專利名稱：空壓機(jī)專用節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及節(jié)電裝置領(lǐng)域，主要是一種空壓機(jī)專用節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的工廠對(duì)空壓機(jī)的節(jié)能控制除了更換新式、較為節(jié)能的空壓機(jī)外，無(wú)外乎利 用如下兩種節(jié)能方式第一，提高功率因數(shù)，在交流電路中，由電源供給電機(jī)的電功率有兩 種；一種是有功功率，一種是無(wú)功功率。無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn) 在降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出；降低輸、變電設(shè)備的供電能力；造成線路電壓損失增大和 電能損耗的增加；造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電機(jī)容量得不到充分發(fā)揮。提高功率 因數(shù)方法有兩種，一種是改善自然功率因數(shù)，另一種是安裝人工補(bǔ)償裝置。較為常見的是在 電機(jī)前端加裝的電容補(bǔ)償柜進(jìn)行就地補(bǔ)償，通過電容補(bǔ)償可以有效的減少無(wú)功損耗。第二， 是在電動(dòng)機(jī)上加裝變頻控制系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，在滿足工藝要求的同 時(shí)達(dá)到節(jié)約能源的目的。然而變頻器在使用過程中會(huì)產(chǎn)生很多的干擾電磁波，這些高頻電 磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾，而且會(huì)產(chǎn)生高次諧波，這種高次諧波會(huì)通過供電回 路進(jìn)入整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)，從而影響其他儀表。近些年來(lái)國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議部署當(dāng)前經(jīng)濟(jì)工作，明確強(qiáng)調(diào)企業(yè)應(yīng)切實(shí)加大節(jié)能減排 的工作力度。然而現(xiàn)有的一些企業(yè)在電機(jī)配置時(shí)都會(huì)大于生產(chǎn)中的需求量，若是風(fēng)機(jī)、水泵 類負(fù)載，其運(yùn)行方式都是全市電狀態(tài)運(yùn)行，通過閥門來(lái)調(diào)節(jié)流量，來(lái)滿足生產(chǎn)工藝。這種落 后的控制手段，不僅極大的浪費(fèi)了人力，還消耗了許多不必要的電能。雖然一些企業(yè)對(duì)電機(jī) 加裝了變頻裝置，卻也只是固定在某一頻率運(yùn)行，達(dá)不到理想的節(jié)能省人力效果。而且變頻 器所產(chǎn)生的高次諧波更會(huì)污染整個(gè)電網(wǎng)質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種節(jié)能，能更有效延長(zhǎng)電機(jī)使用 壽命的空壓機(jī)專用節(jié)電裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案這種空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，主要包 括斷路器、主控部分、接觸器I、接觸器II和空壓機(jī)，斷路器、主控部分、接觸器II及空壓機(jī) 相互串聯(lián)，斷路器與空壓機(jī)之間串聯(lián)有接觸器I，接觸器I與主控部分和接觸器II之間成并 聯(lián)連接，斷路器與主控部分之間串聯(lián)有輸入電抗器，主控部分與接觸器II之間串聯(lián)有輸出 電抗器。所述主控部分主要包括控制系統(tǒng)、整流單元、濾波單元、制動(dòng)單元和逆變單元，其 中整流單元、濾波單元、制動(dòng)單元及逆變單元之間相互并聯(lián)，整流單元和逆變單元同時(shí)與控 制系統(tǒng)連接，控制單元連接有人機(jī)界面。所述接觸器I與接觸器II之間連接有轉(zhuǎn)換開關(guān)。所述轉(zhuǎn)換開關(guān)與接觸器II之間連接有時(shí)間繼電器。本實(shí)用新型有益的效果是本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)換開關(guān)可以對(duì)本設(shè)備進(jìn)行節(jié)、市電切換控制。節(jié)電狀態(tài)下，依據(jù)空壓機(jī)的功率及運(yùn)行情況，通過人機(jī)界面對(duì)電腦處理芯片進(jìn)行參 數(shù)設(shè)置，并通過信號(hào)采集單元，對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行閉環(huán)PID控制，達(dá)到穩(wěn)定空氣壓力目的，使空 壓機(jī)不存在卸載現(xiàn)象，無(wú)需人工守護(hù)，且能對(duì)電源進(jìn)行變頻、濾波、提高功率因數(shù)，更有效的 節(jié)約電能，保護(hù)電機(jī)，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。本使用新型還具備內(nèi)部市電切換功能，以防內(nèi)部 單元模塊出現(xiàn)故障時(shí)能自動(dòng)切換到市電狀態(tài)，不影響電機(jī)正常工作。
圖1是本實(shí)用新型電路原理圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明斷路器1，輸入電抗器2，輸入濾波器3，整流單元4，濾波單元5，制 動(dòng)單元6，逆變單元7，控制系統(tǒng)8，人機(jī)界面9，輸出電抗器10，輸出濾波器11，接觸器II 12， 接觸器I 13，主控部分14，空壓機(jī)15，轉(zhuǎn)換開關(guān)16，時(shí)間繼電器17。
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(shuō)明如圖所示，這種空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，主要包括斷路器1、主控部分14、接觸器
I13、接觸器II 12和空壓機(jī)15，斷路器1、主控部分14、接觸器II 13及空壓機(jī)15相互串聯(lián)， 斷路器1與空壓機(jī)15之間串聯(lián)有接觸器I 13，接觸器I 13與主控部分14和接觸器II 12 之間成并聯(lián)連接，斷路器1與主控部分14之間串聯(lián)有輸入電抗器2，主控部分14與接觸器
II12之間串聯(lián)有輸出電抗器10，輸入電抗器2與主控部分14之間串聯(lián)有輸入濾波器3，輸 出電抗器10與接觸器II 12之間串聯(lián)有輸出濾波器11。接觸器I 12與接觸器II 13之間連 接有轉(zhuǎn)換開關(guān)16，轉(zhuǎn)換開關(guān)16與接觸器II 12之間連接有時(shí)間繼電器17。主控部分14主 要包括控制系統(tǒng)8、整流單元4、濾波單元5、制動(dòng)單元6和逆變單元7，其中整流單元4、濾波 單元5、制動(dòng)單元6及逆變單元之7間相互并聯(lián)，整流單元4和逆變單元7同時(shí)與控制系統(tǒng) 8連接，控制系統(tǒng)8連接有人機(jī)界面9。該裝置中主回路連接如下三相電進(jìn)入斷路器1后，入輸入電抗器2，輸入濾波器 3，而后進(jìn)入整流及逆變，出來(lái)后的變頻電源再入輸出電抗器10，輸出濾波器11，最后連接 空壓機(jī)15。空壓機(jī)15電機(jī)通過該轉(zhuǎn)換開關(guān)16，與兩個(gè)接觸器配合使用。一路與節(jié)電裝置 連接，另一路直接與輸入端電源連接。在由市電轉(zhuǎn)換成節(jié)電時(shí)，同過時(shí)間繼電器17延時(shí)供 電，以防止電機(jī)未完全停止而對(duì)節(jié)電裝置的沖擊。在輸入和輸出側(cè)都串接電抗器和濾波器， 能有效的保護(hù)主機(jī)部分和延長(zhǎng)輸出到電機(jī)的電纜長(zhǎng)度，并使經(jīng)整流和逆變的電源波形接近 于正鉉波。采用變頻加輸入電抗器2和輸出電抗器10，能有效的保護(hù)主機(jī)和延長(zhǎng)到電機(jī)的 電纜線長(zhǎng)度，并加輸入、輸出專用濾波器，使變頻所產(chǎn)生的高次諧波被濾波器過濾。并通過 變送器采集壓力信號(hào)，達(dá)到智能閉環(huán)控制。使空壓機(jī)壓縮的空氣壓力穩(wěn)定在某一值，消除空 壓機(jī)由于壓力過高而卸載，避免電機(jī)空轉(zhuǎn)浪費(fèi)電能。在變頻過程中，經(jīng)常會(huì)受到來(lái)自浪涌電流和浪涌電壓的沖擊，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞主機(jī)的 性能和使用壽命，所以要在其前面加裝輸入電抗器，用以抑制浪涌電壓和浪涌電流，保護(hù)主 機(jī)，延長(zhǎng)其使用壽命和防止諧波干擾，同時(shí)由于主機(jī)是采用變頻的方式調(diào)速的，所以在調(diào)速 的時(shí)候經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生高次諧波和產(chǎn)生波形畸變，會(huì)影響設(shè)備正常使用，為此，須在輸入端加裝 一個(gè)進(jìn)線電抗器，可以改善變頻的功率因數(shù)及抑制諧波電流，濾除諧波電壓和諧波電流，改 善電網(wǎng)質(zhì)量。輸出電抗器主要在以下兩個(gè)方面發(fā)揮作用[0019]1、增大變頻器的有效傳輸距離加輸出電抗器來(lái)補(bǔ)償電機(jī)長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)的耦合電容的充放電影響，避免主機(jī)過 流，增大了主機(jī)到電動(dòng)機(jī)的有效傳輸距離；2、有效抑制IGBT開關(guān)時(shí)的瞬間高壓輸出端增加輸出電抗器的作用是為了輸出電抗器可以有效抑制變頻器的IGBT開 關(guān)時(shí)產(chǎn)生的瞬間高電壓，減少此電壓對(duì)電纜絕緣和電機(jī)的不良影響。電源濾波器作用就是減少電源干擾，而電源干擾可以分為兩類普通模式和共通 模式。普通模式是兩組輸入電源線之間的雜訊，這種雜訊通常是在關(guān)機(jī)和開機(jī)時(shí)產(chǎn)生。而 共通模式是指因?yàn)槠鞑慕拥夭涣?，又或是廣播無(wú)線電及馬達(dá)電磁等引發(fā)。干擾類型電源干擾復(fù)雜性的原因之一就是包含了許多可變的因素。首先，電源干擾可以以 “共模”和“差?！狈绞酱嬖??！肮材！备蓴_是指電源線對(duì)大地，或中線對(duì)大地之間的電位差。對(duì)于三相電路來(lái)說(shuō)， 共模干擾存在于任何一相與大地之間。共模干擾有時(shí)也稱為縱模干擾、不對(duì)稱干擾或接地 干擾，這是載流導(dǎo)體與大地之間電位差引起的?！安钅！备蓴_存在于電源相線與中線之間。對(duì)三相電路來(lái)說(shuō)，還存在于相線與相線 之間。差模干擾有時(shí)也稱為常模干擾、串模干擾、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾，這是載流導(dǎo)體之間 的電位差引起的。干擾的模式給出了干擾源與耦合途徑之間的關(guān)系差模干擾提示了干擾源于同一 條電源電路；而共模干擾則提示了干擾來(lái)自輻射或串?dāng)_耦合。電源濾波器一般用來(lái)抑制主要是30MHz以下頻率范圍的噪音。但是對(duì)30MHz以 上的干擾即輻射發(fā)射干擾也有一定的抑制作用，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在此頻率范圍內(nèi)又大致可分成3 個(gè)頻段在5KHz以下，主要是以抑制差模干擾為主的措施；在5kHZ-lMHZ范圍內(nèi)，主要是以 抑制共模干擾為主的措施；在1MHZ-30MHZ范圍內(nèi)除主要抑制共模干擾外，還需注意與周圍 的電磁波耦合問題以及根據(jù)情況考慮加地線接地、電感等輔助抑制手段。對(duì)于頻率在30MHZ 以上的則要考慮濾波器的高頻特性。很多人認(rèn)為濾波器的作用是使設(shè)備能夠滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo) 敏感度的要求，但這是不全面的。EMI電源濾波器對(duì)抑制設(shè)備產(chǎn)生的較強(qiáng)輻射干擾方面也很 重要，合理的解釋是濾波器能防止設(shè)備本身產(chǎn)生的干擾進(jìn)入電源線，同時(shí)防止電源線上的 干擾進(jìn)入設(shè)備。高速電路中，由于設(shè)備上的電纜是高效的輻射天線，當(dāng)電纜上有高頻傳導(dǎo)電流時(shí)， 會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻射，使設(shè)備不能滿足輻射發(fā)射的要求；同理，當(dāng)電源線上有高頻干擾電流 時(shí)(這種情況經(jīng)常發(fā)生，如開關(guān)電源信號(hào)都是脈沖信號(hào)，其諧波分量的頻率很高，往往大于 30MHZ)也會(huì)產(chǎn)生輻射，輻射發(fā)射超標(biāo)。特別要注意試驗(yàn)中傳導(dǎo)發(fā)射合格，而輻射發(fā)射不合格 時(shí)，別忘記檢查電源線上的共模電流，很多時(shí)候輻射發(fā)射的超標(biāo)是由于電源線上的共模電 流造成的，因此EMI電源濾波器的高頻插入損耗是很重要的。JLD濾波器是一種無(wú)源低通濾波器，濾波器是基于變頻器在工作時(shí)，對(duì)電網(wǎng)及其它 數(shù)字電子設(shè)備產(chǎn)生干擾的頻譜分量電磁兼容性特點(diǎn)而專門設(shè)計(jì)的。不僅能有效抑制沿電源 線傳播的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)也能大大降低電子設(shè)備產(chǎn)生的輻射干擾，所用材料和部件都經(jīng)最惡劣環(huán)境測(cè)試過，具有尺寸小，無(wú)需風(fēng)扇，就地安裝，操作方便。幾D輸入濾波器是接在節(jié)電設(shè)備主機(jī)的進(jìn)線側(cè)與電源之間，抑制節(jié)電設(shè)備主機(jī)輸 入中的高次諧波的噪聲干擾，抑制外界無(wú)線電干擾以及瞬時(shí)沖擊，浪涌對(duì)節(jié)電設(shè)備主機(jī)的 干擾，具備線路濾波和輻射濾波的作用，具有良好的共模和差模干擾抑制能力。JLD輸出濾波器安裝在節(jié)電設(shè)備主機(jī)的輸出側(cè)與電機(jī)之間，用于減小輸出電流中 的高次諧波成份，抑制節(jié)電設(shè)備主機(jī)的輸出側(cè)的浪涌電壓，減小電機(jī)由高頻諧波引起的附 加轉(zhuǎn)矩，減小電機(jī)噪音。除上述實(shí)施例外，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新 型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，主要包括斷路器(1)、主控部分(14)、接觸器I(13)、接觸器II(12)和空壓機(jī)(15)，其特征在于斷路器(1)、主控部分(14)、接觸器II(12)及空壓機(jī)(15)相互串聯(lián)，斷路器(1)與空壓機(jī)(15)之間串聯(lián)有接觸器I(13)，接觸器I(13)與主控部分(14)和接觸器II(12)之間成并聯(lián)連接，斷路器(1)與主控部分(14)之間串聯(lián)有輸入電抗器(2)，主控部分(14)與接觸器II(12)之間串聯(lián)有輸出電抗器(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，其特征是所述主控部分(14)主要包 括控制系統(tǒng)(8)、整流單元(4)、濾波單元(5)、制動(dòng)單元(6)和逆變單元(7)，其中整流單元 (4)、濾波單元(5)、制動(dòng)單元(6)及逆變單(7)元之間相互并聯(lián)，整流單元(4)和逆變單元 (7)同時(shí)與控制系統(tǒng)(8)連接，控制系統(tǒng)(8)連接有人機(jī)界面(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，其特征是所述輸入電抗器(2)與主 控部分(14)之間串聯(lián)有輸入濾波器(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，其特征是所述輸出電抗器(10)與接 觸器II (12)之間串聯(lián)有輸出濾波器(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，其特征是所述接觸器1(13)與接觸 器II (12)之間連接有轉(zhuǎn)換開關(guān)(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，其特征是所述轉(zhuǎn)換開關(guān)(16)與接觸 器II (12)之間連接有時(shí)間繼電器(17)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種空壓機(jī)專用節(jié)電裝置，主要包括斷路器、主控部分、接觸器I、接觸器II和空壓機(jī)，斷路器、主控部分、接觸器II及空壓機(jī)相互串聯(lián)，斷路器與空壓機(jī)之間串聯(lián)有接觸器I，接觸器I與主控部分和接觸器II之間成并聯(lián)連接，斷路器與主控部分之間串聯(lián)有輸入電抗器，主控部分與接觸器II之間串聯(lián)有輸出電抗器。本實(shí)用新型有益的效果是節(jié)電狀態(tài)下，依據(jù)空壓機(jī)的功率及運(yùn)行情況，通過人機(jī)界面對(duì)電腦處理芯片進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，并通過信號(hào)采集單元，對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行閉環(huán)PID控制，達(dá)到穩(wěn)定空氣壓力目的，使空壓機(jī)不存在卸載現(xiàn)象，無(wú)需人工守護(hù)，且能對(duì)電源進(jìn)行變頻、濾波、提高功率因數(shù)，更有效的節(jié)約電能，保護(hù)電機(jī)，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。
文檔編號(hào)F04B49/06GK201723424SQ20102013366
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者姜明, 汪金文 申請(qǐng)人:杭州金蘭達(dá)科技有限公司