JPS6271483A - Torque control type external vibrationproof type rotary compressor - Google Patents

Torque control type external vibrationproof type rotary compressor

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JPS6271483A
JPS6271483A JP60208613A JP20861385A JPS6271483A JP S6271483 A JPS6271483 A JP S6271483A JP 60208613 A JP60208613 A JP 60208613A JP 20861385 A JP20861385 A JP 20861385A JP S6271483 A JPS6271483 A JP S6271483A
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JP
Japan
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vibration
compressor
torque
rotation
rotary compressor
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Pending
Application number
JP60208613A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Nakamura
満 中村
Yozo Nakamura
中村 庸蔵
Shigeru Machida
茂 町田
Hiroaki Hatake
裕章 畠
Tsunehiro Endo
常博 遠藤
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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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To attain vibration damping and low noises extending over a wide revolution-number region by controlling the electromagnetic torque of an electrically operated element near a resonance point and in a low revolution region and damping vibrations by a vibration isolation effect by a vibrationproof material in a high revolution region. CONSTITUTION:A detecting signal 37 acquired by a gap sensor 34 is transmitted over a CPU 41 through an interface 40. A current value transmitted over an electrically operated element 2 for a compressor required for the variation of the speed of revolution after one turn to zero is arithmetically operated from speed variation at every moment at that time, and memorized previously to a RAM 42 up to a point of time when the data are needed. Data written to the RAM 42 are read by the CPU 41, and sent to a control section 44, and a chopper signal driving a base driver 45 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は密閉形もしくは半密閉形の回転圧縮機に係り、
特に電動機の電磁トルク制御と外部防振部材により低振
動化を図ったトルク制御式外部防振形回転圧縮機に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a hermetic or semi-hermetic rotary compressor,
In particular, the present invention relates to a torque-controlled external vibration-isolating rotary compressor that achieves low vibration through electromagnetic torque control of the electric motor and an external vibration-isolating member.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の圧縮機を防振対策の立場から見ると、内部防振形
と外部防振形に分けることができる。
When looking at conventional compressors from the perspective of anti-vibration measures, they can be divided into internal anti-vibration types and external anti-vibration types.

第11図は内部防振形圧縮機の1例としてレシプロ形圧
縮機を示したものである。このような内部防振形圧縮機
では、圧縮機の圧縮要素72または電動要素71(第1
1図では圧縮要素72)を収納ケース70゛に固定する
際にバネ等の防振材を介して取付け、ここで振動絶縁を
行った後に収納ケース70をベース(図示してない)に
支持材74を介して固定しているのが一般的である。し
たがって、内部防振形では圧縮機内部で発生する振動は
内部の防振材により大部分吸収され、収納ケース70か
ら支持材74を通してベースに伝達される加振力はそれ
ほど大きくはない。
FIG. 11 shows a reciprocating compressor as an example of an internal vibration-proof compressor. In such an internally vibration-isolated compressor, the compression element 72 or the electric element 71 (the first
In Figure 1, when fixing the compression element 72) to the storage case 70゛, it is attached via a vibration isolating material such as a spring, and after vibration isolation is performed here, the storage case 70 is attached to the base (not shown) with a supporting material. Generally, it is fixed via 74. Therefore, in the internal vibration isolation type, most of the vibration generated inside the compressor is absorbed by the internal vibration isolation material, and the excitation force transmitted from the storage case 70 to the base through the support material 74 is not so large.

一方、外部防振形圧縮機では、電動要素及び圧縮要素が
収納ケースと一体となって固定されており、振動絶縁は
圧縮機をベースに取付ける防振支持材のみで行われてい
る。第12図及び第13図は、外部防止撮影圧縮機の従
来例として、ロータリ圧縮機を示した図である。ここで
、電動要素2は、ケース1に固定されたステータ3と、
主軸受4、端部軸受5とに支承された主軸6と、この主
軸6に固定されたロータ8とから主として構成されてお
り、圧縮要:a10は、ケース1に固定されたシリンダ
ブロック12と、主軸6と連動しシリンダブロック12
内に配置され圧縮作動室14を画成するローラ16とか
ら主として構成されている。なお、符号17は圧力作動
室14内に突出しローラ】6表面に当接しているベーン
で、ばね19によって付勢され常にローラ16に当接状
態となっている。符号20は吸入アキュムレータで、主
軸6が回転すると冷媒ガスがこのアキュムレータ20か
ら吸入され、圧縮作動室14内で所定圧に加圧され、第
16図矢印に示される方向に流れてケース1外へ吐出さ
れるようになっている。
On the other hand, in an external vibration-isolating compressor, the electric element and the compression element are fixed integrally with the storage case, and vibration isolation is performed only by the vibration-isolating support material that attaches the compressor to the base. FIGS. 12 and 13 are diagrams showing a rotary compressor as a conventional example of an external prevention photographing compressor. Here, the electric element 2 includes a stator 3 fixed to the case 1,
It mainly consists of a main shaft 6 supported by a main bearing 4 and an end bearing 5, and a rotor 8 fixed to this main shaft 6. , the cylinder block 12 interlocks with the main shaft 6.
The roller 16 is disposed within the compression working chamber 14 and defines a compression working chamber 14. Incidentally, reference numeral 17 denotes a vane which protrudes into the pressure working chamber 14 and is in contact with the surface of the roller 6, and is urged by a spring 19 and always in contact with the roller 16. Reference numeral 20 denotes a suction accumulator, and when the main shaft 6 rotates, refrigerant gas is sucked from the accumulator 20, pressurized to a predetermined pressure within the compression working chamber 14, and flows in the direction shown by the arrow in FIG. 16 to the outside of the case 1. It is designed to be discharged.

この種の圧縮機では、電動要素2が時間に対してほぼ一
定のトルクを出力するのに対し、圧縮要素10内のガス
吸収トルクは主軸6が1回転する間に非常に大きく変動
し、圧縮機の運転中、電動要素2のトルクと圧縮要素1
0の吸収トルクのトルク差が原因となって圧縮機の回転
系には回転速度変動、固定系には回転振動が生じるので
ある。
In this type of compressor, the electric element 2 outputs a nearly constant torque over time, whereas the gas absorption torque within the compression element 10 fluctuates greatly during one rotation of the main shaft 6. During machine operation, the torque of electric element 2 and compression element 1
The torque difference between the zero absorption torques causes rotational speed fluctuations in the rotating system of the compressor and rotational vibrations in the stationary system.

このような外部防振形ロータリ圧縮機においては、圧縮
機の振動による加振力がベース(図示せず)に伝達され
ないようにするため、防振部材22を介装させて振動絶
縁を図るようにしている。しかし、内部防振形と異なり
、圧縮機の加振力により圧縮機自体が防振部材22と共
に振動してしまうため、この振動がケースlを通じて配
管系(図示してない)に伝達されるという問題が生じる
In such an external vibration-isolating type rotary compressor, a vibration-isolating member 22 is interposed to provide vibration isolation in order to prevent the excitation force caused by the vibration of the compressor from being transmitted to the base (not shown). I have to. However, unlike the internal vibration isolation type, the compressor itself vibrates together with the vibration isolation member 22 due to the excitation force of the compressor, and this vibration is transmitted to the piping system (not shown) through the case l. A problem arises.

特に、圧縮機が一定の回転速度で運転される場合には効
果があるが、電動要素10、すなわち電動機の回転数を
インバータを用いて幅広く制御しようとする場合には、
共願点近傍、特に低回転域において防振効果が著しく劣
り、この振動により、ケース1や配管等が加速されて騒
音が発生し、この状態が長期にわたると配管が折れる等
の重大な事故が発生するおそれがある等の問題点があっ
た。
This is particularly effective when the compressor is operated at a constant rotational speed, but when trying to control the rotational speed of the electric element 10, that is, the electric motor over a wide range using an inverter,
The vibration isolation effect is extremely poor near the common application point, especially in the low rotation range, and this vibration accelerates Case 1 and the pipes, producing noise. If this condition continues for a long time, serious accidents such as pipes breaking can occur. There were problems such as the possibility of this occurring.

尚1本発明に近いものとしては、特開昭60−6028
6号公報がある。
Note that one example of something similar to the present invention is Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-6028.
There is Publication No. 6.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は低振動、低騒音の外部防振形圧縮機を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide an external vibration-isolated compressor with low vibration and low noise.

[発明の概要〕 加振源である圧縮機を防振部材により外′部防振するよ
うな系は1自由度系の強制振動の場合であると考えられ
る。このときの圧縮機による加振力が防振支持系を通じ
てベースに伝達される力の伝達率(振動伝達率)が問題
となる。第14図は、加振源として調和加振力ΔTsi
nωt(ΔT二電動要素と圧縮要素の残差トルク、ω:
加振同波数)が圧縮機質量m、ばね定数1【、粘性減衰
係数Cなる振動系に作用している場合の振動伝達率λを
示した図である。
[Summary of the Invention] A system in which a compressor, which is an excitation source, is externally vibration-isolated by a vibration isolating member is considered to be a case of forced vibration with one degree of freedom. At this time, the transmission rate (vibration transmission rate) of the force by which the excitation force by the compressor is transmitted to the base through the vibration isolation support system becomes a problem. Figure 14 shows the harmonic excitation force ΔTsi as an excitation source.
nωt (ΔT Residual torque of two motorized elements and compression element, ω:
FIG. 3 is a diagram showing the vibration transmissibility λ when the same wave number of excitation is acting on a vibration system having a compressor mass m, a spring constant 1, and a viscous damping coefficient C.

図において示されるように、減衰係数Cを大きには有効
であるが、−>5の領域、すなわち高させ、振動絶縁法
としては有効でない。通常の回転機械においては運転は
共振点より上の高回転領域(高振動領域)で行われるの
が一般的であるので、振動絶縁本来の目的はむしろ、こ
の領域での振動伝達率を小さくすることにある。
As shown in the figure, although it is effective in increasing the damping coefficient C, it is in the region of ->5, that is, it is high, and is not effective as a vibration isolation method. Normal rotating machinery is generally operated in a high rotation region (high vibration region) above the resonance point, so the original purpose of vibration isolation is rather to reduce the vibration transmissibility in this region. There is a particular thing.

しかし、同時に通常の回転機械の運転に際しては、増減
速中の共振点通過時の危険を避けるためにある程度の減
衰を持たせる必要がある。
However, at the same time, when operating a normal rotating machine, it is necessary to provide a certain degree of damping to avoid danger when passing through a resonance point during acceleration or deceleration.

これらの問題点を解決するためにバネとして防振ゴムの
ような減衰係数が振動数に比例して小さくなるような性
質を備えるものを用いるが、ダンパにばねを直列に取付
けて(弾性結合させて)、高振動数範囲での粘性減衰に
よる悪影響を取除く方法などが一般的な手段であった。
In order to solve these problems, we use a spring that has a damping coefficient that decreases in proportion to the vibration frequency, such as anti-vibration rubber. ), methods to remove the negative effects of viscous damping in high frequency ranges were common methods.

しかし、これらを用いても、共振点近傍での振抑制効果
は充分とはいえず、また共振点以下の低回転領域では減
衰係数Cの値にかかわりなく、伝達率λは1より小さく
ならないので、加振力はそのままベースに伝わり振動絶
縁の効果はない。
However, even if these are used, the vibration suppression effect near the resonance point is not sufficient, and in the low rotation region below the resonance point, the transmissibility λ will not become smaller than 1 regardless of the value of the damping coefficient C. , the excitation force is directly transmitted to the base and there is no vibration isolation effect.

本発明は以上の考察に鑑みなされたものである。The present invention has been made in view of the above considerations.

すなわち、インバータにより圧縮機の運転領域を共振点
以下の低回転領域からそれ以上の高回転領域まで幅広く
運転させたいときに、外部防振形圧縮機にあっては、低
速域及び共振点近傍の領域において電動要素の電磁トル
クを圧縮要素吸収トルクとつり合うように制御すること
により、回転子−1主軸の回転速度変動を小さくして、
ケース側の回転方向振動を抑制し加振力そのものを小さ
くする。
In other words, when it is desired to use an inverter to operate the compressor over a wide range of operating ranges, from the low speed range below the resonance point to the high speed range above it, external vibration-isolated compressors need to operate the compressor in the low speed range and near the resonance point. By controlling the electromagnetic torque of the electric element so as to balance it with the absorption torque of the compression element in the area, the rotational speed fluctuation of the rotor-1 main shaft is reduced,
Suppresses rotational direction vibration on the case side and reduces the excitation force itself.

一方、高回転領域においては、減衰係数が小さく、高回
転領域で振動伝達率を最小限にできる防振材を採用する
ことにより効果的な振動絶縁を図る。このように、外部
防振形圧縮機ではトルク制御と高回転領域での防振に最
適な防振材を組み合わせて使用することにより、圧縮機
の全運転領域で低振動化、低騒音化を達成することがで
きる。
On the other hand, in the high rotation range, effective vibration isolation is achieved by employing a vibration isolating material that has a small damping coefficient and can minimize the vibration transmission rate in the high rotation range. In this way, external vibration-isolated compressors use a combination of torque control and vibration-isolating materials that are optimal for vibration isolation in high-speed ranges, resulting in low vibration and noise throughout the entire operating range of the compressor. can be achieved.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は本発明の第1の実施例を示す図であり1本実施例
に係る圧縮機30は、第14図。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, and a compressor 30 according to the first embodiment is shown in FIG. 14.

第15図で示した従来の圧縮機とその構成がほとんど同
じであるため、異なる部分のみ説明し、同一部は、同一
の符号を付すことによりその説明は省略する。
Since the configuration is almost the same as that of the conventional compressor shown in FIG. 15, only the different parts will be explained, and the same parts will be given the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.

第1図において、電動要素2及び圧縮要素10を直結す
る回転子主軸6の一端が延長されて被回転検出部材であ
る歯車32が固着され、この歯車32と、主軸6とは一
体に回転するようになっている。
In FIG. 1, one end of the rotor main shaft 6 that directly connects the electric element 2 and the compression element 10 is extended, and a gear 32, which is a rotation detection member, is fixed, and the gear 32 and the main shaft 6 rotate together. It looks like this.

ケース1には、ギャップセンサ34が固定されており、
歯車の歯列を検知して主軸6の回転速度に応じた回転パ
ルス信号を出力するようになっている。
A gap sensor 34 is fixed to the case 1.
The tooth row of the gear is detected and a rotation pulse signal corresponding to the rotation speed of the main shaft 6 is output.

第2図は、ギャップセンサ34より検出された回転パル
ス信号を示しており、ここで検出信号37の中心出力レ
ベルを示す基準線35を考え、信号がこの基準線35を
横切った後、再び基準線35を横切るまでの時間t1を
求めれば、歯車32の歯数から主軸6の各時点における
回転速度が得られる。梶3図はこの第2図に示す回転速
度信号に基づいて主軸6の回転速度の変動状態を示した
もので、符号36は主軸6の平均回転速度を。
FIG. 2 shows the rotation pulse signal detected by the gap sensor 34. Here, a reference line 35 indicating the center output level of the detection signal 37 is considered, and after the signal crosses this reference line 35, it returns to the reference line 35. By determining the time t1 until the line 35 is crossed, the rotational speed of the main shaft 6 at each point in time can be obtained from the number of teeth of the gear 32. Fig. 3 shows the fluctuation state of the rotational speed of the main shaft 6 based on the rotational speed signal shown in Fig. 2. Reference numeral 36 indicates the average rotational speed of the main shaft 6.

A領域は進みを、B領域は遅れをそれぞれ示している。Area A indicates advance, and area B indicates lag.

なお、平均回転速度は、平均時間ができる。Note that the average rotation speed can be determined by the average time.

このようにして得られた回転速度変動値に関する情報を
次の第4図に示す制御回路38に送り処理する。すなわ
ち、ギャップセンサ34で得た検出信号37は波形成形
プリアンプ39により回転速度変動に関するデジタル信
号に変換され、インターフェイス40を介してC’P 
U 41に送られる。
Information regarding the rotational speed fluctuation value obtained in this way is sent to a control circuit 38 shown in FIG. 4 and processed. That is, the detection signal 37 obtained by the gap sensor 34 is converted into a digital signal related to rotational speed fluctuation by the waveform shaping preamplifier 39, and is sent to C'P via the interface 40.
Sent to U41.

ここで1時々刻々の速度変動量から1回転後の回転速度
変動を零にするために必要な圧縮機の電動要素2に与え
る電流値を演算し、RAM42にそのデータが必要にな
る時点まで記憶させておく。
Here, the current value to be applied to the electric element 2 of the compressor necessary to zero the rotational speed fluctuation after one rotation is calculated from the momentary speed fluctuation amount, and the data is stored in the RAM 42 until it is needed. I'll let you.

次にRAM42に書き込まれたデータはCPU41に読
み出され制御部44に送られてペースドライバ45を駆
動するチョッパ信号を形成する。
Next, the data written in the RAM 42 is read out by the CPU 41 and sent to the control section 44 to form a chopper signal for driving the pace driver 45.

同時にCPU41は各回転角度において所要の電流値を
インバータ46が発生するようにインターフェイス40
を介してペースドライバ45にタイミング信号を送る。
At the same time, the CPU 41 controls the interface 40 so that the inverter 46 generates the required current value at each rotation angle.
A timing signal is sent to the pace driver 45 via the pace driver 45.

そしてペースドライバ45によって駆動されるインバー
タ46は、主1i1116の回転速度変動が各回転角度
において零になるように電動要素2に与える電流量を増
減させて制御を行う、そして、主軸6の回転速度が常に
ある一定の許容値以下の変動に納まるよう絶えず制御し
続ける。また、これら一連の制御ループはROM43に
書き込まれている。
The inverter 46 driven by the pace driver 45 controls the rotational speed of the main shaft 6 by increasing or decreasing the amount of current applied to the electric element 2 so that the rotational speed fluctuation of the main shaft 1116 becomes zero at each rotation angle. is constantly controlled so that the fluctuation always stays within a certain tolerance value. Moreover, these series of control loops are written in the ROM 43.

次に、制御を行う際、回転速度変動情報として現在より
1回転前の値のみを使用して電流量を演算する場合と、
現在より数回転前までの情報をストックし統計処理した
上でその統計量より電流量を決定する方法が考えられる
。後者の方法は、変動が周期的である場合には偶然的な
変動によるノイズ成分がカットされ、より信頼性の高い
制御を行うことが可能である。統計処理の方法としては
、過去数回転前までの回転速度変動を各回転角度ごとに
単純平均した平均値を用いる方法がまず考えられるが、
この場合、高周波のノイズ成分をカットするためローパ
スフィルタにより平滑化を行うことが有効である。また
外部的な要因による一時一 、的で過大な変動量を拾う
ことが無いようにしきい値を設けてこれより大きな変動
量は無視して平均化処理を行うことも有効である。統計
処理の他の方法として移動平均モデル法を用いることも
有効な方法である。これは、時系列的に与えられる回転
速度変動データ(入力データ)に対し重みづけ移動平均
をとることによって得られる。式(3)で表わすと、に
番目の入力データ時系列Xt+  (時間幅T)、出力
データ(統計量)y2、係数パラメータakとすると、 となり、このような統計処理は第5図で示すような線形
の非巡回形デジタルフィルタを使用することにより得ら
れる。これは、入力信号xkに対し加算器479乗算器
49.単位遅延素子48の3種類の要素で構成される。
Next, when performing control, there are two cases in which the amount of current is calculated using only the value one rotation before the current rotation speed fluctuation information.
A possible method is to stock information up to several rotations before the current one, perform statistical processing, and then determine the amount of current based on the statistics. In the latter method, when the fluctuations are periodic, noise components due to accidental fluctuations are cut out, making it possible to perform more reliable control. As a statistical processing method, the first method that can be considered is to use the average value obtained by simply averaging the rotation speed fluctuations for each rotation angle up to the past few rotations.
In this case, it is effective to perform smoothing using a low-pass filter in order to cut high-frequency noise components. It is also effective to set a threshold value so as not to pick up temporarily excessive fluctuations due to external factors, and to perform averaging processing while ignoring larger fluctuations. Another effective method for statistical processing is the moving average model method. This is obtained by taking a weighted moving average of rotational speed fluctuation data (input data) given in time series. Expressed by Equation (3), if the th input data time series Xt+ (time width T), output data (statistics) y2, and coefficient parameter ak, then the following is obtained.Such statistical processing is as shown in Figure 5. is obtained by using a linear acyclic digital filter. This applies adder 479 multiplier 49 . The unit delay element 48 is composed of three types of elements.

このように本実施例では、電動要素として直流モータを
用いてインバータ駆動させる場合について第4図に示さ
れるような制御回路を用いて回転速度変動を最小限にす
るように電源電力を速やかに変更できるので、固定系の
回転方向振動も抑制されるのである。     ・ また、回転系のトルク変動を把握する方法としては回転
速度変動情報を用いる以外に有効な方法が無いことが注
目すべき事実として挙げられるが、検出手段として上述
したギャップセンサによる回転パルス列を参照する以外
に、圧縮機内部にセンサを必要としないセンサレス方式
として、次のようなものが考えられる。すなわち、直流
ft11jJ機の各導線に電流を通せば、フレミングの
法則より電流の向きと反対に逆起電力が誘起され、その
大きさは電動機の回転数の大きさに比例する。したがっ
て、回転速度変動によって生じる逆起電力の変化による
電流変化を検出することによっても回転速度変動情報を
得ることができる。
In this way, in this embodiment, when a DC motor is used as an electric element and is driven by an inverter, a control circuit as shown in Fig. 4 is used to quickly change the power source so as to minimize rotational speed fluctuations. As a result, vibrations in the rotational direction of the fixed system can also be suppressed.・Also, it is worth noting that there is no effective method for understanding torque fluctuations in a rotating system other than using rotational speed fluctuation information. In addition to this, the following sensorless system that does not require a sensor inside the compressor can be considered. That is, when a current is passed through each conductor of the DC ft11jJ machine, a back electromotive force is induced in the direction opposite to the direction of the current according to Fleming's law, and its magnitude is proportional to the rotational speed of the motor. Therefore, rotational speed fluctuation information can also be obtained by detecting current changes due to changes in back electromotive force caused by rotational speed fluctuations.

次に、第6@および第7図は固定系の回転方向振動を直
接測定してこれを抑制されるように制御する場合の実施
例を示すものである。
Next, FIGS. 6@ and 7 show an embodiment in which vibration in the rotational direction of the fixed system is directly measured and controlled so as to be suppressed.

第6図は、圧縮機のケース1に取付治具52を取付け、
この取付治具52をベース54上に設置した支持部材5
6で支持し、圧縮機を横置状態とするとともに、支持部
材56と取付治具52間に荷重検出器58を介在させた
実施例の要部に示している。なお、符号50.51はそ
れぞれ吸込パイプ、吐出パイプを示している。
FIG. 6 shows how the mounting jig 52 is attached to the case 1 of the compressor.
Support member 5 with this mounting jig 52 installed on base 54
6, the compressor is placed horizontally, and a load detector 58 is interposed between the support member 56 and the mounting jig 52. Note that numerals 50 and 51 indicate a suction pipe and a discharge pipe, respectively.

第7図は、圧縮機のケース1に取付けた取付治具52を
ベース54に固定した支持部材57で支持するとともに
、支持部材57に歪検出器6oを設置した実施例を示し
ている。
FIG. 7 shows an embodiment in which a mounting jig 52 attached to the compressor case 1 is supported by a support member 57 fixed to a base 54, and a strain detector 6o is installed on the support member 57.

圧縮機を運転すると圧縮機のケース1には回転振動が誘
発されて、それぞれの検出器58.60は第8図に示さ
れるような応答信号(荷重変化または歪の変化)を受け
るが、これらの応答信号は圧縮要素の吸収トルク(第1
3図参照)に対応しており、前述した制御回路(第4図
参照)により、これらの応答信号が零になるように電a
要素の電流値を制御してやることにより圧縮機の振動抑
制は可能である。なお、第6図、第7図は圧縮機を横置
き状態としているが、横置きに限定されるものではなく
、縦置き、斜め置きも可能である。
When the compressor is operated, rotational vibrations are induced in the compressor case 1, and each detector 58, 60 receives a response signal (load change or strain change) as shown in FIG. The response signal is the absorption torque of the compression element (first
(see Figure 3), and the control circuit described above (see Figure 4) adjusts the voltage so that these response signals become zero.
Compressor vibration can be suppressed by controlling the current values of the elements. Although the compressor is shown in a horizontal position in FIGS. 6 and 7, it is not limited to horizontal installation, and vertical or diagonal installation is also possible.

また、本発明は、負荷に合わせて電動要素の電磁トルク
を制御し、回転系の回転振動を低減することがねらいで
あり、負荷が圧縮機である必要はなく、周期的な負荷変
動のある回転系のすべてに適用できるものである。
Furthermore, the present invention aims to reduce the rotational vibration of the rotating system by controlling the electromagnetic torque of the electric element in accordance with the load, and the load does not have to be a compressor, but rather It can be applied to all rotating systems.

また、本実施例においては、圧fl!!!1に対して常
にトルク制御を実行している場合は、制御安定性のみが
問題となるが、一回転以上前のデータを現在の回転中に
フィードバックさせる実施例の方法によると、一度、制
御が完了し位相がロックされたCすなわち両者のトルク
曲線が制御可能な範囲内で等しくなった)後は極めて安
定な状態となり。
In addition, in this embodiment, the pressure fl! ! ! If torque control is always executed for 1, only the control stability will be a problem, but according to the method of the embodiment in which data from one or more previous rotations is fed back during the current rotation, once the control is After completion and the phase is locked (that is, both torque curves are equal within a controllable range), the state becomes extremely stable.

外乱を与えても制御が不安定にならないことは発明者ら
が実験的に確認していることである。
The inventors have experimentally confirmed that the control does not become unstable even when disturbances are applied.

一方、トルク制御を圧縮機のある特定の回転数範囲内で
のみ実行し、他の回転数のときは制御を行わない場合(
例えば、回転振動が最も大きくなる共振点近傍及びそれ
以下でのみトルク制御を実施する。)のように切替で制
御する場合などは、制御を開始してから完了して位相が
ロックされて安定な状態になるまでの制定時間が問題と
なる。
On the other hand, when torque control is performed only within a certain rotation speed range of the compressor and not at other rotation speeds (
For example, torque control is performed only near and below the resonance point where rotational vibration is greatest. ), the problem is the establishment time from when the control is started until it is completed and the phase is locked and a stable state is achieved.

これに対して1例えば制御回路38のRAM42をさら
に増設し、各回転数及び吐出、吸入圧力等の運転条件に
対して回転速度変動が零になるために必要な電動要素に
与える電流値のデータ(1回転のパターン)を過去の経
験から学習制御により把握し記憶させておく方法などが
ひとつの有効な方法である。
In response to this, 1, for example, the RAM 42 of the control circuit 38 is further expanded, and data of the current value to be applied to the electric element necessary to make the rotational speed fluctuation zero for each rotational speed and operating conditions such as discharge and suction pressure is generated. One effective method is to grasp and memorize (one rotation pattern) through learning control from past experience.

第9図は圧縮機を横置きにして取付治具63を介して防
振ゴム62により4点支持した場合である。第10図は
、このときの圧縮機30のチャンバ表面での回転方向振
動の大きさを振動ピックアップ62を取付けて実験した
結果である。
FIG. 9 shows a case where the compressor is placed horizontally and supported at four points by vibration isolating rubber 62 via a mounting jig 63. FIG. 10 shows the results of an experiment to determine the magnitude of rotational direction vibration on the chamber surface of the compressor 30 with a vibration pickup 62 attached.

図中の実線で示した1−ルク制御を行わない場合では、
圧縮機30及び防振ゴムよりなる振動系の共振点がN=
900rpm位にあることが図から示され、図中の破線
で示したトルク制御を行った場合の効果がこの前後及び
それ以下で最も大きいことがわかる。共振点より右側で
は回転振動の加振力は主として慣性力に費されるように
なるため振動変位そのものの絶対値は小さくなるのでト
ルク制御の有無による影響の差異は相対的に小さくなる
。したがって共振点より右側の回転数の高い領域では防
振部材による防振効果で振動を遮断し、振動変位の大き
い共振点前後及びそれ以下でトルク制御を実施するよう
にすることもできる。このとき重要なことはトルク制御
効果により共振点でのピークの大きさが問題とならなく
なるため、トルク制御を行わない場合に比べて防振部材
の減衰係数Cを相対的に小さくできることである。前述
したように回転振動の振動数ωが系の固有振動数、。よ
り5倍以上大きい領域では減衰係数を小さくした方が振
動伝達度λを小さくできるので(第12図参照)、高い
振動数(回転数)領域で最大の防振効果を得るように減
衰係数の小さい防振材を選定し、共振点前後(ωくf7
ω0)から低回転領域ではトルク制御による加振力低減
効果を最大限利用して、圧縮機の全運転回転数領域で低
振動化を達成できる。
In the case where 1-lux control is not performed as shown by the solid line in the figure,
The resonance point of the vibration system consisting of the compressor 30 and vibration isolating rubber is N=
The figure shows that it is around 900 rpm, and it can be seen that the effect of torque control shown by the broken line in the figure is greatest around this point and below. On the right side of the resonance point, the excitation force of the rotational vibration is mainly consumed by inertial force, so the absolute value of the vibration displacement itself becomes small, so the difference in influence due to the presence or absence of torque control becomes relatively small. Therefore, it is also possible to block vibrations by the vibration-isolating effect of the vibration-isolating member in the region of high rotational speed on the right side of the resonance point, and to perform torque control before and after the resonance point and below the resonance point where vibration displacement is large. What is important at this time is that the magnitude of the peak at the resonance point is no longer a problem due to the torque control effect, so the damping coefficient C of the vibration isolating member can be made relatively smaller than when no torque control is performed. As mentioned above, the frequency of rotational vibration ω is the natural frequency of the system. In the region where the damping coefficient is more than 5 times larger, the vibration transmissibility λ can be reduced by reducing the damping coefficient (see Fig. 12). Select a small vibration isolating material, and place it around the resonance point (ω
In the low rotation range from ω0), it is possible to make maximum use of the excitation force reduction effect by torque control to achieve low vibration in the entire operating rotation speed range of the compressor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば共振点近傍及び低回
転域では電動要素の電磁トルク制御、高回転域では防振
材による振動絶縁効果により低振動化が達成できるので
、外部防振形回転圧縮機の運転を幅広い回転数領域にあ
たって制御することが可能になる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce vibration by controlling the electromagnetic torque of the electric element near the resonance point and in the low rotation range, and by using the vibration isolation effect of the vibration isolating material in the high rotation range. It becomes possible to control the operation of the rotary compressor over a wide rotation speed range.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の第1の実施例の縦断面図、第2図はギ
ャップセンサより出力される検出信号を示す図、第3図
は回転主軸の回転速度変動状態を示す図、第4図は本制
御を達成するための制御回路の図、第5図は速度検出デ
ータを移動平均処理するための回路図、第6図は本発明
の第2の実施例の要部正面図、第7図は1本発明の第3
の実施例の要部正面図、第8図は第2.第3の実施例に
用いた荷重検出器、歪検出器の応答信号を示す図、第9
図は圧縮機をベース上に防振ゴムで4点支持した第4の
実施例を示す概略図、第10図は、このときのトルク制
御の有無によるチャンバ表面の振動変位の実験結果を示
す図、第11図は内部防振形圧縮機の1@として示した
レシプロ圧縮機の縦断面図、第12図は従来の密閉形回
転圧縮機の縦断面図、第13図は第12図に示す線X−
xに沿う断面図、第14図は外部防振膨圧縮機において
加振力が防振部材を通じてベースに伝達されるときの振
動伝達率を示した図である。 1・・・ケース、2・・・電動要素、6・・・主軸、8
・・・ロータ、10・・・圧縮要素、14・・・圧縮作
動室、16・・・ローラ、22・・・防振部材、30・
・・圧縮機、32・・・歯車、34・・・ギャップセン
サ、38・・・制御回路。
[Brief Description of the Drawings] Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view of the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram showing the detection signal output from the gap sensor, and Figure 3 is the rotational speed fluctuation of the rotating main shaft. FIG. 4 is a diagram showing the state, FIG. 4 is a diagram of a control circuit for achieving this control, FIG. 5 is a circuit diagram for performing moving average processing on speed detection data, and FIG. 6 is a diagram of a second embodiment of the present invention. 7 is a front view of the main part of 1.
8 is a front view of main parts of the embodiment of 2. Diagram showing response signals of the load detector and strain detector used in the third embodiment, No. 9
The figure is a schematic diagram showing a fourth embodiment in which the compressor is supported at four points on a base with vibration-proof rubber, and Figure 10 is a diagram showing experimental results of vibration displacement of the chamber surface with and without torque control. , Fig. 11 is a longitudinal sectional view of a reciprocating compressor shown as 1@ of an internal vibration-isolated compressor, Fig. 12 is a longitudinal sectional view of a conventional hermetic rotary compressor, and Fig. 13 is shown in Fig. 12. Line X-
FIG. 14, which is a sectional view taken along the line x, shows the vibration transmission rate when the excitation force is transmitted to the base through the vibration isolating member in the external vibration isolating expansion compressor. 1... Case, 2... Electric element, 6... Main shaft, 8
... Rotor, 10... Compression element, 14... Compression working chamber, 16... Roller, 22... Vibration isolating member, 30...
...Compressor, 32...Gear, 34...Gap sensor, 38...Control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、圧縮要素とこの圧縮要素を駆動させる電動要素とそ
れらを収納するケースで構成される密閉形もしくは半密
閉形回転圧縮機において、防振部材の防振性能が低下す
る共振点近傍及び低回転領域で圧縮要素及び電動要素の
回転子主軸の1回転中の回転速度変動が小さくなつて収
納ケースの回転方向振動が抑制されるように電動要素の
電磁トルクを1回転中で分割して制御するトルク制御装
置を有することを特徴とするトルク制御式外部防振形回
転圧縮機。 2、特許請求の範囲第1項において、圧縮機をベース上
に防振支持した防振部材は、共振点より加振周波数の大
きい高回転領域において、振動伝達率が小さくなるよう
に、すなわち圧縮機の加振力を吸収できるように防振部
材の減衰係数を小さく設定したことを特徴とするトルク
制御式外部防振形回転圧縮機。
[Claims] 1. In a hermetic or semi-hermetic rotary compressor that is composed of a compression element, an electric element that drives the compression element, and a case that houses them, the vibration isolation performance of the vibration isolation member is reduced. The electromagnetic torque of the electric element is adjusted during one rotation so that the rotational speed fluctuation during one rotation of the rotor main shaft of the compression element and electric element becomes small near the resonance point and in the low rotation region, and the rotational direction vibration of the storage case is suppressed. 1. A torque-controlled external vibration-isolated rotary compressor, characterized by having a torque control device that divides and controls the compressor. 2. In claim 1, the vibration isolating member that supports the compressor on the base is configured such that the vibration transmissibility is small in the high rotation range where the excitation frequency is higher than the resonance point, that is, the compression A torque-controlled external vibration-isolating rotary compressor, characterized in that the damping coefficient of the vibration-isolating member is set small to absorb the excitation force of the machine.
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