CN102748292B - 恒压变量智能空压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒压变量智能空压机，包括电动机及压缩机主机，电动机为稀土永磁同步电动机，稀土永磁同步电动机的电机轴与阳转子的阳转子轴为一体结构，电机轴由阳转子轴延伸进电动机的壳体内而形成；空压机还包括变频器、智能控制器、压力变送器及温度传感器；智能控制器的输出端通过变频器连接电动机，并通过加卸载电磁阀连接压缩机主机；压力变送器及温度传感器分别安装于压缩机主机的排气口和压缩空气出口，压力变送器的输出端及温度传感器的输出端分别连接智能控制器的输入端。本发明可明显减小空压机的体积、重量、损耗，降低了发热，提高了效率；可达到软启动、恒压供气、降低噪音、节能等作用。

Description

恒压变量智能空压机

技术领域

本发明涉及空气压缩机，具体地说是一种采用智能控制器控制运行状态的恒压变量智能空压机。

背景技术

传统的压缩机通常采用异步电动机驱动，异步电动机通过皮带传动或齿轮传动来带动压缩机主机。这种驱动方式的缺点是：能耗高，效率低，整机外形尺寸较大。另外，异步电动机采用Y-S降压启动，启动时对电网冲击和整个机械系统的冲击都比较大；由于压缩机固定为50HZ工频运行，电动机长期处于高转速运行，噪音也就比较大，而且加卸载比例比较大时存在着严重的浪费电能现象。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种恒压变量智能空压机，该空压机体积小、能耗低、效率高，并且能够实现软启动，对电网冲击小。

按照本发明的技术方案：一种恒压变量智能空压机，包括电动机及压缩机主机，所述压缩机主机包括相互配合的阳转子及阴转子，所述电动机为稀土永磁同步电动机，所述稀土永磁同步电动机包括定子及转子，所述转子固定在电机轴上，所述电机轴与所述阳转子的阳转子轴为一体结构，所述电机轴由所述阳转子轴延伸进所述电动机的壳体内而形成；所述空压机还包括变频器、智能控制器、压力变送器及温度传感器；所述智能控制器的输出端通过所述变频器连接所述电动机，并通过加卸载电磁阀连接所述压缩机主机；所述压力变送器及所述温度传感器分别安装于所述压缩机主机的排气口和压缩空气出口，所述压力变送器的输出端及所述温度传感器的输出端分别连接所述智能控制器的输入端。

所述压缩机主机为集成型螺杆主机，其油气分离器、空气过滤器、油过滤器、油气分离滤芯、进气控制阀、最小压力阀及安全阀与所述螺杆主机集成为一体。所述定子分成多组镶嵌在所述电动机的定子座内，所述转子内镶嵌有多条永磁铁。所述永磁铁采用钕铁硼材料制成。所述智能控制器的内核为单片机、ARM、DSP、FPGA或PLC中的一种。所述智能控制器与短信报警控制器相连。

本发明的技术效果在于：本发明的电动机采用稀土永磁同步电动机，并且电机轴与压缩机主机的阳转子轴为一体结构，可明显减小空压机的体积、重量、损耗，降低了发热，提高了效率；空压机采用变频器和智能控制器控制，可达到软启动、恒压供气、降低噪音、节能等作用。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1、图2中，包括电动机1、定子2、转子3、电机轴4、阳转子轴5、压缩机主机6、阳转子7、阴转子8、压力变送器9、温度传感器10、电磁阀11、智能控制器12、变频器13等。

如图1所示，本发明是一种恒压变量智能空压机，包括电动机1、压缩机主机6，变频器13、智能控制器12、压力变送器9、温度传感器10及电磁阀11。智能控制器12的输出端通过变频器13连接电动机1，并通过加卸载电磁阀11连接压缩机主机6；压力变送器9及温度传感器10分别安装于压缩机主机6的排气口和压缩空气出口，压力变送器9的输出端及温度传感器10的输出端分别连接智能控制器12的输入端。

智能控制器12的内核为单片机、ARM（Advanced RISC Machine）、DSP（数字信号处理）、FPGA（现场可编程门阵列）或PLC（可编程逻辑控制器）中的一种。智能控制器12为一体化变频控制器，与变频器13实现单点连接，可以直接将变频器13的参数配置成控制器12的参数，无需人工再设定变频器13的参数；可实现多种显示功能：供气压力、运行频率、排气温度、运行状态、实际功率、电动机当前转速、电动机电流、风机电流、电源电压等；可实现多种保护功能：电动机过载、风机过载、相序保护、欠电压保护、传感器故障、变频器故障、高温保护、高压保护等；变频方式的PID恒压控制，根据用气量的变化，输出压力始终稳定在额定的排气压力。

智能控制器12还可以与短信报警控制器相连。短信报警控制器有故障、预警发送短信功能，短信报警控制器检测到故障或预警信息时，可按用户的设定，通过短信猫，发送故障或预警内容到指定手机。短信报警控制器为现有技术中的产品，例如深圳市盈科互动科技有限公司生产的CWT5000系列SMS DTU短信报警控制器。

变频器13为高性能矢量变频器，低频启动力矩大，可带负载直接启动运行；变频器13自带的软启动功能，有效地将启动电流抑制在1.2倍以内，稳定了电网电压；变频器13的过调制技术，在电网有较大的波动范围内也能保证电动机的正常运行。

如图2所示，压缩机主机6包括相互配合的阳转子7及阴转子8。压缩机主机6为集成型螺杆主机，其油气分离器、三滤（空气过滤器、油过滤器、油气分离滤芯）、三阀（进气控制阀、最小压力阀及安全阀）与螺杆主机集成为一体。

电动机1为稀土永磁同步电动机。该稀土永磁同步电动机包括定子2及转子3，定子2分成多组镶嵌在电动机1的定子座内，转子3内镶嵌有多条钕铁硼材料制成的永磁铁。转子3固定在电机轴4上，电机轴4与压缩机主机6阳转子7的阳转子轴5为一体结构，电机轴4由阳转子轴5延伸进电动机1的壳体内而形成。

本发明的工作过程如下：按下启动控制按钮，变频器13拖动电动机1缓缓启动（软启动），延时一段时间后（加载延时），安装在进气组合控制阀上的加载电磁阀11得电，位于螺杆主机上的进气阀打开，压缩机以50HZ工频加载运行，系统开始建立压力，运行一段时间后，压力到达智能控制器12设定的供气压力，压力变送器9将压力信号转换成电信号，经智能控制器12内部进行PID转换后传送到变频器13，最终输出适合的频率来驱动电动机1，调整电动机1的转速，达到了恒压供气，实现了气量的调节。当压力超过设定的供气压力时，变频器13输出频率降低，电动机1转速降低，当压力又低于设定的供气压力时，变频器13输出频率又升高，电动机1转速增加（最高不会超过50HZ），当频率在下限频率10HZ运行时间超过设定休眠时间值，智能控制器12会令变频器13停止运行，当压力又低于设定压力时，变频器13又驱动电动机1运行，压缩机开始加载。

本发明具有以下优点：

1、电动机采用稀土永磁同步电动机，与普通异步电动机相比，由于它无需激磁绕组，明显地减小了体积、重量、损耗，降低了发热，提高了效率，节能效果更加明显，尤其在低速运行时，其功率因数几乎接近1，越是轻载时，功率因数越高，而普通异步电动机转速越低，功率因数越低，因此它具有异步电动机无法比拟的综合节能效果。

2、稀土永磁同步电动机的体积仅为普通异步电动机的1/3，且无需像普通普通异步电动机一样安装独立的散热风扇，避免了风扇另外带来的功率损耗。

3、稀土永磁同步电动机的电机轴与压缩机主机的阳转子轴为一体结构，传动效率100%，无需电机轴承，避免了电机轴承磨损的缺陷，而普通异步电动机存在2%~3%的传动效率损耗。

4、稀土永磁同步电动机采用高性功能永磁体做成，尤其是具有高磁感应强度、高矫顽力和高磁能积的钕铁硼材料，120度高温不失磁，使用寿命可长达15年。

5、采用变频器和智能控制器控制，可达到软启动、恒压供气、降低噪音、节能等作用，运行时，电机电流不会超过满载电流，同时也大大减小了对电网设备的冲击，不会对用电设备造成损害。

6、在同等工况下，永磁变频螺杆压缩机比普通变频螺杆压缩机更省电5%左右，比普通压缩机省电20%左右。

7、压缩机主机采用为集成型螺杆主机，免去了一般螺杆压缩机所需要的外部管路和接头的使用，一方面减少了系统内部的阻力和压降，使得系统的热效率更高；另一方面降低了安装成本，并使压缩机机组结构紧凑、体积小、重量轻，成本低。

Claims (1)

1.一种恒压变量智能空压机，包括电动机（1）及压缩机主机（6），所述压缩机主机（6）包括相互配合的阳转子（7）及阴转子（8），其特征是：所述电动机（1）为稀土永磁同步电动机，所述稀土永磁同步电动机包括定子（2）及转子（3），所述转子（3）固定在电机轴（4）上，所述电机轴（4）与所述阳转子（7）的阳转子轴（5）为一体结构，所述电机轴（4）由所述阳转子轴（5）延伸进所述电动机（1）的壳体内而形成；所述空压机还包括变频器（13）、智能控制器（12）、压力变送器（9）及温度传感器（10）；所述智能控制器（12）的输出端通过所述变频器（13）连接所述电动机（1），并通过加卸载电磁阀（11）连接所述压缩机主机（6）；所述压力变送器（9）及所述温度传感器（10）分别安装于所述压缩机主机（6）的排气口和压缩空气出口，所述压力变送器（9）的输出端及所述温度传感器（10）的输出端分别连接所述智能控制器（12）的输入端；

所述压缩机主机（6）为集成型螺杆主机，其油气分离器、空气过滤器、油过滤器、油气分离滤芯、进气控制阀、最小压力阀及安全阀与所述螺杆主机集成为一体；

所述定子（2）分成多组镶嵌在所述电动机（1）的定子座内，所述转子（3）内镶嵌有多条永磁铁；

所述永磁铁采用钕铁硼材料制成；

所述智能控制器（12）的内核为单片机、ARM、DSP、FPGA或PLC中的一种；

所述智能控制器（12）与短信报警控制器相连。