JPH07208371A - Inverter-driven screw compressor - Google Patents

Inverter-driven screw compressor

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JPH07208371A
JPH07208371A JP193594A JP193594A JPH07208371A JP H07208371 A JPH07208371 A JP H07208371A JP 193594 A JP193594 A JP 193594A JP 193594 A JP193594 A JP 193594A JP H07208371 A JPH07208371 A JP H07208371A
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JP
Japan
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inverter
power
compressor
abnormality
electric motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP193594A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirochika Kametani
裕敬 亀谷
Kazuaki Shiiki
和明 椎木
Yuji Kamiya
裕治 紙屋
Hiroyuki Matsuda
洋幸 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH07208371A publication Critical patent/JPH07208371A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To secure emergency operation without an inverter, at the time of abnormality occrrence of the inverter, by providing the inverter with function of abnormality diagnosis and of outputting information notifying abnormality occurrence, and operating a power switch based on the information. CONSTITUTION:A power switch 7 is normally set to the side of supplying power to an inverter, and an electric machine 3 is driven by an output of the inverter 4. When abnormality occurs at the inverter 4, the inverter 4 generates an abnormality occurrence signal, and simultaneously stops its output. Upon reception of the abnormality occurrence signal, the power switch 7 changes over the output connected to the inverter 4 to a bypass power line 8 instantaneously. When inverter operation is disabled, circuit excluding the inverter can be formed to succeed emergency operation in which the electric machine is directly driven by commercial power. It is thus possible to stop supply of compressed gas.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は圧縮機に係り、特に、被
圧縮気体の消費量が増減してもインバータによる回転速
度の増減により吐出圧力を一定に制御する機能を有する
可変容量形スクリュー圧縮機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor, and more particularly, to a variable displacement screw compressor having a function of controlling the discharge pressure to a constant value by increasing or decreasing the rotational speed of an inverter even if the consumption of compressed gas increases or decreases. Regarding the machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧縮機の基本的な機能は気体を吸入して
圧縮し、吐出することである。圧縮した気体(以下、被
圧縮気体と称する。空気である場合が多いが、化学プラ
ント用などで他の気体を圧縮することもある)の吐出圧
力は一定であることが望ましいが、その使用量が刻々変
化することが多いので一定に保つことは次に述べるよう
に難しい。すなわち、例えば被圧縮気体の使用量が一定
で持続し吐出圧力が目的の値に一致している定常状態か
ら使用量が急に増加した場合には圧縮機の吐出容量が不
足し吐出圧力が低下するし、逆に使用量が減少した場合
には被圧縮気体が余剰となり吐出圧力が高くなってしま
う。旧来は圧縮機の吐出圧力は精密に一定値にせずと
も、ある圧力幅の範囲内での変動は許されてきた。しか
し、最近は吐出圧力精度向上の要求があり、また省エネ
ルギの観点から必要以上の圧縮は望ましくないという傾
向にある。よって、圧縮機は被圧縮気体の使用量に応じ
て吐出量を加減する能力を持つこと、すなわち、可変容
量で、吐出圧一定の制御が可能であることが望まれてい
る。
2. Description of the Related Art The basic function of a compressor is to inhale, compress, and discharge gas. It is desirable that the discharge pressure of compressed gas (hereinafter referred to as compressed gas. It is often air, but other gases may be compressed for chemical plants, etc.) is constant, but the amount used It is difficult to keep it constant, as described below, because it often changes every moment. That is, for example, when the amount of compressed gas used is constant and the discharge pressure matches the target value, and when the amount of use suddenly increases from the steady state, the discharge capacity of the compressor becomes insufficient and the discharge pressure decreases. However, conversely, when the usage amount decreases, the compressed gas becomes excessive and the discharge pressure becomes high. In the past, the discharge pressure of the compressor was allowed to fluctuate within a certain pressure range even if it was not precisely fixed. However, recently, there is a demand for improvement of discharge pressure accuracy, and there is a tendency that excessive compression is not desirable from the viewpoint of energy saving. Therefore, it is desired that the compressor has the ability to adjust the discharge amount according to the usage amount of the compressed gas, that is, it is possible to control the discharge pressure at a constant value with a variable capacity.

【0003】従来の圧縮機では、吐出端に設けた被圧縮
気体容器(被圧縮気体が空気である場合には空気槽と呼
ばれる)を経由して被圧縮気体を外部に供給し、その容
器の内部圧力が設定下限値を割ったら圧縮機を起動さ
せ、設定上限値を越えたら圧縮機を停止させるオンオフ
制御を採用している。この方法は簡単なので広く普及し
ているが、吐出圧力の変動幅が大きいので、精密な吐出
圧力が要求される用途には使用困難である。また、被圧
縮気体容器は概して大きく場所をとるという欠点があ
る。
In a conventional compressor, a compressed gas is supplied to the outside via a compressed gas container (in the case where the compressed gas is air, it is called an air tank) provided at the discharge end, and the compressed gas is supplied to the outside. It employs on / off control that starts the compressor when the internal pressure falls below the set lower limit and stops the compressor when it exceeds the set upper limit. Since this method is simple and widely used, the fluctuation range of the discharge pressure is large, so that it is difficult to use for applications requiring a precise discharge pressure. In addition, the compressed gas container generally has a disadvantage that it requires a large space.

【0004】吐出圧力を一定に保つには変動する使用量
に対して吐出量を追従させることが必要である。そのた
め吐出量を制御する手段として、特開昭55−164792号公
報にはインバータによりスクリュー圧縮機の回転数を制
御し容量を可変とする方法が示されている。本公知例で
は負荷データ検出センサで負荷量を検出し、フィードバ
ック制御に利用する方法について具体的に述べられてい
る。しかし、本公知例は正常運転についてのみ、記載さ
れており、インバータの異常発生の可能性については触
れておらず、その回避方法あるいは発生時の対応手段に
ついても言及していない。
In order to keep the discharge pressure constant, it is necessary to make the discharge amount follow the varying usage amount. Therefore, as means for controlling the discharge amount, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-164792 discloses a method of controlling the rotation speed of a screw compressor by an inverter to make the capacity variable. In this known example, a method of detecting a load amount by a load data detection sensor and using it for feedback control is specifically described. However, this known example describes only the normal operation, does not mention the possibility of the abnormality of the inverter, and does not mention the avoidance method or the countermeasure when it occurs.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】安定した被圧縮気体の
供給は非常に重要であり、その中断や途絶は重大な損害
を及ぼす。例えば、生産工場における圧縮空気は電気と
同様に必須のエネルギ供給源であり、その中断は生産の
停止を意味する。そのため、圧縮機は高い信頼性を要求
される機械として、その技術が培われてきた。
A stable supply of compressed gas is very important, and its interruption or interruption causes serious damage. For example, compressed air in a production plant is an essential energy source as well as electricity, and its interruption means stopping production. Therefore, the technology of the compressor has been cultivated as a machine that requires high reliability.

【0006】インバータ駆動スクリュー圧縮機は従来か
らのスクリュー圧縮機にインバータを搭載し近年実用化
が図られてきた。長い伝統を持つ圧縮機本体や電動機に
比較して、開発途上にあるインバータは信頼性の点で及
ばない。また、過負荷や不測の事態にはインバータが一
番最初にダメージを受けることが多い。
Inverter-driven screw compressors have been put into practical use in recent years by mounting an inverter on a conventional screw compressor. Compared to compressors and electric motors, which have a long tradition, inverters in the process of development are inferior in terms of reliability. In addition, the inverter is often the first to be damaged in the event of overload or contingency.

【0007】したがって、インバータ駆動圧縮機では、
圧縮機本体に問題が無い場合であっても、インバータの
異常や故障により圧縮機全体が停止してしまう可能性が
ある。
Therefore, in the inverter-driven compressor,
Even if there is no problem with the compressor body, there is a possibility that the compressor as a whole will stop due to an abnormality or failure of the inverter.

【0008】本発明の目的はインバータの異常発生時に
もインバータを用いない応急運転を確保し、高い信頼性
で被圧縮気体を供給することのできる圧縮機を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a compressor capable of ensuring emergency operation without using the inverter even when an abnormality occurs in the inverter and supplying the compressed gas with high reliability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の手段を用いる。
In order to achieve the above object, the present invention uses the following means.

【0010】本圧縮機に外部から入力された電力線は安
全確保を目的とする漏電遮断器等を経て、電力切替器の
入力端に接続される。電力切替器は二つの出力端を有
し、外部からの指令により、いずれか一方を入力端と接
続する機能を有する。出力端の一方は通常時用でインバ
ータを経由し、他方は異常発生時用でバイパス電力線を
経由して電動機に導かれる。
The power line input from the outside to the present compressor is connected to the input end of the power switch through a leakage breaker for the purpose of ensuring safety. The power switching device has two output terminals and has a function of connecting one of them to an input terminal according to a command from the outside. One of the output terminals is for normal use and goes through the inverter, and the other one is for occurrence of abnormality and is guided to the electric motor through the bypass power line.

【0011】インバータは異常診断機能を有し、インバ
ータ自身の異常や過剰な供給電流や入力電圧の低下など
を感知することができる。同時に、異常発生を示す情報
をインバータ外へ出力する機能も合わせ持つ。
The inverter has an abnormality diagnosing function and can detect an abnormality of the inverter itself, an excessive supply current, a decrease in input voltage, and the like. At the same time, it also has a function of outputting information indicating an abnormality occurrence to the outside of the inverter.

【0012】また、以下の手段を併せて用いると、本発
明の機能を増すことができる。
The functions of the present invention can be increased by using the following means together.

【0013】スクリュー圧縮機本体の被圧縮気体吸入口
に吸入絞り弁を備える。吸入絞り弁は外部からの指令に
より、被圧縮気体の流入量を制限することにより、吐出
量を制御することができる。
A suction throttle valve is provided at the compressed gas suction port of the screw compressor body. The suction throttle valve can control the discharge amount by limiting the inflow amount of the compressed gas according to a command from the outside.

【0014】さらに、通常の運転時にインバータで商用
電力よりも高い周波数を電動機に供給している場合に
は、電動機は極数切替機能を有する誘導電動機であり、
異常発生時を示す情報により、極数を減らす回路を持た
せると良い。
Furthermore, when the inverter supplies a frequency higher than the commercial power to the electric motor during normal operation, the electric motor is an induction motor having a pole number switching function,
It is advisable to provide a circuit for reducing the number of poles according to the information indicating the occurrence of abnormality.

【0015】[0015]

【作用】通常の運転では、電力切替器はインバータ側を
選択し電力を供給する。インバータは入力した商用電力
の周波数と電圧を変換し電動機に供給する。その周波数
は制御手段によって、吐出圧力を目標値に一致させるべ
く指示された値である。
In normal operation, the power switch selects the inverter side to supply power. The inverter converts the input commercial power frequency and voltage and supplies it to the electric motor. The frequency is a value instructed by the control means to match the discharge pressure with the target value.

【0016】インバータの故障や過剰電流などの異常が
発生し、インバータによる運転が困難となった場合に
は、インバータの異常診断機能が判断し、異常が発生し
たという情報を出力する。電力切替器はその情報を受け
取ると電力供給先をインバータからバイパス電力線に切
替えると同時にインバータを停止させる。電動機はイン
バータを経由せず、直接商用電力で駆動されるので、イ
ンバータが停止しても圧縮機の運転は維持される。
When an inverter malfunction or an abnormality such as an excessive current occurs and the operation by the inverter becomes difficult, the abnormality diagnosis function of the inverter judges and outputs the information that the abnormality has occurred. When the power switch receives the information, it switches the power supply destination from the inverter to the bypass power line and simultaneously stops the inverter. Since the electric motor is directly driven by commercial power without passing through the inverter, the operation of the compressor is maintained even if the inverter stops.

【0017】外部の指令により開閉する吸入絞り弁を備
えたスクリュー圧縮機の場合には、電力切替器が切替え
られると同時に、吸入絞り弁にも異常発生の信号が送ら
れる。吸入絞り弁は通常時の回転速度が安定している定
常状態では開放されている。一方、異常時には吐出圧力
に応じて開閉がなされ、吸入量を制限し、吐出圧力を一
定値に近付ける吸入絞り弁制御がなされる。吸入絞り弁
制御は従来の吐出量制御方法であり、信頼性が高く確実
に動作する。
In the case of a screw compressor having an intake throttle valve that opens and closes according to an external command, the power switch is switched, and at the same time, an abnormality occurrence signal is sent to the intake throttle valve. The suction throttle valve is opened in a steady state where the rotation speed is stable during normal operation. On the other hand, at the time of abnormality, the intake throttle valve control is performed which opens and closes according to the discharge pressure to limit the suction amount and bring the discharge pressure close to a constant value. The suction throttle valve control is a conventional discharge amount control method and operates reliably and reliably.

【0018】通常の運転時にインバータで高周波化した
電力を電動機に供給している場合には、電動機を商用電
力で直接駆動すると回転速度が低下し、圧縮機の能力が
十分活かされない。そこで、電動機に極数切替機能を持
たせ、異常発生時を示す信号により極数を減らす回路を
持たせると、駆動周波数の低下を極数の削減で補い、回
転速度を低下させず、あるいは低下してもその度合は小
さい。そのため、圧縮機本体の能力を有効に活用するこ
とができる。また、通常時にインバータで周波数を減じ
て供給する場合には上記の逆の作用により回転速度を抑
える。
When the inverter is supplied with high-frequency electric power during normal operation, when the electric motor is directly driven by commercial electric power, the rotation speed is reduced and the compressor capacity is not fully utilized. Therefore, if the motor is provided with a pole number switching function and a circuit that reduces the number of poles by a signal indicating the occurrence of an abnormality is provided, the reduction in the drive frequency is compensated by the reduction in the number of poles, and the rotation speed is not reduced or reduced. However, the degree is small. Therefore, the capacity of the compressor body can be effectively utilized. Further, when the frequency is reduced by the inverter and supplied in the normal state, the rotation speed is suppressed by the opposite action.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図1を用いて、本発明の第一の実施例
を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0020】図1は本実施例の空気用のインバータ駆動
スクリュー圧縮機の系統図である。圧縮機1は圧縮機本
体2といくつかの補機から構成される。圧縮機本体2は
容積式圧縮機の一種であるスクリュー式圧縮機なので、
回転速度に比例して吐出容量を増減できる。圧縮機本体
2は回転動力を電動機3によって供給されてスクリュー
ロータが回転することにより動作し、空気を吸入口11
から吸いこみ、圧縮した後に吐出口12から吐き出す。
電動機3は誘導電動機でインバータ4から三相交流を供
給されることにより回転する。インバータ4は制御装置
5からの速度指令を受け、外部から供給される商用交流
電力6を指令された周波数と電圧に変換して出力でき
る。
FIG. 1 is a system diagram of an inverter-driven screw compressor for air of this embodiment. The compressor 1 is composed of a compressor body 2 and some auxiliary machines. Since the compressor body 2 is a screw type compressor which is a kind of positive displacement type compressor,
The discharge capacity can be increased or decreased in proportion to the rotation speed. The compressor body 2 operates by the rotation power supplied by the electric motor 3 and the rotation of the screw rotor, and the air is sucked into the suction port 11
It is sucked in from the nozzle, compressed, and then discharged from the discharge port 12.
The electric motor 3 is an induction motor and is rotated by being supplied with a three-phase alternating current from the inverter 4. The inverter 4 receives the speed command from the control device 5, converts the commercial AC power 6 supplied from the outside into the commanded frequency and voltage, and outputs the commanded frequency and voltage.

【0021】商用交流電力6は外部から圧縮機1内部に
導かれ、安全のための漏電ブレーカ(図示せず)などを
経て、電力切替器7の入力端子に至る。電力切替器7は
二つの出力端子を備え、外部からの信号により出力端子
の一方を選択し入力端子と接続する機能を持つ。出力端
子の一方はインバータ4の一次側端子(電力入力端子)へ
配線され、さらにインバータ4の二次側端子(電力出力
端子)から電動機3の端子に配線される。電力切替器7
の他方の出力端子からはインバータ4を経由せず、バイ
パス電力線8を経て、直接に同じ電動機3の端子に接続
される。なお、本図では電力線を一本の白抜き矢印で示
したが、実際は三相交流なので三線を成す。
The commercial AC power 6 is introduced into the compressor 1 from the outside and reaches an input terminal of the power switch 7 via a leakage breaker (not shown) for safety. The power switch 7 has two output terminals, and has a function of selecting one of the output terminals according to a signal from the outside and connecting it to the input terminal. One of the output terminals is wired to the primary side terminal (power input terminal) of the inverter 4, and further wired from the secondary side terminal (power output terminal) of the inverter 4 to the terminal of the electric motor 3. Power switch 7
The other output terminal is directly connected to the same terminal of the electric motor 3 via the bypass power line 8 without passing through the inverter 4. In this figure, the power line is shown by a single white arrow, but since it is a three-phase alternating current, it forms three lines.

【0022】インバータ4の異常時信号出力端子と電力
切替器7の切替信号入力端子は信号線9で結ばれる。
A signal line 9 connects the abnormal signal output terminal of the inverter 4 and the switching signal input terminal of the power switch 7.

【0023】圧縮機本体2の吸入口11の上流側に吸入
絞り弁14が備えられ、吐出圧力のフィードバック配管
15が吐出管16から導かれる。吸入絞り弁14は吐出
圧力によって開閉し、吐出圧力が高いほど吸入量を絞
り、吐出圧力が上がりすぎるのを防ぐ機能をもつ。ま
た、吸入絞り弁より上流側にエアクリーナ13が備えら
れる。
A suction throttle valve 14 is provided on the upstream side of the suction port 11 of the compressor main body 2, and a discharge pressure feedback pipe 15 is led from a discharge pipe 16. The suction throttle valve 14 opens and closes according to the discharge pressure, and has a function of reducing the suction amount as the discharge pressure is higher, and preventing the discharge pressure from rising too high. An air cleaner 13 is provided on the upstream side of the intake throttle valve.

【0024】本実施例の空気圧縮機は以下のように動作
する。電力切替器7は通常時にはインバータ4に電力を
供給する側に設定され、電動機3はインバータ4の出力
電力によって駆動される。
The air compressor of this embodiment operates as follows. The power switch 7 is normally set on the side that supplies power to the inverter 4, and the electric motor 3 is driven by the output power of the inverter 4.

【0025】通常の圧縮機運転中に起こる使用空気量の
変動に対して次のように制御系が動作する。使用空気量
が一定である定常状態から使用空気量が増すと吐出配管
16内部の圧力が下降する。圧力センサ21によって吐
出圧力は常に監視されており、圧力降下が起きるとすぐ
に制御装置5にその情報が送られる。制御装置5は受け
取った情報に基づいて圧縮機吐出量の増加と増加すべき
量を判断しインバータ4に吐出量増加分にみあった加速
を指令する。指令によるインバータ4の出力電力の周波
数増加に伴い電動機3とそれに連動する圧縮機本体2の
回転速度が増加し、それに比例して吐出量も増加する。
吐出配管7に流れ込む空気量が増加するので、内部圧力
は上昇し目的とする値に回復する。
The control system operates as follows with respect to fluctuations in the amount of air used during normal compressor operation. When the amount of air used increases from the steady state where the amount of air used is constant, the pressure inside the discharge pipe 16 decreases. The discharge pressure is constantly monitored by the pressure sensor 21, and the information is sent to the control device 5 as soon as a pressure drop occurs. Based on the received information, the control device 5 judges the increase of the compressor discharge amount and the amount to be increased, and commands the inverter 4 to perform the acceleration corresponding to the increase of the discharge amount. As the frequency of the output power of the inverter 4 increases according to the command, the rotation speeds of the electric motor 3 and the compressor main body 2 interlocked therewith increase, and the discharge amount increases in proportion thereto.
Since the amount of air flowing into the discharge pipe 7 increases, the internal pressure rises and recovers the target value.

【0026】逆に、空気使用量が定常状態から減少した
場合には上記動作と逆に制御される。吐出圧力が目的値
よりも上昇すると、圧縮機本体2の回転速度ならびに吐
出量が抑制され、一時的に超過した吐出圧力が減少し目
的値に回復する。空気使用量の減少量が多く、吐出圧力
の規定値からの逸脱が大きい場合には、回転速度の低下
が間にあわないので、吸入絞り弁14が一時的に吸入量
を制限し、吐出圧の異常な上昇を抑える。
On the contrary, when the amount of air used decreases from the steady state, the operation is controlled in the reverse manner. When the discharge pressure rises above the target value, the rotation speed of the compressor body 2 and the discharge amount are suppressed, and the temporarily exceeded discharge pressure decreases and the target value is restored. When the amount of decrease in the amount of air used is large and the deviation of the discharge pressure from the specified value is large, the rotation speed does not decrease in time, so the suction throttle valve 14 temporarily limits the suction amount, and the discharge pressure becomes abnormal. Control the rise.

【0027】インバータ4に異常が発生した場合、ある
いはインバータ4以外の原因によりインバータ4の運転
継続が困難となった時、インバータ4は異常発生信号を
出力し、ほぼ同時に出力を停止する。この異常発生信号
を受けて、電力切替器7はインバータ4へ接続していた
出力をバイパス電力線8へ瞬時に切替える。この切替に
よって商用電力6が直接電動機3に送られる。電動機3
はインバータ4によらず、電源周波数の周波数に応じて
回転する。周波数が固定するために電動機3と圧縮機本
体2内部のスクリューロータの回転速度はほぼ一定値と
なる。
When an abnormality occurs in the inverter 4 or when it becomes difficult to continue the operation of the inverter 4 due to a cause other than the inverter 4, the inverter 4 outputs an abnormality occurrence signal and stops the output almost at the same time. In response to this abnormality occurrence signal, the power switch 7 instantly switches the output connected to the inverter 4 to the bypass power line 8. By this switching, the commercial power 6 is directly sent to the electric motor 3. Electric motor 3
Rotates depending on the frequency of the power supply frequency regardless of the inverter 4. Since the frequency is fixed, the rotation speeds of the electric motor 3 and the screw rotor inside the compressor main body 2 are substantially constant.

【0028】したがって、通常時と同様の回転速度を変
える吐出量の制御が不可能となる。そこで、回転速度制
御に代えて、インバータ非搭載の従来の空気圧縮機で行
われている吸入絞り弁による吐出量制御が行われる。こ
の吸入絞り制御は以下のように行われる。使用空気量が
減少し、吐出配管16内部の圧力が上昇すると、フィー
ドバック配管15を経て吐出圧が吸入絞り弁14に及
ぶ。吸入絞り弁14はこの吐出圧力が規定値以上である
と、その超過量に応じて流路をふさぎ、吐出量を抑え、
吐出圧の上昇を防ぐ。吸入絞り制御はエネルギ効率や吐
出圧力の精度の点でインバータ可変速制御に比較して劣
るが、応急運転としては要求を満足することができる。
また、吸入絞りが行われる吐出圧力規定値は可変速制御
時の設定圧力よりも高いので、通常時には吸入絞り弁は
開放のままとなり、可変速制御の支障とはならない。
Therefore, it becomes impossible to control the discharge amount for changing the rotation speed as in the normal state. Therefore, instead of the rotation speed control, the discharge amount control by the suction throttle valve, which is performed in the conventional air compressor without the inverter, is performed. This suction throttle control is performed as follows. When the amount of air used decreases and the pressure inside the discharge pipe 16 rises, the discharge pressure reaches the suction throttle valve 14 via the feedback pipe 15. When the discharge pressure is equal to or higher than the specified value, the suction throttle valve 14 closes the flow passage in accordance with the excess amount to suppress the discharge amount,
Prevents rise in discharge pressure. The suction throttle control is inferior to the inverter variable speed control in terms of energy efficiency and accuracy of discharge pressure, but the demand can be satisfied for emergency operation.
Further, since the discharge pressure regulation value at which the suction throttling is performed is higher than the set pressure at the time of variable speed control, the suction throttle valve normally remains open, which does not hinder the variable speed control.

【0029】本実施例によれば、比較的簡単な構成で、
本発明の目的を達成できる。さらに、吸入絞り弁は通常
時においても発生する急激な吐出圧上昇に対して、回転
速度制御の追従不可能な部分を補い、異常に高く危険な
圧力の発生を防ぐ働きをさせることができる。また、万
一制御装置の暴走により、空気使用量が少ないのに回転
速度が最高値となったとしても、吸入絞り弁が吸入量を
制限するので、危険なほど高い吐出圧力を発生すること
がない。したがって、安全性の高い圧縮機を実現するこ
とができる。
According to this embodiment, with a relatively simple structure,
The object of the present invention can be achieved. Further, the suction throttle valve can compensate for a portion of the rotational speed control that cannot be followed in response to a sudden increase in discharge pressure that normally occurs, and can function to prevent generation of abnormally high and dangerous pressure. In addition, even if the rotation speed reaches the maximum value even when the air usage amount is small due to the runaway of the control device, the suction throttle valve limits the suction amount, so that a dangerously high discharge pressure may be generated. Absent. Therefore, a highly safe compressor can be realized.

【0030】以下、図2を用いて、本発明の第二の実施
例を説明する。なお、第一の実施例と共通する部分や働
きについては説明を省略する。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. It should be noted that description of parts and functions common to those of the first embodiment will be omitted.

【0031】図2は本実施例の空気用のインバータ駆動
スクリュー圧縮機の系統図である。第一の実施例に備え
られたフィードバック配管は備えず、吸入絞り弁14は
電磁弁であり制御装置5の指令値で開閉する機能を有す
る。制御装置5はマイコンと入出力用のインターフェー
スそれに記憶装置からなり、予め組み込まれたプログラ
ムに従ってデータの読み込み,判断,記憶,指示の出力
などの動作をする。表示装置22は制御装置5の指示に
従い、圧縮機1の運転状態を使用者に伝達する手段で、
液晶あるいは発光式の表示装置である。
FIG. 2 is a system diagram of the inverter-driven screw compressor for air of this embodiment. The feedback pipe provided in the first embodiment is not provided, and the suction throttle valve 14 is a solenoid valve and has a function of opening and closing according to a command value of the control device 5. The control unit 5 comprises a microcomputer, an input / output interface and a storage unit, and performs operations such as data reading, judgment, storage, and instruction output according to a program incorporated in advance. The display device 22 is means for transmitting the operating state of the compressor 1 to the user according to the instruction of the control device 5,
It is a liquid crystal or light emitting display device.

【0032】本実施例は以下のように作用する。すなわ
ち、通常時は第一の実施例と同様に圧力センサで吐出圧
力をモニタしながら、制御装置5がインバータ4に回転
速度を指示し、吐出圧力を一定に制御する。
This embodiment operates as follows. That is, normally, while the discharge pressure is monitored by the pressure sensor as in the first embodiment, the control device 5 instructs the rotation speed to the inverter 4 and controls the discharge pressure to be constant.

【0033】インバータ4に異常が発生した場合、ある
いはインバータ4以外の原因によりインバータ4の運転
継続が困難となった時、インバータ4は異常発生信号を
制御装置5に出力し、ほぼ同時に出力を停止する。この
異常発生信号を受けて、制御装置5は電力切替器7に対
して、インバータ4へ接続していた出力をバイパス電力
線8へ瞬時に切替えるよう指示し、電力切替器7はすぐ
に実行する。この切替えによって商用電力6が直接電動
機3に送られる。電動機3はインバータ4によらず、電
源周波数の周波数に応じて回転する。周波数が固定する
ために電動機3と圧縮機本体2内部のスクリューロータ
の回転速度は一定値となる。
When an abnormality occurs in the inverter 4 or when it becomes difficult to continue the operation of the inverter 4 due to a cause other than the inverter 4, the inverter 4 outputs an abnormality occurrence signal to the control device 5 and stops the output almost at the same time. To do. In response to this abnormality occurrence signal, the control device 5 instructs the power switching unit 7 to instantly switch the output connected to the inverter 4 to the bypass power line 8, and the power switching unit 7 immediately executes. By this switching, the commercial power 6 is directly sent to the electric motor 3. The electric motor 3 rotates according to the frequency of the power supply frequency without depending on the inverter 4. Since the frequency is fixed, the rotation speeds of the electric motor 3 and the screw rotor inside the compressor body 2 are constant values.

【0034】したがって、通常時と同様の回転速度を変
化させての吐出量の制御が不可能となる。そこで、回転
速度制御に代えて、吸入絞り弁14による吐出量制御が
行われる。制御装置5は圧力センサ21で読み込んだ圧
力データを予め設定された吐出圧力の目標値と比較し、
不足の場合には吸入絞り弁14を開き、過剰の場合には
閉じる方向に制御することにより、吐出圧力を一定に制
御する。
Therefore, it becomes impossible to control the discharge amount by changing the rotation speed as in the normal state. Therefore, instead of the rotation speed control, the discharge amount control by the suction throttle valve 14 is performed. The control device 5 compares the pressure data read by the pressure sensor 21 with a preset target value of the discharge pressure,
When it is insufficient, the suction throttle valve 14 is opened, and when it is excessive, it is controlled in the closing direction so that the discharge pressure is controlled to be constant.

【0035】表示装置22は通常時は吐出圧力の設定値
とその時点での圧力センサ21で測定された実際の吐出
圧力,圧縮機能力に対する負荷の割合などを表示する。
また、異常発生時には異常の種類と対策手段,インバー
タ4をバイパスした応急運転に自動切替された場合には
そのことが表示される。
The display device 22 normally displays the set value of the discharge pressure, the actual discharge pressure measured by the pressure sensor 21 at that time, the ratio of the load to the compression function force, and the like.
Further, when an abnormality occurs, the type of the abnormality, countermeasures, and when the emergency operation that bypasses the inverter 4 is automatically switched, the fact is displayed.

【0036】本実施例によれば、圧縮機の状況の情報や
指示をすべて制御装置に集中しているので、運転プログ
ラムや設定値の変更のみで、圧縮機の特性を変えること
が可能である。また、フィードバック配管が不用で配管
系が簡素化できる。さらに使用者は表示装置にて圧縮機
の運転状況や異常発生時の対応を即座に知ることが出来
る。
According to the present embodiment, all the information and instructions on the condition of the compressor are concentrated in the control device, so it is possible to change the characteristics of the compressor only by changing the operating program and the set values. . In addition, since feedback piping is unnecessary, the piping system can be simplified. Furthermore, the user can immediately know the operating condition of the compressor and the response when an abnormality occurs on the display device.

【0037】以下、図3を用いて、本発明の第三の実施
例を説明する。なお、第一,二の実施例と共通する部分
や働きについては説明を省略する。
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. It should be noted that description of parts and functions common to the first and second embodiments will be omitted.

【0038】図3は本実施例の空気用のインバータ駆動
スクリュー圧縮機の系統図である。電動機3は極数切替
機能付きの誘導電動機であり、制御装置5の指示により
極数を変化する機能を有する。極数の切替は制御装置4
から電動機3に導かれた極数指示配線23によって伝達
される。なお、図3において電動機3は電動機本体に極
数切替に必要な電力素子やリレー等の付属機器を含むも
のとする。
FIG. 3 is a system diagram of the inverter-driven screw compressor for air of this embodiment. The electric motor 3 is an induction motor having a pole number switching function, and has a function of changing the pole number according to an instruction from the control device 5. Control device 4 for switching the number of poles
Is transmitted to the electric motor 3 by the pole number indicating wiring 23. Note that, in FIG. 3, the electric motor 3 includes an electric power device and an auxiliary device such as a relay necessary for switching the number of poles in the electric motor main body.

【0039】誘導電動機の性質として、負荷トルクの変
動に起因するすべりの増減での僅かな回転速度の変化を
除けば、回転速度は駆動周波数と極数で決まる。通常時
はインバータ4で駆動周波数を変化させることにより電
動機3の回転速度を変え、吐出量を制御している。圧縮
機の最大吐出量を得る時には回転速度も最高となる。そ
の時の駆動周波数は圧縮機本体2の性質から、商用電力
6の周波数(日本国内では50あるいは60Hz)より
も高いことが多い。そのため、応急運転時にインバータ
4を経由せず、商用電力6で直接に電動機3を駆動した
場合には、回転速度が最高値に達せず、圧縮機の全能力
を使うことができないという問題が生ずる。
As a property of the induction motor, the rotation speed is determined by the drive frequency and the number of poles, except for a slight change in the rotation speed due to the increase / decrease in the slip caused by the change in the load torque. Normally, the drive frequency is changed by the inverter 4 to change the rotation speed of the electric motor 3 to control the discharge amount. When obtaining the maximum discharge amount of the compressor, the rotation speed also becomes the highest. Due to the nature of the compressor body 2, the drive frequency at that time is often higher than the frequency of the commercial power 6 (50 or 60 Hz in Japan). Therefore, when the electric motor 3 is directly driven by the commercial electric power 6 without passing through the inverter 4 during the emergency operation, the rotation speed does not reach the maximum value, and there is a problem that the full capacity of the compressor cannot be used. .

【0040】そこで、本実施例では、次のように動作
し、この問題を解決する。制御装置5が応急運転に切替
る判断を下し、電力切替器7や吸入絞り弁14に指示を
送ると同時に電動機3にも極数の切替(例えば、4極か
ら2極へ)を指示する。すると、電動機に供給される電
力の周波数は低下するが、極数が減少するので回転速度
の低下を防止できる。
Therefore, in this embodiment, the following operation is performed to solve this problem. The control device 5 makes a determination to switch to the emergency operation, sends an instruction to the power switch 7 and the suction throttle valve 14, and at the same time instructs the electric motor 3 to switch the number of poles (for example, from 4 poles to 2 poles). . Then, the frequency of the electric power supplied to the electric motor is reduced, but the number of poles is reduced, so that the reduction of the rotation speed can be prevented.

【0041】本実施例によれば、圧縮機の最大出力時に
インバータで商用電力よりも高い周波数で電動機を回転
させている機種において、応急運転時でインバータによ
らない運転をする時であっても、圧縮機能力を十分に使
うことができる。
According to the present embodiment, in a model in which the electric motor is rotated by the inverter at a frequency higher than the commercial power at the maximum output of the compressor, even when the operation is performed without the inverter during the emergency operation. , The compression function power can be fully used.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によるインバータ駆動スクリュー
圧縮機はインバータや圧縮機本体、あるいは使用条件に
不具合が発生し、インバータの運転が持続できない時に
も、インバータを抜いた回路を構成し、商用電力で電動
機を直接駆動することによる応急運転により、運転を継
続することができる。したがって、被圧縮気体の供給を
途絶することがない。
The inverter-driven screw compressor according to the present invention constitutes a circuit without an inverter even when the inverter, the compressor body, or the operating condition cannot be maintained and the inverter cannot be continuously operated. The operation can be continued by an emergency operation by directly driving the electric motor. Therefore, the supply of the compressed gas is not interrupted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例の系統図。FIG. 1 is a system diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二の実施例の系統図。FIG. 2 is a system diagram of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三の実施例の系統図。FIG. 3 is a system diagram of a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…圧縮機、2…圧縮機本体、3…電動機、4…インバ
ータ、5…制御装置、6…商用交流電力、7…電力切替
器、8…バイパス電力線、9…信号線、11…吸入口、
12…吐出口、13…エアクリーナ、14…吸入絞り
弁、15…フィードバック配管、16…吐出配管、21
…圧力センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor, 2 ... Compressor main body, 3 ... Electric motor, 4 ... Inverter, 5 ... Control device, 6 ... Commercial AC power, 7 ... Power switching device, 8 ... Bypass power line, 9 ... Signal line, 11 ... Suction port ,
12 ... Discharge port, 13 ... Air cleaner, 14 ... Suction throttle valve, 15 ... Feedback pipe, 16 ... Discharge pipe, 21
… Pressure sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 洋幸 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Matsuda 390 Muramatsu, Shimizu City, Shizuoka Prefecture Hitachi Ltd. Air Conditioning Systems Division

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スクリュー圧縮機本体と、前記スクリュー
圧縮機を駆動する電動機と、前記電動機に周波数可変の
電力を供給するインバータと、前記インバータに出力周
波数を指示する制御手段を有するスクリュー圧縮機にお
いて、 前記インバータを経由せず商用電力を、直接、前記電動
機に供給するバイパス電力線と、前記インバータと前記
バイパス電力線のいずれか一方を前記電動機への電力供
給手段として選択する電力切替器を備え、前記インバー
タは異常診断機能ならびに異常発生を示す情報を出力す
る機能を有し、前記情報により前記電力切替器を動作さ
せる手段を備えたことを特徴とするインバータ駆動スク
リュー圧縮機。
1. A screw compressor having a screw compressor main body, an electric motor for driving the screw compressor, an inverter for supplying frequency-variable electric power to the electric motor, and a control means for instructing an output frequency to the inverter. A bypass power line that directly supplies commercial power to the electric motor without passing through the inverter, and a power switch that selects one of the inverter and the bypass power line as a power supply unit to the electric motor, The inverter-driven screw compressor is characterized in that the inverter has a function of diagnosing an abnormality and a function of outputting information indicating occurrence of an abnormality, and means for operating the power switching device according to the information.
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