專利名稱：螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空壓機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工廠空氣壓縮氣供氣系統(tǒng)一般由空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、過濾器、儲氣罐、管路、閥門和用氣設(shè)備組成。在工廠的空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中，普遍采用后端管道上安裝的壓力繼電器來控制空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行?？諌簷C(jī)啟動時(shí)，加載閥處于不工作態(tài)，加載氣缸不動作，空壓機(jī)頭進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載啟動。當(dāng)空氣壓縮機(jī)啟動運(yùn)行后，如果后端設(shè)備用氣量較大，儲氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達(dá)到壓力上限值，則控制器動作加載閥，打開進(jìn)氣口，電機(jī)負(fù)載運(yùn)行，不斷地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣。如果后端用氣設(shè)備停止用氣，后端管路和儲氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高，當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時(shí)，壓力控制器發(fā)出卸載信號，加載閥停止工作，進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載運(yùn)行。而空壓機(jī)電機(jī)功率一般較大，啟動方式多采用空載(卸載)星-三角啟動，加載和卸載方式都為瞬時(shí)。這使得空壓機(jī)在啟動時(shí)會有較大的啟動電流，加載和卸載時(shí)對設(shè)備機(jī)械沖擊較大；不光引起電源電壓波動，也會使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動；同時(shí)這種運(yùn)行方式還會加速設(shè)備的磨損，降低設(shè)備的使用年限。下面以螺桿式空壓機(jī)更詳細(xì)分析如下螺桿式空壓機(jī)已經(jīng)廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)中，在其控制中同樣采用加載-卸載閥來控制空壓機(jī)的供氣。由于用氣設(shè)備的工作周期或是生產(chǎn)工藝的差別，使得用氣量發(fā)生波動，有時(shí)會造成空壓機(jī)頻繁加載、卸載。空壓機(jī)卸載后電機(jī)仍然工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅浪費(fèi)電能而且增加設(shè)備的機(jī)械磨損；空壓機(jī)加載過程是突然加載，也會對設(shè)備和電網(wǎng)造成較大的沖擊。以單螺桿空壓機(jī)為例說明空氣壓縮機(jī)工作原理，螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個(gè)過程。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時(shí)，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸入，同時(shí)也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動將吸入的油氣密封并向排氣口輸送，在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮，當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時(shí)，較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可減少空壓機(jī)頻繁加載、卸載，電機(jī)啟動平穩(wěn)，消除啟動時(shí)的機(jī)械沖擊，減輕磨損，延長機(jī)械設(shè)備使用壽命，穩(wěn)定可靠，節(jié)能環(huán)保的螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)，包括空壓機(jī)、電機(jī)、控制與報(bào)警線路和電源線路，空壓機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)與電源線路之間串聯(lián)有主電源開關(guān)，控制與報(bào)警線路通過串聯(lián)一控制電源開關(guān)與電源線路連接，其特征在于所述電機(jī)的電源進(jìn)線中串接有一變頻器，且變頻器上設(shè)有空壓機(jī)運(yùn)行輸出信號的控制端。所述控制與報(bào)警線路包括有油壓控制與報(bào)警線路、水壓控制與報(bào)警線路和壓力調(diào)節(jié)顯示儀，電機(jī)主速頻率指令信號由壓力調(diào)節(jié)顯示儀獲取，且該壓力調(diào)節(jié)顯示儀調(diào)節(jié)并輸出1個(gè)4 20mA的信號給變頻器進(jìn)行閉環(huán)控制。
3[0006]所述壓力調(diào)節(jié)顯示儀接220V電源。所述電機(jī)控制線路上還增加有一套工頻與變頻的自由切換電路。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1)可方便地進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，保持壓力、流量等參數(shù)穩(wěn)定。2)電機(jī)啟動平穩(wěn)，消除啟動時(shí)的機(jī)械沖擊，減輕了磨損，延長了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。3)變頻器可自我檢測、故障診斷、保護(hù)功能齊全，避免故障擴(kuò)大，自動化程度高，操作人員勞動強(qiáng)度明顯降低。4)由于壓縮機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩要求較大，以及按最大要求量選取電機(jī)功率，因此設(shè)計(jì)余量偏大，而采用變頻器調(diào)速后，可明顯提高輕載運(yùn)行的工作效率，節(jié)能潛力很大。經(jīng)過3個(gè)月觀察，每月節(jié)約用電接近SOOOkW · h，大約1年可收回投資費(fèi)用?？傊捎帽緦?shí)用新型所述的技術(shù)方案后，能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起軟停，減小啟動沖擊，延長設(shè)備使用年限；同時(shí)由于電機(jī)運(yùn)行頻率可變，實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)根據(jù)用氣量的大小自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少了電機(jī)頻繁的加載和卸載，使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定，在一定程度上節(jié)約了電能。

圖1為本實(shí)用新型螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)，包括空壓機(jī)、電機(jī)、控制與報(bào)警線路和電源線路，空壓機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)與電源線路之間串聯(lián)有主電源開關(guān)，控制與報(bào)警線路通過串聯(lián)一控制電源開關(guān)與電源線路連接，在電機(jī)的電源進(jìn)線中串接有一變頻器，且變頻器上設(shè)有空壓機(jī)運(yùn)行輸出信號的控制端。其中控制與報(bào)警線路包括有油壓控制與報(bào)警線路、水壓控制與報(bào)警線路和壓力調(diào)節(jié)顯示儀，電機(jī)主速頻率(即壓縮機(jī)頻率)指令信號由壓力調(diào)節(jié)顯示儀獲取，且該壓力調(diào)節(jié)顯示儀調(diào)節(jié)并輸出1個(gè)4 20mA的信號給變頻器進(jìn)行閉環(huán)控制。電機(jī)控制線路上還增加有一套工頻與變頻的自由切換電路。變頻器根據(jù)原電機(jī)的容量和轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。(1)類型選擇，空壓機(jī)所帶負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩類負(fù)載，因此采用普通功能型U/f控制變頻器即可滿足使用要求，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。(2)型號選擇。根據(jù)變頻器性能、價(jià)格、安全性以及使用經(jīng)驗(yàn)，選擇臺灣利佳牌 ERIC-9001系列中的200H級泛用型IGBT靜音交流變頻器(輸出容量200kV · A，最大適用電機(jī)容量160kW，最大輸出電流302A)。本實(shí)用新型在改造前空壓機(jī)電機(jī)主線路及控制線路為380V，采用交流接觸器自藕降壓啟動，兩地控制，具有油壓保護(hù)，冷卻水的水壓保護(hù)、二級排氣壓力保護(hù)以及過載保護(hù)。 為節(jié)約成本，縮短施工時(shí)間，只拆除空壓機(jī)控制柜的自藕變壓器、交流接觸器及其控制線路，保留線路報(bào)警系統(tǒng)，空壓機(jī)變頻系統(tǒng)電路接線，見圖1，將空壓機(jī)運(yùn)行輸出信號改在變頻器控制端5、6兩點(diǎn)取出，開機(jī)信號由水壓正常后(KA3吸合)供給。由于生產(chǎn)正常用氣要保證在0. 65MPa以上，因此電機(jī)主速頻率指令信號在壓力調(diào)節(jié)顯示儀獲取，該顯示儀調(diào)節(jié)并輸出1個(gè)4 20mA的信號給變頻器進(jìn)行閉環(huán)控制，當(dāng)壓力高于0. 65MPa時(shí)，變頻器輸出頻率下降，反之，變頻器輸出頻率上升。由于運(yùn)轉(zhuǎn)指示由變頻器輸出控制(變頻器控制端5、6 兩點(diǎn)輸出)，受變頻器輸出端子電壓的限制需接220V電源，壓力調(diào)節(jié)顯示儀也需接220V電源，所以在它們一端需接中線N，其他控制線路電源電壓不變。變頻器在正式投入運(yùn)行前，應(yīng)先驅(qū)動電機(jī)空載運(yùn)行幾分鐘，可在15Hz、20Hz、30Hz、 40Hz、50Hz等幾個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行。試運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向是否正確，振動和噪聲大小， 電機(jī)升溫情況等。其中變頻器的最低輸出頻率參數(shù)設(shè)置十分重要，設(shè)置過低會影響其正常工作，設(shè)置過高又會影響節(jié)電效果。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)最低轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的60%最為理想，故將最低輸出頻率設(shè)置為30Hz，既可保證供氣穩(wěn)定，又可達(dá)到節(jié)電效果。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上內(nèi)容僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.一種螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)，包括空壓機(jī)、電機(jī)、控制與報(bào)警線路和電源線路，空壓機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)與電源線路之間串聯(lián)有主電源開關(guān)，控制與報(bào)警線路通過串聯(lián)一控制電源開關(guān)與電源線路連接，其特征在于所述電機(jī)的電源進(jìn)線中串接有一變頻器，且變頻器上設(shè)有空壓機(jī)運(yùn)行輸出信號的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制與報(bào)警線路包括有油壓控制與報(bào)警線路、水壓控制與報(bào)警線路和壓力調(diào)節(jié)顯示儀，電機(jī)主速頻率指令信號由壓力調(diào)節(jié)顯示儀獲取，且該壓力調(diào)節(jié)顯示儀調(diào)節(jié)并輸出1個(gè)4 20mA的信號給變頻器進(jìn)行閉環(huán)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調(diào)節(jié)顯示儀接220V電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述電機(jī)控制線路上還增加有一套工頻與變頻的自由切換電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種螺桿式空壓機(jī)控制系統(tǒng)，包括空壓機(jī)、電機(jī)、控制與報(bào)警線路和電源線路，空壓機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)與電源線路之間串聯(lián)有主電源開關(guān)，控制與報(bào)警線路通過串聯(lián)一控制電源開關(guān)與電源線路連接，其特征在于所述電機(jī)的電源進(jìn)線中串接有一變頻器，且變頻器上設(shè)有空壓機(jī)運(yùn)行輸出信號的控制端。采用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案后，能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起軟停，減小啟動沖擊，延長設(shè)備使用年限；同時(shí)由于電機(jī)運(yùn)行頻率可變，實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)根據(jù)用氣量的大小自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少了電機(jī)頻繁的加載和卸載，使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定，在一定程度上節(jié)約了電能。
文檔編號F04C28/28GK202326249SQ201120443689
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者吳愛軍 申請人:上海佳泰機(jī)電設(shè)備有限公司