專(zhuān)利名稱(chēng)：壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以由變換器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行排出壓力控制的壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，使用變換器、根據(jù)排出一側(cè)的壓力進(jìn)行控制的壓縮機(jī)，已經(jīng)是公知的技術(shù)。
在以往壓縮機(jī)的情況下，一方面，從各壓縮機(jī)主體到壓力檢測(cè)裝置之間，存在著油分離器、后冷卻器、連接油分離器和后冷卻器的配管、接頭等各種壓力損失因素。另一方面，在壓縮機(jī)主體的規(guī)格方面，對(duì)于壓縮機(jī)主體來(lái)說(shuō)，設(shè)定了在包括其馬達(dá)在內(nèi)的構(gòu)成部件不過(guò)負(fù)載的情況下可排出的氣體壓力上限即最大排出壓力。但是，在以往的壓縮機(jī)中，由于沒(méi)有考慮上述壓力損失因素，即使上述壓力檢測(cè)裝置所檢測(cè)的壓力在上述最大排出壓力以下，如果允許接近最大排出壓力的壓力，在壓縮機(jī)主體中，就會(huì)出現(xiàn)其排出壓力超過(guò)上述最大排出壓力、導(dǎo)致所謂過(guò)負(fù)載狀態(tài)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，就是以消除這種以往技術(shù)的問(wèn)題為任務(wù)的，其目的是提供一種可在不出現(xiàn)過(guò)負(fù)載狀態(tài)的情況下對(duì)應(yīng)于排出壓力以最高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)、從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的壓縮機(jī)。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)主體；驅(qū)動(dòng)上述壓縮機(jī)主體的馬達(dá)；對(duì)上述馬達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的變換器；設(shè)置在上述壓縮機(jī)主體的排出一側(cè)、可檢測(cè)排出壓力的壓力檢測(cè)器；運(yùn)算電路；以及低值選擇器，其中，從上述壓力檢測(cè)器將排出壓力信號(hào)輸入到上述運(yùn)算電路中，通過(guò)上述運(yùn)算電路導(dǎo)出消除上述排出壓力信號(hào)與預(yù)先輸入的最大排出壓力信號(hào)之間的偏差的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，將對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速的信號(hào)輸入給上述低值選擇器，將另外導(dǎo)出的外部信號(hào)輸入給上述低值選擇器，在上述低值選擇器中選擇出上述外部信號(hào)表示的馬達(dá)轉(zhuǎn)速與上述導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速中小的一個(gè)所對(duì)應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)，將該馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給上述變換器，基于輸入到上述變換器中的信號(hào)控制上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
作為上述本發(fā)明中的外部信號(hào)，優(yōu)選地采用下述信號(hào)。即，具有用于檢測(cè)置于比上述壓力檢測(cè)器更靠近壓縮空氣供給目標(biāo)的部位的第2排出壓力的第2壓力檢測(cè)器；及第2運(yùn)算電路，其中，從上述第2壓力檢測(cè)器將上述第2排出壓力信號(hào)輸入給上述第2運(yùn)算電路，通過(guò)上述第2運(yùn)算電路導(dǎo)出消除上述第2排出壓力信號(hào)與預(yù)先輸入的目標(biāo)排出壓力信號(hào)之間的偏差的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，將對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速的信號(hào)作為上述外部信號(hào)。
另外，在上述本發(fā)明中，還可以如下構(gòu)成。即，還具有過(guò)濾器，該過(guò)濾器預(yù)先存儲(chǔ)有下述區(qū)域，該區(qū)域基于馬達(dá)轉(zhuǎn)速和排出壓力在下述狀態(tài)下確定，該狀態(tài)即是處于最大排出壓力以下，并且處于最大馬達(dá)轉(zhuǎn)速以下，而且處于使馬達(dá)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的排出壓力、馬達(dá)轉(zhuǎn)速的各值以下的狀態(tài)，將通過(guò)上述低值選擇器選擇的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)和通過(guò)上述壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的上述排出壓力信號(hào)輸入給上述過(guò)濾器，如果由對(duì)應(yīng)于上述排出壓力信號(hào)的排出壓力與對(duì)應(yīng)于上述馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速確定的狀態(tài)處于上述區(qū)域內(nèi)，則將來(lái)自上述低值選擇器的上述馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)原樣輸入給上述變換器，如果處于上述區(qū)域外，則將對(duì)應(yīng)于下述馬達(dá)轉(zhuǎn)速的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給上述變換器，所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速是由對(duì)應(yīng)于從上述壓力檢測(cè)器輸入的排出壓力信號(hào)的排出壓力和上述區(qū)域的邊界確定的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)，可以在無(wú)過(guò)負(fù)載的情況下對(duì)應(yīng)于排出壓力以最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而獲得節(jié)省能源的效果。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的壓縮機(jī)整體構(gòu)成的圖。
圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的壓縮機(jī)整體構(gòu)成的圖。
圖3是表示存儲(chǔ)在圖2所示壓縮機(jī)的過(guò)濾器中的、與排出壓力和馬達(dá)轉(zhuǎn)速有關(guān)的區(qū)域的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1示出了本發(fā)明第1實(shí)施方式的壓縮機(jī)1A，該壓縮機(jī)1A通過(guò)變換器11與電源12相連接，備有以被進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)13作為驅(qū)動(dòng)部的壓縮機(jī)主體14、和控制部15。在從壓縮機(jī)主體14延伸出來(lái)的排出流路16上加設(shè)有循環(huán)槽17，在壓縮機(jī)主體14和循環(huán)槽17之間的排出流路16的一部分以及循環(huán)槽17上，分別設(shè)置有可檢測(cè)壓力的第1壓力檢測(cè)器18和第2壓力檢測(cè)器19。另外，控制部15具有第1PID運(yùn)算電路21和低值選擇器(low selector)22，第1壓力檢測(cè)器18與第1PID運(yùn)算電路21連接，第2壓力檢測(cè)器19通過(guò)第2PID運(yùn)算電路23連接在低值選擇器22上，并且，低值選擇器22與變換器11連接。進(jìn)一步，在第1PID運(yùn)算電路21中，輸入允許的排出壓力的最大值Pd_MAX_SET作為預(yù)先設(shè)定值，在第2PID運(yùn)算電路23中，輸入循環(huán)槽17的槽內(nèi)壓力的希望值P_RT_SET(＜Pd_MAX_SET)作為預(yù)先設(shè)定值。
在上述構(gòu)成的壓縮機(jī)1A中，將與由第1壓力檢測(cè)器18檢測(cè)出的排出壓力Pd對(duì)應(yīng)的排出壓力信號(hào)輸入第1PID運(yùn)算電路21，在此導(dǎo)出使得排出壓力Pd與排出壓力的最大值Pd_MAX_SET之間沒(méi)有偏差的馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV1，將對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV1的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入低值選擇器22。另一方面，將與由第2壓力檢測(cè)器19檢測(cè)的槽內(nèi)壓力P_RT對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)壓力信號(hào)輸入第2PID運(yùn)算電路23，在此導(dǎo)出使得作為檢測(cè)值的槽內(nèi)壓力P_RT與作為設(shè)定值的槽內(nèi)壓力希望值P_RT_SET之間沒(méi)有偏差的馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV2，將對(duì)應(yīng)于該馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV2的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)作為外部信號(hào)輸入低值選擇器22。接著，將導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV1與對(duì)應(yīng)于外部信號(hào)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV2中的小的一個(gè)所對(duì)應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給變換器11，根據(jù)該輸入的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制馬達(dá)13的轉(zhuǎn)速。
于是，在壓縮機(jī)1A中，不僅基于循環(huán)槽17內(nèi)的壓力，而且也基于實(shí)質(zhì)上與壓縮機(jī)主體14的排出口的壓力相等的循環(huán)槽17的一次側(cè)的排出壓力，基于上述兩個(gè)壓力來(lái)控制馬達(dá)13的轉(zhuǎn)速，以使這些壓力變成所希望的值。因此，可以在不過(guò)負(fù)載的情況下對(duì)應(yīng)于排出壓力在最高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)省能源。
此外，在上述的本發(fā)明中，將用于采用以往方法進(jìn)行某一馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制的信號(hào)稱(chēng)作外部信號(hào)。在圖1所示的實(shí)施方式中，對(duì)循環(huán)槽17中的壓力進(jìn)行控制的循環(huán)相當(dāng)于該外部信號(hào)。作為外部信號(hào)的其他例子，也可以考慮不用反饋控制、僅僅用人工方式設(shè)定馬達(dá)轉(zhuǎn)速指令值的情況。在具有利用這樣的外部信號(hào)進(jìn)行馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制的基本構(gòu)成的前提下，增加了對(duì)壓縮機(jī)主體排出口的壓力進(jìn)行控制的循環(huán)(最大排出壓力的控制)，這是本發(fā)明的特征。
圖2示出了本發(fā)明第2實(shí)施方式的壓縮機(jī)1B，在該壓縮機(jī)1B中，與上述壓縮機(jī)1A彼此通用的部分，標(biāo)有相同的標(biāo)記，省略其說(shuō)明。
在該壓縮機(jī)1B中，控制部15除了第1PID運(yùn)算電路21和低值選擇器22之外，還設(shè)置有介于低值選擇器22和變換器11之間的、與第1壓力檢測(cè)器18相連的過(guò)濾器24。
在過(guò)濾器24中，如圖3(橫軸馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM，縱軸排出壓力Pd)所示，預(yù)先存儲(chǔ)有剖面線部分所示的區(qū)域A，該區(qū)域A與馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM和排出壓力Pd有關(guān)，是在下述狀態(tài)下確定的，該狀態(tài)即是處于壓縮機(jī)主體14可排出的氣體的上限壓力即最大排出壓力Pd_MAX以下，并且處于馬達(dá)13可旋轉(zhuǎn)的上限轉(zhuǎn)速即最大馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MAX以下，而且處于使馬達(dá)13產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的排出壓力Pd、馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM的各值以下的狀態(tài)。另外，在圖3中，直線I表示最大排出壓力Pd_MAX的狀態(tài)，直線II表示最大馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MAX的狀態(tài)，曲線III表示使馬達(dá)13產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的排出壓力Pd、馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM的狀態(tài)。
另外，上述各直線用如下式子表示。
首先，圖3中的直線I用下式表示。
Pd＝Pd_MAX (1)其次，圖3中的直線II用下式表示。
RPM＝RPM_MAX (2)進(jìn)一步，關(guān)于圖3中的曲線III，如下文所述。首先，一般情況下，在電動(dòng)機(jī)中，其轉(zhuǎn)速RPM和該電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩T及其輸出P之間有下式成立。
P＝(2π/60)×RPM×T(3)另一方面，電動(dòng)機(jī)承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_load與排出壓力Pd相關(guān)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T_load用下式表示。
T_load＝f(Pd) (4)
這里，f(Pd)意味著是Pd的函數(shù)。
將電動(dòng)機(jī)的額定輸出、即該電動(dòng)機(jī)所能得到的機(jī)械輸出設(shè)為P_spec，將(3)式中的T換成T_load，P換成P_spec，根據(jù)(3)和(4)式得出下式。
RPM＝(P_spec/f(Pd))×(60/2π)(5)該(5)式表示圖3中的曲線III。
在由上述構(gòu)成組成的壓縮機(jī)1B中，控制部15的PID運(yùn)算電路21、低值選擇器22與上述同樣地起作用，將與馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV1和馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM_MV2內(nèi)小的一個(gè)對(duì)應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)從低值選擇器22不是輸入到變換器11，而是輸入給過(guò)濾器24。接著，在該過(guò)濾器24中，如果由與從第1壓力檢測(cè)器18輸入的排出壓力信號(hào)對(duì)應(yīng)的排出壓力和與來(lái)自低值選擇器22的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)對(duì)應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速所確定的狀態(tài)位于區(qū)域A內(nèi)，則將上述馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)從低值選擇器22原樣輸入給變換器11，如果處于區(qū)域A外，則將對(duì)應(yīng)于下述馬達(dá)轉(zhuǎn)速的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給變換器11，所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速是由對(duì)應(yīng)于從第1壓力檢測(cè)器18輸入的排出壓力信號(hào)的排出壓力和區(qū)域A的邊界確定的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，根據(jù)該輸入的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制馬達(dá)13的轉(zhuǎn)速。
進(jìn)一步，參照?qǐng)D3，詳述從上述過(guò)濾器24輸入到變換器11的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)。例如，考慮與從第1壓力檢測(cè)器18、低值選擇器22分別輸入到過(guò)濾器24的信號(hào)對(duì)應(yīng)的排出壓力、馬達(dá)轉(zhuǎn)速為(Pd1，RPM1)的第1種情況和排出壓力、馬達(dá)轉(zhuǎn)速為(Pd2，RPM2)的第2種情況。
在第1種情況下，由于處在區(qū)域A的外面，所以，將由排出壓力Pd1與區(qū)域A的邊界(在這種情況下為曲線II)確定的馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM1_th所對(duì)應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入變換器11。另外，將此時(shí)確定的馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM1_th代入(5)式便可表示成下式。
RPM1_th＝(P_spec/f(Pd1))×(60/2π)(6)與此相對(duì)應(yīng)，在第2種情況下，由于處在區(qū)域A內(nèi)，將對(duì)應(yīng)于馬達(dá)轉(zhuǎn)速RPM2的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給變換器11。另外，假設(shè)出現(xiàn)與從第1壓力檢測(cè)器18輸入到過(guò)濾器24中的信號(hào)所對(duì)應(yīng)的排出壓力高于最大排出壓力Pd_MAX的情況，這時(shí)，根據(jù)上述考慮的方法，不能確定應(yīng)指示給變換器11的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，但是，該最大排出壓力Pd_MAX是基于在壓縮機(jī)主體14的能力確定的值，排出壓力不會(huì)比其再高，因此，不會(huì)發(fā)生上述的情況。
在上述實(shí)施方式中，壓縮機(jī)主體14和循環(huán)槽17以一對(duì)一的關(guān)系設(shè)置，但是，也可以使電源12、循環(huán)槽17、第2壓力檢測(cè)器19及第2PID運(yùn)算電路23為共用，而使除此以外的包括壓縮機(jī)主體14及附屬于壓縮機(jī)主體14的上述各部在內(nèi)的部分并列配置多個(gè)。
另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)于運(yùn)算電路，采用了具有PID運(yùn)算功能的電路，但是，本發(fā)明并不限于此，還可以采用只具有PI運(yùn)算功能的運(yùn)算電路、只具有P運(yùn)算功能的運(yùn)算電路。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)，其特征在于，包括壓縮機(jī)主體；驅(qū)動(dòng)上述壓縮機(jī)主體的馬達(dá)；對(duì)上述馬達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的變換器；設(shè)置在上述壓縮機(jī)主體的排出一側(cè)、可檢測(cè)排出壓力的壓力檢測(cè)器；運(yùn)算電路；以及低值選擇器，其中，從上述壓力檢測(cè)器將排出壓力信號(hào)輸入到上述運(yùn)算電路中，通過(guò)上述運(yùn)算電路導(dǎo)出消除上述排出壓力信號(hào)與預(yù)先輸入的最大排出壓力信號(hào)之間的偏差的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，將對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速的信號(hào)輸入給上述低值選擇器，將另外導(dǎo)出的外部信號(hào)輸入給上述低值選擇器，在上述低值選擇器中選擇出上述外部信號(hào)表示的馬達(dá)轉(zhuǎn)速與上述導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速中小的一個(gè)所對(duì)應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)，將該馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給上述變換器，基于輸入到上述變換器中的信號(hào)控制上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征是，還具有用于檢測(cè)置于比上述壓力檢測(cè)器更靠近壓縮空氣供給目標(biāo)的部位的第2排出壓力的第2壓力檢測(cè)器；及第2運(yùn)算電路，其中，從上述第2壓力檢測(cè)器將上述第2排出壓力信號(hào)輸入給上述第2運(yùn)算電路，通過(guò)上述第2運(yùn)算電路導(dǎo)出消除上述第2排出壓力信號(hào)與預(yù)先輸入的目標(biāo)排出壓力信號(hào)之間的偏差的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，將對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速的信號(hào)作為上述外部信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征是，還具有過(guò)濾器，該過(guò)濾器預(yù)先存儲(chǔ)有下述區(qū)域，該區(qū)域基于馬達(dá)轉(zhuǎn)速和排出壓力在下述狀態(tài)下確定，該狀態(tài)即是處于最大排出壓力以下，并且處于最大馬達(dá)轉(zhuǎn)速以下，而且處于使馬達(dá)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的排出壓力、馬達(dá)轉(zhuǎn)速的各值以下的狀態(tài)，將通過(guò)上述低值選擇器選擇的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)和通過(guò)上述壓力檢測(cè)器檢測(cè)出的上述排出壓力信號(hào)輸入給上述過(guò)濾器，如果由對(duì)應(yīng)于上述排出壓力信號(hào)的排出壓力與對(duì)應(yīng)于上述馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速確定的狀態(tài)處于上述區(qū)域內(nèi)，則將來(lái)自上述低值選擇器的上述馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)原樣輸入給上述變換器，如果處于上述區(qū)域外，則將對(duì)應(yīng)于下述馬達(dá)轉(zhuǎn)速的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入給上述變換器，所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速是由對(duì)應(yīng)于從上述壓力檢測(cè)器輸入的排出壓力信號(hào)的排出壓力和上述區(qū)域的邊界確定的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明的壓縮機(jī)包括將由變換器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)部的壓縮機(jī)主體；設(shè)置在該壓縮機(jī)主體排出一側(cè)的壓力檢測(cè)器；PID運(yùn)算電路；低值選擇器及控制部。將排出壓力信號(hào)從壓力檢測(cè)器輸入到PID運(yùn)算電路中，通過(guò)PID運(yùn)算電路導(dǎo)出消除該排出壓力信號(hào)與設(shè)定的最大排出壓力信號(hào)之間的偏差的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。將對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速的信號(hào)輸入給低值選擇器，將另外導(dǎo)出并輸入到該低值選擇器中的外部信號(hào)所表示的馬達(dá)轉(zhuǎn)速與上述導(dǎo)出的馬達(dá)轉(zhuǎn)速中的小的一個(gè)所對(duì)應(yīng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入變換器。借此，通過(guò)控制部控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明，可避免過(guò)負(fù)載狀態(tài)，能對(duì)應(yīng)于排出壓力在最高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，可以節(jié)省能源。
文檔編號(hào)F04B49/06GK1755112SQ20051010766
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者中村元 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所