CN106438294A - 空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空气压缩机,能够在进行电动机单元的驱动控制的同时抑制温度上升。空气压缩机具备:压缩空气生成部,生成用于贮存在罐部的压缩空气;电动机单元,用于驱动压缩空气生成部;驱动电流生成单元(21、22),生成电动机单元的驱动电流;控制单元(20),进行驱动电流生成单元(21、22)的控制;及温度检测单元(25b、22a),检测驱动电流生成单元(21、22)的温度。控制单元(20)基于由温度检测单元(25b、22a)检测出的温度通过控制驱动电流生成单元(21、22)来变更电动机单元的驱动电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气压缩机,更详细来说,涉及一种使用转换器单元和逆变器单元来驱动进行贮存在罐部中的压缩空气的生成的电动机单元的空气压缩机。
背景技术
一直以来,在建设工地等多使用对使用了压缩空气的钉枪等驱动工具供给压缩空气的空气压缩机。空气压缩机通过使电动机部驱动而由压缩空气生成部生成压缩空气,并将生成的压缩空气贮存在罐部。形成如下结构:通过减压阀将贮存的高压的压缩空气减小成预定压力并提供给驱动工具(例如,参照专利文献1)。
在建设现场等的工作中,多将空气压缩机设置在室外。例如,在烈日炎炎的盛夏,往往也将空气压缩机设置在水泥上使用,或者将其设置在车内使用,有时,空气压缩机的温度会随环境温度(周围温度)大幅上升。而且,在将空气压缩机设置在车内的情况下、或设置在建筑物等的墙壁上时等的情况下,会遮挡由空气压缩机的轴流风机(送风机)等产生的冷却用空气(空冷)流,可能会导致过度的温度上升。
专利文献1:日本特开2009-55719号公报
发明内容
发明所要解决的课题
若空气压缩机温度上升,则会存在如下问题:增加电动机部的阻抗,或者轴承部的润滑油流出,造成润滑不良,磨损轴承,或者由于压缩机(压缩空气生成部)中的滑动部的间隙减小,密封部密接,故而压缩机的负荷增大。另外,有可能会因密封部的密接而加重磨损,造成密封部件(唇形环)的破损。
而且,因为空气压缩机的温度上升,还有可能在电子元件中产生错误,或因热破坏等造成故障。另外,为了在产生了错误的情况下进行重新起动引起的错误修正,有时还需要暂时中断工作。另外,因为空气压缩机的温度上升,噪声抑制元件或线圈等可能会因高温消磁或磁饱和而产生错误动作等。另外,因为这些现象,有时会在用户的工作中产生故障而导致工作效率降低。
为了防止空气压缩机的过度的温度上升,还可以考虑在高温时使电动机部等的输出降低并使负荷降低的方法,由于伴随输出的降低,用于冷却电动机部等的轴流风机的转速也会降低,因此,散热性可能会变差。另外,进行输出降低的方法还有可能对一部分有效,而另一部分中会产生故障等,整体的效果并不理想。
本发明鉴于上述问题而完成,其课题在于,提供一种能够在进行电动机部等的驱动控制的同时抑制温度上升的空气压缩机。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明的空气压缩机的特征在于,具备:罐部,贮存压缩空气;压缩空气生成部,生成用于贮存在该罐部的压缩空气;电动机单元,用于驱动该压缩空气生成部;驱动电流生成单元,生成该电动机单元的驱动电流;控制单元,通过进行该驱动电流生成单元的控制来驱动所述电动机单元;温度检测单元,检测所述驱动电流生成单元的温度,所述控制单元基于由所述温度检测单元检测出的温度,通过控制所述驱动电流生成单元来变更所述电动机单元的所述驱动电流。
另外,在上述的空气压缩机中,所述控制单元也可以基于由所述温度检测单元检测出的温度来变更所述电动机单元的负荷。
而且,在上述的空气压缩机中,具备检测所述电动机单元的温度的电动机温度检测单元,所述控制单元也可以以基于由所述电动机温度检测单元检测出的温度来变更所述电动机单元的驱动电流的上限值的方式控制所述驱动电流生成单元。
另外,在上述的空气压缩机中,具备检测外部气温的外部气温检测单元,所述控制单元也可以以基于由所述外部气温检测单元检测出的温度来变更所述电动机单元的驱动电流的上限值的方式控制所述驱动电流生成单元。
发明效果
在本发明的空气压缩机中,控制单元基于由温度检测单元检测出的温度通过控制驱动电流生成单元来变更电动机单元的驱动电流。例如,通过降低用于驱动电动机单元的驱动电流,能够抑制电动机单元中的驱动力,并能够抑制空气压缩机中的温度上升。另外,能够抑制驱动电流生成单元中的电路基板等构成元件的温度上升,并能够抑制空气压缩机中的温度上升。另外,根据检测出是高温的部位,通过不同的单元来抑制温度上升,因此,能够使空气压缩机的输出降低保持在最小限度而持续运转。
附图说明
图1是表示实施方式的空气压缩机的外观的立体图。
图2是表示实施方式的空气压缩机的概略结构的框图。
图3是表示实施方式的控制电路部的概略结构的框图。
图4是表示实施方式的微处理器中的处理内容的一部分的流程图。
图5是表示实施方式的微处理器中的处理内容的一部分的流程图。
图6是表示实施方式的微处理器中的处理内容的一部分的流程图。
具体实施方式
以下,关于本发明的压缩机,表示其一例,并使用附图详细地进行说明。图1是表示空气压缩机的外观的立体图,图2是表示空气压缩机的概略结构的框图。空气压缩机1由罐部2、压缩空气生成部3、电动机部(电动机单元)4、控制电路部5和操作电路部6概略构成。
罐部2具有用于贮存压缩空气的贮存罐8。贮存罐8中存储有由压缩空气生成部3生成的一定压力的压缩空气。本实施方式的空气压缩机1中,特征在于,根据驱动工具的使用状况,使贮存罐8的压力变化。
贮存罐8中设有多个压缩空气取出口9。在本实施方式中,设有用于取出高压的压缩空气的高压取出口9a和用于取出常压的压缩空气的常压取出口9b。各取出口9a、9b上设有用于将由各个取出口9a、9b得到的压缩空气减小为希望的压力的减压阀10a、10b。
贮存罐8内的压缩空气维持比驱动工具的使用所需的压力高的压力。因此,无论是从高压取出口9a取出的压缩空气还是从常压取出口9b取出的压缩空气,都能够通过减压阀10a、10b维持希望的压力。另外,为了将通过减压阀10a、10b减压后的压缩空气供给到钉枪等驱动工具,能够在各取出口9a、9b上拆装空气软管(省略图示)。
而且,在贮存罐8上设有用于检测贮存罐8内的压力的压力传感器12。压力传感器12具有通过内部的压敏元件将贮存罐8内的压力变化转换为电信号的功能,检测出的电信号作为压力信息(罐部2内的压力值)输出到控制电路部5。
压缩空气生成部3具备如下结构:使设在气缸内的活塞往复运动,并通过对从气缸的吸气阀引入到气缸内的空气进行压缩,生成压缩空气。压缩后的空气经由连接管14而供给到罐部2的贮存罐8。
电动机部4具有产生用于使压缩空气生成部3的活塞往复运动的驱动力的作用。电动机部4中设有用于产生驱动力的定子16和转子17。在定子16中形成了U相、V相、W相的绕组16a、16b、16c,通过对这些绕组16a~16c流过电流,形成旋转磁场。转子17由永磁铁构成,通过由流过定子16的绕组16a、16b、16c的电流形成的旋转磁场,进行转子17的旋转。
另外,电动机部4中设有用于检测电动机部4的温度的电动机用热敏电阻。在此,热敏电阻(Thermistor)是随着温度的变化使电阻值极大变化的半导体,通过在控制电路部5中检测该电阻值,能够获取温度信息。在本实施方式中,为了便于说明,将电动机用热敏电阻称为Mot热敏电阻(Motor Thermistor)进行说明。Mot热敏电阻(电动机温度检测单元)18配置在绕组16a~16c之间,进行定子16及转子17中的温度状态的检测。在Mot热敏电阻18中检测出的电动机部4的温度信息(电阻值信息)被输出到控制电路部5。
另外,在电动机部4中设有以电动机部4的冷却为目的的轴流风机(送风机/省略图示)。电动机部4设在空气压缩机1的壳体(外壳)内,轴流风机具有经由设在壳体上的狭缝取入外部的空气并对电动机部4进行送风的作用。通常根据电动机部4的驱动状态(运转模式的种类)设定/变更轴流风机的转速,在后述的高温节能模式的情况下,能够通过控制电路部5的微处理器20设定/变更轴流风机的转速。
操作电路部6是构成用户用于设定空气压缩机1的运转模式等的操作面板6a的电路部。操作面板6a上设有操作开关6b和面板LED6c。在本实施方式中,作为操作面板6a,例如,设有:用于进行运转模式的设定的运转模式开关、用于进行电源的通/断的电源开关等。通过按下运转模式开关,能够从电源模式、AI(Artificial Intelligence)模式、静音模式这三种运转模式选择在空气压缩机1中设定的运转模式。
在空气压缩机1中,基本上构成为,在罐部2内的压力值在停止压力值(以下,称为OFF压值。)以上的情况下,停止电动机部4的驱动,在罐部2内的压力值在重新起动压力值(以下,称为ON压值。)以下的情况下,开始电动机部4的驱动。根据选择的运转模式,ON压值及OFF压值设定为不同的压力值。
面板LED6c具有作为用于可视地显示通过操作开关6b的操作设定的运转模式的种类、罐部2内的压力值等的显示单元的作用。另外,在发生错误时,通过对面板LED6c显示错误消息或错误编号等,能够对用户进行错误报知。
而且,在操作电路部6上设有用于检测外部气温的外部空气用热敏电阻6e和蜂鸣器6d。操作电路部6由于设在空气压缩机1的壳体上,因此,具有与设在空气压缩机1内部的电动机部4和控制电路部5相比不易受到空气压缩机1的驱动的影响的倾向。因此,通过在操作电路部6上设有外部空气用热敏电阻6e,能够检测出与外部气温度相等的温度。在外部空气用热敏电阻6e中检测出的外部空气的温度信息(电阻值信息)输出到控制电路部5。另外,面板LED6c能够显示在外部空气用热敏电阻6e中检测出的外部空气的温度。蜂鸣器6d成为在发生错误时输出报知音的结构。
如图3所示,控制电路部5由微处理器(MPU:Micro Processing Unit、控制单元)20、转换器电路(转换器单元)21、逆变器电路(逆变器单元)22和噪声抑制电路23概略构成。
噪声抑制电路23是用于抑制来自成为空气压缩机1的驱动源的交流电源29的输入电流(交流电流)的噪声的电路,具有作为噪声滤波器的作用。噪声抑制电路23在除去重叠在来自交流电源29的输入电流(交流电流)上的噪声后,将输入电流(交流电流)输出到转换器电路21。
转换器电路21由整流电路24、升压电路25和平滑电路26概略构成。通过转换器电路21执行所谓PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制。在此,PAM控制是指通过利用转换器电路21使输出电压的脉冲的高度变化来控制电动机部4的转速的方法。另一方面,在逆变器电路22中,执行所谓PWM(Pulse Width Modulation)控制。PWM控制是指使输出电压的脉冲宽度变化来控制电动机部4的转速的方法。
微处理器20根据空气压缩机1的运转状态,恰当地切换由转换器电路21进行的PAM控制和由逆变器电路22进行的PWM控制并执行控制。
转换器电路21的整流电路24及平滑电路26具有将由噪声抑制电路23进行了噪声的除去(抑制)的交流电流通过整流/平滑而转换为直流电压的作用。在升压电路25的内部设有开关元件25a,其具有根据微处理器20的控制命令进行直流电压的振幅控制的作用。经由接受了微处理器20的PAM命令的升压控制器27控制升压电路25。
另外,升压电路25上设有用于检测控制电路部5的升压电路25中的温度的升压电路用热敏电阻。在本实施方式中,为了便于说明,将升压电路用热敏电阻称为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅型双极/晶体管)热敏电阻(转换器温度检测单元)25b进行说明。在IGBT热敏电阻25b中检测出的升压电路25的温度信息(电阻值信息)被输出到微处理器20。
在转换器电路21的整流电路24与升压电路25之间设有电流检测部30。在电流检测部30中检测出的电流值被输出到微处理器20。微处理器20在控制转换器电路21及逆变器电路22来驱动电动机部4的情况下,对用于驱动电动机部4的电动机的电流值设置上限。将对应于该上限的电流值设为控制电流值。微处理器20以在电流检测部30中检测出的电流值在控制电流值以下的方式控制转换器电路21及逆变器电路22而使电动机部4驱动。因此,能够通过变更控制电流值的设定,控制电动机部4中的驱动力。
另外,在转换器电路21的整流电路24与升压电路25之间设有电压检测部31。由电压检测部31检测出的电压值是经由升压电路25等升高电压值前的一次电压的值,该电压值表示交流电源29的电压值。因此,通过在电压检测部31中检测电压值,能够判断通过交流电源29供给何种程度的一次电压。由电压检测部31检测出的驱动电压值被输出到微处理器20。
逆变器电路22具有如下作用:以一定的周期正负转换通过转换器电路21转换后的直流电压的脉冲,并转换脉冲宽度,由此将直流电压转换为具备准正弦波的交流电压。通过调整该脉冲宽度,能够进行电动机部4的转速的控制。微处理器20通过进行对逆变器电路22的输出值的调整,控制电动机部4的驱动量。
另外,逆变器电路22上设有用于检测逆变器电路22中的温度的电动机驱动器用热敏电阻。在本实施方式中,为了便于说明,将电动机驱动器用热敏电阻称为IPM(Intelligent Power Module)热敏电阻(逆变器温度检测单元)22a进行说明。在IPM热敏电阻22a中检测出的逆变器电路22的温度信息(电阻值信息)被输出到微处理器20。
微处理器20具有如下作用:用于通过进行转换器电路21及逆变器电路22的驱动控制来进行电动机部4的驱动,使罐部2的压缩空气的压力稳定在一定的范围内的压力状态。微处理器20中设有:运算处理单元(CPU:Central Processing Unit)、作为工作存储器等的临时存储区域而使用的RAM(Random Access Memory)和记录后述的控制处理程序等(例如,与图4~图6所示的处理相关的程序、各运转模式中的ON压值及OFF压值等)的ROM(ReadOnly Memory)等。
另外,微处理器20中输入:由压力传感器12检测出的罐部2内的压缩空气的压力信息(罐部2内的压力值)、由外部空气用热敏电阻6e检测出的外部气温度的温度信息和由Mot热敏电阻18检测出的电动机部4内的温度信息。而且,在微处理器20中输入:由电流检测部30检测出的电流值信息和由电压检测部31检测出的电压值信息。而且,在微处理器20中输入:由IPM热敏电阻22a检测出的逆变器电路22的温度信息和由IGBT热敏电阻25b检测出的升压电路25的温度信息。
另一方面,微处理器20成为能够对转换器电路21及逆变器电路22输出控制信息(PAM命令、PWM命令)的结构。在转换器电路21及逆变器电路22中,基于由微处理器20输出的控制信息,执行电动机部4的驱动控制。
微处理器20通过对升压控制器27输出PAM命令,经由升压控制器27来控制升压电路25的开关元件25a,进行转换器电路21的驱动控制。另外,同样,微处理器20通过对逆变器电路22输出PWM命令,进行逆变器电路22的控制。
在微处理器20中,在进行PAM控制或PWM控制的情况下,基于由电流检测部30检测出的电动机部4的驱动电流值和由压力传感器12检测出的压力信息,以成为作为目标的控制电流值及罐部2内的压力值的方式,决定转换器电路21及逆变器电路22的操作量,进行电动机部4的驱动控制。
而且,在微处理器20中,能够对已经说明的电动机部4的轴流风机(送风机)的转速进行控制。轴流风机的转速基本上是根据运转模式设定的。但是,在控制状态(控制模式)转移至后述的高温节能模式的情况下,微处理器20将轴流风机的转速设定/变更为预定转速。
接着,对微处理器20的处理内容进行说明。图4~图6是表示微处理器20基于由IGBT热敏电阻25b、IPM热敏电阻22a及Mot热敏电阻18检测出的温度进行错误报知处理、轴流风机的转速设定处理、ON压值及OFF压值的设定处理、控制电流值设定处理等的一连串的处理内容的流程图。此外,在图4~图6中,除执行基于各热敏电阻25b、22a、18进行的控制处理外,还执行在罐部2内的压力值在ON压值以下的情况下使电动机部4驱动、在成为OFF压值以上的情况下使电动机部4停止的处理。
首先,简单地对微处理器20的处理内容进行说明,微处理器20在IGBT热敏电阻25b的温度在T1(例如,120℃)以上或者IPM热敏电阻22a的温度在T2(例如,120℃)以上或者Mot热敏电阻18的温度在T3(例如,120℃)以上的情况下,作为超过了空气压缩机1中可正常工作的温度(容许温度)的温度进行错误处理。即使在进行错误处理的温度以下,在IGBT热敏电阻25b的温度在T6(例如,110℃)以上或者IPM热敏电阻22a的温度在T5(例如,110℃)以上的情况下,微处理器20将表示空气压缩机1的温度状态的控制模式从普通模式(通常温度模式)转移到高温节能模式。该控制模式根据微处理器20将RAM的预定区域中记录的标志设定为ON/OFF,判断是高温节能模式还是普通模式。
另外,在高温节能模式下,IGBT热敏电阻25b的温度在T4(例如,90℃)以下且IPM热敏电阻22a的温度在T4(例如,90℃)以下的情况下,微处理器20使控制模式从高温节能模式转移到普通模式(解除高温节能模式)。这样,从转移到高温节能模式的IPM热敏电阻22a的T5(例如110℃)到维持高温节能模式的IPM热敏电阻22a的T4(例如90℃)的范围的温度(例如,90℃~110℃)对应于本发明中的逆变器高温温度值。另外,从转移到高温节能模式的IGBT热敏电阻25b的T6(例如110℃)到维持高温节能模式的IGBT热敏电阻25b的T4(例如90℃)的范围的温度(例如,90℃~110℃)对应于本发明中的转换器高温温度值。
在微处理器20中,在控制模式转移到高温节能模式的情况下,将轴流风机的转速设定为转速R1(例如2500rpm),将OFF压值设定为3.0MPa,同时,将ON压值设定为2.5MPa,将控制电流值设定为A4(例如,13A)。
通过将轴流风机的转速设定为转速R1(例如2500rpm),能够确保对电动机部4及压缩空气生成部3的送风空冷能力,抑制电动机部4及压缩空气生成部3的温度上升。另外,通过将OFF压值设定为3.0Mpa,将ON压值设定为2.5Mpa,能够使应该维持的罐部2内的压力状态降低,抑制电动机部4及压缩空气生成部3的驱动负荷。而且,不仅能够抑制电动机部4和压缩空气生成部3的温度上升,还能够抑制升压电路25和噪声抑制电路23等通用线圈等构成元件的温度上升。
另外,通过将控制电流值设定为A4(例如,13A),降低控制电流值(从A3(例如,15A)变更为A4(例如,13A)),能够抑制升压电路25和噪声抑制电路23等构成元件中的温度上升。
接着,对微处理器20中的详细的处理内容进行说明。首先,微处理器20通过从RAM读出RAM的预定区域中记录的错误信息的有无,进行错误是否存在的判断(S.100)。错误信息记录在RAM中的处理如后所述。在根据RAM的错误信息判断为存在错误的情况下(在S.100中为“是”的情况下),微处理器20进行错误处理(S.101)。具体来说,通过对面板LED6c进行产生错误的显示来报知错误内容,另外,通过蜂鸣器6d发出蜂鸣声进行报知。
在判断为没有错误的情况下(在S.100中为“否”的情况下),微处理器20控制转换器电路21及逆变器电路22,开始电动机部4的驱动,其后,在罐部2内的压力值成为OFF压值以上后,进行使电动机部4的驱动停止的处理(S.102)。该处理(S.102)中的OFF压值基于通过用户操作操作开关6b而决定的运转模式来决定。另外,罐部2内的压力值是否在OFF压值以上的判断基于自压力传感器12获得的压力信息(罐部2内的压力值)来判断。
在罐部2内的压力值在OFF压值以上而停止电动机部4的驱动(S.102)后,微处理器20进行罐部2内的压力值是否在ON压值以下的判断(S.103)。在罐部2内的压力值不在ON压值以下的情况下(在S.103中为“否”的情况下),微处理器20进行电源开关是否设置为ON的判断(S.104)。
在电源开关没有设置为ON的情况下(在S.104中为“否”的情况下),微处理器20结束处理。另一方面,在电源开关设置为ON的情况下(在S.104中为“是”的情况下),微处理器20在空气压缩机1的电源开关设置为ON之后进行每经过2秒的时间判断(S.105)。在电源开关设置为ON之后为每经过2秒的时间的时刻的情况下(在S.105中为“是”的情况下),更详细来说,在为每经过2秒的时间后、即经过之后的时刻的情况下,进行下述的温度判断处理(S.106~S.108等)。在电源开关设置为ON之后不是每经过2秒的时间的时刻的情况下(在S.105中为“否”的情况下),微处理器20将处理转移到是否在上述的ON压值以下的判断处理(S.103),并重复执行S.103以后的处理。
在电源开关设置为ON之后为每经过2秒的时间的时刻的情况下(在S.105中为“是”的情况下),微处理器20判断由IGBT热敏电阻25b检测出的温度是否在T1(例如,120℃)以上(S.106)。在IGBT热敏电阻25b的温度不在T1以上的情况下(在S.106中为“否”的情况下),微处理器20判断由IPM热敏电阻22a检测出的温度是否在T2(例如,120℃)以上(S.107)。在IPM热敏电阻22a的温度不在T2以上的情况下(在S.107中为“否”的情况下),微处理器20判断由Mot热敏电阻18检测出的温度是否在T3(例如,120℃)以上(S.108)。
在IGBT热敏电阻25b的温度在T1以上的情况下(在S.106中为“是”的情况下)、在IPM热敏电阻22a的温度在T2以上的情况下(在S.107中为“是”的情况下),或者在Mot热敏电阻18的温度在T3以上的情况下(在S.108中为“是”的情况下),微处理器20通过将伴随各个温度上升的错误信息记录在RAM中,进行错误状态的设置处理(S.109)。
在进行了错误状态的设置处理的情况下(S.109)、或在Mot热敏电阻18的温度不在T3以上的情况下(在S.108中为“否”的情况下),微处理器20基于RAM中记录的错误信息,进行是否存在错误的判断(S.110)。在根据RAM的错误信息判断为存在错误的情况下(在S.110中为“是”的情况下),微处理器20与S.101同样地进行错误处理(S.111)。在判断为没有错误的情况下(在S.110中为“否”的情况下),微处理器20将处理转移到上述的S.103的处理,重复执行S.103以后的处理。
另一方面,在罐部2内的压力值为ON压值以下的情况下(在S.103中为“是”的情况下),微处理器20进行如下处理:将由IGBT热敏电阻25b、IPM热敏电阻22a及Mot热敏电阻18检测出的温度作为电动机部4的驱动前温度保存在RAM中(S.112)。然后,微处理器20进行由IPM热敏电阻22a检测出的温度是否在T00(例如,100℃)以上的判断(S.113)。
在IPM热敏电阻22a的温度在T00以上的情况下(在S.113中为“是”的情况下),微处理器20通过再次进行由IPM热敏电阻22a检测出的温度是否在T00以上的判断,维持电动机部4的起动待机状态。另一方面,在IPM热敏电阻22a的温度不在T00以上的情况下(在S.113中为“否”的情况下),微处理器20通过将处理转移到S.114,进行解除电动机部4的起动待机状态的处理。然后,微处理器20进行由IPM热敏电阻22a检测出的温度是否在T0(例如95℃)以上的判断(S.114)。
在IPM热敏电阻22a的温度在T0以上的情况下(在S.114中为“是”的情况下),微处理器20进行将电动机限制电流值设定为A2(例如,7A)的处理(S.115)。另一方面,在IPM热敏电阻22a的温度不在T0以上的情况下(在S.114中为“否”的情况下),微处理器20进行将电动机限制电流值设定为A1(例如,10A)的处理(S.116)。
在此,电动机限制电流值是用于控制开始电动机部4的驱动时使用的起动功率量的电流值。在IPM热敏电阻22a的温度在T0(例如,95℃)以上的情况下,能够判断逆变器电路22的温度处于比较高的温度状态。因此,在IPM热敏电阻22a的温度不在T0以上的情况下,将电动机限制电流值设定为A1,而在判断温度在T0以上、即逆变器电路22的温度较高的情况下,通过将电动机限制电流值设定为A2,进行使电动机部4的驱动开始时的电流值下降的处理。通过该处理,由于即使在高温时压缩空气生成部3的密封部密接而使滑动电阻增大的情况下,也不会使起动功率量过高,因此,能够抑制空气压缩机1中的电动机部4的起动时的起动功率量,能够抑制温度上升。
在进行了电动机限制电流值的设定处理(S.115、S.116)后,微处理器20进行开始电动机部4的驱动的处理(S.117)。其后,微处理器20进行罐部2内的压力值是否在OFF压值以上的判断(S.118)。在罐部2内的压力值在OFF压值以上的情况下(在S.118中为“是”的情况下),微处理器20进行停止电动机部4的处理(S.119)。然后,在使电动机部4停止后,微处理器20将处理转移至S.103,重复执行S.103以后的处理。
在罐部2内的压力值不在OFF压值以上的情况下(在S.118中为“否”的情况下),微处理器20进行电源开关是否设置为ON的判断(S.120)。在电源开关没有设置为ON的情况下(在S.120中为“否”的情况下),微处理器20进行了使电动机部4停止的处理(S.121)后,结束处理。
另一方面,在电源开关设置为ON的情况下(在S.120中为“是”的情况下),微处理器20进行轴流风机的转速设定判断处理(S.122~S.124)。首先,微处理器20基于RAM中记录的控制模式的标志信息来判断控制模式是否为高温节能模式(S.122)。在控制模式为高温节能模式的情况下(在S.122中为“是”的情况下),微处理器20将轴流风机的转速设定为转速R1(例如,2500rpm)(S.123)。在高温节能模式的情况下,通过将轴流风机的转速设定为转速R1,能够提高对电动机部4及压缩空气生成部3的送风冷却效果。因此,能够抑制空气压缩机1中的温度上升。
另一方面,在控制模式不是高温节能模式的情况下(在S.122中为“否”的情况下),微处理器20将轴流风机的转速设定为通过运转模式(电源模式、AI模式、静音模式)预先决定的转速(S.124)。每一该运转模式的转速记录在ROM中,微处理器20从ROM读出对应于各运转模式的转速信息,进行轴流风机的转速设定。
在进行了轴流风机的转速设定处理(S.123、S.124)后,微处理器20进行ON压值及OFF压值设定处理(S.125~S.127)。首先,微处理器20进行控制模式是否为高温节能模式的判断(S.125),在高温节能模式的情况下(在S.125中为“是”的情况下),将OFF压值设定为3.0Mpa,将ON压值设定为2.5MPa(S.126)。这样,在高温节能模式的情况下,通过将ON压值及OFF压值设定为比较低的值,能够降低电动机部4及压缩空气生成部3的负荷,能够抑制空气压缩机1中的温度上升。
在不是高温节能模式的情况下(在S.125中为“否”的情况下),微处理器20对通过运转模式(电源模式、AI模式、静音模式)预先决定的ON压值及OFF压值进行设定(S.127)。各运转模式的ON压值及OFF压值预先记录在ROM中,微处理器20从ROM读出运转模式所对应的ON压值及OFF压值的信息进行设定。
在进行了ON压值及OFF压值的设定处理(S.126、S.127)后,微处理器20进行是否满足如下三个条件的判断:控制模式是否为高温节能模式,且IPM热敏电阻22a的温度是否在T4(例如,90℃)以下,且IGBT热敏电阻25b的温度是否在T4(例如,90℃)以下(S.128)。
在IPM热敏电阻22a的温度在T4以下且IGBT热敏电阻25b的温度在T4以下的情况下,能够判断空气压缩机1不是较高的温度状态。在该状态中控制模式为高温节能模式的情况下,能够判断为虽之前的温度状态为高温状态但温度下降了。因此,在满足三个条件的情况下(在S.128中为“是”的情况下),微处理器20进行将控制电流值设定为A3(例如,15A)(S.129)并将与RAM中记录的控制模式相关的标志也设定为OFF来解除高温节能模式的处理(设定为普通模式)(S.130)。
在不满足三个条件的情况下(在S.128中为“否”的情况下)、或者解除了高温节能模式的设定的情况下(S.130),微处理器20进行是否满足下述三个条件中的至少一个条件的判断:控制模式是否为高温节能模式,或IPM热敏电阻22a的温度是否在T5(例如,110℃)以上,或IGBT热敏电阻25b的温度是否在T6(例如,110℃)以上(S.131)。
在满足三个条件中的至少一个条件的情况下(在S.131中为“是”的情况下),能够判断为空气压缩机1处于高温状态。因此,在满足至少一个条件的情况下(在S.131中为“是”的情况下),微处理器20将控制电流值设定为A4(例如,13A)(S.132),将与RAM中记录的控制模式相关的标志设定为ON,进行高温节能模式的设定处理(S.133)。
此外,也可以在高温节能模式的设定处理(S.133)后进行将PWM周期设定为较低值的处理。通过降低PWM周期,能够在降低压缩空气生成部3及电动机部4的驱动负荷的同时抑制逆变器电路22等的温度上升。
在通过降低PWM周期来降低驱动负荷的情况下,能够缓解温度上升,例如,若将PWM周期从20kHz左右变更为10kHz左右,则成为可听区域下的驱动,驱动音会变得明显。因此,也可以仅在罐部2内的压力较高、压缩机构的工作声音增大时,进行降低PWM周期的控制,降低噪音的影响。
在不满足三个条件中的任一个条件的情况下(在S.131中为“否”的情况下),微处理器20将控制电流值设定为A3(例如,15A)(S.134)。在将控制电流值设定为A3(例如,15A)(S.134)后、或者进行了高温节能模式的设定(S.133)后,微处理器20进行每经过2秒的时间判断(S.135)。S.135中的每经过2秒的时间判断与S.105的处理同样。
在不是每经过2秒的时间的时刻的情况下(在S.135中为“否”的情况下),微处理器20将处理转移至是否在OFF压值以上的判断处理(S.118),重复执行S.118以后的处理。
另一方面,在为每经过2秒的时间的时刻的情况下(在S.135中为“是”的情况下),微处理器20进行温度判断处理(S.136~S.138等)。在为每经过2秒的时间的时刻的情况下(在S.135中为“是”的情况下),微处理器20判断由IGBT热敏电阻25b检测出的温度是否在T1(例如,120℃)以上(S.136),在IGBT热敏电阻25b的温度不在T1以上的情况下(在S.136中为“否”的情况下),判断由IPM热敏电阻22a检测出的温度是否在T2(例如,120℃)以上(S.137),在IPM热敏电阻22a的温度不在T2以上的情况下(在S.137中为“否”的情况下),判断由Mot热敏电阻18检测出的温度是否在T3(例如,120℃)以上(S.138)。
在IGBT热敏电阻25b的温度在T1以上的情况下(在S.136中为“是”的情况下)、在IPM热敏电阻22a的温度在T2以上的情况下(在S.137中为“是”的情况下)、或者在Mot热敏电阻18的温度在T3以上的情况下(在S.138中为“是”的情况下),微处理器20通过将伴随各个温度上升的错误信息记录在RAM中,进行错误状态的设置处理(S.139)。
在进行了错误状态的设置处理的情况下(S.139)、或在Mot热敏电阻18的温度不在T3以上的情况下(在S.138中为“否”的情况下),微处理器20基于RAM中记录的错误信息进行是否存在错误的判断(S.140)。在根据RAM的错误信息判断为存在错误的情况下(在S.140中为“是”的情况下),微处理器20进行错误处理(S.141)。具体来说,通过对面板LED6c进行产生错误的显示来报知错误内容,另外,使蜂鸣器6d发出蜂鸣声进行报知。然后,微处理器20进行电动机部4的停止处理(S.119),将处理转移至S.103,重复执行S.103以后的处理。
在电动机部4的驱动状态中,在IGBT热敏电阻25b的温度在T1以上的情况下(在S.136中为“是”的情况下)、在IPM热敏电阻22a的温度在T2以上的情况下(在S.137中为“是”的情况下)、或者在Mot热敏电阻18的温度在T3以上的情况下(在S.138中为“是”的情况下),若空气压缩机1为高温状态,并在这一状态下直接使电动机部4驱动,则空气压缩机1可能会产生故障等。因此,在判断出存在错误的情况下(在S.140中为“是”的情况下),微处理器20进行了错误处理(S.141)后,使电动机部4停止(S.119),从而,能够防止空气压缩机1的故障等。
在判断为没有错误的情况下(在S.140中为“否”的情况下),微处理器20进行从电动机部4的驱动开始是否经过了10分钟的判断(S.142)。在从电动机部4的驱动开始没有经过10分钟的情况下(在S.142中为“否”的情况下),微处理器20将处理转移到上述的S.118的处理,重复执行S.118以后的处理。
在从电动机部4的驱动开始经过了10分钟的情况下(在S.142中为“是”的情况下),微处理器20对S.112中测定出的IGBT热敏电阻25b、IPM热敏电阻22a及Mot热敏电阻18的温度与当前测定出的IGBT热敏电阻25b、IPM热敏电阻22a及Mot热敏电阻18的温度的差值进行计算(S.143)。
若更详细地进行说明,微处理器20通过从当前测定出的IGBT热敏电阻25b的温度减去RAM中记录的电动机部4的驱动前的IGBT热敏电阻25b的温度,求出从电动机部4的驱动前上升多少温度作为差值Δt1。另外,微处理器20通过从当前测定出的IPM热敏电阻22a的温度减去RAM中记录的电动机部4的驱动前的IPM热敏电阻22a的温度,求出从电动机部4的驱动前上升多少温度作为差值Δt2。而且,微处理器20通过从当前测定出的Mot热敏电阻18的温度减去RAM中记录的电动机部4的驱动前的Mot热敏电阻18的温度,求出从电动机部4的驱动前上升多少温度作为差值Δt3。
其后,微处理器20判断由外部空气用热敏电阻6e测定出的当前的温度是否在T7(例如,30℃)以上(S.144)。在不在T7以上的情况下(在S.144中为“否”的情况下),微处理器20判断Mot热敏电阻18中的差值Δt3是否在T8(例如,50℃)以上(S.145)。在差值Δt3在T8以上的情况下(在S.145中为“是”的情况下),微处理器20对面板LED6c进行报警显示(S.146)。
另外,在T7以上的情况下(在S.144中为“是”的情况下),微处理器20判断Mot热敏电阻18中的差值Δt3是否在T9(例如,30℃)以上(S.147)。在差值Δt3在T9以上的情况下(在S.147中为“是”的情况下),微处理器20对面板LED6c进行报警显示(S.146)。
这样,在从电动机部4的驱动开始经过了10分钟的时刻,电动机部4的温度上升到预定的差值以上的情况下,能够通过使用面板LED6c的报警显示,提醒用户注意。特别是由于根据外部气温的状态,温度上升的趋势发生改变,因此,根据外部气温在T7以上还是在T7以下,将电动机部4中的差值的判断设为不同的值。
在进行了面板LED6c的报警显示的情况下(S.146)、在差值Δt3不在T8℃以上的情况下(在S.145中为“否”的情况下)、或者在差值Δt3不在T9以上的情况下(在S.147中为“否”的情况下),微处理器20进行IPM热敏电阻22a中的差值Δt2是否在T10(例如,50℃)以上或IGBT热敏电阻25b中的差值Δt1是否在T11(例如70℃)以上的判断(S.148)。
在差值Δt2在T10以上的情况下,或在差值Δt1在T11以上的情况下(在S.148中为“是”的情况下),微处理器20对面板LED6c进行报警显示(S.149)。这样,在从电动机部4的驱动开始经过了10分钟的时刻,升压电路25或逆变器电路22的温度上升至预定的差值以上的情况下,能够通过使用面板LED6c的报警显示来提醒用户注意。
在进行了面板LED6c的报警显示的情况(S.149)下、差值Δt2不在T10以上的情况下且差值Δt1不在T11以上的情况下(在S.149中为“否”的情况下),微处理器20将处理转移至上述的S.118的处理,重复执行S.118以后的处理。
如以上说明的那样,在本实施方式的空气压缩机1中,由Mot热敏电阻18检测电动机部4的温度,由IGBT热敏电阻25b检测升压电路25的温度,由IPM热敏电阻22a检测逆变器电路22的温度。并且,在IGBT热敏电阻25b的温度在T6以上的情况下,或者在IPM热敏电阻22a的温度在T5以上的情况下,将控制模式转移至高温节能模式。
在高温节能模式的情况下,微处理器20将轴流风机的转速设定为高转速。这样,通过将轴流风机的转速设定为高速,能够确保对电动机部4及压缩空气生成部3的充分的送风空冷能力,能够抑制电动机部4及压缩空气生成部3的温度上升。
另外,在高温节能模式的情况下,微处理器20通过使ON压值及OFF压值的设定降低而降低罐部2内的压力状态,能够抑制电动机部4及压缩空气生成部3的驱动负荷。这样,通过抑制电动机部4及压缩空气生成部3的驱动负荷,不仅能够抑制电动机部4和压缩空气生成部3的温度上升,还能够抑制升压电路25和噪声抑制电路23等构成元件的温度上升。
而且,在高温节能模式的情况下,微处理器20进行使控制电流值降低的处理。这样,通过降低控制电流值,能够抑制升压电路25和噪声抑制电路23等构成元件的温度上升,能够防止空气压缩机1中的温度上升。
而且,在电动机部4的驱动开始后经过预定时间(在本实施方式中,以10分钟为一例)后,在Mot热敏电阻18、IPM热敏电阻22a及IGBT热敏电阻25b的温度中,求出电动机部4的驱动开始前的温度与10分钟后的温度的差值。并且,在差值较大的情况下,通过使用面板LED6c对用户进行报警,能够更早地通知用户空气压缩机1中的温度上升。
另外,在Mot热敏电阻18、IPM热敏电阻22a及IGBT热敏电阻25b的温度在预先设定的停止基准值以上(Mot热敏电阻18为T3以上、IPM热敏电阻22a为T2以上、IGBT热敏电阻25b为T1以上)的情况下,由于空气压缩机1为高温状态,因此,强制停止空气压缩机1的电动机部4的动作,由此,能够防止空气压缩机1的故障等。
以上,关于本发明的空气压缩机,在表示一例的同时,使用附图详细地进行了说明,但本发明的空气压缩机不限于实施方式所示的空气压缩机1的结构。若为本领域技术人员,则能够在权利要求书所述的范围内想到各种变更例或修正例,这是不言而喻的,其也能够起到与本实施方式所示的空气压缩机1相同的效果。
例如,在实施方式的错误检测中,作为例子使用的温度的值、IGBT热敏电阻25b中的120℃、IPM热敏电阻22a中的120℃、Mot热敏电阻18中的120℃仅为一例,但不限于这些温度的值。各个温度根据构成空气压缩机1的元件的耐热性能或轴流风机的冷却性能等会有大幅改变,能够设定适于判断为错误的温度。
另外,在实施方式的空气压缩机1中,作为例子表示了在IGBT热敏电阻25b在110℃以上的情况下、或者IPM热敏电阻22a在110℃以上的情况下(S.131)将控制模式设定为高温节能模式的处理(S.133)作为一例。但是,也可以如下构成,在将控制模式设定为高温节能模式的温度为上述的110℃或者不限于110℃而在其它温度以上的情况下,设定为高温节能模式。
而且,经过时间判断处理(例如,S.105中为每2秒、S.135中为每2秒、S.142中为10分钟)的判断时间不限于实施方式的空气压缩机1中说明的时间。
另外,实施方式的微处理器20的处理中所示的数值、例如设定轴流风机的转速的数值(作为转速R1的一例的2500rpm)、ON压值及OFF压值的设定值(OFF压值3.0MPa及ON压值2.5MPa)、控制电流值的设定值(作为A4的一例的13A及作为A3的一例的15A)、基于当前的温度与电动机部4的起动前的温度的差值的报警判断的值(Δt1的T11(例如70℃)以上、Δt2的T10(例如,50℃)以上、Δt3的T8(例如,50℃)以上、Δt3的T9(例如,30℃)以上、外部空气用热敏电阻6e的T7(例如,30℃)以上)等各种值仅是一例,不限于实施方式所示的数值。
附图标记说明
1 空气压缩机
2 罐部
3 压缩空气生成部
4 电动机部(电动机单元)
5 控制电路部
6 操作电路部
6a (操作电路部的)操作面板
6b (操作电路部的)操作开关
6c (操作电路部的)面板LED
6d (操作电路部的)蜂鸣器
6e (操作电路部的)外部空气用热敏电阻(外部气温度检测单元)
8 (罐部的)贮存罐
9 (贮存罐的)压缩空气取出口
9a (贮存罐的)高压取出口
9b (贮存罐的)常压取出口
10a、10b (贮存罐的)减压阀
12 (罐部的)压力传感器
14 连接管
16 (电动机部的)定子
16a、16b、16c (电动机部的)绕组
17 (电动机部的)转子
18 (电动机部的)Mot热敏电阻(电动机温度检测单元)
20 (控制电路部的)微处理器(控制单元)
21 (控制电路部的)转换器电路(驱动电流生成单元)
22 (控制电路部的)逆变器电路(驱动电流生成单元)
22a (逆变器电路的)IPM热敏电阻(温度检测单元)
23 (控制电路部的)噪声抑制电路
24 (转换器电路的)整流电路
25 (转换器电路的)升压电路
25a (升压电路的)开关元件
25b (升压电路的)IGBT热敏电阻(温度检测单元)
26 (转换器电路的)平滑电路
29 交流电源
30 (控制电路部的)电流检测部
31 (控制电路部的)电压检测部
Claims (7)
1.一种空气压缩机,其特征在于,具备:
罐部,贮存压缩空气;
压缩空气生成部,生成用于贮存在该罐部的压缩空气;
电动机单元,用于驱动该压缩空气生成部;
驱动电流生成单元,生成该电动机单元的驱动电流;
控制单元,通过进行该驱动电流生成单元的控制以使所述罐部内的压力状态维持为预定压力值的范围的方式来驱动所述电动机单元;及
温度检测单元,检测所述驱动电流生成单元的温度,
所述控制单元基于由所述温度检测单元检测出的温度,通过控制所述驱动电流生成单元来变更所述电动机单元的所述驱动电流。
2.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于,
所述控制单元基于由所述温度检测单元检测出的温度来变更所述电动机单元的负荷。
3.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于,
所述控制单元基于由所述温度检测单元检测出的温度通过变更所述预定压力值的上限值或下限值来变更所述电动机单元的负荷。
4.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于,
所述控制单元基于由所述温度检测单元检测出的温度通过变更由所述驱动电流生成单元执行的PWM控制的频率来变更所述电动机单元的负荷。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的空气压缩机,其特征在于,
具备检测所述电动机单元的温度的电动机温度检测单元,
所述控制单元以基于由所述电动机温度检测单元检测出的温度来变更所述电动机单元的驱动电流的上限值的方式控制所述驱动电流生成单元。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的空气压缩机,其特征在于,
具备检测外部气温的外部气温检测单元,
所述控制单元以基于由所述外部气温检测单元检测出的温度来变更所述电动机单元的驱动电流的上限值的方式控制所述驱动电流生成单元。
7.根据权利要求5所述的空气压缩机,其特征在于,
具备检测外部气温的外部气温检测单元,
所述控制单元以基于由所述外部气温检测单元检测出的温度来变更所述电动机单元的驱动电流的上限值的方式控制所述驱动电流生成单元。
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