JP4536199B2 - 空気圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、空気を圧縮するのに好適に用いられる空気圧縮機に関し、特に、電動モータによって圧縮機本体を駆動する空気圧縮機およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気圧縮機は、例えば特開平10−246185号公報などに、駆動源としての電動モータと、この電動モータによって駆動され、外部から吸込んだ空気を圧縮しながら、圧縮空気を各貯留タンクヘ吐出する圧縮機本体とによって構成されたものが報告されている。この種の従来技術による空気圧縮機は、電動モータによって圧縮機本体のクランク軸を回転駆動し、このクランク軸の回転に応じてシリンダ内でピストンを往復駆動させることにより、吸込室側から吸込んだ空気を圧縮室内で圧縮するものである。そして、圧縮機本体の圧縮室内で圧縮された圧縮空気は、吐出室側から配管などを介してタンクへ吐出され、このタンク内に貯留される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような従来の空気圧縮機は、圧縮機本体を駆動する電動モータとして、コンデンサモータやインダクションモータなどが使用されている。しかし、電動モータにコンデンサモータを使用した場合には、圧縮機本体の負荷の軽重に関わらず、一定の回転数で電動モータを回転駆動させるため、電動モータの動力を有効に使用できない領域が多く存在すると共に、電動モータの消費電力が多くなるなどの不具合がある。また、電動モータの起動トルクが不足するため、空気圧縮機の起動時に電動モータに加わる負荷を軽減するために、圧縮機本体にアンローダなどの負荷軽減装置を設けなければならないなどの問題もある。
【０００４】
また、入力電流を制限できる機能を有したインバータモータを駆動源とする空気圧縮機も知られているが、このような空気圧縮機においても、モータの発生トルクは、起動時に負荷の最大トルクを超えなければならない。また、圧縮機の回転が上昇すると、モータや圧縮機の持つ慣性系によってトルクの最大値は徐々に低下して行く。そこで、従来の制御では、起動時から規定の回転数または角速度に達するまで、モータへの印加電圧を大きくしてモータの電流を増加させることにより、負荷の最大トルクを超える発生トルクを得ている。さらに、起動時と運転時のモータへの印加電圧の通電形態を変化させることで、起動時は大きなトルクを発生させ、運転時には運転可能なトルクを発生させるような形態もとられている。
【０００５】
このように、モータの発生トルクを上昇させるためには、インバータなどによって、モータへ供給する電流の通電幅を大きくしたりピーク電圧を高くするなどして、モータへの供給電流を大きくしなければならない。したがって、インバータ回路のスイッチング素子などの電流容量を大きくしたり、あるいは、電源の容量を大きくしなければならない。また、空気圧縮機のトルク変動値を小さくしするために回転数を高くする方法もあるが、回転数を上昇させることによって、軸受けなどの寿命を低下させてしまうなどの不具合もある。さらに、現在のインバータモータの構成では、モータの効率面から見て、運転時の回転数の範囲をあまり大きく変化させることは好ましいことではなく、さらに、空気圧縮機の仕様内容を大幅に変更しなければならないなどの不具合もある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動モータの回転数の増加に応じて入力電流を制御することにより、電動モータの消費電力を低減させると共に、電動モータの起動トルクを増加させることができる空気圧縮機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の空気圧縮機は、三相のステータコイル及び該ステータコイルによって回転されるロータからなる電動モータと、この電動モータによって駆動され、外部から吸入した空気を圧縮する圧縮機本体と、前記電動モータの回転角速度を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段による検出信号に基づいて前記電動モータに対する給電電流を制御するモータ制御手段とを備え、前記モータ制御手段は、前記回転検出手段に検出された回転角速度の上昇に応じて、前記電動モータへの給電電流を設定電流値以下になるように低減させ、所定の回転数に達するまでの始動期間においては前記三相のステータコイルに順次給電を行う三相通電制御を行い、前記電動モータが前記所定の回転数に到達した後の運転期間においては二相のステータコイルに対して選択的に二相通電制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明の空気圧縮機によれば、電動モータが始動時の仮想ゼロ回転から運転可能な回転数までの状態では、回転上昇による慣性によって減少する最大負荷トルクで制動されない回転トルクを発生するように、電動モータの入力電流を制御して行く。すなわち、電動モータが、最大負荷トルクで制動されない回転トルクを発生できるように、回転角速度に対応して、電動モータの入力電流を減らして行く。このようにして、電動モータの始動時に、運転継続に必要な電流であり、且つ最小限の電流を供給することによって、電動モータが始動時に必要とする入力電流を極力抑制して、空気圧縮機を所望の負荷トルクで定格回転数まで上昇させる。これによって、モータ制御手段から流れる電流を必要最小限に抑えることができるので、モータ制御手段の回路部品、例えばスイッチング素子などの容量や電源の容量を小さくすることができる。
【０００９】
具体的な電流値の低減は、電動モータの始動時の回転角速度に応じて、モータ制御手段から電動モータへ供給される電流値を多段に分けて制御するようにする。例えば、回転数が０〜１００rpmのときは入力電流を２０Ａに制限する。次に、回転数が１００〜４００rpmのときは入力電流を１８Ａに制限し、さらに、回転数が４００〜８００rpmのときは入力電流を１５Ａに制限する。そして、回転数が８００rpmになったら始動状態を完了し、それ以降の回転数では運転モードの通電形態に切換える。
【００１０】
また、本発明の空気圧縮機は、上記の発明において、前記モータ制御手段は、前記電動モータへの給電電流が所定の電流値以下で前記電動モータの回転数が所定の回転数以上となった場合に前記三相通電制御から前記二相通電制御に切り替えることを特徴とする。
【００１１】
このように構成したことにより、三相通電制御手段によって変動の少ない大きな回転トルクを発生させることができると共に、二相通電制御手段によって消費電力を低減して電動モータを回転させることができる。また、通電制御手段は、電動モータに必要となる回転トルクに応じて、三相通電制御手段と二相通電制御手段とのうち、何れか一方を選択することができる。このため、通電制御切換手段は、回転検出手段による検出信号によって、起動時のように大きな回転トルクを必要とするときに三相通電制御手段を選択し、ある程度の回転トルクが得られた後には、消費電力の少ない二相通電制御手段を選択することができる。
【００１２】
また、本発明の空気圧縮機は、上記の発明において、前記モータ制御手段は、前記運転期間において、前記電動モータの回転数が所定の回転数以上となった場合に前記電動モータへの給電電流を低減させことを特徴とする。これにより、三相通電制御手段は、電動モータへ供給される電流を、回転角速度の上昇に応じて、予め決めた複数の設定電流値のそれぞれに段階的に低減して行く。したがって、三相通電制御手段によって電動モータを駆動しているときに、外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなることを防止することができる。
【００１３】
さらに、本発明の空気圧縮機は、上記の発明において、前記モータ制御手段は、前記運転期間において、前記電動モータに供給される電流を予め定めた設定電流値以下に抑え、該電動モータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑えることを特徴とする。すなわち、このように構成したことにより、電流値制限手段は電動モータに供給されるの電流を、予め決められた設定電流値以下に抑えるので、二相通電制御手段によって電動モータを駆動しているときに、外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなることを防止することができる。また、回転数制限手段が、電動モータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑えるから、電動モータを必要以上に高い回転数で回転駆動することによって圧縮機本体などが損傷するのを防止することができ、もって、耐久性や信頼性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の空気圧縮機は、上記の発明において、モータ制御手段は半導体スイッチング回路であり、この半導体スイッチング回路は、回転検出手段による検出信号に基づいて自己のスイッチング周波数を制御するスイッチング周波数制御手段を備え、スイッチング周波数制御手段が、回転角速度の上昇に応じてスイッチング周波数を低減することにより、半導体スイッチング回路が電動モータへの給電電流を低減させて行くことを特徴とする。
【００１５】
具体的な制御手段としては、電動モータの始動時の回転角速度に応じて、スイッチング回路のスイッチング周波数を制御することにより、スイッチング回路から電動モータへ供給される電流値を多段に分けて制御するようにする。すなわち、回転数が０〜１００rpmのときは、スイッチング周波数を例えば５ｋHzにして入力電流を２０Ａに制限する。また、回転数が１００〜４００rpmのときは、スイッチング周波数を例えば４ｋHzにして入力電流を１８Ａに制限する。さらに、回転数が４００〜８００rpmのときは、スイッチング周波数を例えば３ｋHzにして入力電流を１５Ａに制限する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態による空気圧縮機を、２段式空気圧縮機を例にあげて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態によるタンク一体型の２段式空気圧縮機を示す平面囲であり、図２は、本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す平面図であり、また、図３は、図２において保護カバーを取外した状態の空気圧縮機を示す平面図である。さらに、図４は、保護カバーを取外した状態の空気圧縮機を示す図３の右側面図であり、図５は、空気圧縮機の給電制御装置等を示す図４の矢視Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。また、図６は、本発明の実施の形態による給電制御装置を示す電気回路図であり、図７は、図６におけるトランジスタスイッチング回路及びステータコイルなどの細部を示す電気回路図である。
【００１８】
以下、図１〜図７を通して、本発明の実施の形態における空気圧縮機の構成を説明する。１，１は左右に離間して互いに並行に延びた一対の貯留タンク（以下、タンク1という）で、一対のタンク1は、金属チューブ等を用いた略円筒状の密閉容器として形成され、後述する下側フレーム５、上側フレーム６によって連結されている。そして、各タンク1の長さ方向の両端側には、その下側位置に脚体２，２…が取付けられ、上側位置には運搬用の把手３，３が取付けられている。また、各タンク1上には、後述する圧縮機本体７、電動モータ１２などを上側から覆う保護カバー４が図１に示す如く設けられ、この保護カバー４は必要に応じて取外し出来るようになっている。尚、図３〜図５では、保護カバー４を取外した状態を示している。
【００１９】
５，５は、各タンク1の下側に位置して各タンク1を左右方向で連結した下側フレームであり、この下側フレーム５は、図４および図５に示す如く、高い剛性をもった金属金具などからなり、例えば、各タンク1の長さ方向（前後方向）の両端側で各タンク１に溶接などの手段で固着されている。
また、６，６は、各タンク1の上側に位置して各タンク1を左右方向で連結した上側フレームであり、この上側フレーム６は、下側フレーム５とほぼ同様に高い剛性をもった金属材などからなり、例えば、各タンク1の長さ方向（前後方向）に離間して、各タンク1に溶接などの手段で固着されている。そして、上側フレーム６，６は、圧縮機本体７を電動モータ１２と共に下側から支承する構成となっている。
【００２０】
７は、各タンク1間に位置して上側フレーム６上に取付けられた圧縮機本体であり、この圧縮機本体７は、略円筒状のクランクケース８と、このクランクケース８の径方向に突出して設けられたシリンダ９Ａとシリンダヘッド９Ｂからなる第１段の圧縮機構９と、第１段の圧縮機構９の反対側に位置して、クランクケース８に設けられたシリンダ１０Ａとシリンダヘッド１０Ｂとからなる第２段の圧縮機構１０とによって大略構成されている。そして、第１段の圧縮機構９と第２段の圧縮機構１０とは、図３に示す如く左右方向へと横向きに突出して設けられ、シリンダ９Ａ，１０Ａ内にはピストン（図示せず）が摺動可能に挿嵌されている。また、シリンダヘッド９Ｂ，１０Ｂには吸込弁、吐出弁（いずれも図示せず）などが内蔵され、これら２つの圧縮機構９，１０間は連通管１１を介して接続されている。このように、本実施の形態による圧縮機本体７は、所謂、水平対向型の２段式空気圧縮機として構成されている。
【００２１】
１２は、各タンク１間に位置してクランクケース８の後部側に設けられた電動モータであり、この電動モータ１２は、例えば、インバータ制御式のシンクロナイズドシュラーゲ形リラクタンスモータからなり、図３に示すようにクランクケース８と同軸に配設されたモータケース１３と、このモータケース１３内に配設された、例えば、３相のステータコイルＵ，Ｖ，Ｗからなるステータ１４と、このステータ１４の内局側に設けられた鉄系材料などからなるロータ１５と、このロータ１５の内局側に嵌合され、ロータ１５と共に回転する回転軸１６とから構成されている。
【００２２】
ここで、回転軸１６は、圧縮機本体７と電動モータ１２のモータケース１３とを軸方向に貫通して設けられると共に、その前側は、クランクケース８内にクランク軸となって配設され、後側が電動モータ１２のロータ１５に挿嵌されている。そして、回転軸１６の両端側は、圧縮機本体７、モータケース１３から外側へ突出している。また、モータケース１３の下側部位は、クランクケース８の下側部位と共に、各タンク１，１間に部分的に入り込み、空気圧縮機の全高を可及的に低くしている。そして、電動モータ１２は、後述する給電制御装置２０を介して外部の電源に接続されている。これにより、電動モータ１２は、その回転駆動が給電制御装置２０によってインバータ制御されるものである。
【００２３】
１７は、圧縮機本体７の前側に位置して回転軸１６の前端側に設けられた第１の冷却ファンとしての吸気ファン、１８は、電動モータ１２の後側に位置して回転軸１６の後端側に設けられた第２の冷却ファンとしての排気ファンをそれぞれ示している。そして、吸気ファン１７と排気ファン１８は、圧縮機本体７の前側から電動モータ１２の後側に向けて冷却風を流通させると共に、後述する給電制御装置２０の前側から後側に向けて冷却風を流通させるものである。
【００２４】
１９は、電動モータ１２の回転位置を検出するため、モータケース１３の後端側に設けられた回転検出手段としての回転位置検出器であり、この回転位置検出器１９は、例えば、回転軸１６に取付けられたマグネットと、このマグネットによる磁束を検出するホール素子など（いずれも図示せず）によって構成されている。そして、回転位置検出器１９は、配線を介して給電制御装置２０のインバータ制御部３１に接続され、このインバータ制御部３１に向けて回転軸１６の回転位置に応じた回転検出信号を出力するものである。
【００２５】
２０は、電動モータ１２への給電をインバータ制御するモータ制御手段としての給電制御装置であり、この給電制御装置２０は、図５および図６に示すように、後述する回路用ケーシング２１、給電部２３、インバータ制御部３１によって構成されている。そして、給電制御装置２０は、圧縮機本体７、電動モータ１２の下側に位置して各タンク１，１間に配設されている。また、２１は略箱型状の回路用ケーシングであり、この回路用ケーシング２１は、例えば、薄い金属板をプレス加工することにより形成され タンク１，１間に位置して前後方向に延びる箱部２１Ａと、この箱部２１Ａの前後方向中央に位置して下側部２３Ａの上側に設けられ、箱部２１Ａとの間に後述する平滑回路２６などを収容する収容空間を画成する蓋部２１Ｂとから構成されている。そして、箱部２１Ａの前後方向両端側は、ボルト２２等によって下側フレーム５に固定されている。
【００２６】
２３は電動モータ１２に駆動電力を供給するための給電部であり、この給電部２３は各タンク1の長さ方向中間部に位置して回路用ケーシング２１の箱部２１Ａに取り付けられている。そして、給電部２３は、電源ケーブル２４などを介して外部の商用電源などに接続され、例えば、１００Ｖの単相交流電圧を整流するタイオードによるブリッジ回路からなる整流器２５と、この整流器２５に接続され整流された電圧を平滑化して直流電圧を出力する複数のコンデンサ２６Ａからなる平滑回路２６と、平滑回路２６と電動モータ１２との間に設けられたインバータ制御部３１からの制御信号に応じてスイッチング制御することによって平滑回路２６による直流電圧をパルス変調し、周波数可変の擬似的な交流電圧として電動モータ１２に出力する、例えば、６個のパワートランジスタ２７Ａからなるトランジスタスイッチング回路２７とによって概略構成されている。
【００２７】
また、電源ケーブル２４と整流器２５との間にはコイル等からなるリアクトル２８が接続され、このリアクトル２８は、箱部２１Ａの前端側に取り付けられている。そして、リアクトル２８は、単相交流電圧を直流電圧に変換するときに、外部の商用電源側に向けて高調波成分を多く含んだ電流が流れるのを防止し、力率を改善するものである。また、トランジスタスイッチング回路２７は、放熱板２９に取り付けられると共に、電動モータ１２の下側に位置して排気ファン１８の近傍に配設されている。
【００２８】
３０は給電部２３の電源ケーブル２４と整流器２５との間に設けられた電流検出器であり、この電流検出器３０は、インバータ制御部３１に接続され、外部の商用電源から電動モータ１２に供給される電流値に応じた電流検出信号を出力するものである。また、３１は回路用ケーシング２１の後端面側に設けられ電動モータ１２をインバータ制御するインバータ制御部であり、このインバータ制御部３１は、マイクロコンピュータ等によって構成され、その入力側が回転検出器１９、電流検出器３０等に接続され、出力側は給電部２３のトランジスタスイッチング回路２７等に接続されている。さらに、インバータ制御部３１は、図６に示すようにメモリ等の記憶装置３１Ａを備え、この記憶装置３１Ａには、後述する図８、図９に処理の流れを示すようなプログラムが格納されている。
【００２９】
そして、インバータ制御部３１は、回転位置検出器１９からの検出信号に基づき、三相通電制御と二相通電制御を切換えると共に、トランジスタスイッチング回路２７の各パワートランジスタ２７Ａをスイッチング制御することによって、電動モータ１２のステータ１４に供給する電流、電圧の周波数を変化させ、電動モータ１２の回転数などを制御している。
【００３０】
図８は、本発明の第１の実施の形態における、インバータ制御部による電動モータの駆動制御処理についての流れ図である。したがって、図８を参照して、第１の実施の形態の、インバータ制御部３１による電動モータ１２の駆動制御処理について説明する。先ず、空気圧縮機を作動させると、ステップＳ１で、インバータ制御部３１の記憶装置３１Ａに格納されたプログラムが作動し、電源ケーブル２４が外部の電源に接続されて、主電源がＯＮされたか否かが判別される。そして、主電源がＯＮと判定されたときには（ステップＳ１、ＹＥＳ）、ステップＳ２で、給電部２３の入力電流が上限値Ｉ0（例えば２０Ａ）を制限条件として、三相通電制御処理を開始する。
【００３１】
このとき、インバータ制御部３１は、回転位置検出器１９からの回転検出信号によつて、電動モータ１２のロータ１５の回転位置を認識しており、複数配列したホール素子などによって角速度（rad/sec）も認識できるようになっている。そして、インバータ制御部３１は、このロータ１５の回転位置に応じて、ステータコイルＵからステータコイル位相をずらしてＶ、Ｗへの通電、ステータコイルＶからステータコイル位相をずらしてＷ、Ｕへの通電、ステータコイルＷからステータコイル位相をずらしてＵ、Ｖへの通電を順次繰り返し、ロータ１５の回転速度を徐々に上昇させて行く。
【００３２】
次に、ステップＳ３では、電流検出器３０からの電流検出信号によって電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗ、パワートランジスタ２７Ａ等の耐電圧値に応じて設定された第１の設定電流値Ｉ0以下であるか否か、例えば、２０Ａ程度の設定電流以下であるか否かが判別される。すなわち、供給される電流値Ｉと第１の設定電流値Ｉ0との関係が、Ｉ≦Ｉ0であるか否かが判定される。
【００３３】
そして、ステップＳ３で、Ｉ≦Ｉ0が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが第１の設定電流値ＩOを超えているから、ステップＳ４において、電流値Ｉが第１の設定電流値ＩO以下となるようにステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限する。すなわち、インバータ制御部３１によって、トランジスタスイッチング回路２７のスイッチング通電幅を制御し、電動モータ１２への供給電流を制限して行く。
【００３４】
一方、ステップＳ３で、Ｉ≦Ｉ0が「ＹＥＳ」と判定されたときには、電流値Ｉは第１の設定電流値Ｉ0以下となっているから、前述のステップＳ４で電流値Ｉを第１の設定電流値ＩO以下に制限した場合と併せて、ステップＳ５に移る。すなわちステップＳ４において、ロータ１５の回転数Ｎが、圧縮機本体７の負荷トルクの変動が小さくなり、慣性によって駆動可能な第１の設定回転数ＮO以上になっているか否か、例えば、１００rpm程度の第１の設定回転数ＮOを上回っているか否かが判別される。すなわち、ロータ１５の回転数Ｎと第１の設定回転数Ｎ0との関係が、Ｎ≧Ｎ0であるか否かが判定される。尚、このときの回転数Ｎは、ホール素子などによって検出された角速度（rad/sec）に基づいて演算された回転数である。
【００３５】
そして、ステップＳ５で、Ｎ≧Ｎ0が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２は第１の設定回転数ＮOに達していないから、未だに始動時であると判断し、前述のステップＳ３〜Ｓ５までを繰返す。
一方、ステップＳ５で、Ｎ≧Ｎ0が「ＹＥＳ」と判定されたときは、ロータ１５の回転数Ｎが第１の設定回転数ＮO（例えば、１００rpm）まで達しているので、通電形態はそのままとして、ステップＳ６以降の処理に移り、電流値Ｉを第２の設定電流値I1以下に制限してロータ１５の回転数Ｎを上昇させて行く。
【００３６】
ステップＳ６において、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、第２の設定電流値Ｉ1以下であるか否か、例えば、１８Ａ程度の設定電流以下であるか否かが判別される。すなわち、供給される電流値Ｉと第２の設定電流値Ｉ1との関係が、Ｉ≦Ｉ1であるか否かが判定される。
そして、ステップＳ６で、Ｉ≦Ｉ1が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが第２の設定電流値Ｉ1を超えているから、ステップＳ７において、電流値Ｉが第２の設定電流値Ｉ1以下となるように、トランジスタスイッチング回路２７のスイッチング通電幅を制御してステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限する。
【００３７】
一方、ステップＳ６で、Ｉ≦Ｉ1が「ＹＥＳ」と判定されたときには、電流値Ｉは第２の設定電流値Ｉ1以下となっているから、前述のステップＳ７で電流値Ｉを第２の設定電流値Ｉ1以下に制限した場合と併せて、ステップＳ８に移り、ロータ１５の回転数Ｎが、圧縮機本体７の負荷トルクの変動が小さくなり、慣性によって駆動可能な第２の設定回転数Ｎ1以上になっているか否か、例えば、４００rpm程度の第２の設定回転数Ｎ1に達しているか否かが判別される。すなわち、ロータ１５の回転数Ｎと第２の設定回転数Ｎ1との関係が、Ｎ≧Ｎ1であるか否かが判定される。
【００３８】
そして、ステップＳ８で、Ｎ≧Ｎ1が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２は第２の設定回転数Ｎ1に達していないから、未だに始動時であると判断し、前述のステップＳ２〜Ｓ８までを繰返す。
一方、ステップＳ８で、Ｎ≧Ｎ1が「ＹＥＳ」と判定されたときは、ロータ１５の回転数Ｎが第２の設定回転数Ｎ1まで達しているので、通電形態はそのままとして、ステップＳ９以降の処理に移り、電流値Ｉを第３の設定電流値Ｉ2以下に制限してロータ１５の回転数Ｎを上昇させて行く。
【００３９】
ステップＳ９において、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、第３の設定電流値Ｉ2以下であるか否か、例えば１５Ａ程度の設定電流以下であるか否かが判別される。すなわち、供給される電流値Ｉと第３の設定電流値Ｉ2との関係が、Ｉ≦Ｉ2であるか否かが判別される。
そして、ステップＳ９で、Ｉ≦Ｉ2が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが第３の設定電流値Ｉ2を超えているから、ステップＳ１０において、電流値Ｉが第３の設定電流値Ｉ2以下となるように、トランジスタスイッチング回路２７のスイッチング通電幅を制御してステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限する。
【００４０】
一方、ステップＳ９で、Ｉ≦Ｉ2が「ＹＥＳ」と判定されたときには、電流値Ｉは第３の設定電流値Ｉ2以下となっているから、前述のステップＳ１０で電流値Ｉを第３の設定電流値Ｉ2以下に制限した場合と併せて、ステップＳ１１に移り、ロータ１５の回転数Ｎが、圧縮機本体７の負荷トルクの変動が小さくなり、慣性によって駆動可能な第３の設定回転数Ｎ2以上になっているか否か、例えば、８００rpm程度の第３の設定回転数Ｎ2を上回っているか否かを判別する。すなわち、ロータ１５の回転数Ｎと第３の設定回転数Ｎ2との関係が、Ｎ≧Ｎ2であるか否かが判定される。
【００４１】
そして、ステップＳ１１で、Ｎ≧Ｎ2が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２は第３の設定回転数Ｎ2に達していないから、未だに始動時であると判断し、前述のステップＳ２〜Ｓ１１までを繰返す。
一方、ステップＳ１１でＮ≧Ｎ2が「ＹＥＳ」と判定されたときには、電動モータ１２は第３の設定回転数Ｎ2に達しているから、圧縮機本体７は電動モータ１２の回転トルクに多少ばらつきが生じてもその慣性によって停止すること無く駆動することができるから、ステップＳ１２において二相通電制御処理を開始する。すなわち、前述のステップＳ１〜Ｓ１１までの始動時の処理から運転時の処理に移行する。
【００４２】
このとき、インバータ制御部３１は、回転位置検出器１９からの回転検出信号によつて電動モータ１２のロータ１５の回転位置を認識する。そして、インバーア制御部３１は、このロータ１５の回転位置に応じてステータコイルＵからステータコイルＶへの通電、ステータコイルＶからステータコイルＷへの通電、ステータコイルＷからステータコイルＵへの通電を順次繰返す、いわゆる二相通電制御処理により、ロータ１５の回転速度を徐々に上昇させていく。
【００４３】
ステップＳ１２で、二相通電制御による運転時の処理が開始されると、次に、ステップＳ１３に移り、電流検出器３０からの電流検出信号によって電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗ、パワートランジスタ２７Ａ等の耐電圧値に応じて設定された第４の設定電流値Ｉ3以下であるか否か、例えば１５Ａ程度の設定電流以下であるか否かが判別される。すなわち、供給される電流値Ｉと第４の設定電流値Ｉ3との関係が、Ｉ≦Ｉ3であるか否かが判定される。
【００４４】
そして、ステップＳ１３で、Ｉ≦Ｉ3が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが第４の設定電流値Ｉ3を超えているから、ステップＳ１４に移って、電流値Ｉが第4の設定電流値Ｉ3以下となるように、インバータ制御部３１によってトランジスタスイッチング回路２７のスイッチング通電幅を制御し、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限する。
【００４５】
一方、ステップＳ１３で、Ｉ≦Ｉ3が「ＹＥＳ」と判定されたときには、電流値Ｉは第４の設定電流値Ｉ3以下となっているから、前述のステップＳ１４で電流値Ｉを第４の設定電流値Ｉ3以下に制限した場合と併せて、ステップＳ１５に移って、ロータ１５の回転数Ｎが、圧縮機本体７の耐久性等を考慮して予め設定された最大回転数Ｎ3以下であるか否か、例えば、2200〜2300rpm程度の最大回転数以下であるか否かが判別される。すなわち、現在の回転数Ｎと最大回転数Ｎ3との関係が、Ｎ≦Ｎ3であるか否かが判定される。
【００４６】
そして、ステップＳ１５でＮ≦Ｎ3が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２の回転数Ｎが最大回転数Ｎ3を超えているから、ステップＳ１６に移って、電流値Ｉを第４の設定電流値Ｉ3よりさらに下げて、回転数Ｎを最大回転数Ｎ3以下に抑えると共に、前述のステップＳ１２〜Ｓ１５までの処理を繰返す。
一方、ステップ１５でＮ≦Ｎ3が「ＹＥＳ」と判定されたときには、ステップＳ１７に移って、主電源がＯＦＦか否かを判別する。そして、ステップＳ１７で「ＮＯ」と判定されたときには、空気圧縮機は通常の駆動状態となっているので、前述のステップＳ１２〜ステップＳ１６までの処理を繰り返し、空気圧縮機が必要とする所望の回転数で運転を継続する。尚、ステップＳ１７で「ＹＥＳ」と判定されたときには、主電源はＯＦＦであるので電動モータ１２は騒動を停止する。
【００４７】
図９は、本発明の第２の実施の形態における、インバータ制御部による電動モータの駆動制御処理についての流れ図である。図９に示す第２の実施の形態が、図８に示す第１の実施の形態と異なるところは、電動モータ１２に供給する電流値Ｉを制限するときに、トランジスタスイッチング回路２７のスイッチング周波数を制御しているところである。すなわち、第２の実施の形態では、インバータ制御部３１によって、トランジスタスイッチング回路２７のスイッチング周波数を制御して、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により電動モータ１２への供給電流を制限しいることを特徴としている。
【００４８】
したがって、図９における流れ図のステップは図８と全く変わらず、電流値Ｉを制限するステップにおいてスイッチング周波数を制御する手順が付加されているので、そのステップのところのみについてステップ符号を変えてある。また、以下の説明においては、各ステップで、第１の実施の形態と重複する部分は全て説明を省略することにする。
すなわち、図９において、ステップＳ３で、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、第１の設定電流値Ｉ0を超えている場合は、したがって、Ｉ≦Ｉ0が「ＮＯ」と判定された場合は、ステップＳ４’において、電流値Ｉが第１の設定電流値ＩO以下となるように、トランジスタスイッチング回路２７のスイッチング周波数をＦ0（Hz）に制御して、所定のＰＷＭ制御幅にしてステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限する。例えば、スイッチング周波数Ｆ0を５ｋHzにして、第１の設定電流値ＩOを２０Ａ以下に制限する。
【００４９】
同様にして、ステップＳ６で、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、第２の設定電流値Ｉ1を超えている（すなわち、Ｉ≦Ｉ1が「ＮＯ」）の場合は、ステップＳ７’において、電流値Ｉが第２の設定電流値Ｉ1以下となるように、スイッチング周波数をＦ1（Hz）に制御して、所定のＰＷＭ制御幅によってステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限する。例えば、スイッチング周波数Ｆ1を４ｋHzにして、第２の設定電流値Ｉ1を１８Ａ以下に制限する。
【００５０】
さらに、ステップＳ９で、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、第３の設定電流値Ｉ2を超えている（すなわち、Ｉ≦Ｉ2が「ＮＯ」）の場合は、ステップＳ１０’において、電流値Ｉが第３の設定電流値Ｉ2以下となるように、スイッチング周波数をＦ2（Hz）に制御して、所定のＰＷＭ制御幅によってステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限する。例えば、スイッチング周波数Ｆ2を３ｋHzにして、第３の設定電流値Ｉ2を１５Ａ以下に制限する。
尚、このとき、各供給電流値は、Ｉ0＞Ｉ1＞Ｉ2であるので、当然、スイッチング周波数もＦ0＞Ｆ1＞Ｆ2となるように制御して、ＰＷＭ制御幅を絞って行く必要がある。
【００５１】
また、運転時における二相通電制御処理においても、ステップＳ１３で、電動モータ１２に供給される電流値Ｉが、第４の設定電流値Ｉ3を超えている（すなわち、Ｉ≦Ｉ3が「ＮＯ」）の場合は、ステップＳ１４’において、電流値Ｉが第４の設定電流値Ｉ3以下となるように、スイッチング周波数をＦ3（Hz）に制御して、所定のＰＷＭ制御幅で、ステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗの内の何れか２相に供給する電流を制限する。同様に、ステップＳ１５でＮ≦Ｎ3が「ＮＯ」と判定されたときには、電動モータ１２の回転数Ｎが最大回転数Ｎ3を超えているから、ステップＳ１６’に移って、電流値Ｉを第４の設定電流値Ｉ3以下となるように、スイッチング周波数をＦ3（Hz）に制御して、所定のＰＷＭ制御幅で、ステ一タコイルＵ，Ｖ，Ｗの内の何れか２相に供給する電流を制限する。
【００５２】
本実施の形態による空気圧縮機は、前述の図１〜図７の如き構成を有するものであり、以下、その作動について説明する．
まず、電動モータ１２に給電して回転軸１６を回転駆動させると、電動モータ１２は三相通電制御によって駆動し、第１段の圧縮機構９と第２段の圧縮機構１０が作動する。このとき、連接棒を介して連結されたピストンが、シリンダ９Ａ、１０Ａ内で往復動し、第１段の圧縮機構９から連通管１１を経由して第２段の圧縮機構１０側に圧縮空気が供給される。そして、第２段の圧縮機構１０は、第１段の圧縮機構９による圧縮空気をさらに加圧すると共に、この圧縮空気を各タンク1に向けて吐出する。これにより、タンク1内には圧縮空気が貯留される。
【００５３】
図１０は、空気圧縮機が停止状態から起動したときの圧縮機本体の駆動に必要となる負荷トルクと、電動モータが発生する回転トルクの関係を示す図である。この図は横軸に回転角、縦軸に軸トルクをとっている。また、図中の特性曲線ａは圧縮機本体７の駆動に必要となる負荷トルク、特性曲線ｂは三相通電制御による電動モータ１２の始動時の回転トルク、特性曲線ｃは二相通電制御による電動モータ１２の始動時の回転トルクを示している。
【００５４】
すなわち、ロータ１５が1回転する間では、図中に一点鎖線で示す特性曲線ａのように、第１段の圧縮機構９のピストンが上死点位置に向かう最中と、第２段の圧縮機構１０のピストンが上死点位置に向かう最中において、圧縮機本体７の負荷トルクが大きくなっている。しかし、三相通電制御による電動モータ１２の始動時の回転トルクｃは、負荷トルクｂの最大値より上回っているので起動はスムーズに行なわれる。一方、電動モータ１２を二相通電制御によって起動したときには、その回転トルクは特性曲線bのように大きく変動する。このため、回転トルクｂが最小となった状態で、圧縮機本体７の負荷トルクａが最大となったときには、電動モータ１２の回転トルクが不足し、空気圧縮機が停止してしまう。
【００５５】
すなわち、本発明の実施の形態では、起動時においては電動モータ１２は三相通電制御によって駆動しているから、その回転トルクは、図中に実線で示す特性曲線ｃのようになっており、常時、負荷トルクａよりも大きくなっている。このため、空気圧縮機は停止することなく、円滑に起動することができる。
【００５６】
図１１は、電動モータの回転数が上昇中における、慣性による圧縮機の最大トルクの変化と電動モータの回転トルクの変化を示す図である。この図は横軸に回転角、縦軸に軸トルクをとっている。また、図中の特性曲線ｅは、図８におけるステップＳ５のときの圧縮機本体７のトルク、特性曲線ｆは、ステップＳ５のときの電動モータ１２のトルクを示している。さらに、特性曲線ｇは、ステップＳ８のときの圧縮機本体７のトルク、特性曲線ｈは、ステップＳ８のときの電動モータ１２のトルクを示している。
【００５７】
すなわち、図１１において、電動モータ１２の回転数がＮ0（例えば１００rpm）を上回ったとき（図８のステップＳ５）、圧縮機本体７のトルクは特性曲線ｅのように変化するが、この回転数Ｎ0のときの電動モータ１２のトルクは特性曲線ｆのようになっており、圧縮機本体７の特性曲線ｅのトルクピーク値より上回っているので、電動モータ１２は安定して回転数を上昇させる。さらに、電動モータ１２の回転数がＮ1（例えば４００rpm）を上回ったとき（図８のステップＳ８）、圧縮機本体７のトルクは特性曲線ｇのように変化するが、この回転数Ｎ1のときの電動モータ１２のトルクは特性曲線ｈのようになっており、圧縮機本体７の特性曲線ｇのトルクピーク値より上回っているので、電動モータ１２は安定して回転数を上昇させる。
【００５８】
次に、電動モータ１２の回転数Ｎが設定回転数Ｎ2（例えば800rpm）よりも上昇すると、インバータ制御部３１は、電動モータ１２の制御方法を三相通電制御から二相通電制御に切換えて、電動モータ１２をほぼ最大回転数Ｎ3（例えば2200rpm）まで上昇させる。
【００５９】
図１２は、電動モータがほぼ最大回転数で駆動したときの、圧縮機本体の負荷トルクと電動モータの回転トルクを示す図である。この図は横軸に回転角、縦軸に軸トルクをとっている。また、図中の特性曲線ｉは二相通電制御運転時の圧縮機本体７の負荷トルク、特性曲線ｊは二相通電制御運転時の電動モータの回転トルクを示している。同図に示すように、電動モータ１２がほぼ最大回転数Ｎ3（例えば2200rpm）で駆動しているとき、圧縮機本体７の負荷トルクｉは、電動モータ１２の負荷トルクｊを上下するように変動するものの、ロータ１５の慣性力が作用するため、その変動幅は小さくなっている。また、圧縮機本体７のピストン等による慣性力も作用している。
【００６０】
このため、圧縮機本体７の負荷トルクｉが電動モータ１２の回転トルクよりも大きくなったときでも、空気圧縮機は停止することなく駆動を持続することができる。また、三相通電制御では、３個のステータコイルＵ，Ｖ，Ｗのうち、２個のステータコイルが並列接続状態となるため、１個のステータコイルによる抵抗値をＲとすると、ステータ１４全体での合成抵抗は1.5Ｒとなる。これに対し、二相通電制御では、２個のステータコイルが直列接続となるため合成抵抗は２Ｒとなる。このように、二相通電制御は三相通電制御に比べて合成抵抗が大きくなるため、ステータコイル∪,∨に流れる電流は低下する。このため、二相通電制御により電動モータ１２を駆動することによって、電動モータ１２の消費電力を低減することができる。
【００６１】
かくして、本実施の形態によれば、回転検出器１９からの検出信号により、三相通電制御と二相通電制御とのいずれか一方を選択するから、三相通電制御によって変動の少ない大きなトルクを発生することができると共に、二相通電制御によって消費電力を低減して電動モータ１２を回転させることかできる。
また、電動モータ１２の回転数Ｎが低い起動時に三相通電制御を選択し、電動モータ１２の起動後に、回転数Ｎが設定回転数Ｎ2に達したとき、例えば、８００rpmに達したときには二相通電制御を選択する。したがって、大きな回転トルクが必要な電動モータ１２の起動時に三相通電制御を選択し、電動モータ１２等にはある程度の回転トルクが発生した後には、消費電力の少ない二相通電制御を選択することができる。
【００６２】
また、三相通電制御において、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流Ｉ0，Ｉ1，Ｉ2を制限することによって、電動モータ１２に供拾する電流値Ｉを、例えば２０Ａ、１８Ａ、１５Ａ程度の各設定電流値Ｉ0，11，Ｉ2以下に押えるから、三相通電制御によって電動モータ１２を駆動する起動時に、外部電源からの入力される電流値Ｉが過剰に大きくなったり、過剰電流の継続時間が長くなったりするのを防止することができる。これにより、ステータコイル１４やトランジスタ回路２７等の耐久性や信頼性を向上させることができる。
【００６３】
さらに、二相通電制御において、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗに供給する電流を制限することによって、電動モータ１２に供給する電流値を、例えば、１５Ａ程度の設定電流値Ｉ3以下に抑えると共に、電動モータ１２の回転数Ｎを、2200〜2300rpm程度の最大回転数Ｎ3以下に抑える構成としたので、外部電源から入力される電流値Ｉが過剰に大きくなるのを防止することかできる。これによって、ステータ１４やトランジスタスイッチング回路２７等の耐久性や信頼性を向上させることができる。また、電動モータ１２の回転数Ｎで回転駆動することによって、圧縮機本体７等が損傷するのを防止し、耐久性や信頼性を向上させることができる。
【００６４】
さらに、２相通電制御において圧縮機本体７が軽負荷状態となったときには、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗ等で消費される電流が低下するから、電動モータ１２をほぼ最大回転数Ｎ3で回転駆動することができる。一方、二相通電制御において、圧縮機本体７が重負荷状態になったときには、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗ等で消費される電流が上昇するから、電動モータ１２を第４の設定電流Ｉ3で回転駆動することができる。このため、圧縮機本体７の負荷状態に応じて電動モータ１２をほぼ最大回転数Ｎ3で回転駆動することができる。
【００６５】
一方、二相通電制御において圧縮機本体７が重負荷状態となったときには、ステータコイルＵ，Ｖ，Ｗ等で消費される電流が上昇するから、電動モータ１２を設定電流値Ｉ3で回転駆動することができる。このため、圧縮機本体７の負荷状態に応じて電動モータ１２の駆動を切換えることができるから、出力は変わらない状態で最大トルクが大きくなった形態でも、インバータ回路の給電部２３とスイッチング素子２７Ａ(トランジスタスイッチング回路２７)を極端に大電流容量に変更しなくても済むようになる。
【００６６】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形態では、圧縮機本体として、水平対向型の２段式空気圧縮機からなる圧縮機本体を例にあげて説明したが、本発明はこれに限らず、一段または三段以上の空気圧縮機を本体としてもよく、また、シリンダの配置形態もＶ型などの他の形態としてもよいことは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の空気圧縮機によれば、電動モータの起動時には、起動負荷トルクによって制動されないように、電動モータに大きな給電電流を流して最大回転トルク発生させる。そして、電動モータの回転角速度が上昇すると必要な回転トルクが減少するので、それに伴って、給電電流を低減させて行く。これによって、電動モータが安定な回転数となるまでの始動期間に流れる電流を、必要最小限に抑制することができる。したがって、電動モータへ電流を供給する回路部品の容量や電源の容量を低減させることができる。
【００６８】
また、請求項２に記載の空気圧縮機によれば、回転検出手段が電動モータの回転角速度を常時検出し、モータ制御手段が、回転角速度の上昇に応じて電動モータへの給電電流を低減させて行く。すなわち、電動モータの始動時には、モータ制御手段が最大電流を流して大きな回転トルクを発生させる。そして、運転可能な回転数に達するまでは、回転上昇による慣性によって負荷トルクが減少するので、モータ制御手段が電動モータへの供給電流を減少させ、回転トルクを低減させて行く。このようにして、電動モータの始動期間に流れる供給電流を制御しながら、空気圧縮機を所望の負荷トルクで定格回転数まで上昇させる。したがって、このような制御方法によれば、電動モータへ供給される電流を必要最小限に抑えることができ、モータ制御手段の回路部品、例えばスイッチング素子などの容量や電源の容量を極力小さくすることができる。
【００６９】
また、請求項３に記載の空気圧縮機によれば、モータ制御手段が、三相のステータコイルの全ての相に順次給電を行う三相通電制御手段と、三相のステータコイルのうち、二相のステータコイルに対して選択的に給電を行う二相通電制御手段とを備えている。そして、電動モータの始動期間においては三相通電制御手段を選択し、電動モータが連続運転可能な回転数に到達した後は二相通電制御手段を選択する。これによって、起動時のように大きな回転トルクを必要とするときには三相通電制御手段を選択して、変動の少ない大きな回転トルクを発生させることができる。また、安定した回転領域に達した後は、二相通電制御手段を選択して、消費電力を低減して電動モータを安定的に回転させることができる。
【００７０】
また、請求項４に記載の空気圧縮機によれば、三相通電制御手段が、始動期間において、電動モータへの供給電流を低減するように制御している。これにより、三相通電制御手段は、電動モータへ供給される電流を、回転角速度の上昇に応じて、電流値を低減して行く。したがって、三相通電制御手段によって電動モータを駆動しているときに、外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなることを防止することができる。
【００７１】
また、請求項５に記載の空気圧縮機によれば、二相通電制御手段は、電動モータに供給される電流を、予め決められた設定電流値以下に抑えるので、二相通電制御手段によって電動モータを運転領域で駆動しているときに、外部電源からの入力電流値が過剰に大きくなることを防止することができる。また、二相通電制御手段は、電動モータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑えるので、電動モータを必要以上に高い回転数で回転駆動することによって圧縮機本体などが損傷するのを防止することができる。よって、空気圧縮機の耐久性や信頼性を向上させることが可能となる。
【００７２】
また、請求項６に記載の空気圧縮機によれば、モータ制御手段は、半導体スイッチング素子などによって構成されたインバータ回路である。そして、このインバータ回路は、回転検出手段による検出信号に基づいてスイッチング周波数を制御し、回転角速度の上昇に応じて電動モータへの給電電流を低減させて行く。このように構成された空気圧縮機によれば、インバータ回路と回転位置検出器とマイコンの入出力信号とによって、電動モータの始動時の微細な駆動制御が可能となる。これによって、始動時のモータの回転角速度に応じてインバータ回路の入出力電流やスイッチング素子のキャリア周波数を制限することができる。よって、始動時間を従来と同じと考えた場合に、始動時に実際に必要なモータの出力トルクを得るための入出力電流をより小さくすることができるので、スイッチング素子の一周期分の電流値をより低減することができる。このため、インバータ回路における各部品の電流容量を必要最小限に小さくすることができ、且つ電源容量も小さくすることができる。よって、一層のコストダウンを図った空気圧縮機を提供することができると共に、空気圧縮機のランニングコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態によるタンク一体型の２段式空気圧縮機を示す平面囲である。
【図２】 本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す平面図である。
【図３】 図２において保護カバーを取外した状態の空気圧縮機を示す平面図である。
【図４】 保護カバーを取外した状態の空気圧縮機を示す図３の右側面図である。
【図５】 空気圧縮機の給電制御盤置等を示す図４の矢視Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態による給電制御装置を示す電気回路図である。
【図７】 図６におけるトランジスタスイッチング回路及びステータコイルなどの細部を示す電気回路図である。
【図８】 本発明の第１の実施の形態における、インバータ制御部による電動モータの駆動制御処理について示す流れ図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態における、インバータ制御部による電動モータの駆動制御処理について示す流れ図である。
【図１０】 空気圧縮機が停止状態から起動したときの圧縮機本体の駆動に必要となる負荷トルクと、電動モータが発生する回転トルクの関係を示す図である。
【図１１】 電動モータの回転数が上昇中における、慣性による圧縮機の最大トルクの変化と電動モータの回転トルクの変化を示す図である。
【図１２】 電動モータがほぼ最大回転数で駆動しているときの、圧縮機本体の負荷トルクと電動モータの回転トルクを示す図である。
【符号の説明】
１ 貯留タンク
７ 圧縮機本体
１２ 電動モータ
１４ ステータ
１５ ロータ
１６ 回転軸
１９ 回転位置検出器
２０ 給電制御装置
２３ 給電部
２７ トランジスタスイッチング回路
２７Ａ パワートランジスタ（スイッチング素子）
３０ 電流検出器
３１ インバータ制御部
３１Ａ 記憶装置
Ｕ，Ｖ，Ｗ ステータコイル

Claims (5)

1. 三相のステータコイル及び該ステータコイルによって回転されるロータからなる電動モータと、
   この電動モータによって駆動され、外部から吸入した空気を圧縮する圧縮機本体と、
   前記電動モータの回転角速度を検出する回転検出手段と、
   前記回転検出手段による検出信号に基づいて前記電動モータに対する給電電流を制御するモータ制御手段とを備え、
   前記モータ制御手段は、前記回転検出手段に検出された回転角速度の上昇に応じて、前記電動モータへの給電電流を設定電流値以下になるように低減させ、
   所定の回転数に達するまでの始動期間においては前記三相のステータコイルに順次給電を行う三相通電制御を行い、
   前記電動モータが前記所定の回転数に到達した後の運転期間においては二相のステータコイルに対して選択的に二相通電制御を行うことを特徴とする空気圧縮機。
2. 前記モータ制御手段は、前記電動モータへの給電電流が所定の電流値以下で前記電動モータの回転数が所定の回転数以上となった場合に前記三相通電制御から前記二相通電制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記モータ制御手段は、前記運転期間において、前記電動モータの回転数が所定の回転数以上となった場合に前記電動モータへの給電電流を低減させることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
4. 前記モータ制御手段は、前記運転期間において、前記電動モータに供給される電流を予め定めた設定電流値以下に抑え、該電動モータの回転数を予め決められた最大回転数以下に抑えることを特徴とする請求項３に記載の空気圧縮機。
5. 前記モータ制御手段は半導体スイッチング回路であり、
   前記半導体スイッチング回路は、前記回転検出手段による検出信号に基づいて自己のスイッチング周波数を制御するスイッチング周波数制御手段を備え、
   前記スイッチング周波数制御手段が、回転角速度の上昇に応じてスイッチング周波数を低減することにより、前記半導体スイッチング回路は、前記電動モータへの給電電流を低減させて行くことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の空気圧縮機。

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