空壓機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及空壓機(jī)控制系統(tǒng)，屬于空壓機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型以空壓機(jī)壓縮空氣的輸出壓力作為控制對象，使用變頻調(diào)速的方式實現(xiàn)供氣量大小來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)用氣量減小時，排氣口壓力上升，通過壓力傳感器反饋給變頻器，使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，減小了軸輸出功率，當(dāng)用氣量增加時，排氣口壓力下降，使電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，增加軸輸出功率。因此本實用新型能夠提高壓力控制精度，節(jié)約能源，降低運行成本，同時降低了空壓機(jī)的噪音，延長了壓縮機(jī)的使用壽命。
【專利說明】空壓機(jī)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及空壓機(jī)控制系統(tǒng)，屬于空壓機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]一般空壓機(jī)是活塞式壓縮機(jī)，它是由異步電動機(jī)帶動皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動曲軸，使活塞在壓縮機(jī)氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，完成吸入、壓縮、排出等過程，將無壓或低壓氣體升壓，并輸出到儲壓罐內(nèi)。其中，活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動以實現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體。由于空壓機(jī)不能排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以只能按最大需要來決定電動機(jī)的容量，設(shè)計余量一般偏大。工頻起動設(shè)備時的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)量大。雖然都是降壓啟動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運行安全，而且大多數(shù)是連續(xù)運行，由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動電機(jī)本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機(jī)不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時候電機(jī)仍然要空載運行，電能浪費巨大。
[0003]活塞式空壓機(jī)壓力調(diào)節(jié)范圍較大，壓力不穩(wěn)定，且不在用氣高峰時，空壓機(jī)在空轉(zhuǎn)，耗能較大。而生產(chǎn)主要集中在白天，晚上用氣量小，到晚上就出現(xiàn)嚴(yán)重的“大馬拉小車”的現(xiàn)象了，空載時間較長，造成巨大的能源浪費。
[0004]空壓機(jī)經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力延長壓縮機(jī)的使用壽命；空壓機(jī)的調(diào)節(jié)閥門即使在需要流量較小的情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速也不變，電機(jī)功率下降幅度比較??；異步電動機(jī)易頻繁的啟動、停止，影響電機(jī)的壽命，同時空壓機(jī)工頻啟動電流大，對電網(wǎng)沖擊大，電機(jī)承磨損大，設(shè)備維護(hù)量大。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是提供一種空壓機(jī)控制系統(tǒng)，以解決目前空壓機(jī)采用工頻電機(jī)所造成的能源浪費和電機(jī)壽命縮短的問題。
[0006]本實用新型為解決上述技術(shù)問題而提供了一種空壓機(jī)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括變頻器、壓力傳感器、電動機(jī)和相應(yīng)的控制回路，壓力傳感器用于測量儲氣罐的氣壓值，壓力傳感器連接到變頻器變頻器上，變頻器的輸出端控制連接電動機(jī)。
[0007]所述的壓力傳感器為電位器式壓力傳感器，該壓力傳感器的與變頻器的壓力調(diào)速控制端相連。
[0008]所述的壓力傳感器用于設(shè)置在儲氣罐的出氣口處。
[0009]所述的控制回路包括變頻控制回路和工頻控制回路，變頻控制回路和工頻控制回路為互鎖回路，變頻控制回路包括依次串接到電源的兩端的變頻啟動繼電器線圈和變頻啟動開關(guān)，變頻啟動開關(guān)上并接有變頻自鎖觸點，工頻控制回路包括依次串接到電源的兩端的工頻啟動繼電器線圈和工頻啟動開關(guān)，工頻啟動開關(guān)上并接工頻自鎖觸點。
[0010]所述的控制回路還包括互為互鎖回路的變頻運行回路和工頻運行回路,變頻運行回路由變頻啟動繼電器觸點、工頻控制接觸器觸點和變頻控制接觸器線圈串接而成，工頻運行回路由工頻啟動繼電器觸點、變頻控制接觸器觸點和工頻控制接觸器線圈串接而成。
[0011]所述變頻器的輸出端通過變頻控制接觸器的觸點與電動機(jī)的電源接線端相連。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型以空壓機(jī)壓縮空氣的輸出壓力作為控制對象，使用變頻調(diào)速的方式實現(xiàn)供氣量大小來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)用氣量減小時，排氣口壓力上升，通過壓力傳感器反饋給變頻器，使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，減小了軸輸出功率，當(dāng)用氣量增加時，排氣口壓力下降，使電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，增加軸輸出功率。因此本實用新型能夠提高壓力控制精度，節(jié)約能源，降低運行成本，同時降低了空壓機(jī)的噪音，延長了壓縮機(jī)的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型中空壓機(jī)工作框圖；
[0014]圖2是本實用新型空壓機(jī)變頻系統(tǒng)原理圖；
[0015]圖3是本實用新型空壓機(jī)控制系統(tǒng)的控制原理圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0017]本實用新型的空壓機(jī)控制系統(tǒng)如圖1所示，包括變頻器、壓力傳感器、電動機(jī)和相應(yīng)的控制回路，壓力傳感器用于測量儲氣罐的氣壓值，壓力傳感器連接到變頻器變頻器上，變頻器的輸出端控制連接電動機(jī)，這里的壓力傳感器采用電位器式壓力表，壓力標(biāo)的輸出端與變頻器的速度調(diào)節(jié)控制端相連。如圖2所示，變頻器將空壓機(jī)中的儲氣罐壓力作為控制對象，壓力傳感器用于裝在儲氣罐出氣口上，用于將儲氣罐的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉徒o變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器根據(jù)壓力傳感器采集到的信號控制變頻器的輸出電壓，調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使實際壓力始終保持壓力恒定，變頻器控制電機(jī)從靜止到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的軟啟動，避免了啟動時大電流給啟動空氣壓縮機(jī)帶來的機(jī)械沖擊。
[0018]控制回路如圖3所不,包括依次并接在電源兩端的變頻控制回路、工頻控制回路、變頻運行回路和工頻運行回路，變頻控制回路和工頻控制回路為互鎖回路，變頻控制回路包括依次串接的變頻啟動繼電器線圈K3和變頻啟動開關(guān)AT1，變頻啟動開關(guān)ATl上并接有變頻自鎖觸點即變頻啟動繼電器線圈K3的常開觸點，工頻控制回路包括依次串接的工頻啟動繼電器線圈K4和工頻啟動開關(guān)AT2，工頻啟動開關(guān)上并接工頻自鎖觸點即頻啟動繼電器線圈K4的常開觸點，變頻控制回路和工頻控制回路通過三聯(lián)扭子開關(guān)SWl并接在電源兩端，變頻啟動開關(guān)ATl和工頻啟動開關(guān)AT2的兩端都并接有進(jìn)水電磁閥控制繼電器Kl的常開觸點。變頻運行回路和工頻運行回路也是互鎖回路，變頻運行回路由變頻啟動繼電器K3的常開觸點、工頻控制接觸器KM2的常閉觸點和變頻控制接觸器KMl線圈串接而成，工頻運行回路由工頻啟動繼電器K4的常開觸點、變頻控制接觸器KMl的常閉觸點和工頻控制接觸器KM2線圈串接而成。這個控制回路中還包括由變頻啟動繼電器K3的常開觸點和指示燈IHL串接而成的變頻運行指示回路、由工頻啟動繼電器K4的常開觸點和指示燈2HL串接而成的工頻運行指示回路和由進(jìn)水電磁閥控制繼電器Kl的常開觸點和指示燈3HL串接而成的進(jìn)水指示回路。變頻器的輸出端通過接觸器KMl的常開觸點與電動機(jī)的電源接線端相連，降壓啟動器的輸出端通過接觸器KM2的常開觸點與電動機(jī)的電源接線端相連。[0019]本實用新型通過使用變頻器變頻調(diào)速的方式實現(xiàn)供氣量大小來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使電機(jī)的輸出功率與轉(zhuǎn)速(供氣量)成正比關(guān)系，當(dāng)用氣量減小時，排氣口壓力上升，通過壓力傳感器反饋給變頻器，使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，以減小軸輸出功率，當(dāng)用氣量增加時，排氣口壓力下降，電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，軸輸出功率增加，因此，本實用新型的變頻空壓機(jī)系統(tǒng)通過壓力傳感器可實時跟蹤供氣系統(tǒng)負(fù)載變化，調(diào)整空氣壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。三聯(lián)扭子開關(guān)SWl可實現(xiàn)電動機(jī)切換，當(dāng)三聯(lián)扭子開關(guān)SWl的2和3接通時，滿足電機(jī)變頻調(diào)速啟動條件，當(dāng)三聯(lián)扭子開關(guān)SWl的2和6接通時，滿足電機(jī)工頻變頻調(diào)速啟動條件。繼電器Kl為控制進(jìn)水電磁閥，只有Kl吸合才能保證電機(jī)控制導(dǎo)通條件；K3為變頻器起動繼電器，Κ4為工頻啟動繼電器，電路具有互鎖功能;ΑΤ1為變頻器起動按鈕，ΑΤ2為工頻起動按鈕，電機(jī)只能在一種條件下工作；若需要強(qiáng)行停止時，可操作三聯(lián)扭子開關(guān)SWl實現(xiàn)停止。KTl為工頻切換時間繼電器，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，三聯(lián)扭子開關(guān)SWl的2和6接通時，Κ3斷開I延時幾秒主要是考慮切換，Κ3常閉觸點接通時間繼電器KTI，經(jīng)時間繼電器KTI的延時觸點閉合，Κ4繼電器吸合，KT時間，變頻和工頻主電源切換是有接觸器KMl和ΚΜ2的控制，由圖3可見。ΑΤ3復(fù)位按鈕，當(dāng)變頻器出現(xiàn)異常時按此按鈕。壓力傳感器節(jié)變頻器+10V、VF、GND端實現(xiàn)恒壓調(diào)節(jié)。變頻器和電動機(jī)接地要可靠接地，按圖3所示的電路，仔細(xì)檢查接線無誤后，合上空氣開關(guān)上電，變頻器上電，數(shù)碼管顯示O。
[0020]開環(huán)調(diào)試:按JOG鍵，檢查水泵的轉(zhuǎn)向，若反向，改變電機(jī)相序；按運行鍵RUN，運行指示燈亮(綠色)，順時針方向旋轉(zhuǎn)鍵盤旋鈕，輸出頻率上升，觀察壓力表的壓力指示，同時用萬用表直流電壓檔測量變頻器端子VF和GND之間電壓值，隨著變頻器輸出頻率升高，壓力增加，VF和GND之間的反饋電壓上升，記錄下將要設(shè)定的恒定壓力對應(yīng)的反饋電壓值(t匕如3.1V)。按停車鍵STOP，變頻器減速停車。
[0021]閉環(huán)變頻恒壓運行:合上起停開關(guān)，變頻器運行指示燈亮，輸出頻率從0.0Hz到達(dá)30.0Hz后,根據(jù)用氣情況自動調(diào)節(jié),保證氣的壓力恒定為0.6mpa。增大F4.06的參數(shù)設(shè)定值，氣的壓力增加，減小F4.06的參數(shù)設(shè)定值，氣的壓力降低。
[0022]需設(shè)置變頻器的主要參數(shù):運行指令由外部端子控制實現(xiàn)遠(yuǎn)控；加速時間大小可減小電機(jī)啟動電流；減速時間；最大頻率設(shè)定為50Hz (等于電機(jī)額定頻率)
[0023]PI控制方式設(shè)為有效；PI調(diào)節(jié)誤差極性設(shè)為正極；PI給定信號選擇設(shè)為O ;給定壓力值PI數(shù)字給定值(100%對應(yīng)10KG)，PI反饋信號選擇，積分時間5-10秒
[0024]PI調(diào)節(jié)運行最小頻率。
[0025]本實用新型使用變頻器變頻調(diào)速的方式實現(xiàn)供氣量大小來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，可使空壓機(jī)的空氣壓力保持恒定，同時節(jié)約了能源，降低了運行成本，延長了壓縮機(jī)的使用壽命，降低了空壓機(jī)的噪音。
【權(quán)利要求】
1.空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，該控制系統(tǒng)包括變頻器、壓力傳感器、電動機(jī)和相應(yīng)的控制回路，壓力傳感器用于測量儲氣罐的氣壓值，壓力傳感器的輸出端連接到變頻器上，變頻器的輸出端控制連接電動機(jī)，所述的壓力傳感器為電位器式壓力傳感器，該壓力傳感器的輸出端與變頻器的壓力調(diào)速控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的壓力傳感器用于設(shè)置在儲氣罐的出氣口處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制回路包括變頻控制回路和工頻控制回路，變頻控制回路和工頻控制回路為互鎖回路，變頻控制回路包括依次串接到電源的兩端的變頻啟動繼電器線圈和變頻啟動開關(guān)，變頻啟動開關(guān)上并接有變頻自鎖觸點，工頻控制回路包括依次串接到電源的兩端的工頻啟動繼電器線圈和工頻啟動開關(guān)，工頻啟動開關(guān)上并接工頻自鎖觸點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制回路還包括互為互鎖回路的變頻運行回路和工頻運行回路,變頻運行回路由變頻啟動繼電器觸點、工頻控制接觸器觸點和變頻控制接觸器線圈串接而成，工頻運行回路由工頻啟動繼電器觸點、變頻控制接觸器觸點和工頻控制接觸器線圈串接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器的輸出端通過變頻控制接觸器的觸點與電動機(jī)的電源接線端相連。
【文檔編號】F04B49/06GK203516041SQ201320446890
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】宋廣平, 王旭 申請人:河南省通信電纜有限公司