection value is higher than the pressure determination value, a speed limit lower than the initial speed is set so that the current supplied to the electric motor is a limit current smaller than the maximum current. Speed limit output means for outputting as a target rotational speed value;
When a rotation speed target value is input from the initial speed output means or the limit speed output means, a current supplied to the electric motor is set so that the rotation speed detection value by the rotation speed detector approaches the rotation speed target value. A compressor characterized by comprising rotational speed control means for controlling.
前記圧力判定手段は、前記電動モータを初期速度で駆動したときに、前記電動モータに供給する電流が前記制限電流を超える圧力を圧力判定値に設定してなる請求項1に記載の圧縮機。
2. The compressor according to claim 1, wherein the pressure determination unit sets, as a pressure determination value, a pressure at which a current supplied to the electric motor exceeds the limit current when the electric motor is driven at an initial speed.
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