空气压缩装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够减少运转开始时的噪声，同时确保充分的空气填充速度的空气压缩机。为了解决上述问题，本发明专利技术的空气压缩装置包括：对空气进行压缩的压缩机主体；驱动上述压缩机主体的电动机；控制上述电动机的转速的变频器；与上述变频器连接的控制电路；和检测在上述压缩机主体中被压缩后的空气的压力的压力传感器，上述控制电路进行控制，使得在起动上述空气压缩装置的情况下，上述压缩机主体按照以比最高转速低的低速旋转频率运转的低速起动模式进行运转，基于上述压力传感器中检测出的压力值和起动后的经过时间，使上述压缩机主体从上述低速起动模式切换为以包含最高旋转频率的可变频率运转的通常运转模式来进行运转。

Air compressor and control method

The present invention provides an air compressor capable of reducing noise at the beginning of operation and ensuring sufficient air filling speed. In order to solve the above problems, the invention of the air compression device includes: a compressor body of compressed air; the motor driving the compressor body; the inverter to control the speed of the motor; the control circuit is connected with the inverter; the pressure sensor and the detection of the compressor body by compressed air pressure control. The control circuit, the starting of the air compression device under the condition of the compressor body according to the ratio of the highest speed low speed rotation frequency operation of the low speed starting mode for operation, based on the elapsed time detected by the pressure sensor in the pressure value and after starting, the main body of the compressor from the low speed starting mode switching for the operation of variable frequency contains the highest rotation frequency of the normal operation mode of operation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及搭载变频器的能够控制电动机转速的空气压缩装置和控制方法。
技术介绍
作为空气压缩装置的控制，在专利文献1中记载了：“电动机控制电路6对压力变化ΔP与判断值SL、SH、SW进行比较、判断，从而根据判断结果使电动机2的转速在低转速NL与高转速NH之间切换。由此，能够根据从罐4消耗的压缩空气的流量来适当地控制电动机2的转速，能够实现低噪声且节能型的压缩机”(参考说明书摘要)。现有技术文献专利文献专利文件1：日本特开2005-214137号公报专利技术要解决的技术问题在搭载变频器的空气压缩装置中，一般而言，在运转开始时，使电动机以最高转速运转，对外部的空气罐填充空气。但是，连接的空气罐的容量是各种各样的，存在不需要以必要以上的转速运转的情况。在专利文献1中，虽然公开了检测运转中的压力变化，使电动机的转速在低转速与高转速之间切换，但是没有公开从运转开始时对空气罐填充空气直到通常运转为止如何进行控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够减少运转开始时的噪声并且确保充分的空气填充速度的空气压缩机。用于解决问题的技术手段为了解决上述问题，本专利技术中采用以下结构：一种空气压缩装置，其包括：对空气进行压缩的压缩机主体；驱动上述压缩机主体的电动机；控制上述电动机的转速的变频器；与上述变频器连接的控制电路；和检测在上述压缩机主体中被压缩后的空气的压力的压力传感器，上述控制电路进行控制，使得在起动上述空气压缩装置的情况下，上述压缩机主体按照以比最高转速低的低速旋转频率运转的低速起动模式进行运转，基于上述压力传感器中检测出的压力值和起动后的经过时间，使上述压缩机主体从上述低速起动模式切换为以包含最高旋转频率的可变频率运转的通常运转模式来进行运转。专利技术效果根据上述结构，能够减少运转开始时的噪声，同时适当地转移到通常运转。附图说明图1是表示本专利技术的空气压缩装置的结构的框图图2是关于实施方式1中的运转模式的切换的流程图图3是表示实施方式1中的运转开始时的压缩机的压力变化和运转速度的变化的图图4是关于实施方式2中的运转模式的切换的流程图图5是表示实施方式2中的运转开始时的压缩机的压力变化和运转速度的变化的图图6是关于实施方式3中的运转模式的切换的流程图图7是表示实施方式3中的运转开始时的压缩机的压力变化和运转速度的变化的图图8是关于实施方式4中的运转模式的切换的流程图图9是表示实施方式4中的运转开始时的压缩机的压力变化和运转速度的变化的图图10是关于实施方式5中的运转模式的切换的流程图图11是表示实施方式5中的运转开始时的压缩机的压力变化和运转速度的变化的图图12是关于实施方式6中的运转模式的切换的流程图图13是表示实施方式6中的运转开始时的压缩机的压力变化和运转速度的变化的图具体实施方式以下，说明本专利技术的实施方式1。图1和图2中示出了第一实施方式。图1的压缩装置1主要由压缩机主体4、驱动压缩机主体4的电动机3、控制电动机3的转速的变频器2、贮存压缩后的空气的空气罐5构成。在空气罐5中安装有检测空气罐5内部的压力(喷出压力)的压力传感器6。另外，为了控制电动机3的运转、停止或转速，在变频器2上连接了控制电路7。被压缩机主体4压缩后的压缩空气，经由空气罐5，通过配管11对用户的设备供给。为了贮存压缩空气，有时设置作为用户设备的外部空气罐12。外部空气罐12与压缩装置1的空气罐5通过配管11连接，空气罐5与外部空气罐12的压力相同。压缩后的空气通过阀9和配管10对机械设备输出。其中，能够省略空气罐5或12。在省略空气罐5的情况下，压力传感器6进行配管11或罐12中的压力(喷出压力)的检测。变频器2接收从控制电路7赋予的频率目标值，将商用电源(例如60Hz)变换为频率目标值，对电动机3供给，由此控制电动机3的转速。由此，能够进行被电动机3驱动的压缩机主体4的喷出空气量的调整。但是，因压缩机主体的特性，转速仅能够在一定范围内(例如商用电源频率的60％～100％)控制。操作面板8与控制电路7连接，用户能够用操作面板8上的按钮或开关进行压缩装置的运转、停止或各种设定。控制电路7接收来自操作面板8的信号，执行用户的指令。控制电路7存储由压力传感器6每隔规定时间测定的压力值和由用户设定的空气罐5的目标压力Pref，基于这些值控制电动机3的转速。在通常运转模式下的运转中，控制电路7为了使空气罐5的压力保持为预先确定的压力目标值Pref，运算电动机转速的目标值，通过变频器2，控制电动机3的转速。如果检测出的压力相对于压力目标值Pref在规定范围内(例如：Pref±0.05MPa以内)，则以能够保持为压力目标值Pref的方式调整电动机3的转速。另一方面，在检测出的压力超过了上述规定范围的上限的情况下(例如：Pref+0.05MPa以上)，以最低转速运转。另外，在检测出的压力不足规定范围的下限的情况下，控制为以最高转速运转。实施方式1的压缩装置1具有如上所述的结构，接着，参考图2～图3，对于压缩装置1的使用压力测定值P(t)的控制进行说明。图2示出了在压缩装置1起动时从低速起动模式切换为通常运转模式的控制流程。图3示出了从起动压缩装置1起至转移到通常运转模式的、相对于压力目标值Pref的压力变化和压缩机的运转速度(运转模式)的变化。在步骤1中，用户按下运转SW，使压缩装置1起动。在步骤2中，起动后转移到低速起动模式，压缩机主体4以低的旋转频率起动(例如最低旋转频率35Hz)。低速起动模式是与目标压力值Pref和当前的压力值无关地，以作为压缩机能够运转的低速的旋转频率(考虑了噪声与压缩效率的平衡的旋转频率，例如35Hz)运转的模式。与高速的旋转频率的运转相比，能够减少噪声。因为在变频器的性能上，起动后至达到目标频率需要一定时间(例如4秒)，所以步骤3中起动后经过一定时间(例如4秒)，不前进至下一个步骤。经过了一定时间(例如4秒)后压力的上升梯度是稳定的，所以转移至步骤4。在步骤4中，控制电路7使用从压力传感器6得到的值，用(式1)计算出压力的上升率K。K＝(P(t)-P(t-1))/Ts(式1)此处，K：压力的上升率，P(t)：当前压力值，P(t-1)：1秒前的压力值，Ts：1秒。步骤5中，在控制电路7中，判定计算出的压力的上升率K是否小于预先确定的上升率阈值Kh。判定为“是”的情况下，转移至步骤6，判定为“否”的情况下，判断为对空气罐5的填充速度是充分的，因此继续低速运转。在该情况下，一定时间后返回步骤4，再次用(式1)求出压力的上升率K，再次用步骤5进行判定。步骤5中判定为“是”的情况下，表示压力的上升率K小于上升率阈值Kh，填充速度不充分，因此在步骤6中解除低速起动模式，转移至通常运转模式。最后，转移至步骤7并返回。转移至通常运转模式后，如图3所示，不会立刻相对于目标压力值Pref满足规定的压力范围，所以先以最高旋转频率运转，以随着接近目标值Pref而使压力追随目标值Pref的方式进行电动机转速的调整。实施方式1中，通过在起动时以低速起动模式运转，能够减少噪声。用户的设备的罐容积小，不存在高速运转的必要性的情况下，能够始终以低速起动模式运转直至完成对罐的填充。另一方面，罐容积大，判断为在低速运转下空气填充缓慢的情况下，自动切换为通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气压缩装置，其特征在于，包括：对空气进行压缩的压缩机主体；驱动所述压缩机主体的电动机；控制所述电动机的转速的变频器；与所述变频器连接的控制电路；和检测所述压缩机主体中被压缩后的空气的压力的压力传感器，所述控制电路进行控制，使得在起动所述空气压缩装置的情况下，所述压缩机主体按照以比最高转速低的低速旋转频率运转的低速起动模式进行运转，基于所述压力传感器中检测出的压力值和起动后的经过时间，使所述压缩机主体从所述低速起动模式切换为以包含最高旋转频率的可变频率运转的通常运转模式来进行运转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种空气压缩装置，其特征在于，包括：对空气进行压缩的压缩机主体；驱动所述压缩机主体的电动机；控制所述电动机的转速的变频器；与所述变频器连接的控制电路；和检测所述压缩机主体中被压缩后的空气的压力的压力传感器，所述控制电路进行控制，使得在起动所述空气压缩装置的情况下，所述压缩机主体按照以比最高转速低的低速旋转频率运转的低速起动模式进行运转，基于所述压力传感器中检测出的压力值和起动后的经过时间，使所述压缩机主体从所述低速起动模式切换为以包含最高旋转频率的可变频率运转的通常运转模式来进行运转。2.如权利要求1所述的空气压缩装置，其特征在于：所述控制电路在根据所述压力传感器检测出的压力值计算出的压力变化率小于规定值的情况下，从所述低速起动模式切换为所述通常运转模式。3.如权利要求1所述的空气压缩装置，其特征在于：所述控制电路使得在所述空气压缩装置起动后经过了达到所述低速旋转频率的时间之后，能够切换为所述通常运转模式。4.如权利要求1所述的空气压缩装置，其特征在于：所述控制电路在从所述压力传感器检测出的压力到达压力目标值为止的预计填充时间比预先设定的目标填充时间短的情况下，从所述低速起动模式切换为所述通常运转模式。5.如权利要求1所述的空气压缩装置，其特征在于：所述控制电路在所述压力传感器检测出的压力值到达了压力目标值，或者空气压缩装置起动后经过了规定时间的情况下，从所述低速起动模式切换为所述通常运转模式。6.如权利要求1所述的空气压缩装置，其特征在于：所述控制电路在根据所述压力传感器检测出的压力值计算出的压力变化率小于规定值的情况下，使压缩机主体的旋转频率增速规定值，在检测出的压力值到达了压力目标值的情况下，从所述低速起动模式切换为所述通常运转模式。7.如权利要求1所述的空气压缩装置，其特征在于：所述控制电路在所述压力传感器检测出的压力值到达压力目标值的预计填充时间比预先设定的目标填充时间短的情况下，使压缩机主体的旋转频率增速成为基于所述预计填充时间和所述目标填充时间计算出的旋转频率，在检测出的压力值到达了压力目标值的情况下，从所述低速起动模式切换为所述通常运转模式。8.如权利要求1所述的空气压缩装置，其特征在于：所述控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：任之家，兼本喜之，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：日本;JP