JP2008144602A

JP2008144602A - スクリュー圧縮機の始動装置

Info

Publication number: JP2008144602A
Application number: JP2006329548A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Yorikane; 茂幸頼金; Yuji Kamiya; 裕治紙屋
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】モータの始動トルクを過大とせずに、好始動条件時には圧縮エアの供給ができないスター時間を短縮化と、悪始動条件時での始動不能を防止することができるスクリュー圧縮機の始動装置を提供する。
【解決手段】スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機駆動用のモータ７の回転数を検出する回転数検出器１２と、この回転数検出器１２からの信号と予め記憶した最大回転数とを比較し、スター運転中の駆動用モータの回転速度が最大回転数に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置１１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリュー圧縮機の始動装置に係り、更に詳しくはスクリュー圧縮機におけるモータのスターデルタ始動装置に関する。

圧縮機などのモータの起動制御方式として、スターデルタ方式がある。このスターデルタ方式は、減電圧始動方式の中ではコストに優れているので、主に中〜大型機種に用いられている。

上記のスター結線による始動時間は、例えば１５秒程度の固定時間が設定され、この固定時間が経過すると、デルタ結線に切り替えられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平８−４７２７７号公報

スクリュー圧縮機の負荷トルクは、一般に、定トルク特性であるが、特に、給油式スクリュー圧縮機においては、その設置箇所により、その周囲環境温度が異なる場合がある。例えば、その周囲環境温度が低い場合には、使用油の粘性が増加するので、負荷トルクが増大する。このため、始動トルクが１／３に低減するところの予め設定したスター始動時間経過に、まだ、モータが最大速に到達していないにも拘らず、デルタ結線に切り替わる場合がある。このような場合には、駆動系統に大きな衝撃を与えるほか、直入れ始動に相当する大電流が流れる。この大電流により、電源側がトリップして始動不能となることがある。

これを解決するためには、低周囲温度に合わせ始動可能なようにモータの始動トルクを大きくすることで対処してきたが、夏場などの周囲温度が高い場合や高電圧など好条件では、過剰トルクとなり、駆動系統に過大な応力を生じさせることとなる。スター始動中は、負荷軽減のために、圧縮機は、空気を圧縮しないため、圧縮空気供給の観点からスター時間は短い方が良いが短くするには、駆動系の強度アップが必要となるので、スターデルタ始動のコストメリットが相殺されてしまい、不経済である。

本発明の目的は、モータの始動トルクを過大とせずに、好始動条件時には圧縮エアの供給ができないスター時間を短縮化と、悪始動条件時での始動不能を防止することができるスクリュー圧縮機の始動装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機駆動用のモータの回転数を検出する回転数検出器と、この回転数検出器からの信号と予め記憶した最大回転数とを比較し、スター運転中の駆動用モータの回転速度が最大回転数に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことにある。

また、第２の発明は、スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機駆動用のモータの電流値を検出する電流検出手段と、この電流検出手段からの電流値に基づいてスター運転中の駆動用モータの回転速度を推定し、この回転速度が最大に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことにある。

更に、第３の発明は、スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機の吸気側の吸気圧を測定する圧力検出器と、この検出器からの吸気圧力に基づいてスター運転中の駆動用モータの回転速度を推定し、この回転速度が最大に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことにある。

また、第４の発明は、スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機の吸気側の吸気圧を測定する圧力検出器と、この検出器からの吸気圧力に基づいてスター運転中の駆動用モータの回転速度を推定し、この回転速度が最大に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことにある。

本発明によれば、例えば、圧縮機における周囲温度によって変動する負荷トルクを考慮して、スター結線からデルタ結線に切り替えるようにしたので、悪始動条件時での始動不能を防止し、モータの始動トルクを従来よりも低減することができ、さらには好条件時には圧縮エアの供給開始の短縮化を図ることができる。

以下、本発明のスクリュー圧縮機の始動装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の始動装置の第１の実施の形態を備えたスクリュー圧縮機の系統図である。この図１において、１はスクリュー圧縮機、２はスクリュー圧縮機１の吸込側に設けた吸気配管、３はスクリュー圧縮機１の吐出側に設けた吐出配管である。吸気配管２には、吸入フィルタ４、吸入弁５が設けられている。吐出配管３には、エアクーラ６が設けられている。

スクリュー圧縮機１には、その駆動用のモータ７が連結されている。モータ７は、スターデルタ盤（回路）８を介して電源９に接続されている。スターデルタ盤（回路）８には、圧縮機制御装置１０が接続されている。この圧縮機制御装置１０は、運転スイッチや外部制御盤（図示しない）からの運転指令信号により、スターデルタ回路８をスター結線としてモータ７を始動させると共に、後述する始動制御装置１１からの切替信号により、スターデルタ回路８を操作しデルタ結線へ切り替えを行う。

モータ７には、その状態量を検出するために、その回転軸に設けられた例えばロータリーエンコーダーなどの回転数検出器１２が設けられている。前述した始動制御装置１１は、予め設定されたモータ７の最高回転速度を記憶する記憶部１１ａと、回転数検出器１２からの検出回転速度と記憶部の最高回転速度とを比較し、モータ７の回転速度が最高回転速度に達したときに圧縮機制御装置８に、スターデルタ回路をデルタ結線へ切り替える信号を出力する制御部１１ｂとを備えている。

次に、上述した本発明の始動装置の第１の実施の形態を備えたスクリュー圧縮機の動作を図１を用いて説明する。
空気は、吸入フィルタ４、吸入弁５を通過し、スターデルタ回路８より電力を供給されて回転するモータ７によって駆動されるスクリュー圧縮機１によって所定の圧力まで圧縮され、給油式の場合にはオイルセパレータ（図示しない）やエアクーラ６などの機器を通過したのち、吐出配管３にて圧縮機外部へ接続され、配管網を経て各用途に供される。
本実施例のスクリュー圧縮機は以下のように作動する。

スクリュー圧縮機の始動時には、運転スイッチや外部制御盤（図示しない）からの信号により、運転指令を受けた圧縮機制御装置１０は、スターデルタ回路８をスター結線としてモータ７を始動させる。モータ７の回転軸に設けられた例えばロータリーエンコーダなどの回転数検出装置１２は、モータ７の回転速度を検出し、その検出値を始動制御装置１１へと送る。

始動制御装置１１は、その記憶部１１ａに予め記憶したモータ７の最高回転速度と検出された回転速度とを比較して、モータ７が最高回転速度に達したときに、圧縮機制御装置１０へと信号を発する。その信号を受けた圧縮機制御装置１０は、スターデルタ回路８を操作しデルタ結線へ切り替えを行う。デルタ結線へ切り替え後、圧縮機１は負荷運転に入り圧縮エアを供給開始する。

このため、周囲温度が高いなどの好条件時には、従来のスター結線による運転時間完了を待ってデルタ結線に切替える固定式に比べ、圧縮エアの供給開始を早く行うことができ、さらには低周囲温度や低電圧など悪条件時にもモータ７が最大速に到達するまでスター結線運転を長く取ることにより、デルタ結線への切替えを確実に行うことができる。

上述した本発明の実施の形態によれば、スター結線からデルタ結線への切替えを、圧縮機が設置された周囲温度に応じて、行うことができるので、悪始動条件時での始動不能を防止することができ、モータ７の始動トルクを従来よりも低減でき、さらには好条件時には圧縮エアの供給開始の短縮化を図ることができる。

なお、上述の実施の形態においては、モータ７の反負荷側に回転速度検出器１２を配置したが、負荷側に配置することも可能である。また、回転速度検出装置１２は圧縮機１に配置しても良い。この場合、圧縮機本体内の回転軸の回転速度を検出するため、最高回転速度の記憶値は、圧縮機１の回転速度にしておく必要がある。

また、上述の実施の形態において、始動制御装置１１は、回転速度検出値と予め記憶した最大回転速度と比較するようにしたが、回転速度の時間変化率を監視する方式であってもかまわない。この場合、モータ７が最高回転速度に達したとき、回転速度の時間変化率が一定となった時点で圧縮機制御装置１０へと信号を発しデルタ切り替えを行うこととなる。

図２は、本発明の始動装置の第２の実施の形態を備えたスクリュー圧縮機の系統図である。この図２において、図１と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、モータ７の状態量を検出するために、スターデルタ回路８内に、駆動用のモータ７の電流値を検出する電流検出手段１３を設ける。また、始動制御装置１１は、電流検出手段１３からの電流値を監視し、この電流値が予め記憶部１１ａに記憶した値と比較、一定値になったときに、スター運転中の駆動用モータ７の回転速度が最大となったと判断し、圧縮機制御装置１０にデルタ結線への切替信号を発するように構成している。

この実施の形態においては、モータ７の状態量は、スターデルタ回路８内に設けた駆動用のモータ７の電流値を検出する電流検出手段１３によって検出される。この電流検出手段１３によって検出された電流値は、始動制御装置１１に出力される。

始動制御装置１１は、電流検出手段１３からの電流値を監視し、この電流値が予め記憶部１１ａに記憶した値と比較、一定値になったときに、スター運転中の駆動用モータ７の回転速度が最大となったと判断し、圧縮機制御装置１０にデルタ結線への切替信号を発する。その信号を受けた圧縮機制御装置１０は、スターデルタ回路８を操作し、デルタ結線へと切り替える。デルタ結線切替後、圧縮機１は負荷運転に入り圧縮エアを供給開始する。

この実施の形態によれば、回転速度検出装置を必要とせずに通常圧縮機に装備されている電流値検出手段１３を利用し得るので、低コストでスター運転時間を可変することが可能となり、圧縮エア供給時間の短縮と起動不良防止を両立することが可能となる。

なお、上述の実施の形態において、始動制御装置１１の記憶部１１ａに記憶するデータは、電流値の時間変化率とし、これに基づいて監視する方法であってもかまわない。

図３は、本発明の始動装置の第３の実施の形態を備えたスクリュー圧縮機の系統図である。この図３において、図１と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、モータ７の状態量を検出するために、圧縮機１の吸込み側に例えば圧力センサーなどの圧力検出器１４を配置する。始動制御装置１１は、圧力検出器１４からの検出圧力値と、記憶部１１ａに記憶したスター運転時のモータ最高回転速度時における圧縮機吸込み圧力値と比較して、検出値が登録の値となったときをモータが最高回転速度に達したと判断し圧縮機制御装置１０にデルタ結線への切替信号を発するように構成している。

この実施の形態においては、圧力検出器１４が圧縮機１の吸込み側の圧力を検出する。この吸込み圧力は、始動制御装置１１に入力される。始動制御装置１１は、検出された圧力値と予め記憶したスター運転時のモータ最高回転速度時における圧縮機吸込み圧力とを比較して、検出値が登録の値となったときをモータ７が最高回転速度に達したと判断し圧縮機制御装置１０へと信号を発する。その信号を受けた圧縮機制御装置１０は、スターデルタ回路８を操作しデルタ結線へと切り替える。デルタ結線の切替え後、圧縮機１は、負荷運転に入り圧縮エアを供給開始する。

この実施の形態によれば、前述した第２の実施の形態での電流値検出方式では受電電圧の影響を受けるのに対し、精度良くスター運転時のモータの最大回転速度到達を検出することができ、スター運転時間を可変することが可能となり、圧縮エア供給時間の短縮と起動不良防止を両立することが可能である。

なお、この実施の形態において、圧力検出器１４は、スター運転中、モータ７が最大回転数にて圧力が一定に達するところであれば、圧縮機１の吐出側に配置してもかまわない。また、圧力検出器１４は圧力センサーでなく、圧力スイッチであっても良い。圧力スイッチの場合には、設定圧に達したときに接点が作動するものを用い、接点作動時にモータが最大回転速度に達したとして始動制御装置１１は圧縮機制御装置１０に指令することにより、スターデルタ回路８を操作しデルタ結線への切り替えを行う。また、始動制御装置１１は、吸入圧力の時間変化率を監視する方法であってもかまわない。

本発明の始動装置の第１の実施の形態を備えたスクリュー圧縮機の系統図である。本発明の始動装置の第２の実施の形態を備えたスクリュー圧縮機の系統図である。本発明の始動装置の第３の実施の形態を備えたスクリュー圧縮機の系統図である。

符号の説明

１スクリュー圧縮機
２吸気配管
３吐出配管
４吸入フィルタ
５吸入弁
６エアクーラ
７モータ
８スラーデルタ盤（回路）
９電源
１０圧縮機制御装置
１１始動制御装置
１２回転数検出器
１３電流検出手段
１４圧力検出器

Claims

スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機駆動用のモータの回転数を検出する回転数検出器と、この回転数検出器からの信号と予め記憶した最大回転数とを比較し、スター運転中の駆動用モータの回転速度が最大回転数に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機の始動制御装置。
スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機駆動用のモータの電流値を検出する電流検出手段と、この電流検出手段からの電流値に基づいてスター運転中の駆動用モータの回転速度を推定し、この回転速度が最大に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機の始動制御装置。
スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機の吸気側の吸気圧を測定する圧力検出器と、この検出器からの吸気圧力に基づいてスター運転中の駆動用モータの回転速度を推定し、この回転速度が最大に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機の始動制御装置。
スクリュー圧縮機のスターデルタによる始動装置において、圧縮機の吸気側の吸気圧を測定する圧力検出器と、この検出器からの吸気圧力に基づいてスター運転中の駆動用モータの回転速度を推定し、この回転速度が最大に到達した後にデルタ結線の切替え信号を出力する制御装置とを備えたことを特徴とするスクリュー圧縮機の始動制御装置。