JP3688458B2 - 圧縮機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、その吐出圧力に応じた運転周波数をインバータ装置に出力することによって、インバータ装置により上記圧縮機を運転制御させる圧縮機の制御装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、応答性ならびに経済性が優れているという理由から、インバータ装置により運転制御されるインバータ制御の圧縮機が供されており、これと共に、そのようなインバータ制御による圧縮機を制御する圧縮機の制御装置が供されている。
【０００３】
このものでは、圧縮機の制御装置は、圧縮機から吐出された圧縮空気（圧縮気体）の吐出圧力を検出し、ＰＩＤ（Proportional Integration and Differential ）制御を実行することによって運転周波数を決定し、その運転周波数をインバータ装置に出力するようになっている。そして、インバータ装置は、上記圧縮機の制御装置から与えられた運転周波数に基づいて圧縮機の誘導電動機を駆動し、これに応じて、圧縮機は、大気中の空気を吸入して圧縮し、圧縮空気を吐出するようになっている。
【０００４】
ところで、上記した圧縮機においては、インバータ装置における運転周波数が一定の周波数未満になると、圧縮機自体の振動が大きくなったり、潤滑油の供給能力が低下したり、あるいは誘導電動機の温度が上昇したりする不具合が発生する虞があることから、連続運転が不可能であるという事情がある。そのため、従来における圧縮機の制御装置では、インバータ装置に出力する運転周波数の下限として最低周波数を設定し、常には、最低周波数以上となる運転周波数をインバータ装置に出力することによって、インバータ装置における運転周波数が一定の周波数未満とならないように制御している。
【０００５】
そして、その場合、圧縮機の制御装置においては、最低周波数に等しい運転周波数をインバータ装置に出力していることに伴って、インバータ装置が最低周波数に等しい運転周波数で運転しているときに、圧縮空気の吐出圧力が上昇したときには、次に示すような制御を行っていた。
【０００６】
すなわち、圧縮機の制御装置は、インバータ装置が最低周波数に等しい運転周波数で運転しているときに、圧縮空気の吐出圧力が上昇したことを検出すると、インバータ装置の運転を一度停止させ、その後、圧縮空気の吐出圧力が低下したことを検出したときに、インバータ装置を再起動させていた。また、他の制御として、圧縮機の制御装置は、インバータ装置が最低周波数に等しい運転周波数で運転しているときに、圧縮空気の吐出圧力が上昇したことを検出すると、インバータ装置を最低周波数に等しい運転周波数で継続して運転させ、圧縮空気の吐出圧力が異常圧力になったことを検出したときに、放風弁を開放させていた。
【０００７】
しかしながら、これらのものでは、それぞれ次に示すような問題があった。
すなわち、圧縮空気の吐出圧力が上昇したことを検出したときに、インバータ装置を一度停止させる構成のものでは、インバータ装置を再起動させるにあたって起動加速時間が比較的長くなることから、圧力変動が大きくなってしまうという問題があった。また、圧縮空気の吐出圧力が異常圧力になったことを検出したときに、放風弁を開放させる構成のものでは、異常圧力と上記ＰＩＤ制御における設定圧力との圧力差が大きくなることから、圧力変動が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、その吐出圧力に応じた運転周波数をインバータ装置に出力することによって、インバータ装置により上記圧縮機を運転制御させるものにおいて、上記圧縮気体の圧力変動を低減させることができる圧縮機の制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧縮機の制御装置は、
インバータ装置により運転制御される圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力とあらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御するＰＩＤ制御手段と、
このＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令とあらかじめ設定された最低周波数とを比較して、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記最低周波数をインバータ運転周波数指令として出力すると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として出力する運転周波数指令出力手段と、
前記圧縮機から吐出された圧縮気体の一部を大気中へ吐出可能に設けられた弁装置を制御する弁装置制御手段と、
前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を拡大させると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を縮小させるように制御する制御手段とを備えたところに特徴を有する（請求項１）。
【００１０】
上記構成の圧縮機の制御装置によれば、圧縮機から圧縮気体が吐出されると、吐出圧力検出手段は、その吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、ＰＩＤ制御手段は、吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御する。
【００１１】
そして、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数未満であるときには、運転周波数指令出力手段は、最低周波数をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大させる。しかして、弁装置の開度が拡大されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が多くなり、圧縮気体の吐出圧力が低下するようになる。
【００１２】
これに対して、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数以上であるときには、運転周波数指令出力手段は、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を縮小させる。しかして、弁装置の開度が縮小されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が少なくなり、圧縮気体の吐出圧力が増加するようになる。
【００１３】
このように、制御手段は、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数との比較結果に応じて、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大もしくは縮小させ、圧縮気体の吐出圧力を調節するようになるので、圧縮機を運転させるにあたっては、従来のものとは異なって、インバータ装置を一度停止させたり、あるいは圧縮気体の吐出圧力が異常圧力になったときに放風弁を開放させたりすることがなく、これによって、圧縮気体の圧力変動を低減させることができる。
【００１４】
また、この場合、上記構成の圧縮機の制御装置において、
前記制御手段を、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記最低周波数との差に応じて拡大もしくは縮小させるように構成しても良い（請求項２）。
【００１５】
また、本発明の圧縮機の制御装置は、
インバータ装置により運転制御される圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力とあらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御するＰＩＤ制御手段と、
このＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令とあらかじめ設定された最低周波数とを比較して、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記最低周波数をインバータ運転周波数指令として出力すると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として出力する運転周波数指令出力手段と、
前記圧縮機から吐出された圧縮気体の一部を大気中へ吐出可能に設けられた弁装置を制御する弁装置制御手段と、
前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を拡大させると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であってあらかじめ設定された設定周波数未満であるときには、前記弁装置の開度を不変にすると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記設定周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を縮小させるように制御する制御手段とを備えたところに特徴を有する（請求項３）。
【００１６】
上記構成の圧縮機の制御装置によれば、圧縮機から圧縮気体が吐出されると、吐出圧力検出手段は、その吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、ＰＩＤ制御手段は、吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御する。
【００１７】
そして、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数未満であるときには、運転周波数指令出力手段は、最低周波数をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大させる。しかして、弁装置の開度が拡大されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が多くなり、圧縮気体の吐出圧力が低下するようになる。
【００１８】
これに対して、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数以上であってあらかじめ設定された設定周波数未満であるときには、運転周波数指令出力手段は、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置の開度を不変にする。
【００１９】
また、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された設定周波数以上であるときには、運転周波数指令出力手段は、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を縮小させる。しかして、弁装置の開度が縮小されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が少なくなり、圧縮気体の吐出圧力が増加するようになる。
【００２０】
このように、制御手段は、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ならびに設定周波数との比較結果に応じて、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大もしくは縮小させたり、不変にしたりして、圧縮気体の吐出圧力を調節するようになるので、圧縮機を運転させるにあたっては、前述した請求項１記載のものと同様の作用効果を得ることができる。
【００２１】
特に、この場合は、制御手段は、上述したように、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数以上であって設定周波数未満であるときには、弁装置の開度を不変にするようになるので、その分、弁装置の頻繁な開閉動作を避けることができる。
【００２２】
また、この場合、上記構成の圧縮機の制御装置において、
前記制御手段を、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記最低周波数との差に応じて拡大させる共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記設定周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記設定周波数との差に応じて縮小させるように構成しても良い（請求項４）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について図１ならびに図２を参照して説明する。
まず、圧縮機ならびにインバータ装置などを含んでなる全体の構成を示す図１において、圧縮機１は、誘導電動機（インダクションモータ）２および圧縮部３を備えて構成されており、インバータ装置４により誘導電動機２が駆動することに応じて、圧縮部３が吸入口から大気中の空気を吸入して圧縮し、生成した圧縮空気（圧縮気体）を吐出口から流路５を通じて負荷６に吐出するようになっている。負荷６は、圧縮機１から吐出された圧縮空気を吸入して所定の動作を行うようになっている。
【００２４】
本発明でいう弁装置としての電動式弁装置７は、電動機（モータ）８および電動式弁９を備えて構成されており、電動機８が駆動することに応じて、電動式弁９が開閉動作を行うようになっており、その電動式弁９の開度に応じて、上記圧縮機１から吐出された圧縮空気の一部を吸入して大気中に吐出するようになっている。
【００２５】
圧縮機の制御装置１０は、吐出圧力検出手段としての吐出圧力検出部１１および制御手段としての制御部１２を備えて構成されている。制御部１２は、それぞれ実行する処理に応じて、ＰＩＤ制御手段としてのＰＩＤ制御部１３、運転周波数指令出力手段としての運転周波数指令出力部１４および弁装置制御手段としての電動式弁装置制御部１５を備えており、それら各部は、マイクロコンピュータを主体として構成されている。
【００２６】
吐出圧力検出部１１は、上記圧縮機１から吐出された圧縮空気の吐出圧力を圧力センサ（ＰＥ）１６により検出するようになっており、検出した吐出圧力を制御部１２のＰＩＤ制御部１３に出力するようになっている。
【００２７】
ＰＩＤ制御部１３は、吐出圧力検出部１１から圧縮空気の吐出圧力が与えられると、その与えられた吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ（Proportional Integration and Differential ）演算処理を行ってＰＩＤ運転周波数指令を算出し、その算出したＰＩＤ運転周波数指令を運転周波数指令出力部１４に出力するようになっている。
【００２８】
運転周波数指令出力部１４は、ＰＩＤ制御部１３からＰＩＤ運転周波数指令が与えられると、その与えられたＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ｆL とを比較演算するようになっている。そして、この運転周波数指令出力部１４は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、最低周波数ｆLをインバータ運転周波数指令に代入し、最低周波数ｆ L をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力すると共に、これに対して、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、最低周波数ｆLをインバータ運転周波数指令に代入することなく、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力するようになっている。しかして、インバータ装置４は、制御部１２の運転周波数指令出力部１４からインバータ運転周波数指令が与えられることによって、圧縮機１にあって誘導電動機２を駆動し、圧縮機１を運転制御するようになっている。
【００２９】
電動式弁装置制御部１５は、上記電動式弁装置７の電動機８を駆動制御することによって、電動式弁９の開度を調節するようになっており、これに応じて、圧縮機１から吐出される圧縮空気にあって大気中に吐出される量の多少が決定されるようになっている。
【００３０】
次に、上述した構成の作用について、特には、圧縮機１が運転している状態において、圧縮機の制御装置１０にあって制御部１２が実行する処理について、図２に示すフローチャートも参照して説明する。
【００３１】
まず、制御部１２は、ＰＩＤ制御部１３におけるパラメータの初期設定を行う（ステップＳ１）。次いで、制御部１２は、圧縮機１から吐出された圧縮空気の吐出圧力を、吐出圧力検出部１１を介して入力し（ステップＳ２）、ＰＩＤ制御部１３により、吐出圧力検出部１１により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ演算処理を行い（ステップＳ３）、ＰＩＤ運転周波数指令を算出する。
【００３２】
そして、制御部１２は、運転周波数指令出力部１４により、その算出したＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ｆL とを比較演算し（ステップＳ４）、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、ステップＳ４において「ＹＥＳ」と判断し、最低周波数ｆL をインバータ運転周波数指令に代入し（ステップＳ５）、最低周波数ｆ L をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力する。これを受けて、インバータ装置４は、最低周波数ｆL に等しいインバータ運転周波数指令で運転するようになる。
【００３３】
次いで、制御部１２は、電動式弁装置制御部１５により、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断し（ステップＳ６）、電動式弁９の開度が最大であるとき、つまり、電動式弁９が全開であるときには、ステップＳ６において「ＹＥＳ」と判断し、その状態に保持して、上述したステップＳ２に戻り、一方、電動式弁９が全開でないときには、ステップＳ６において「ＮＯ」と判断し、電動式弁９の開度を所定分だけ拡大させ（ステップＳ７）、上述したステップＳ２に戻る。
【００３４】
これに対して、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、制御部１２は、ステップＳ４において「ＮＯ」と判断し、最低周波数ｆL をインバータ運転周波数指令に代入することなく、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力する。これを受けて、インバータ装置４は、最低周波数ｆL 以上のインバータ運転周波数指令で運転するようになる。
【００３５】
次いで、制御部１２は、電動式弁装置制御部１５により、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断し（ステップＳ８）、電動式弁９の開度が最小であるとき、つまり、電動式弁９が全閉であるときには、ステップＳ８において「ＹＥＳ」と判断し、その状態に保持して、上述したステップＳ２に戻り、一方、電動式弁９が全閉でないときには、ステップＳ８において「ＮＯ」と判断し、電動式弁９の開度を所定分だけ縮小させ（ステップＳ９）、上述したステップＳ２に戻る。
【００３６】
このように第１実施例によれば、圧縮機１から圧縮空気が吐出されると、制御部１２は、圧縮空気の吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御してＰＩＤ運転周波数指令を算出し、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を拡大させるようになるので、圧縮機１から吐出された圧縮空気にあって大気中に吐出される量が多くなり、これに応じて、圧縮空気の吐出圧力が低下するようになる。これに対して、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を縮小させるようになるので、圧縮機１から吐出された圧縮空気にあって大気中に吐出される量が少なくなり、これに応じて、圧縮空気の吐出圧力が増加するようになる。
【００３７】
このように、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との比較結果に応じて、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を拡大もしくは縮小させ、圧縮空気の吐出圧力を調節するようになるので、圧縮機１を運転させるにあたっては、従来のものとは異なって、インバータ装置４を一度停止させたり、あるいは圧縮機空気の吐出圧力が異常圧力になったときに放風弁を開放させたりすることがなく、これにより、圧縮空気の圧力変動を低減させることができる。
【００３８】
次に、本発明の第２実施例について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第１実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第１実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００３９】
この第２実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ拡大もしくは縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定するようになっている。
【００４０】
すなわち、制御部１２は、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全開であるか否かを判断し（ステップＳ６）、電動式弁９が全開でないときには、ステップＳ６において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ１）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ１１）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ拡大させる（ステップＳ７）。
【００４１】
また、制御部１２は、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全閉であるか否かを判断し（ステップＳ８）、電動式弁９が全閉でないときには、ステップＳ８において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ２）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ１２）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ縮小させる（ステップＳ９）。
【００４２】
この第２実施例によれば、前述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第２実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ拡大もしくは縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定するので、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差が小さい程、つまり、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL に近い場合程、電動式弁９の開度の変化が小さくなり、その分、圧縮空気の圧力変動をより低減させることができる。
【００４３】
次に、本発明の第３実施例について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第１実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第１実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００４４】
この第３実施例では、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が所定の範囲にあるときには、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を拡大もしくは縮小させる処理を禁止するようになっている。
【００４５】
すなわち、制御部１２は、ＰＩＤ制御部１３により、吐出圧力検出部１１により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ演算処理を行い（ステップＳ３）、ＰＩＤ運転周波数指令を算出し、その算出したＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された設定周波数ｆS とを比較演算し（ステップＳ２１）次いで、前述した第１実施例で説明したように、ＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ｆL とを比較演算する（ステップＳ４）。
【００４６】
そして、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、前述した第１実施例で説明したステップＳ５〜Ｓ７の処理を実行し、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であって設定周波数ｆS 未満であるときには、電動式弁９の開度を変化させることなく、上述したステップＳ２に戻り、ＰＩＤ運転周波数指令が設定周波数ｆs 以上であるときには、前述した第１実施例で説明したステップＳ８〜Ｓ９の処理を実行する。
【００４７】
この第３実施例によれば、前述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第３実施例では、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であって設定周波数ｆS 未満であるときには、電動式弁９の開度を不変にするので、その分、電動式弁９の頻繁な開閉動作を避けることができる。
【００４８】
次に、本発明の第４実施例について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第３実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第３実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００４９】
この第４実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ拡大させるにあたって、前述した第２実施例と同様にして、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定すると共に、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数ｆS との差に基づいて決定するようになっている。
【００５０】
すなわち、制御部１２は、前述した第２実施例と同様にして、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全開であるか否かを判断し（ステップＳ６）、電動式弁９が全開でないときには、ステップＳ６において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ１）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ１１）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ拡大させる （ステップＳ７）。
【００５１】
また、制御部１２は、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全閉であるか否かを判断し（ステップＳ８）、電動式弁９が全閉でないときには、ステップＳ８において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数ｆS との差に所定係数（Ｋ３）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ３１）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ縮小させる（ステップＳ７）。
【００５２】
この第４実施例によれば、前述した第３実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第４実施例では、制御部１２は、前述した第２実施例と同様にして、電動式弁９の開度を所定分だけ拡大させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定すると共に、電動式弁９の開度を所定分だけ縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数ｆS との差に基づいて決定するので、前述した第２実施例と同様の作用効果をも得ることができる。
【００５３】
次に、本発明の第５実施例について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第１実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第１実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００５４】
この第５実施例では、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、ステップＳ４において「ＹＥＳ」と判断し、最低周波数ｆL をインバータ運転周波数指令に代入し（ステップＳ５）、そのインバータ運転周波数指令を上記インバータ装置４に出力したのち、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断することなく、電動式弁９の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ４）を乗じた値に設定する（ステップＳ４１）。また、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、ステップＳ４において「ＮＯ」と判断し、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断することなく、電動式弁９を閉塞する（ステップＳ４２）。
【００５５】
この第５実施例によれば、前述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第５実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に応じた開度に設定する、つまり、ＰＩＤ制御部１３によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令に基づいて電動式弁９の開度を決定するので、ＰＩＤ制御により電動式弁９の開度を制御することができる。
【００５６】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
制御部をマイクロコンピュータにより構成することに代えて、ＰＩＤ制御部をＰＩＤコントローラにより構成したり、運転周波数指令出力部をリミッタにより構成したり、電動式弁装置制御部を比較器と積分器とにより構成したり、あるいは増幅器とリミッタとにより構成したりしても良い。
弁装置としては、電動式弁装置に限らず、開度の調節が可能なものであれば、他の弁装置であっても良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、請求項１記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数未満であるときには、弁装置の開度を拡大させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を多くし、圧縮気体の吐出圧力を低下させると共に、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数以上であるときには、弁装置の開度を縮小させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を少なくし、圧縮気体の吐出圧力を増加させるようになるので、圧縮機を運転させるにあたっては、従来のものとは異なって、インバータ装置を一度停止させたり、あるいは圧縮気体の吐出圧力が異常圧力になったときに放風弁を開放させたりすることがなく、これにより、圧縮気体の圧力変動を低減させることができる。
【００５９】
請求項２記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、弁装置の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数との差に応じて拡大もしくは縮小させるようになるので、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数との差が小さい程、つまり、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数に近い場合程、弁装置の開度の変化が小さくなり、その分、圧縮気体の圧力変動をより低減させることができる。
【００６０】
請求項３記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数未満であるときには、弁装置の開度を拡大させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を多くし、圧縮気体の吐出圧力を低下させると共に、ＰＩＤ運転周波数指令が設定周波数以上であるときには、弁装置の開度を縮小させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を少なくし、圧縮気体の吐出圧力を増加させるようになるので、請求項１記載のものと同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
特に、この場合は、制御手段は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数以上であって設定周波数未満であるときには、弁装置の開度を不変にするようになるので、その分、弁装置の頻繁な開閉動作を避けることができる。
【００６２】
請求項４記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、弁装置の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数との差に応じて拡大させる共に、ＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数との差に応じて縮小させるようになるので、請求項２記載のものと同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す機能ブロック図
【図２】 制御内容を示すフローチャート
【図３】 本発明の第２実施例の制御内容を示すフローチャート
【図４】 本発明の第３実施例の制御内容を示すフローチャート
【図５】 本発明の第４実施例の制御内容を示すフローチャート
【図６】 本発明の第５実施例の制御内容を示すフローチャート
【符号の説明】
図面中、１は圧縮機、４はインバータ装置、７は電動式弁装置（弁装置）、１０は圧縮機の制御装置、１１は吐出圧力検出部（吐出圧力検出手段）、１２は制御部（制御手段）、１３はＰＩＤ制御部（ＰＩＤ制御手段）、１４は運転周波数指令出力部（運転周波数指令出力手段）、１５は電動式弁装置制御部（弁装置制御手段）である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、その吐出圧力に応じた運転周波数をインバータ装置に出力することによって、インバータ装置により上記圧縮機を運転制御させる圧縮機の制御装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、応答性ならびに経済性が優れているという理由から、インバータ装置により運転制御されるインバータ制御の圧縮機が供されており、これと共に、そのようなインバータ制御による圧縮機を制御する圧縮機の制御装置が供されている。
【０００３】
このものでは、圧縮機の制御装置は、圧縮機から吐出された圧縮空気（圧縮気体）の吐出圧力を検出し、ＰＩＤ（Proportional Integration and Differential ）制御を実行することによって運転周波数を決定し、その運転周波数をインバータ装置に出力するようになっている。そして、インバータ装置は、上記圧縮機の制御装置から与えられた運転周波数に基づいて圧縮機の誘導電動機を駆動し、これに応じて、圧縮機は、大気中の空気を吸入して圧縮し、圧縮空気を吐出するようになっている。
【０００４】
ところで、上記した圧縮機においては、インバータ装置における運転周波数が一定の周波数未満になると、圧縮機自体の振動が大きくなったり、潤滑油の供給能力が低下したり、あるいは誘導電動機の温度が上昇したりする不具合が発生する虞があることから、連続運転が不可能であるという事情がある。そのため、従来における圧縮機の制御装置では、インバータ装置に出力する運転周波数の下限として最低周波数を設定し、常には、最低周波数以上となる運転周波数をインバータ装置に出力することによって、インバータ装置における運転周波数が一定の周波数未満とならないように制御している。
【０００５】
そして、その場合、圧縮機の制御装置においては、最低周波数に等しい運転周波数をインバータ装置に出力していることに伴って、インバータ装置が最低周波数に等しい運転周波数で運転しているときに、圧縮空気の吐出圧力が上昇したときには、次に示すような制御を行っていた。
【０００６】
すなわち、圧縮機の制御装置は、インバータ装置が最低周波数に等しい運転周波数で運転しているときに、圧縮空気の吐出圧力が上昇したことを検出すると、インバータ装置の運転を一度停止させ、その後、圧縮空気の吐出圧力が低下したことを検出したときに、インバータ装置を再起動させていた。また、他の制御として、圧縮機の制御装置は、インバータ装置が最低周波数に等しい運転周波数で運転しているときに、圧縮空気の吐出圧力が上昇したことを検出すると、インバータ装置を最低周波数に等しい運転周波数で継続して運転させ、圧縮空気の吐出圧力が異常圧力になったことを検出したときに、放風弁を開放させていた。
【０００７】
しかしながら、これらのものでは、それぞれ次に示すような問題があった。
すなわち、圧縮空気の吐出圧力が上昇したことを検出したときに、インバータ装置を一度停止させる構成のものでは、インバータ装置を再起動させるにあたって起動加速時間が比較的長くなることから、圧力変動が大きくなってしまうという問題があった。また、圧縮空気の吐出圧力が異常圧力になったことを検出したときに、放風弁を開放させる構成のものでは、異常圧力と上記ＰＩＤ制御における設定圧力との圧力差が大きくなることから、圧力変動が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、その吐出圧力に応じた運転周波数をインバータ装置に出力することによって、インバータ装置により上記圧縮機を運転制御させるものにおいて、上記圧縮気体の圧力変動を低減させることができる圧縮機の制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧縮機の制御装置は、
インバータ装置により運転制御される圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力とあらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御するＰＩＤ制御手段と、
このＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令とあらかじめ設定された最低周波数とを比較して、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記最低周波数をインバータ運転周波数指令として出力すると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として出力する運転周波数指令出力手段と、
前記圧縮機から吐出された圧縮気体の一部を大気中へ吐出可能に設けられた弁装置を制御する弁装置制御手段と、
前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を拡大させると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を縮小させるように制御する制御手段とを備えたところに特徴を有する（請求項１）。
【００１０】
上記構成の圧縮機の制御装置によれば、圧縮機から圧縮気体が吐出されると、吐出圧力検出手段は、その吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、ＰＩＤ制御手段は、吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御する。
【００１１】
そして、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数未満であるときには、運転周波数指令出力手段は、最低周波数をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大させる。しかして、弁装置の開度が拡大されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が多くなり、圧縮気体の吐出圧力が低下するようになる。
【００１２】
これに対して、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数以上であるときには、運転周波数指令出力手段は、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を縮小させる。しかして、弁装置の開度が縮小されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が少なくなり、圧縮気体の吐出圧力が増加するようになる。
【００１３】
このように、制御手段は、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数との比較結果に応じて、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大もしくは縮小させ、圧縮気体の吐出圧力を調節するようになるので、圧縮機を運転させるにあたっては、従来のものとは異なって、インバータ装置を一度停止させたり、あるいは圧縮気体の吐出圧力が異常圧力になったときに放風弁を開放させたりすることがなく、これによって、圧縮気体の圧力変動を低減させることができる。
【００１４】
また、この場合、上記構成の圧縮機の制御装置において、
前記制御手段を、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記最低周波数との差に応じて拡大もしくは縮小させるように構成しても良い（請求項２）。
【００１５】
また、本発明の圧縮機の制御装置は、
インバータ装置により運転制御される圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力とあらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御するＰＩＤ制御手段と、
このＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令とあらかじめ設定された最低周波数とを比較して、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記最低周波数をインバータ運転周波数指令として出力すると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として出力する運転周波数指令出力手段と、
前記圧縮機から吐出された圧縮気体の一部を大気中へ吐出可能に設けられた弁装置を制御する弁装置制御手段と、
前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を拡大させると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であってあらかじめ設定された設定周波数未満であるときには、前記弁装置の開度を不変にすると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記設定周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を縮小させるように制御する制御手段とを備えたところに特徴を有する（請求項３）。
【００１６】
上記構成の圧縮機の制御装置によれば、圧縮機から圧縮気体が吐出されると、吐出圧力検出手段は、その吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出し、ＰＩＤ制御手段は、吐出圧力検出手段により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御する。
【００１７】
そして、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数未満であるときには、運転周波数指令出力手段は、最低周波数をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大させる。しかして、弁装置の開度が拡大されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が多くなり、圧縮気体の吐出圧力が低下するようになる。
【００１８】
これに対して、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された最低周波数以上であってあらかじめ設定された設定周波数未満であるときには、運転周波数指令出力手段は、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置の開度を不変にする。
【００１９】
また、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令が、あらかじめ設定された設定周波数以上であるときには、運転周波数指令出力手段は、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令としてインバータ装置に出力し、制御手段は、弁装置制御手段により弁装置の開度を縮小させる。しかして、弁装置の開度が縮小されると、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量が少なくなり、圧縮気体の吐出圧力が増加するようになる。
【００２０】
このように、制御手段は、ＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ならびに設定周波数との比較結果に応じて、弁装置制御手段により弁装置の開度を拡大もしくは縮小させたり、不変にしたりして、圧縮気体の吐出圧力を調節するようになるので、圧縮機を運転させるにあたっては、前述した請求項１記載のものと同様の作用効果を得ることができる。
【００２１】
特に、この場合は、制御手段は、上述したように、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数以上であって設定周波数未満であるときには、弁装置の開度を不変にするようになるので、その分、弁装置の頻繁な開閉動作を避けることができる。
【００２２】
また、この場合、上記構成の圧縮機の制御装置において、
前記制御手段を、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記最低周波数との差に応じて拡大させる共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記設定周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記設定周波数との差に応じて縮小させるように構成しても良い（請求項４）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について図１ならびに図２を参照して説明する。
まず、圧縮機ならびにインバータ装置などを含んでなる全体の構成を示す図１において、圧縮機１は、誘導電動機（インダクションモータ）２および圧縮部３を備えて構成されており、インバータ装置４により誘導電動機２が駆動することに応じて、圧縮部３が吸入口から大気中の空気を吸入して圧縮し、生成した圧縮空気（圧縮気体）を吐出口から流路５を通じて負荷６に吐出するようになっている。負荷６は、圧縮機１から吐出された圧縮空気を吸入して所定の動作を行うようになっている。
【００２４】
本発明でいう弁装置としての電動式弁装置７は、電動機（モータ）８および電動式弁９を備えて構成されており、電動機８が駆動することに応じて、電動式弁９が開閉動作を行うようになっており、その電動式弁９の開度に応じて、上記圧縮機１から吐出された圧縮空気の一部を吸入して大気中に吐出するようになっている。
【００２５】
圧縮機の制御装置１０は、吐出圧力検出手段としての吐出圧力検出部１１および制御手段としての制御部１２を備えて構成されている。制御部１２は、それぞれ実行する処理に応じて、ＰＩＤ制御手段としてのＰＩＤ制御部１３、運転周波数指令出力手段としての運転周波数指令出力部１４および弁装置制御手段としての電動式弁装置制御部１５を備えており、それら各部は、マイクロコンピュータを主体として構成されている。
【００２６】
吐出圧力検出部１１は、上記圧縮機１から吐出された圧縮空気の吐出圧力を圧力センサ（ＰＥ）１６により検出するようになっており、検出した吐出圧力を制御部１２のＰＩＤ制御部１３に出力するようになっている。
【００２７】
ＰＩＤ制御部１３は、吐出圧力検出部１１から圧縮空気の吐出圧力が与えられると、その与えられた吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ（Proportional Integration and Differential ）演算処理を行ってＰＩＤ運転周波数指令を算出し、その算出したＰＩＤ運転周波数指令を運転周波数指令出力部１４に出力するようになっている。
【００２８】
運転周波数指令出力部１４は、ＰＩＤ制御部１３からＰＩＤ運転周波数指令が与えられると、その与えられたＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ｆL とを比較演算するようになっている。そして、この運転周波数指令出力部１４は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、最低周波数ｆLをインバータ運転周波数指令に代入し、最低周波数ｆ L をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力すると共に、これに対して、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、最低周波数ｆLをインバータ運転周波数指令に代入することなく、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力するようになっている。しかして、インバータ装置４は、制御部１２の運転周波数指令出力部１４からインバータ運転周波数指令が与えられることによって、圧縮機１にあって誘導電動機２を駆動し、圧縮機１を運転制御するようになっている。
【００２９】
電動式弁装置制御部１５は、上記電動式弁装置７の電動機８を駆動制御することによって、電動式弁９の開度を調節するようになっており、これに応じて、圧縮機１から吐出される圧縮空気にあって大気中に吐出される量の多少が決定されるようになっている。
【００３０】
次に、上述した構成の作用について、特には、圧縮機１が運転している状態において、圧縮機の制御装置１０にあって制御部１２が実行する処理について、図２に示すフローチャートも参照して説明する。
【００３１】
まず、制御部１２は、ＰＩＤ制御部１３におけるパラメータの初期設定を行う（ステップＳ１）。次いで、制御部１２は、圧縮機１から吐出された圧縮空気の吐出圧力を、吐出圧力検出部１１を介して入力し（ステップＳ２）、ＰＩＤ制御部１３により、吐出圧力検出部１１により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ演算処理を行い（ステップＳ３）、ＰＩＤ運転周波数指令を算出する。
【００３２】
そして、制御部１２は、運転周波数指令出力部１４により、その算出したＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ｆL とを比較演算し（ステップＳ４）、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、ステップＳ４において「ＹＥＳ」と判断し、最低周波数ｆL をインバータ運転周波数指令に代入し（ステップＳ５）、最低周波数ｆ L をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力する。これを受けて、インバータ装置４は、最低周波数ｆL に等しいインバータ運転周波数指令で運転するようになる。
【００３３】
次いで、制御部１２は、電動式弁装置制御部１５により、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断し（ステップＳ６）、電動式弁９の開度が最大であるとき、つまり、電動式弁９が全開であるときには、ステップＳ６において「ＹＥＳ」と判断し、その状態に保持して、上述したステップＳ２に戻り、一方、電動式弁９が全開でないときには、ステップＳ６において「ＮＯ」と判断し、電動式弁９の開度を所定分だけ拡大させ（ステップＳ７）、上述したステップＳ２に戻る。
【００３４】
これに対して、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、制御部１２は、ステップＳ４において「ＮＯ」と判断し、最低周波数ｆL をインバータ運転周波数指令に代入することなく、ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として上記インバータ装置４に出力する。これを受けて、インバータ装置４は、最低周波数ｆL 以上のインバータ運転周波数指令で運転するようになる。
【００３５】
次いで、制御部１２は、電動式弁装置制御部１５により、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断し（ステップＳ８）、電動式弁９の開度が最小であるとき、つまり、電動式弁９が全閉であるときには、ステップＳ８において「ＹＥＳ」と判断し、その状態に保持して、上述したステップＳ２に戻り、一方、電動式弁９が全閉でないときには、ステップＳ８において「ＮＯ」と判断し、電動式弁９の開度を所定分だけ縮小させ（ステップＳ９）、上述したステップＳ２に戻る。
【００３６】
このように第１実施例によれば、圧縮機１から圧縮空気が吐出されると、制御部１２は、圧縮空気の吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御してＰＩＤ運転周波数指令を算出し、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を拡大させるようになるので、圧縮機１から吐出された圧縮空気にあって大気中に吐出される量が多くなり、これに応じて、圧縮空気の吐出圧力が低下するようになる。これに対して、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を縮小させるようになるので、圧縮機１から吐出された圧縮空気にあって大気中に吐出される量が少なくなり、これに応じて、圧縮空気の吐出圧力が増加するようになる。
【００３７】
このように、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との比較結果に応じて、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を拡大もしくは縮小させ、圧縮空気の吐出圧力を調節するようになるので、圧縮機１を運転させるにあたっては、従来のものとは異なって、インバータ装置４を一度停止させたり、あるいは圧縮機空気の吐出圧力が異常圧力になったときに放風弁を開放させたりすることがなく、これにより、圧縮空気の圧力変動を低減させることができる。
【００３８】
次に、本発明の第２実施例について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第１実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第１実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００３９】
この第２実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ拡大もしくは縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定するようになっている。
【００４０】
すなわち、制御部１２は、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全開であるか否かを判断し（ステップＳ６）、電動式弁９が全開でないときには、ステップＳ６において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ１）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ１１）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ拡大させる（ステップＳ７）。
【００４１】
また、制御部１２は、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全閉であるか否かを判断し（ステップＳ８）、電動式弁９が全閉でないときには、ステップＳ８において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ２）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ１２）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ縮小させる（ステップＳ９）。
【００４２】
この第２実施例によれば、前述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第２実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ拡大もしくは縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定するので、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差が小さい程、つまり、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL に近い場合程、電動式弁９の開度の変化が小さくなり、その分、圧縮空気の圧力変動をより低減させることができる。
【００４３】
次に、本発明の第３実施例について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第１実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第１実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００４４】
この第３実施例では、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が所定の範囲にあるときには、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を拡大もしくは縮小させる処理を禁止するようになっている。
【００４５】
すなわち、制御部１２は、ＰＩＤ制御部１３により、吐出圧力検出部１１により検出された吐出圧力と、あらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ演算処理を行い（ステップＳ３）、ＰＩＤ運転周波数指令を算出し、その算出したＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された設定周波数ｆS とを比較演算し（ステップＳ２１）次いで、前述した第１実施例で説明したように、ＰＩＤ運転周波数指令と、あらかじめ設定された最低周波数ｆL とを比較演算する（ステップＳ４）。
【００４６】
そして、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、前述した第１実施例で説明したステップＳ５〜Ｓ７の処理を実行し、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であって設定周波数ｆS 未満であるときには、電動式弁９の開度を変化させることなく、上述したステップＳ２に戻り、ＰＩＤ運転周波数指令が設定周波数ｆs 以上であるときには、前述した第１実施例で説明したステップＳ８〜Ｓ９の処理を実行する。
【００４７】
この第３実施例によれば、前述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第３実施例では、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であって設定周波数ｆS 未満であるときには、電動式弁９の開度を不変にするので、その分、電動式弁９の頻繁な開閉動作を避けることができる。
【００４８】
次に、本発明の第４実施例について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第３実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第３実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００４９】
この第４実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ拡大させるにあたって、前述した第２実施例と同様にして、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定すると共に、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を所定分だけ縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数ｆS との差に基づいて決定するようになっている。
【００５０】
すなわち、制御部１２は、前述した第２実施例と同様にして、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全開であるか否かを判断し（ステップＳ６）、電動式弁９が全開でないときには、ステップＳ６において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ１）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ１１）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ拡大させる （ステップＳ７）。
【００５１】
また、制御部１２は、上記電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度が全閉であるか否かを判断し（ステップＳ８）、電動式弁９が全閉でないときには、ステップＳ８において「ＮＯ」と判断し、ＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数ｆS との差に所定係数（Ｋ３）を乗じた値を所定分として算出し（ステップＳ３１）、電動式弁９の開度を上記所定分だけ縮小させる（ステップＳ７）。
【００５２】
この第４実施例によれば、前述した第３実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第４実施例では、制御部１２は、前述した第２実施例と同様にして、電動式弁９の開度を所定分だけ拡大させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に基づいて決定すると共に、電動式弁９の開度を所定分だけ縮小させるにあたって、その所定分をＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数ｆS との差に基づいて決定するので、前述した第２実施例と同様の作用効果をも得ることができる。
【００５３】
次に、本発明の第５実施例について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。尚、前述した第１実施例と同一の処理については、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なる部分について説明すると共に、構成については、前述した第１実施例と同一であるので、説明を省略する。
【００５４】
この第５実施例では、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 未満であるときには、ステップＳ４において「ＹＥＳ」と判断し、最低周波数ｆL をインバータ運転周波数指令に代入し（ステップＳ５）、そのインバータ運転周波数指令を上記インバータ装置４に出力したのち、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断することなく、電動式弁９の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に所定係数（Ｋ４）を乗じた値に設定する（ステップＳ４１）。また、制御部１２は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数ｆL 以上であるときには、ステップＳ４において「ＮＯ」と判断し、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度を判断することなく、電動式弁９を閉塞する（ステップＳ４２）。
【００５５】
この第５実施例によれば、前述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。特に、この第５実施例では、制御部１２は、電動式弁装置７にあって電動式弁９の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数ｆL との差に応じた開度に設定する、つまり、ＰＩＤ制御部１３によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令に基づいて電動式弁９の開度を決定するので、ＰＩＤ制御により電動式弁９の開度を制御することができる。
【００５６】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
制御部をマイクロコンピュータにより構成することに代えて、ＰＩＤ制御部をＰＩＤコントローラにより構成したり、運転周波数指令出力部をリミッタにより構成したり、電動式弁装置制御部を比較器と積分器とにより構成したり、あるいは増幅器とリミッタとにより構成したりしても良い。
弁装置としては、電動式弁装置に限らず、開度の調節が可能なものであれば、他の弁装置であっても良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、請求項１記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数未満であるときには、弁装置の開度を拡大させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を多くし、圧縮気体の吐出圧力を低下させると共に、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数以上であるときには、弁装置の開度を縮小させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を少なくし、圧縮気体の吐出圧力を増加させるようになるので、圧縮機を運転させるにあたっては、従来のものとは異なって、インバータ装置を一度停止させたり、あるいは圧縮気体の吐出圧力が異常圧力になったときに放風弁を開放させたりすることがなく、これにより、圧縮気体の圧力変動を低減させることができる。
【００５９】
請求項２記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、弁装置の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数との差に応じて拡大もしくは縮小させるようになるので、ＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数との差が小さい程、つまり、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数に近い場合程、弁装置の開度の変化が小さくなり、その分、圧縮気体の圧力変動をより低減させることができる。
【００６０】
請求項３記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数未満であるときには、弁装置の開度を拡大させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を多くし、圧縮気体の吐出圧力を低下させると共に、ＰＩＤ運転周波数指令が設定周波数以上であるときには、弁装置の開度を縮小させることによって、圧縮機から吐出された圧縮気体にあって大気中に吐出される量を少なくし、圧縮気体の吐出圧力を増加させるようになるので、請求項１記載のものと同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
特に、この場合は、制御手段は、ＰＩＤ運転周波数指令が最低周波数以上であって設定周波数未満であるときには、弁装置の開度を不変にするようになるので、その分、弁装置の頻繁な開閉動作を避けることができる。
【００６２】
請求項４記載の圧縮機の制御装置によれば、制御手段は、弁装置の開度をＰＩＤ運転周波数指令と最低周波数との差に応じて拡大させる共に、ＰＩＤ運転周波数指令と設定周波数との差に応じて縮小させるようになるので、請求項２記載のものと同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す機能ブロック図
【図２】 制御内容を示すフローチャート
【図３】 本発明の第２実施例の制御内容を示すフローチャート
【図４】 本発明の第３実施例の制御内容を示すフローチャート
【図５】 本発明の第４実施例の制御内容を示すフローチャート
【図６】 本発明の第５実施例の制御内容を示すフローチャート
【符号の説明】
図面中、１は圧縮機、４はインバータ装置、７は電動式弁装置（弁装置）、１０は圧縮機の制御装置、１１は吐出圧力検出部（吐出圧力検出手段）、１２は制御部（制御手段）、１３はＰＩＤ制御部（ＰＩＤ制御手段）、１４は運転周波数指令出力部（運転周波数指令出力手段）、１５は電動式弁装置制御部（弁装置制御手段）である。
Claims (4)
- インバータ装置により運転制御される圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力とあらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御するＰＩＤ制御手段と、
このＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令とあらかじめ設定された最低周波数とを比較して、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記最低周波数をインバータ運転周波数指令として出力すると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として出力する運転周波数指令出力手段と、
前記圧縮機から吐出された圧縮気体の一部を大気中へ吐出可能に設けられた弁装置を制御する弁装置制御手段と、
前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を拡大させると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を縮小させるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする圧縮機の制御装置。 - 前記制御手段は、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記最低周波数との差に応じて拡大もしくは縮小させるように制御することを特徴とする請求項１記載の圧縮機の制御装置。
- インバータ装置により運転制御される圧縮機から吐出された圧縮気体の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、
この吐出圧力検出手段が検出した吐出圧力とあらかじめ設定された設定圧力とに基づいてＰＩＤ制御するＰＩＤ制御手段と、
このＰＩＤ制御手段によるＰＩＤ制御により得られたＰＩＤ運転周波数指令とあらかじめ設定された最低周波数とを比較して、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記最低周波数をインバータ運転周波数指令として出力すると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であるときには、前記ＰＩＤ運転周波数指令をインバータ運転周波数指令として出力する運転周波数指令出力手段と、
前記圧縮機から吐出された圧縮気体の一部を大気中へ吐出可能に設けられた弁装置を制御する弁装置制御手段と、
前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を拡大させると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数以上であってあらかじめ設定された設定周波数未満であるときには、前記弁装置の開度を不変にすると共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記設定周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を縮小させるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする圧縮機の制御装置。 - 前記制御手段は、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記最低周波数未満であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記最低周波数との差に応じて拡大させる共に、前記ＰＩＤ運転周波数指令が前記設定周波数以上であるときには、前記弁装置制御手段により前記弁装置の開度を前記ＰＩＤ運転周波数指令と前記設定周波数との差に応じて縮小させるように制御することを特徴とする請求項３記載の圧縮機の制御装置。
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