JP3516108B2 - スクリュー圧縮機及びその制御方法 - Google Patents
スクリュー圧縮機及びその制御方法Info
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Description
ることができる圧縮機及びその制御方法に関し、特に、
吐出圧力の低下を防ぐのに好適なスクリュー圧縮機及び
その制御方法に関する。
方法としては、例えば特開平6−200886号公報に
記載の技術がある。従来のスクリュー圧縮機は、空気を
圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体を駆動するモー
タと、このモータの回転数を制御するインバータを備
え、さらに、圧縮機本体から吐出される吐出空気の圧力
を検出する吐出空気圧力検出手段と、その圧力検出値を
モータに帰還する情報伝達手段とを備え、その圧力検出
値に基づいてモータの回転数を制御して圧縮機の吐出空
気量を加減する機能を備えていた。
来のスクリュー圧縮機では、吐出空気圧力検出手段の設
定圧力値を変化させても圧縮機の最高回転数が固定され
ているので、圧縮機の出力側における使用空気量が定格
空気量を越えた場合に、その圧縮機の吐出圧力が必要と
なる設定圧力よりも低下してしまう事態が生じていた。
圧力値が0.83MPaの場合と0.59MPaの場合と
においても圧縮機の最高回転数は同一値となっている。
このために、吐出圧力の設定圧力値を下げた場合におい
て、圧縮機動力が軽減しモータの負荷に余裕が生じる
(設定圧力値が0.83MPaの場合と0.59MPaの
場合では圧縮機動力は約20%軽減する)のに対して、
圧縮機の吐出空気量の最大値は、ほぼ同一である。
は、使用空気量が所定の空気量を越えた場合には、圧縮
機を駆動するモータの能力に余裕があるにもかかわら
ず、圧縮機の吐出圧力が設定圧力以下に低下してしまっ
ていた。
値に応じて圧縮機の吐出量を従来のものより増大させる
ことができ、圧縮機の能力を最大限に発揮することがで
きるスクリュー圧縮機及びその制御方法を提供すること
を目的とする。
機は、空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体を
駆動するモータと、このモータに所望の電力を供給して
そのモータの回転数を制御するインバータと、前記圧縮
機本体から吐出される吐出空気の圧力を検出する吐出空
気圧力検出手段と、この吐出空気圧力検出手段の圧力検
出値に基づいて前記インバータの動作を制御して前記圧
縮機本体の吐出空気量を加減する回転数制御装置とを有
するスクリュー圧縮機において、前記圧縮機本体から吐
出される吐出空気圧力の所望の基準値となる吐出圧力設
定値を任意に変化させて設定できる吐出圧力設定装置
と、この吐出圧力設定装置により設定された吐出圧力設
定値に応じて圧縮機能力の範囲内で前記モータの最高回
転数を定める最高回転数制御装置とを有することを特徴
とする。
設定値に略反比例させてモータの最高回転数を定めるこ
とが好ましい。
出圧力設定値を低く設定すれば低いほど、モータの最高
回転数、すなわち圧縮機本体を駆動するモータの回転数
の上限を高い値にする。つまり、吐出圧力設定装置で所
望の基準値に任意に定められた吐出圧力設定値に応じ、
圧縮機能力の範囲内でモータの最高回転数を予め定める
ようにしているから、圧縮機の能力の範囲内で最大の吐
出量を得ることができる。したがって、例えば、定格圧
力よりも低い圧力に吐出圧力設定値を設定した場合に
は、定格吐出量以上の空気量を吐出させることができ
る。
圧力設定値を低く設定した場合において、その低圧吐出
空気についての需要が増大したときには、モータの回転
数を従来のスクリュー圧縮機よりも高くすることができ
ることを意味する。すなわち、本スクリュー圧縮機は、
モータの定格などを増大させることなく、低圧吐出空気
の吐出量を従来のものより増大させることができ、モー
タなどのもつ能力をより最大限に発揮させることができ
る。
法は、圧縮機本体を駆動するモータと、このモータに所
望の電力を供給してそのモータの回転数を制御するイン
バータと、前記圧縮機本体から吐出される吐出空気の圧
力を検出する吐出空気圧力検出手段と、この吐出空気圧
力検出手段の圧力検出値に基づいて前記インバータの動
作を制御して前記圧縮機本体の吐出空気量を加減する回
転数制御装置とを有するスクリュー圧縮機の制御方法に
おいて、前記圧縮機本体から吐出される吐出空気圧力の
所望の基準値となる吐出圧力設定値を設定し、この設定
された吐出圧力設定値に応じて圧縮機能力の範囲内で前
記モータの最高回転数が定められ、使用空気量に応じて
運転回転数が制御されるとともに、前記吐出圧力設定値
を下げるに従い前記定められる最高回転数の値を大きく
することを特徴とする。
て図面を参照して説明する。
ュー圧縮機の系統図である。本スクリュー圧縮機は、空
気を圧縮する圧縮機本体3と、この圧縮機本体3を駆動
するモータ2と、このモータ2に所望の電力を供給して
そのモータ2の回転数を制御するインバータ1と、圧縮
機本体3から吐出される吐出空気の圧力を検出する吐出
空気圧力検出手段である圧力センサ7と、この圧力セン
サ7の圧力検出値に基づいてインバータ1の動作を制御
して圧縮機本体3の吐出空気量を加減する回転数制御装
置8とを備えている。
体3から吐出される吐出空気圧力の所望の基準値となる
吐出圧力設定値を定める吐出圧力設定装置10と、その
吐出圧力設定値に応じてモータ2の最高回転数を定める
最高回転数制御装置9とを備えている。なお、本スクリ
ュー圧縮機は、以下に説明するオイルセパレータ、エア
クーラ5及び吐出配管6も備えている。
説明する。まず、インバータ1から電力を供給されてモ
ータ2が回転し、このモータ2の回転により圧縮機本体
3が駆動される。
まで圧縮された空気は、圧縮工程で混入された潤滑油と
ともに、オイルセパレータ4に入る。ここで潤滑油と分
離された圧縮空気は、エアクーラ5及び吐出配管6を経
て外部へと吐出される。
圧縮空気の圧力を検出しその検出値を回転数制御装置8
へとフィードバックする。回転数制御装置8は、圧縮空
気の需要機器使用空気量に応じた運転回転数を演算し、
その値に基づいてインバータ1を制御してモータ2の回
転数を制御する。
力設定装置10により設定された圧力に基づき、あらか
じめ最高回転数制御装置9内に設定された回転数を上限
とする。
可能範囲を吐出圧力設定値と回転数比によって示したグ
ラフである。このグラフ上に示す台形の内部が運転可能
な範囲である。例えば、吐出圧力設定値が定格値0.8
3MPaでの最高回転数を100%とすると、吐出圧力
設定値を下げるに従い最高回転数の上限を大きくさせて
いる。
圧力設定値に略反比例させてモータの最高回転数を定て
いる。
59MPaとした場合に、最高回転数は、前述の0.8
3MPa時に比べ120%の回転数となる。
空気圧力検出手段の設定圧力値を変化させても圧縮機の
最高回転数が固定されているので、例えば、圧縮機の吐
出圧力設定値が0.83MPaの場合と0.59MPaの
場合とにおいても圧縮機の最高回転数は同一値となり、
設定圧力値が0.59MPaの場合には、モータ2の最
高回転数が本スクリュー圧縮機よりも20%低い値に抑
えられてしまう。
は、図2における点a,b,c,dで囲まれる台形の範
囲であるのに対し、従来のスクリュー圧縮機の動作範囲
は、図2における点a,j,c,dで囲まれる長方形の
範囲しかない。
要機器の使用空気量に応じて圧縮機本体の回転数を制御
しているスクリュー圧縮機において、吐出圧力設定値に
応じた最高回転数を設定することにより、定格圧力より
低い圧力を設定した場合には、モータの負荷容量の範囲
内で、定格空気量以上の空気量が得られ、定格空気量を
越えた場合に発生する吐出圧力の低下を防止することが
できる。なお、ここで、定格値というのは、製品仕様で
の代表値である。
回転数制御装置9の動作特性の一例を示すグラフであ
る。このグラフに示すように、吐出圧力設定値Pと最高
回転数比xとの関係は、 P=ax+b という数式で表せる。ここで、定数aは、設定圧力の定
格値に応じて決まる値であり、定数bは、設定圧力値の
下限値に応じて決まる値である。
との関係は、上記数式に限定されるものではなく、例え
ば、各種の吐出圧力設定値Pとそのそれぞれに対応する
最高回転数比xとの関係を示すデータをメモリなどに予
め設定しておいてもよい。
の具体例を示すグラフであり、設定圧力の定格値を0.
83MPa、下限値を0.59MPaとしている。これ
より、吐出圧力設定値Pと最高回転数比xとの関係は、 P=−0.012x+2.03 という数式で表せる。
縮機の吐出圧力の設定値に応じて圧縮機の吐出量を従来
のものより増大させることができ、圧縮機の能力を最大
限に発揮することができる。
系統図である。
おける運転可能範囲を示すグラフである。
の動作特性の一例を示すグラフである。
の動作特性の具体例を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮
機本体を駆動するモータと、このモータに所望の電力を
供給してそのモータの回転数を制御するインバータと、
前記圧縮機本体から吐出される吐出空気の圧力を検出す
る吐出空気圧力検出手段と、この吐出空気圧力検出手段
の圧力検出値に基づいて前記インバータの動作を制御し
て前記圧縮機本体の吐出空気量を加減する回転数制御装
置とを有するスクリュー圧縮機において、前記圧縮機本
体から吐出される吐出空気圧力の所望の基準値となる吐
出圧力設定値を任意に変化させて設定できる吐出圧力設
定装置と、この吐出圧力設定装置により設定された吐出
圧力設定値に応じて圧縮機能力の範囲内で前記モータの
最高回転数を定める最高回転数制御装置とを有すること
を特徴とするスクリュー圧縮機。 - 【請求項2】 請求項1記載のスクリュー圧縮機におい
て、最高回転数制御装置は、吐出圧力設定値に略反比例
させてモータの最高回転数を定めることを特徴とするス
クリュー圧縮機。 - 【請求項3】 圧縮機本体を駆動するモータと、このモ
ータに所望の電力を供給してそのモータの回転数を制御
するインバータと、前記圧縮機本体から吐出される吐出
空気の圧力を検出する吐出空気圧力検出手段と、この吐
出空気圧力検出手段の圧力検出値に基づいて前記インバ
ータの動作を制御して前記圧縮機本体の吐出空気量を加
減する回転数制御装置とを有するスクリュー圧縮機の制
御方法において、前記圧縮機本体から吐出される吐出空
気圧力の所望の基準値となる吐出圧力設定値を設定し、
この設定された吐出圧力設定値に応じて圧縮機能力の範
囲内で前記モータの最高回転数が定められ、使用空気量
に応じて運転回転数が制御されるとともに、前記吐出圧
力設定値を下げるに従い前記定められる最高回転数の値
を大きくすることを特徴とするスクリュー圧縮機の制御
方法。 - 【請求項4】 請求項3記載のスクリュー圧縮機の制御
方法において、吐出圧力設定値に略反比例させてモータ
の最高回転数が定められることを特徴とするスクリュー
圧縮機の制御方法。 - 【請求項5】 空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮
機本体を駆動するモータと、このモータに所望の電力を
供給してそのモータの回転数を制御するイン バータと、
前記圧縮機本体から吐出される吐出空気の圧力を検出す
る吐出空気圧力検出手段と、この吐出空気圧力検出手段
の圧力検出値に基づいて前記インバータの動作を制御し
て前記圧縮機本体の吐出空気量を加減する回転数制御装
置とを有するスクリュー圧縮機において、 前記圧縮機本体から吐出される吐出空気圧力の所望の吐
出圧力を任意に変化させて設定できる吐出圧力設定装置
と、この吐出圧力設定装置で定められた吐出圧力設定値
に応じ、圧縮機能力の範囲内でほぼ最大の空気量が得ら
れるように前記モータの最高回転数を予め設定しておく
最高回転数制御装置とを備え、 前記回転数制御装置は、前記吐出圧力設定値に応じ、か
つ前記最高回転数制御装置に設定された前記最高回転数
を上限とし、圧縮空気の使用空気量に応じて運転回転数
を制御することを特徴とするスクリュー圧縮機。
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