JPH0546797B2 - - Google Patents

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JPH0546797B2
JPH0546797B2 JP59060071A JP6007184A JPH0546797B2 JP H0546797 B2 JPH0546797 B2 JP H0546797B2 JP 59060071 A JP59060071 A JP 59060071A JP 6007184 A JP6007184 A JP 6007184A JP H0546797 B2 JPH0546797 B2 JP H0546797B2
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JP
Japan
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inverter
control
intake
signal
power supply
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JP59060071A
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Masanori Tanaka
Masayuki Sango
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Hokuetsu Industries Co Ltd
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Hokuetsu Industries Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電動圧縮機に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an electric compressor.

(従来技術) 一般に、圧縮機(コンプレツサ)では消費空気
量の変動により変化する吐出圧力を検出して吐出
空気量を制御するいわゆる容量制御が行われてい
る。特に、インダクシヨンモータの如き電動機を
動力源とした電動圧縮機において従来から行われ
ている容量制御としては、 (1) 吸気閉塞制御 (2) インバータ制御 (3) アンローダON−OFF制御 等がある。
(Prior Art) In general, so-called capacity control is performed in a compressor (compressor) in which the amount of discharged air is controlled by detecting the discharge pressure that changes due to fluctuations in the amount of air consumed. In particular, conventional capacity controls for electric compressors powered by electric motors such as induction motors include (1) intake blockage control (2) inverter control (3) unloader ON-OFF control, etc. .

ここで、吸気閉塞制御とは、モータは商用電源
によりほぼ定回転で運転させ、コンプレツサの吸
気経路に設けた吸気閉塞弁を吐出圧力変化に応じ
て開閉することにより吐出空気量を制御するもの
である。しかして、この制御では吐出圧力の微調
整が行える利点があるが、コンプレツサは常に定
格回転数で回転しているため、消費空気量の少な
い(負荷率の小さい)軽・中間負荷時におけるモ
ータの消費電力が大きいという欠点がある。
Here, intake blockage control is a method that controls the amount of discharged air by operating the motor at a nearly constant rotation rate using a commercial power source and opening and closing the intake blockage valve provided in the intake path of the compressor according to changes in discharge pressure. be. Although this control has the advantage of being able to finely adjust the discharge pressure, since the compressor always rotates at the rated speed, the motor is not able to operate under light or medium loads with low air consumption (low load factor). It has the disadvantage of high power consumption.

一方、インバータ制御とは、商用電源をインバ
ータにより他の周波数の交流電圧に変換し、モー
タの回転数が電源周波数により決定されることを
利用し、吐出圧力変化に応じてインバータの発振
周波数を変化させ、モータの回転数を制御するこ
とにより容量制御を行うものである。しかして、
このインバータ制御では吐出圧力の一層の微調整
すなわち精密制御が可能であり、また、軽・中間
負荷時の消費電力が小さいため省エネ効果が高い
という利点があるが、定格負荷率付近の重負荷時
にはインバータの内部損失およびインバータ駆動
によるモータ効率の悪化により消費電力が大きく
なるという欠点がある。
On the other hand, inverter control converts the commercial power supply into AC voltage of another frequency using an inverter, and uses the fact that the motor rotation speed is determined by the power supply frequency to change the oscillation frequency of the inverter according to changes in discharge pressure. Capacity control is performed by controlling the rotational speed of the motor. However,
This inverter control allows for finer adjustment of the discharge pressure, that is, more precise control, and has the advantage of being highly energy-saving as it consumes less power during light and intermediate loads, but when the load is heavy near the rated load factor, There is a drawback that power consumption increases due to internal loss of the inverter and deterioration of motor efficiency due to inverter drive.

また、アンローダON−OFF制御とは、コンプ
レツサの吐出圧力が所定の圧力を越えた際に吸気
閉塞弁を全開し、かつポンプによりコンプレツサ
吐出室の圧力を除去し、その後、吐出圧力に一定
幅の圧力低下が生じた際に吸気閉塞弁を全開して
フルロードに復帰するものであり、吸気閉塞弁全
閉時の前記ポンプによる吐出室圧力の除去により
全負荷領域にわたつて省エネ効果が大であるが、
吸気閉塞弁の過度の全開全閉の繰り返しは機械の
寿命を短かくすることから、その繰り返し頻度を
少なくするために吸気閉塞弁が全閉から全開する
までの吐出圧力の変動幅は大きくしなければなら
ず、よつて吐出圧力が変動しては困るような負荷
に対しては適用できないという欠点がある。
In addition, unloader ON-OFF control means that when the compressor discharge pressure exceeds a predetermined pressure, the intake blockage valve is fully opened, the pressure in the compressor discharge chamber is removed by the pump, and then the discharge pressure is adjusted to a certain width. When a pressure drop occurs, the intake blockage valve is fully opened to return to full load, and the discharge chamber pressure is removed by the pump when the intake blockage valve is fully closed, resulting in a large energy-saving effect over the entire load range. Yes, but
Excessive repetition of fully opening and fully closing the intake blockage valve will shorten the life of the machine, so in order to reduce the frequency of repetition, the fluctuation range of the discharge pressure from fully closed to fully open of the intake blockage valve must be widened. However, it has the disadvantage that it cannot be applied to loads where fluctuations in discharge pressure would be a problem.

第1図は上記の3つの制御の負荷率(定格吐出
空気量に対する消費空気量の比率)に対するモー
タ入力を示したもので、Aは吸気閉塞制御、Bは
インバータ制御、CはアンローダON−OFF制御
に夫々対応している。なお、モータ入力は消費電
力と考えられるので、同一負荷率においてグラフ
上の点が上へ行けば行くほど効率が悪いことを示
している。しかして、曲線A,Bが交差する点Q
より左の軽・中間負荷率側では吸気閉塞制御Aに
比してインバータ制御BおよびアンローダON−
OFF制御Cが圧倒的に効率が高いが、点Qを越
えたあたりの重負荷ではその関係が逆転し、吸気
閉塞制御Aが有利となる。
Figure 1 shows the motor input for the load factor (ratio of consumed air amount to rated discharge air amount) for the above three controls, where A is intake blockage control, B is inverter control, and C is unloader ON-OFF. Each corresponds to the control. Note that since motor input is considered to be power consumption, the higher the point on the graph is, the lower the efficiency is, at the same load factor. Therefore, the point Q where curves A and B intersect
On the light/medium load factor side to the left, inverter control B and unloader ON- are used as compared to intake blockage control A.
OFF control C has overwhelmingly high efficiency, but at heavy loads beyond point Q, the relationship is reversed and intake blockage control A becomes advantageous.

以上のように、従来の容量制御には一長一短が
あり、全負荷領域にわたつて高効率を維持すると
いうことは不可能であつた。
As described above, conventional capacity control has its advantages and disadvantages, and it has been impossible to maintain high efficiency over the entire load range.

(発明の目的) 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであ
り、その目的とするところは、吐出圧力の精密制
御が可能で、しかも全負荷領域にわたつて高効率
を維持でき、省エネ効果の高い電動圧縮機を提供
することにある。
(Objective of the Invention) The present invention was proposed in view of the above points, and its purpose is to enable precise control of discharge pressure, maintain high efficiency over the entire load range, and save energy. Our objective is to provide a highly effective electric compressor.

すなわち、本発明にあつては、 吐出圧力に応じて吸気閉塞弁を開閉し吸入空気
量を制御するように作動する吸気閉塞部7と、モ
ータ4に連結し駆動するコンプレツサ5とを備え
た電動圧縮機において、 モータ4の電源端子を電源切替部3に接続する
と共に、電源切替部3はインバータ2からの信号
によりインバータ2と商用電源とに電源を切替え
るよう構成し、 モータ4に印加される交流電源の周波数と入力
電流から、または吐出空気の流路中に設けた流量
計により消費空気量を検出する消費空気量検出回
路16と、 この消費空気量検出回路16からの出力信号を
受けて制御切替信号をインバータ2と吸気閉塞部
7とに与える制御切替指令発生回路17と、 圧縮空気の吐出経路に設けられた圧力センサ1
2からの圧力信号により吐出圧力に応じた周波数
設定信号をインバータ2に出力する信号処理回路
14と、 インバータ2の入出力端子に接続され、インバ
ータ2と商用電源との切替え時にインバータ2の
位相及び周波数を商用電源と一致させる位相調整
器18とを備え、 負荷率が一定値以下の軽・中間負荷時において
は、消費空気量検出回路16からの出力信号によ
つて制御切替指令発生回路17はインバータ制御
への切替信号をインバータ2と吸気閉塞部7とに
発し、インバータ2は電源切替部3に信号を与え
電源をインバータ2に切替えさせ、吸気閉塞部7
は吸気閉塞弁を全開にし、圧力センサ12の圧力
信号に基づいて信号処理回路14は周波数設定信
号を出力してインバータ2の回転数を制御するイ
ンバータ制御とし、 負荷率が一定値を越えた重負荷時になると、消
費空気量検出回路16からの出力信号によつて制
御切替指令発生回路17は吸気閉塞制御への切替
信号をインバータ2と吸気閉塞部7とに発し、イ
ンバータ2は電源切替部3に信号を与え電源を商
用電源に切替えさせ、吸気閉塞部7は動作を開始
して吸入空気量を制御する吸気閉塞制御に切替
え、 負荷率に応じてインバータ制御と吸気閉塞制御
を切替える際に、インバータ2の出力と商用電源
の位相、周波数を一致させた状態で並列運転期間
を設け、モータ4の電源を開放することなく切替
えを行うことにより上記目的を達成している。
That is, in the present invention, an electric motor is provided with an intake blocker 7 that operates to open and close an intake blocker valve according to the discharge pressure to control the amount of intake air, and a compressor 5 connected to and driven by a motor 4. In the compressor, the power supply terminal of the motor 4 is connected to the power supply switching unit 3, and the power supply switching unit 3 is configured to switch the power between the inverter 2 and the commercial power supply according to a signal from the inverter 2, An air consumption amount detection circuit 16 that detects the amount of air consumption from the frequency and input current of the AC power source or by a flow meter installed in the discharge air flow path; A control switching command generation circuit 17 that provides a control switching signal to the inverter 2 and the intake blocker 7, and a pressure sensor 1 provided in the compressed air discharge path.
A signal processing circuit 14 outputs a frequency setting signal according to the discharge pressure to the inverter 2 based on the pressure signal from the inverter 2; It is equipped with a phase adjuster 18 that matches the frequency with the commercial power supply, and when the load factor is light or medium load below a certain value, the control switching command generation circuit 17 is activated by the output signal from the consumed air amount detection circuit 16. A switching signal to inverter control is issued to the inverter 2 and the intake blocker 7, and the inverter 2 sends a signal to the power supply switching unit 3 to switch the power source to the inverter 2, and
The intake blockage valve is fully opened, and the signal processing circuit 14 outputs a frequency setting signal based on the pressure signal of the pressure sensor 12 to control the rotation speed of the inverter 2. When the load is applied, the control switching command generation circuit 17 issues a switching signal to the intake blockage control to the inverter 2 and the intake blockage section 7 based on the output signal from the consumed air amount detection circuit 16, and the inverter 2 switches to the power supply switching section 3. A signal is given to switch the power supply to the commercial power supply, the intake blockage section 7 starts operating and switches to intake blockage control that controls the amount of intake air, and when switching between inverter control and intake blockage control according to the load factor, The above object is achieved by providing a parallel operation period in which the output of the inverter 2 and the commercial power source are matched in phase and frequency, and switching is performed without disconnecting the power source of the motor 4.

(発明の構成) 以下、実施例を示す図面に沿つて本発明を詳述
する。
(Structure of the Invention) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing examples.

第2図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。図において構成を説明すると、端子1には
商用電源(通常、3相交流であるが図示上略記し
てある。)が接続され、この端子1に加えられた
商用電源はブレーカMCBを通つた後に2経路に
分けられ、一方はインバータ2を介して電源切替
部3の接点MC1の一端に、他方は直後に電源切
替部3の接点MC2の一端に夫々接続されている。
なお、電源切替部3の接点MC1,MC2は後述す
るようにインバータ2からの信号により制御され
るものである。次いで、電源切替部3の接点
MC1,MC2の他端は互いに接続され、モータ4
の電源端子に接続されている。なお、前述したよ
うに交流電源のラインは通常3相であるため、実
際には接点MC1,MC2は夫々3個の接点からな
り、個々に結線がなされているものである。ま
た、接点MC1,MC2はリレー、コレタクタ等の
機械的接点に限らず、半導体スイツチ等が使用で
きることは言うまでもない。
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. To explain the configuration in the figure, a commercial power source (usually three-phase AC, but it is omitted in the illustration) is connected to terminal 1, and the commercial power applied to terminal 1 passes through the breaker MCB. It is divided into two paths, one of which is connected to one end of the contact MC 1 of the power supply switching section 3 via the inverter 2, and the other is connected to one end of the contact MC 2 of the power supply switching section 3 immediately afterward.
Note that the contacts MC 1 and MC 2 of the power supply switching section 3 are controlled by a signal from the inverter 2, as will be described later. Next, the contacts of the power switching section 3
The other ends of MC 1 and MC 2 are connected to each other, and the motor 4
connected to the power terminal of the Note that, as mentioned above, since the line of the AC power supply is usually three-phase, the contacts MC 1 and MC 2 are actually each made up of three contacts, which are individually connected. Furthermore, it goes without saying that the contacts MC 1 and MC 2 are not limited to mechanical contacts such as relays and collectors, but semiconductor switches and the like can also be used.

次いで、モータ4の主軸はコンプレツサ5の入
力軸と連結されており、コンプレツサ5はモータ
4の動力を受けて吸気口6→吸気閉塞部7→コン
プレツサ5→レシーバタンク8→サービスバルブ
9→吐出口10の経路で空気を送出するようにな
つている。また、圧縮空気の一部は側路11によ
り制御圧力として吸気閉塞部7まで取り出され、
吸気閉塞部7はこの制御圧により吸気閉塞弁を開
閉し、吐出圧力に応じて吸入空気量を制御するよ
うに働く。
Next, the main shaft of the motor 4 is connected to the input shaft of the compressor 5, and the compressor 5 receives the power from the motor 4 and moves from the intake port 6 to the intake blocker 7 to the compressor 5 to the receiver tank 8 to the service valve 9 to the discharge port. Air is sent out through 10 routes. Further, a part of the compressed air is taken out to the intake blockage part 7 as a control pressure through the side passage 11,
The intake blockage section 7 operates to open and close the intake blockage valve using this control pressure, and to control the amount of intake air according to the discharge pressure.

また、圧縮空気の吐出経路には圧力センサ12
が設けられており、電気信号に変換された圧力信
号は誤差増幅回路13に入力され、誤差増幅回路
13では圧力設定器15により与えられた設定値
と圧力信号との差を取り出し、その結果を信号処
理回路14に送出するようになつている。次い
で、信号処理回路14では誤差増幅回路13の出
力信号に基づき、インバータ2に周波数設定信号
を与えるようになつている。
In addition, a pressure sensor 12 is installed in the compressed air discharge path.
The pressure signal converted into an electric signal is input to the error amplification circuit 13, and the error amplification circuit 13 extracts the difference between the set value given by the pressure setting device 15 and the pressure signal, and outputs the result. The signal is sent to a signal processing circuit 14. Next, the signal processing circuit 14 provides a frequency setting signal to the inverter 2 based on the output signal of the error amplification circuit 13.

一方、モータ4の電源入力端子には消費空気量
検出回路16が接続され、モータ4に印加される
交流電源の周波数およびモータ入力電流が検出さ
れ、これらの検出値より消費空気量が測定される
ようになつている。すなわち、インバータ制御の
場合にはコンプレツサ5の回転数(モータ4の回
転数と同じ)と消費空気量とがほぼ線形の関係を
有し、また、吸気閉塞制御の場合にはモータ4の
負荷電流がモータ4に加わる負担の程度、つまり
消費空気量と一定の関係を有していることから、
これらの値をもつて消費空気量を推定することが
できるわけである。なお、吐出空気の流路中に流
量計を設け、直接に消費空気量を検出することも
可能であり、この場合、モータ4の電源ラインと
の接続は不要になる。
On the other hand, an air consumption detection circuit 16 is connected to the power input terminal of the motor 4, detects the frequency of the AC power supply applied to the motor 4 and the motor input current, and measures the air consumption from these detected values. It's becoming like that. That is, in the case of inverter control, the rotation speed of the compressor 5 (same as the rotation speed of the motor 4) and the amount of air consumption have a nearly linear relationship, and in the case of intake blockage control, the load current of the motor 4 has a nearly linear relationship. Since it has a certain relationship with the degree of load applied to the motor 4, that is, the amount of air consumed,
The amount of air consumed can be estimated using these values. Note that it is also possible to provide a flow meter in the flow path of the discharged air and directly detect the amount of consumed air; in this case, connection to the power supply line of the motor 4 is not necessary.

次いで、消費空気量検出回路16の出力信号は
制御切替指令発生回路17に与えられ、この制御
切替指令発生回路17では消費空気量が一定値に
達した際に制御を切り替えるための切替信号をイ
ンバータ2および吸気閉塞部7に与えるようにな
つている。また、インバータ2の入出力端子間に
は位相調整器18が設けられ、後述の如く、制御
の切替期間にインバータ2の位相および周波数を
商用電源と一致させるように動作する。
Next, the output signal of the consumed air amount detection circuit 16 is given to the control switching command generation circuit 17, and this control switching command generation circuit 17 sends a switching signal for switching the control when the consumed air amount reaches a certain value to the inverter. 2 and the intake blockage part 7. Further, a phase adjuster 18 is provided between the input and output terminals of the inverter 2, and operates to match the phase and frequency of the inverter 2 with the commercial power source during the control switching period, as will be described later.

第3図は第2図に示した実施例の動作状態を示
したもので、縦軸に負荷率を、横軸にコンプレツ
サ5の回転数(モータ4の回転数と同じ)をとつ
てある。
FIG. 3 shows the operating state of the embodiment shown in FIG. 2, with the load factor plotted on the vertical axis and the rotational speed of the compressor 5 (same as the rotational speed of the motor 4) on the horizontal axis.

以下、第2図、第3図を参照して動作を説明す
る。
The operation will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.

既に始動が行われたものとし、仮に消費空気量
の少ない軽・中間負荷率の状態にあるものとする
と、消費空気量検出回路16の出力信号は所定の
値に達しないため、制御切替指令発生回路17は
インバータ2に対しては動作信号を与え、吸気閉
塞部7に対しては動作停止信号を与えて吸気閉塞
弁を全開となるようにしている。なお、上記の所
定の値は、インバータ制御と吸気閉塞制御の効率
が逆転する負荷状態に応じて定められるもので、
例えば第1図に点Qで示した負荷率に相当する。
Assuming that starting has already been carried out and the state is at a light/medium load rate with a small amount of air consumption, the output signal of the air consumption amount detection circuit 16 will not reach a predetermined value, so a control switching command will be generated. The circuit 17 gives an operation signal to the inverter 2 and gives an operation stop signal to the intake blockage section 7, so that the intake blockage valve is fully opened. Note that the above predetermined value is determined depending on the load condition where the efficiency of inverter control and intake blockage control is reversed.
For example, this corresponds to the load factor indicated by point Q in FIG.

しかして、上記のインバータ制御の状態にあつ
ては、圧力センサ12によつて検出された吐出圧
力と圧力設定器15の設定値とに差が生じると誤
差増幅回路13により誤差量が検出され、信号処
理回路14により周波数設定信号の変更が行わ
れ、インバータ2は発振周波数を変化させ、モー
タ4の回転数を増減せしめて設定圧力に近づくよ
うにする。すなわち、吐出圧力が高い場合には周
波数を低くし、逆に吐出圧力が低い場合には周波
数を高くするようにインバータ2は信号処理回路
14から周波数設定信号を受ける。そして、これ
らの動作は速やかに行われるため、コンプレツサ
5の吐出圧力はほぼ一定値に保たれることとな
る。なお、このインバータ制御の期間において
は、電源切替部3の接点MC2はオフの状態にあ
る。
Therefore, in the above inverter control state, if a difference occurs between the discharge pressure detected by the pressure sensor 12 and the set value of the pressure setting device 15, the error amount is detected by the error amplification circuit 13, The signal processing circuit 14 changes the frequency setting signal, and the inverter 2 changes the oscillation frequency to increase or decrease the rotation speed of the motor 4 so that it approaches the set pressure. That is, the inverter 2 receives a frequency setting signal from the signal processing circuit 14 so as to lower the frequency when the discharge pressure is high, and to raise the frequency when the discharge pressure is low. Since these operations are performed quickly, the discharge pressure of the compressor 5 is maintained at a substantially constant value. Note that during this inverter control period, the contact MC2 of the power supply switching section 3 is in an off state.

次に、上述の軽・中間負荷率の状態(第3図の
点a)から消費空気量が増加した場合には、吐出
空気量とのアンバランスから圧力変化が生じるた
め、前述のフイードバツク動作によりインバータ
2の発振周波数は負荷率の増大とともにほぼ直線
的に上昇し、モータ4の回転数を高めて一定圧力
の圧縮空気を送出し続ける。
Next, when the amount of consumed air increases from the above-mentioned light/medium load factor state (point a in Figure 3), pressure changes occur due to the imbalance with the discharged air amount, so the feedback operation described above is performed. The oscillation frequency of the inverter 2 increases almost linearly as the load factor increases, and the rotation speed of the motor 4 is increased to continue delivering compressed air at a constant pressure.

消費空気量が更に増大し、インバータ制御と吸
気閉塞制御との効率が逆転する負荷率(第1図で
は点Q、第3図では点b)に達すると、負荷率の
増加は消費空気量検出回路16により検出され、
制御切替指令発生回路17からインバータ2およ
び吸気閉塞部7に対して制御の切替信号が発せら
れ、制御の切替期間に入る。しかして、この状態
における動作を詳述すると、第3図において点b
に達すると吸気閉塞部7は制御切替指令発生回路
17の動作信号を受けて動作を開始し、それまで
開放状態であつた吸気閉塞弁を動作させ、側路1
1を介して圧縮空気の吐出経路から取り出した吐
出圧力に応じて吸気閉塞弁を制御し、吐出圧力に
応じてコンプレツサの吸入空気量を制御するよう
に働く。
When the amount of consumed air increases further and reaches a load factor at which the efficiency of inverter control and intake blockage control is reversed (point Q in Figure 1, point b in Figure 3), the increase in the load factor is due to the detection of the amount of consumed air. detected by the circuit 16;
A control switching signal is issued from the control switching command generation circuit 17 to the inverter 2 and the intake blocker 7, and a control switching period begins. To explain the operation in this state in detail, point b in FIG.
When the intake blocker 7 receives an operation signal from the control switching command generating circuit 17, it starts operating, operates the intake blocker valve that had been in the open state, and switches the side passage 1.
The intake block valve is controlled in accordance with the discharge pressure taken out from the compressed air discharge path through the compressor 1, and the intake air amount of the compressor is controlled in accordance with the discharge pressure.

一方、この動作と並行して、インバータ2は制
御切替指令発生回路17の信号を受けて発振周波
数を急速に上昇せしめ、コンプレツサ5が定格回
転数N0となる点cまで周波数上昇を行う。そし
て、モータ4の回転数が点cにおける値に達する
と位相調整器18を動作させてインバータ2の出
力を商用電源の位相、周波数と完全に同期させ、
同期がとれた時点でインバータ2からの信号を受
けて電源切替部3の接点MC2をオンし、インバ
ータ2の出力と商用電源とにより並列運転を行
う。その後、接点等の動作が完全に行われるのを
見込んだ所定の時間の後、電源切替部3の接点
MC1をオフに転じ、商用電源のみの駆動に切り
替える。なお、切替に際してインバータ出力と商
用電源による並列運転の期間を設けたのは、切替
時の突入電流を低減せしめるためであり、モータ
4の電源は開放状態とされることなく連続的に切
替が行われるので、切替時のシヨツクが大幅に軽
減されるものである。そのため、商用電源の容量
を小さく設定することが可能となる。
Meanwhile, in parallel with this operation, the inverter 2 receives a signal from the control switching command generation circuit 17 and rapidly increases the oscillation frequency to a point c at which the compressor 5 reaches the rated rotational speed N0 . When the rotational speed of the motor 4 reaches the value at point c, the phase adjuster 18 is operated to completely synchronize the output of the inverter 2 with the phase and frequency of the commercial power supply.
When synchronization is achieved, contact MC 2 of power supply switching section 3 is turned on in response to a signal from inverter 2, and parallel operation is performed using the output of inverter 2 and the commercial power supply. After that, after a predetermined period of time in which it is expected that the contacts etc. are completely operated, the contacts of the power supply switching unit 3
Turn off MC 1 and switch to running only on commercial power. The reason for providing a period of parallel operation using the inverter output and the commercial power supply during switching is to reduce the rush current at the time of switching, and the power supply to the motor 4 is continuously switched without being in an open state. Therefore, the shock at the time of switching is greatly reduced. Therefore, it is possible to set the capacity of the commercial power supply to a small value.

しかして、上記の動作によりコンプレツサ5の
容量制御はインバータ制御から吸気閉塞制御に完
全に切り替えられ、負荷率が100%(点d)とな
る重負荷領域まで、コンプレツサ5はほぼ定格回
転数のまま吸気閉塞部7の動作により圧力の調整
が行われる。以上の動作を第3図で順を追つて示
せば、a→→b→→c→→dとなる。
As a result of the above operation, the capacity control of the compressor 5 is completely switched from inverter control to intake blockage control, and the compressor 5 remains at almost the rated rotation speed until the heavy load region where the load factor is 100% (point d). The pressure is adjusted by the operation of the intake blocker 7. If the above operations are shown in sequence in FIG. 3, the sequence becomes a→→b→→c→→d.

次に、重負荷状態から消費空気量が減少して
軽・中間負荷状態に移行する場合について説明す
る。第3図において、点d側より負荷率が下がる
とコンプレツサ5の回転数はほぼ定格回転のまま
状態が推移して行く。そして、インバータ制御と
吸気閉塞制御の効率が逆転する点cに達すると、
消費空気量検出回路16および制御切替指令発生
回路17の動作によりその旨が検出され、制御切
替指令発生回路17からインバータ2および吸気
閉塞部7に対し切替信号が与えられる。しかし
て、インバータ2は制御切替指令発生回路17か
らの動作信号を受け、それまで停止していた発振
動作を再開し、位相調整器18の動作により商用
電源と位相、周波数の完全に一致した出力を送出
する。そして、インバータ2がスタンバイすると
インバータ2からの信号を受けて電源切替部3の
接点MC1がオンに転じられてモータ4は並列運
転状態となり、所定の時間経過後に電源切替部3
の接点MC2はオフに転じられ、インバータ制御
に切り替えられる。よつて、以後はインバータ2
の出力によりモータ4は負荷率に応じた回転数に
制御されることとなる。また、これと同時に、吸
気閉塞部7は制御切替指令発生回路17から動作
停止指令を受けて吸気閉塞弁を全開とする。な
お、上記の切替の際にもインバータ出力と商用電
源による並列運転の期間を設け、モータ4の電源
は開放状態とされることなく連続的に切替が行わ
れるので、突入電流の低減が可能となる。しかし
て、以上の動作を第3図で順を追つて示せば、d
→→c→b→→aとなる。
Next, a case where the air consumption decreases from a heavy load state to a light/intermediate load state will be described. In FIG. 3, when the load factor decreases from the point d side, the rotational speed of the compressor 5 remains almost at the rated rotational speed. Then, when reaching point c, where the efficiency of inverter control and intake blockage control is reversed,
This fact is detected by the operations of the consumed air amount detection circuit 16 and the control switching command generation circuit 17, and the control switching command generation circuit 17 provides a switching signal to the inverter 2 and the intake blocker 7. In response to the operation signal from the control switching command generation circuit 17, the inverter 2 resumes the oscillation operation that had been stopped until then, and by the operation of the phase adjuster 18, the inverter 2 outputs an output whose phase and frequency completely match those of the commercial power supply. Send out. Then, when the inverter 2 goes into standby, contact MC 1 of the power switching section 3 is turned on in response to a signal from the inverter 2, and the motor 4 enters the parallel operation state, and after a predetermined period of time, the power switching section 3
Contact MC 2 is turned off and switched to inverter control. Therefore, from now on, inverter 2
The motor 4 is controlled to a rotation speed according to the load factor by the output. At the same time, the intake blocker 7 receives an operation stop command from the control switching command generation circuit 17 and fully opens the intake block valve. Furthermore, during the above switching, there is also a period of parallel operation using the inverter output and the commercial power supply, and the power supply to the motor 4 is switched continuously without being left in an open state, making it possible to reduce inrush current. Become. However, if the above operations are shown step by step in Figure 3, d
→→c→b→→a.

また、第4図は他の実施例を示したものであ
り、電源切替部3の接点MC2とモータ4の接続
経路中にフイルタ19を挿入し、電源切替部3の
接点MC1と反転動作する接点MC′1によりフイル
タ19の両端を短絡するようにして、インバータ
出力と商用電源による並列運転の期間においてイ
ンバータ2の出力に含まれる高調波成分がライン
に漏れ出ないようにしたものである。なお、他の
構成は第2図に示したものと同様である。
Further, FIG. 4 shows another embodiment, in which a filter 19 is inserted into the connection path between contact MC 2 of power supply switching unit 3 and motor 4, and contact MC 1 of power supply switching unit 3 and reverse operation are inserted. Both ends of the filter 19 are short-circuited by the contact MC' 1 , which prevents harmonic components contained in the output of the inverter 2 from leaking into the line during the period of parallel operation between the inverter output and the commercial power supply. . Note that the other configurations are similar to those shown in FIG. 2.

次に、第5図は、本発明を適用する際に必要以
上に制御の切替が起こらないようにするための処
理をフローチヤートで示したものである。すなわ
ち、消費空気量の変化にあまりに忠実に反応する
と、例えば一時的な変動に対しても制御の切替が
行われることになり、このような頻繁な切替動作
は効率向上というよりも、かえつて装置の劣化に
つながるからである。
Next, FIG. 5 is a flowchart showing a process for preventing unnecessary control switching when applying the present invention. In other words, if you respond too faithfully to changes in the amount of air consumed, the control will be switched even in response to temporary fluctuations, for example, and such frequent switching operations will not improve efficiency, but will instead reduce the efficiency of the equipment. This is because it leads to deterioration.

第5図において、ステツプ100で動作が開始
されると、ステツプ101で現時点における制御
を確認し、インバータ制御である場合にはステツ
プ102に、吸気閉塞制御である場合にはステツ
プ105に移行する。そして、ステツプ102,
105では現在行われている制御を変更する必要
がある領域に入つているかどうかを消費空気量に
より確認し、切替の必要がない場合はステツプ1
01に戻り、切替の必要が生じた場合はステツプ
103,106に夫々移行する。次いで、ステツ
プ103,106においては、負荷率の変化が生
じて制御を切り替える必要が生じてから一定時間
を経過したかどうかを確認し、一時的な変動のた
め切替必要領域に一定時間以上ない場合にはステ
ツプ101に戻り、一定時間以上の定常的なもの
である場合にはステツプ104,107に夫々移
行して現在行われている制御を切り替える。
In FIG. 5, when the operation is started in step 100, the current control is confirmed in step 101, and if it is inverter control, the process moves to step 102, and if it is intake occlusion control, the process moves to step 105. Then, step 102,
In step 105, it is checked based on the amount of air consumption whether the current control is in a region where it is necessary to change it, and if there is no need to change, step 1 is performed.
The process returns to step 01, and if switching becomes necessary, the process proceeds to steps 103 and 106, respectively. Next, in steps 103 and 106, it is checked whether a certain period of time has elapsed since a change in the load factor occurred and it became necessary to switch control, and if the change is not in the area requiring switching for more than a certain period of time due to a temporary change. Then, the process returns to step 101, and if the current condition is constant for a certain period of time or longer, the process proceeds to steps 104 and 107, respectively, to switch the control currently being performed.

しかして、上記の機能を第2図および第4図に
おける制御切替指令発生回路17に含ませること
により適用が可能である。
Therefore, the above function can be applied by including it in the control switching command generation circuit 17 shown in FIGS. 2 and 4.

(発明の効果) 以上のように本発明にあつては、電動圧縮機の
吐出空気量を制御するものにおいて、電動圧縮機
の回転数制御を行うインバータ制御と吸気閉塞弁
により吸入空気量を制御する吸気閉塞制御とを電
動圧縮機の負荷率に対しモータの入力が小さくな
るように切り替え、かつ切替に際してインバータ
出力と商用電源の位相、周波数を完全に同期させ
た状態での並列運転期間を設け、モータの電源を
開放することなく切替を行うようにしたので、吐
出圧力の精密制御が可能で、しかも全負荷領域に
わたつて高効率を維持でき、省エネ効果の高い電
動圧縮機を提供することができる。
(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, in the device that controls the discharge air amount of an electric compressor, the intake air amount is controlled by the inverter control that controls the rotation speed of the electric compressor and the intake blockage valve. The intake blockage control is switched so that the motor input is small relative to the load factor of the electric compressor, and at the time of switching, a parallel operation period is provided in which the phase and frequency of the inverter output and commercial power supply are completely synchronized. To provide an electric compressor with high energy-saving effect, which enables precise control of discharge pressure by switching without disconnecting the power to the motor, and maintains high efficiency over the entire load range. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来から存在する制御の負荷率とモー
タ入力との関係を示す図、第2図は本発明の一実
施例を示すブロツク図、第3図は第2図の実施例
の動作説明図、第4図は本発明の他の実施例を示
すブロツク図、第5図は制御の安定化を図るため
の処理を示すフローチヤートである。 1……端子、2……インバータ、3……電源切
替部、4……モータ、5……コンプレツサ、6…
…吸気口、7……吸気閉塞部、8……レシーバタ
ンク、9……サービスバルブ、10……吐出口、
11……側路、12……圧力センサ、13……誤
差増幅回路、14……信号処理回路、15……圧
力設定器、16……消費空気量検出回路、17…
…制御切替指令発生回路、18……位相調整器、
19……フイルタ、MC1,MC2,MC′1……接点、
MCB……ブレーカ。
Fig. 1 is a diagram showing the relationship between the conventional control load factor and motor input, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is an explanation of the operation of the embodiment of Fig. 2. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart showing processing for stabilizing control. 1...Terminal, 2...Inverter, 3...Power switching section, 4...Motor, 5...Compressor, 6...
...Intake port, 7...Intake blockage part, 8...Receiver tank, 9...Service valve, 10...Discharge port,
11... Side path, 12... Pressure sensor, 13... Error amplifier circuit, 14... Signal processing circuit, 15... Pressure setting device, 16... Air consumption amount detection circuit, 17...
...Control switching command generation circuit, 18...Phase adjuster,
19... Filter, MC 1 , MC 2 , MC' 1 ... Contact,
MCB... Breaker.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 吐出圧力に応じて吸気閉塞弁を開閉し吸入空
気量を制御する吸気閉塞部7と、モータ4に連結
し駆動するコンプレツサ5とを備えた電動圧縮機
において、 モータ4の電源端子を電源切替部3に接続する
と共に、電源切替部3はインバータ2からの信号
によりインバータ2と商用電源とに電源を切替え
るよう構成し、 モータ4に印加される交流電源の周波数と入力
電流から、または吐出空気の流路中に設けた流量
計により消費空気量を検出する消費空気量検出回
路16と、 この消費空気量検出回路16からの出力信号を
受けて制御切替信号をインバータ2と吸気閉塞部
7とに与える制御切替指令発生回路17と、 圧縮空気の吐出経路に設けられた圧力センサ1
2からの圧力信号により吐出圧力に応じた周波数
設定信号をインバータ2に出力する信号処理回路
14と、 インバータ2の入出力端子に接続され、インバ
ータ2と商用電源との切替え時にインバータ2の
位相及び周波数を商用電源と一致させる位相調整
器18とを備え、 負荷率が一定値以下の軽・中間負荷時において
は、消費空気量検出回路16からの出力信号によ
つて制御切替指令発生回路17はインバータ制御
への切替信号をインバータ2と吸気閉塞部7とに
発し、インバータ2は電源切替部3に信号を与え
電源をインバータ2に切替えさせ、吸気閉塞部7
は吸気閉塞弁を全開にし、圧力センサ12の圧力
信号に基づいて信号処理回路14は周波数設定信
号を出力してインバータ2の回転数を制御するイ
ンバータ制御とし、 負荷率が一定値を越えた重負荷時になると、消
費空気量検出回路16からの出力信号によつて制
御切替指令発生回路17は吸気閉塞制御への切替
信号をインバータ2と吸気閉塞部7とに発し、イ
ンバータ2は電源切替部3に信号を与え電源を商
用電源に切替えさせ、吸気閉塞部7は動作を開始
して吸入空気量を制御する吸気閉塞制御に切替
え、 負荷率に応じてインバータ制御と吸気閉塞制御
を切替える際に、インバータ2の出力と商用電源
の位相、周波数を一致させた状態で並列運転期間
を設け、モータ4の電源を開放することなく切替
えを行うことを特徴とする電動圧縮機。 2 インバータ2と商用電源による並列運転期間
において、商用電源とモータ4との接続経路にフ
イルターを挿入したことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の電動圧縮機。
[Claims] 1. An electric compressor comprising an intake blocker 7 that opens and closes an intake blocker valve according to discharge pressure to control the amount of intake air, and a compressor 5 connected to and driven by a motor 4, comprising: The power supply terminal of the motor 4 is connected to the power supply switching section 3, and the power supply switching section 3 is configured to switch the power supply between the inverter 2 and the commercial power supply according to a signal from the inverter 2, and the frequency and input of the AC power applied to the motor 4 are connected. A consumption air amount detection circuit 16 detects the amount of air consumption from the current or by a flow meter provided in the discharge air flow path, and an inverter 2 receives an output signal from this air consumption amount detection circuit 16 and sends a control switching signal to the inverter 2. and a control switching command generation circuit 17 that provides the control switching command to the air intake blocker 7, and a pressure sensor 1 provided in the compressed air discharge path.
A signal processing circuit 14 outputs a frequency setting signal according to the discharge pressure to the inverter 2 based on the pressure signal from the inverter 2; It is equipped with a phase adjuster 18 that matches the frequency with the commercial power supply, and when the load factor is light or medium load below a certain value, the control switching command generation circuit 17 is activated by the output signal from the consumed air amount detection circuit 16. A switching signal to inverter control is issued to the inverter 2 and the intake blocker 7, and the inverter 2 sends a signal to the power supply switching unit 3 to switch the power source to the inverter 2, and
The intake blockage valve is fully opened, and the signal processing circuit 14 outputs a frequency setting signal based on the pressure signal of the pressure sensor 12 to control the rotation speed of the inverter 2. When the load is applied, the control switching command generation circuit 17 issues a switching signal to the intake blockage control to the inverter 2 and the intake blockage section 7 based on the output signal from the consumed air amount detection circuit 16, and the inverter 2 switches to the power supply switching section 3. A signal is given to switch the power supply to the commercial power supply, the intake blockage section 7 starts operating and switches to intake blockage control that controls the amount of intake air, and when switching between inverter control and intake blockage control according to the load factor, An electric compressor characterized in that a parallel operation period is provided in a state where the output of an inverter 2 and the phase and frequency of a commercial power source are matched, and switching is performed without disconnecting the power source of a motor 4. 2. The electric compressor according to claim 1, wherein a filter is inserted in the connection path between the commercial power source and the motor 4 during the parallel operation period between the inverter 2 and the commercial power source.
JP59060071A 1984-03-28 1984-03-28 Control system for motor-driven compressor Granted JPS60204291A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006200465A (en) * 2005-01-21 2006-08-03 Kobe Steel Ltd Refrigeration device
JP2007085360A (en) * 1996-02-19 2007-04-05 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Method for operating screw compressor

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JP2007085360A (en) * 1996-02-19 2007-04-05 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Method for operating screw compressor
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