控制装置、控制方法及程序制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具备避免压缩机(1)喘振的功能的控制装置。控制装置(40)具备：变动指令部(41)，使对包括压缩机(1)的系统(100)的指令值，即影响所述压缩机(1)的运行状态的所述指令值变动；比例系数计算部(44)，计算表示基于所述指令值运行所述系统时的所述压缩机(1)或驱动所述压缩机(1)的电动机(30)的状态的参数的变动相对于所述指令值的所述参数的变动的比例系数；及控制部，基于所述比例系数的值，进行避免或抑制所述压缩机(1)喘振的控制。行避免或抑制所述压缩机(1)喘振的控制。行避免或抑制所述压缩机(1)喘振的控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制装置、控制方法及程序


[0001]本专利技术涉及一种控制装置、控制方法及程序。本专利技术主张基于2020年11月27日于日本申请的日本特愿2020
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196891号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0002]已知关于涡轮压缩机或涡轮制冷机中所使用的离心压缩机，若在压缩机的前后压差高的状态下，减小流量则会剧烈振动。该现象被称为喘振。若发生喘振，则不仅压缩机的效率会降低，而且压缩机也有可能受损。因此，离心压缩机需要通过避免喘振的控制装置进行控制。避免喘振的控制由检测喘振的功能及改变压缩机的运行条件的功能这两个构成。所谓改变压缩机的运行条件的功能是将压缩机的运行条件从高压差且小流量改变为小压差且大流量的功能。例如，设置将与压缩机的排出侧连接的高压配管和与压缩机的吸入侧连接的低压配管进行连接的循环流配管，从而增加从高压配管通过循环流配管而向低压配管的制冷剂等流体的循环流量。由此，压缩机的排出侧压力降低，流体的流量增加与循环流相当的量，从而避免了喘振。循环并不是必须的，例如，在流体为空气的情况下，通常从压缩机的排出侧的配管向空气释放。
[0003]压缩机对流体所做的功中，与循环流量相对应的功不以制冷等本来的目的被使用，而只是加热流体，因此是损失。因此，要求循环流量为所需最小限度。为了将循环流量设为所需最小限度，首先，喘振的检测精度很重要。压缩机喘振的检测通常基于压缩机所压缩的流体的流量与压缩机的排出压力(或压缩机的吸入侧与排出侧的压力比)而进行(专利文献1)。也可以代替流体流量而监视马达的驱动电流(专利文献2)。
[0004]在此，参考图10。图10中所例示的是压缩机的特性曲线。图10的图表的纵轴是压缩机的排出压力(或压缩比)，横轴是流体的流量。喘振线L1表示压缩机的排出压力与流量的关系中的发生喘振的运行区域与未发生喘振的运行区域的边界线。喘振是在压缩机中流体的流量下降时所发生的异常的运行状态。当压缩机的工作点处于喘振线L1的左侧的区域中所包含的排出压力与流量的关系时，即成为高压(或高压差)且小流量时，发生喘振的可能性变高。将喘振线L1的左侧的区域称为喘振区域。当压缩机的运行条件突入喘振区域时，打开设置在循环流配管上的循环流量调节阀，使排出压力或压力比降低的同时增加流体的流量，从而使运行条件过渡到未发生喘振的喘振线L1右下的区域。
[0005]在该控制中，喘振线L1的精度很重要。若喘振线L1不准确，则有可能必须使流体额外循环与其误差相当的量。如此则无法减少压缩机功的损失。对于误差的原因进行叙述。图10的喘振线L2是由于压缩机内部的污垢等而经过了运行时间之后从L1变化而得的喘振线。这种变化很大程度上依赖于因压缩机的运行时间或运行履历等引起的性能劣化。由于无法预先无误差地设定喘振线L2，因此通常压缩机容许损失，在发生喘振紧前打开循环流量调节阀等而进行运行。作为对喘振线L2的误差的措施，例如，在专利文献3中，公开有根据排出压力与压缩机的驱动电流的变动，考虑运行时间的经过而检测喘振发生的技术。但是，排出压力或流量(或驱动电流)变动时的频率或振幅不仅根据压缩机单体的性质来确定，还依赖
于与压缩机连接的配管的尺寸、与配管连接的容器的体积、流体的温度或组成、旁通配管的流量调整阀等。因此，对于排出压力或流量的变动，难以确定对喘振发生进行判定的阈值。
[0006]通常，在压缩机的吸入侧，流体不接受压缩机的功，排出侧的流体是接受了压缩机的功的流体。其结果，压缩机的吸入侧的流体的温度比排出侧低。但是，若发生喘振，则流体的流动会变动，会发生接受了压缩机的功的流体逆流向吸入侧的现象。然后，在压缩机的吸入侧，会发生流体的温度上升。在专利文献2中，公开有如下技术：利用该性质，在压缩机的吸入侧安装温度传感器，对作为喘振导致的逆流的结果而产生的吸入侧的流体温度的上升进行监视，从而避免喘振的误检测。但是，在专利文献2的方法中，只能在变动增加到发生逆流的程度之后才能检测喘振的发生。
[0007]以往技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开昭62
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195492号公报
[0010]专利文献2：日本专利第4191560号公报
[0011]专利文献3：国际公开第2013/051559号

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的技术课题
[0013]需要一种在喘振轻微的阶段可靠地检测喘振并采取措施的技术。
[0014]本专利技术提供一种能够解决上述的课题的控制装置、控制方法及程序。
[0015]用于解决技术课题的手段
[0016]本专利技术的控制装置具备：变动指令部，使对包括压缩机的系统的指令值，即影响所述压缩机的运行状态的所述指令值变动；比例系数计算部，计算表示基于所述指令值运行所述系统时的所述压缩机或驱动所述压缩机的电动机的状态的参数的变动相对于所述指令值的比例系数；及控制部，基于所述比例系数的值，进行避免或抑制所述压缩机喘振的控制。或者，本专利技术的控制装置也可以代替所述控制部，具备基于所述比例系数的值检测所述压缩机的喘振的检测部。
[0017]本专利技术的控制方法，其使对包括压缩机的系统的指令值，即影响所述压缩机的运行状态的所述指令值变动，计算表示基于所述指令值运行所述系统时的所述压缩机或驱动所述压缩机的电动机的状态的参数的变动相对于所述指令值的比例系数，基于所述比例系数的值，进行避免或抑制所述压缩机喘振的控制。
[0018]本专利技术的程序，其使计算机执行如下处理：使对包括压缩机的系统的指令值，即影响所述压缩机的运行状态的所述指令值变动，计算表示基于所述指令值运行所述系统时的所述压缩机或驱动所述压缩机的电动机的状态的参数的变动相对于所述指令值的比例系数，基于所述比例系数的值，进行避免或抑制所述压缩机喘振的控制。
[0019]专利技术效果
[0020]根据上述的控制装置、控制方法及程序，能够早期且可靠地检测喘振并采取措施。
附图说明
[0021]图1是表示第一实施方式所涉及的制冷系统的一例的图。
[0022]图2是表示第一实施方式所涉及的控制装置的一例的图。
[0023]图3是表示第一实施方式所涉及的控制装置的动作的一例的图。
[0024]图4是表示第二实施方式所涉及的控制装置的一例的图。
[0025]图5是表示第三实施方式所涉及的制冷系统的一例的图。
[0026]图6是表示第三实施方式所涉及的控制装置的一例的图。
[0027]图7是表示第三实施方式所涉及的控制装置的动作的一例的图。
[0028]图8是表示第四实施方式所涉及的控制装置的一例的图。
[0029]图9是表示第四实施方式所涉及的控制装置的动作的一例的图。
[0030]图10是对喘振线进行说明的图。
[0031]图11是表示各实施方式所涉及的控制装置的硬件结构的一例的图。
具体实施方式
[0032]以下，参考图1～图11，对各实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制装置，其具备：变动指令部，使对包括压缩机的系统的指令值，即影响所述压缩机的运行状态的所述指令值变动；比例系数计算部，计算表示基于所述指令值运行所述系统时的所述压缩机或驱动所述压缩机的电动机的状态的参数的变动相对于所述指令值的比例系数；及控制部，基于所述比例系数的值，进行避免或抑制所述压缩机喘振的控制。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述比例系数计算部针对多个所述参数的每一个计算所述比例系数，所述控制部基于多个所述比例系数的值，进行避免或抑制所述压缩机喘振的控制。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，所述指令值为所述压缩机的转速指令值，所述变动指令部使所述转速指令值周期性变动，所述比例系数计算部计算使所述转速指令值周期性变动时的所述比例系数，所述控制部根据所述比例系数的大小，进行使所述压缩机吸入并排出的流体的流量增加的控制。4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其中，所述系统具备多个所述压缩机，并针对每个所述压缩机，设置有控制所述压缩机所吸入的流体的流量的入口导向叶片，所述指令值为入口导向叶片的角度指令值，所述变动指令部使所述角度指令值周期性变动，所述比例系数计算部计算使所述角度指令值周期性变动时的所述比例系数，所述控制部根据所述比例系数的大小，进行调整每个所述入口导向叶片的角度指令值的控制，以使多个所述压缩机所承担的功均等化。5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，对于多个所述压缩机，所述控制部改变设置在发生喘振的可能性较低的所述压缩机上的所述入口导向叶片，以使所述压缩机所承担的功增加。6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置，其中，所述指令值为设置在连接所述压缩机的吸入侧与排出侧的配管上的流量调节阀的开度指令值，所述变动指令部使所述开度指令值周期性变动，所述比例系...

【专利技术属性】
技术研发人员：广江隆治，松尾实，石黑达男，中庭彰宏，时政泰宪，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：