專利名稱：使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，尤其是一種 采用變頻控制的壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的壓縮機(jī)采用Y-S降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊和整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的沖 擊都比較大；原來的壓縮機(jī)氣量控制方式采用加/卸載控制方式來控制進(jìn)氣閥的 開/關(guān)，這種控制無法達(dá)到比例耗能的目的，且輸出壓力存在l 2bar的壓差，對(duì) 用氣要求嚴(yán)格的設(shè)備不能很好的滿足；原來的壓縮機(jī)由于固定為50HZ工頻運(yùn) 行，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，噪音也就比較大，而且加卸載比例比較大時(shí) 存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)電能現(xiàn)象。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種利用智能控制 器和變頻技術(shù)來控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的軟啟動(dòng)、并降低電力 能源的消耗。
按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案， 一種使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓 縮機(jī)，包括電源、電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)主機(jī)及儲(chǔ)氣罐，電源連接所有用電設(shè)備的供 電線路，電動(dòng)機(jī)的輸出端利用皮帶與壓縮機(jī)主機(jī)上的傳動(dòng)輪相互連接，壓縮機(jī)
主機(jī)的壓縮空氣出口利用管道和儲(chǔ)氣罐相互連接，其特征是所述壓縮機(jī)還包 括變頻器、智能控制器、壓力變送器和溫度傳感器；所述智能控制器的輸出端
通過變頻器連接電動(dòng)機(jī)，并通過接觸器或變頻器連接冷卻風(fēng)機(jī)，還通過加卸載
電磁閥連接壓縮機(jī)主機(jī)；所述壓力變送器安裝于壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮空氣出口 ， 壓力變送器的輸出端連接智能控制器的輸入端；所述溫度傳感器安裝于壓縮機(jī) 主機(jī)的壓縮空氣出口，溫度傳感器的輸出端連接智能控制器的輸入端；所述電 動(dòng)機(jī)為變頻電動(dòng)機(jī)。
所述壓縮機(jī)主機(jī)包括機(jī)架和安裝于機(jī)架上的螺桿主機(jī)、油氣冷卻器、油氣 分離器、空氣過濾器、油過濾器、冷卻風(fēng)扇和管路。所述變頻器位于電控柜內(nèi)。
所述冷卻風(fēng)機(jī)包括油冷卻風(fēng)機(jī)、變頻電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)和電控柜散熱風(fēng)機(jī)。
所述智能控制器的內(nèi)核為下列中的一種單片機(jī)、ARM (Advanced RISC Machine) 、 DSP (數(shù)字信號(hào)處理)、FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)、PLC (可編 程邏輯控制器)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1、 節(jié)約能源。變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)控制的壓縮機(jī)比較，能源節(jié)約是最 有實(shí)際意義的，根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀。
2、 運(yùn)行成本降低。傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成初始采購(gòu)成本、維 護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占?jí)嚎s機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動(dòng)后對(duì)設(shè)備的沖擊減少，維護(hù)和維修量也跟隨降低， 所以運(yùn)行成本將大大降低。
3、 提高壓力控制精度。變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機(jī) 的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機(jī)的輸出氣 量隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制電動(dòng)機(jī)速度的精度提高，所以 它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在5pisg變化范圍，也就是0.2bar (lbar= O.lMPa)范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。
4、 延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命。變頻器從OHZ (赫茲)起動(dòng)壓縮機(jī)，它的起動(dòng) 加速時(shí)間可以調(diào)整，從而減少起動(dòng)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的 沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機(jī)的使用壽命延長(zhǎng)。此外，變頻控制能夠減 少機(jī)組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng)，這一波動(dòng)電流會(huì)影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器 能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到最低程度。
5、 降低了空壓機(jī)的噪音。根據(jù)壓縮機(jī)的工況要求，變頻調(diào)速改造后，電動(dòng) 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定表明， 噪音與原系統(tǒng)比較下降約3至7分貝。
總之，本實(shí)用新型可以達(dá)到軟啟動(dòng)、恒壓供氣、降低噪音、節(jié)能等作用。

圖l是本實(shí)用新型原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型電氣圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1所示電源和變頻器通過35mr^耐壓為600V的BVR (聚氯乙烯) 絕緣電線連接;變頻器和電動(dòng)機(jī)采用35mn^耐壓為600V的BVR絕緣電線連接 電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)采用皮帶傳動(dòng)連接；壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐采用無縫鋼管連接；無縫 鋼管和壓力變送器采用螺紋連接；壓力變送器和智能控制器采用4-20mA電流信 號(hào)連接；智能控制器和變頻器采用RS485通訊連接。
壓縮機(jī)由螺桿主機(jī)、油氣冷卻器、油氣分離器、空氣過濾器、油過濾器、 冷卻風(fēng)扇、機(jī)架及管路組成。
如圖2所示，電源由以下幾部分組成:380V三相五線制交流電源、220V-50VA 控制變壓器、2A/380V無熔絲斷路器CB、空氣開關(guān)、開關(guān)電源SMPS;智能控 制器由ACCF V2.2匯川智能控制器組成。所述智能控制器的功能設(shè)定如下
03、 04腳接電控箱風(fēng)扇；
+V、 103腳接壓力變送器；
201、 203腳接溫度傳感器；
82、 04腳接加卸載電磁閥；
07、 13腳接水流量信號(hào)；
07、 15腳接空濾阻塞信號(hào)；
07、 17腳接油分阻塞信號(hào)；07、 19腳接油濾阻塞信號(hào)；
01、 03腳接急停按鈕；
02、 04腳接急停按鈕；
16腳接風(fēng)機(jī)過載信號(hào)； 45腳接電機(jī)過載信號(hào)； 21腳接相序信號(hào)；
53、 79腳分別接風(fēng)機(jī)接觸器；
AO、 B0腳接變頻器RS485通訊口。
電源為整個(gè)系統(tǒng)提供了動(dòng)力能源；變頻器FC主要用來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； 電動(dòng)機(jī)用來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)主機(jī)；壓力變送器用來采集系統(tǒng)的壓力信號(hào)變換成 4-20mA電流信號(hào)；智能控制器用來將壓力變送器采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率 信號(hào)傳輸給變頻器并起到了整個(gè)壓縮機(jī)系統(tǒng)的控制、維護(hù)、保養(yǎng)、預(yù)警等功能。
按下啟動(dòng)控制按鈕，變頻器拖動(dòng)變頻電動(dòng)機(jī)M緩緩啟動(dòng)(軟啟動(dòng))，延時(shí)一 段時(shí)間后(加載延時(shí))，安裝在進(jìn)氣組合控制閥上的加載電磁閥得電，位于螺桿 主機(jī)上的進(jìn)氣閥打開，壓縮機(jī)以50HZ工頻加載運(yùn)行，系統(tǒng)開始建立壓力，運(yùn)行 一段時(shí)間后，壓力到達(dá)控制器設(shè)定的供氣壓力，壓力變送器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)，經(jīng)控制器內(nèi)部進(jìn)行PID轉(zhuǎn)換后由RS485通訊傳送到變頻器，最終輸出 適合的頻率來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到了恒壓供氣，實(shí)現(xiàn)了氣量 的調(diào)節(jié)。當(dāng)壓力超過設(shè)定的供氣壓力時(shí)，變頻器輸出頻率降低，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降 低，當(dāng)壓力又低于設(shè)定的供氣壓力時(shí)，變頻器輸出頻率又升高，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增 加(最高不會(huì)超過50HZ)，當(dāng)頻率在下限頻率10HZ運(yùn)行時(shí)間超過設(shè)定休眠時(shí)間 值，控制器會(huì)令變頻器停止運(yùn)行，當(dāng)壓力又低于設(shè)定壓力時(shí)，變頻器又驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)機(jī)運(yùn)行，壓縮機(jī)開始加載。
所述智能控制器為一體化變頻控制器，與變頻器實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)連接，僅需一 根RS485通訊線就可以直接將變頻器的參數(shù)配置成控制器的參數(shù)，無需人工在 設(shè)定變頻器的參數(shù)；可實(shí)現(xiàn)多種顯示功能供氣壓力、運(yùn)行頻率、排氣溫度、 運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)際功率、電動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)電流、風(fēng)機(jī)電流、電源電壓等； 可實(shí)現(xiàn)多種保護(hù)功能電動(dòng)機(jī)過載、風(fēng)機(jī)過載、相序保護(hù)、欠電壓保護(hù)、傳感 器故障、變頻器故障、高溫保護(hù)、高壓保護(hù)等；變頻方式的PID恒壓控制，根 據(jù)用氣量的變化，輸出壓力始終穩(wěn)定在額定的排氣壓力。
所述變頻器位于電控柜內(nèi)。高性能矢量變頻器，低頻啟動(dòng)力矩大，可帶負(fù) 載直接啟動(dòng)運(yùn)行；變頻器自帶的軟啟動(dòng)功能，有效的將啟動(dòng)電流抑制在1.2倍以 內(nèi)，穩(wěn)定了電網(wǎng)電壓；變頻器的過調(diào)制技術(shù)，在電網(wǎng)有較大的波動(dòng)范圍內(nèi)也能 保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行；獨(dú)立的散熱小風(fēng)扇有效的降低了電控柜內(nèi)的溫度，延 長(zhǎng)了電器元件的壽命。
所述電動(dòng)機(jī)采用先進(jìn)的全變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)可在5-50HZ任意頻率 下運(yùn)行，避免了普通異步電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)溫升高的問題，達(dá)到了最大限度 的節(jié)能。
本實(shí)用新型具有多個(gè)起散熱、冷卻功能的風(fēng)機(jī)(FAN1為變頻電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)，
5FAN2為壓縮機(jī)冷卻風(fēng)機(jī))。獨(dú)特的風(fēng)冷卻系統(tǒng)，油溫的控制由風(fēng)扇的啟停來控 帝U，省去了繁瑣的溫控閥控制系統(tǒng)；風(fēng)機(jī)可單獨(dú)與MD320變頻器相連，實(shí)現(xiàn)了 風(fēng)機(jī)的變頻控制，這樣可更加精確的控制壓縮機(jī)的排氣溫度，防止空壓機(jī)內(nèi)的 結(jié)水，更加有效的保護(hù)了主機(jī)，延長(zhǎng)了潤(rùn)滑油的使用壽命。
變頻啟動(dòng)達(dá)到了真正的緩緩加速啟動(dòng)，這比俗稱的軟啟動(dòng)更加平穩(wěn)。在啟 動(dòng)運(yùn)行至額定壓力后變頻運(yùn)行，通過壓力檢測(cè)進(jìn)行無極變速跟蹤產(chǎn)氣，在保持 壓力不變的狀況下滿足需要的氣量，杜絕了固定轉(zhuǎn)速空壓機(jī)空重車切換控制所 多消耗的浪費(fèi)現(xiàn)象。
本實(shí)用新型具有恒壓力省電的優(yōu)點(diǎn)。普通空壓機(jī)無論是活塞機(jī)還是螺桿機(jī)， 都會(huì)存在至少1公斤左右的壓力差，對(duì)于大多數(shù)用戶會(huì)因此而降低生產(chǎn)效率，
所以變頻空壓機(jī)始終以恒壓變頻產(chǎn)氣。
權(quán)利要求1、一種使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，包括電源、電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)主機(jī)及儲(chǔ)氣罐，電源連接所有用電設(shè)備的供電線路，電動(dòng)機(jī)的輸出端利用皮帶與壓縮機(jī)主機(jī)上的傳動(dòng)輪相互連接，壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮空氣出口利用管道和儲(chǔ)氣罐相互連接，其特征是所述壓縮機(jī)還包括變頻器、智能控制器、壓力變送器和溫度傳感器；所述智能控制器的輸出端通過變頻器連接電動(dòng)機(jī)，并通過接觸器或變頻器連接冷卻風(fēng)機(jī)，還通過加卸載電磁閥連接壓縮機(jī)主機(jī)；所述壓力變送器安裝于壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮空氣出口，壓力變送器的輸出端連接智能控制器的輸入端；所述溫度傳感器安裝于壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮空氣出口，溫度傳感器的輸出端連接智能控制器的輸入端；所述電動(dòng)機(jī)為變頻電動(dòng)機(jī)。
2、 如權(quán)利要求1所述的使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，其特征是:所述壓縮機(jī)主機(jī)包括機(jī)架和安裝于機(jī)架上的螺桿主機(jī)、油氣冷卻器、油氣分離器、空氣過濾器、油過濾器、冷卻風(fēng)扇和管路。
3、 如權(quán)利要求1所述的使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，其特征是:所述變頻器位于電控柜內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求1所述的使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，其特征是所述冷卻風(fēng)機(jī)包括油冷卻風(fēng)機(jī)、變頻電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)和電控柜散熱風(fēng)機(jī)。
5、 如權(quán)利要求1所述的使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，其特征是:所述智能控制器的內(nèi)核為下列中的一種單片機(jī)、ARM、 DSP、 FPGA、 PLC。
專利摘要一種使用智能控制器控制運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)，包括電源、電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)主機(jī)及儲(chǔ)氣罐，壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮空氣出口利用管道和儲(chǔ)氣罐相互連接，所述壓縮機(jī)還包括變頻器、智能控制器、壓力變送器和溫度傳感器；所述智能控制器的輸出端通過變頻器連接電動(dòng)機(jī)，并通過接觸器或變頻器連接冷卻風(fēng)機(jī)，還通過加卸載電磁閥連接壓縮機(jī)主機(jī)；所述壓力變送器安裝于壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮空氣出口，壓力變送器的輸出端連接智能控制器的輸入端；所述溫度傳感器安裝于壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮空氣出口，溫度傳感器的輸出端連接智能控制器的輸入端；所述電動(dòng)機(jī)為變頻電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型可以達(dá)到軟啟動(dòng)、恒壓供氣、降低噪音、節(jié)能等作用。
文檔編號(hào)F04C28/00GK201297251SQ20082021788
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者潘文偉, 陳新洲 申請(qǐng)人:無錫五洋賽德壓縮機(jī)有限公司