CN201297251Y

CN201297251Y - 使用智能控制器控制运行状态的压缩机

Info

Publication number: CN201297251Y
Application number: CNU2008202178831U
Authority: CN
Inventors: 潘文伟; 陈新洲
Original assignee: WUXI WOYO SUPERDO COMPRESSOR CO Ltd
Current assignee: WUXI WOYO SUPERDO COMPRESSOR CO Ltd
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2018-11-13

Abstract

一种使用智能控制器控制运行状态的压缩机，包括电源、电动机、压缩机主机及储气罐，压缩机主机的压缩空气出口利用管道和储气罐相互连接，所述压缩机还包括变频器、智能控制器、压力变送器和温度传感器；所述智能控制器的输出端通过变频器连接电动机，并通过接触器或变频器连接冷却风机，还通过加卸载电磁阀连接压缩机主机；所述压力变送器安装于压缩机主机的压缩空气出口，压力变送器的输出端连接智能控制器的输入端；所述温度传感器安装于压缩机主机的压缩空气出口，温度传感器的输出端连接智能控制器的输入端；所述电动机为变频电动机。本实用新型可以达到软启动、恒压供气、降低噪音、节能等作用。

Description

使用智能控制器控制运行状态的压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种使用智能控制器控制运行状态的压缩机，尤其是一种采用变频控制的压缩机。

背景技术

传统的压缩机采用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；原来的压缩机气量控制方式采用加/卸载控制方式来控制进气阀的开/关，这种控制无法达到比例耗能的目的，且输出压力存在1～2bar的压差，对用气要求严格的设备不能很好的满足；原来的压缩机由于固定为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

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种利用智能控制器和变频技术来控制运行状态的压缩机，以实现压缩机的软启动、并降低电力能源的消耗。

按照本实用新型提供的技术方案，一种使用智能控制器控制运行状态的压缩机，包括电源、电动机、压缩机主机及储气罐，电源连接所有用电设备的供电线路，电动机的输出端利用皮带与压缩机主机上的传动轮相互连接，压缩机主机的压缩空气出口利用管道和储气罐相互连接，其特征是：所述压缩机还包括变频器、智能控制器、压力变送器和温度传感器；所述智能控制器的输出端通过变频器连接电动机，并通过接触器或变频器连接冷却风机，还通过加卸载电磁阀连接压缩机主机；所述压力变送器安装于压缩机主机的压缩空气出口，压力变送器的输出端连接智能控制器的输入端；所述温度传感器安装于压缩机主机的压缩空气出口，温度传感器的输出端连接智能控制器的输入端；所述电动机为变频电动机。

所述压缩机主机包括机架和安装于机架上的螺杆主机、油气冷却器、油气分离器、空气过滤器、油过滤器、冷却风扇和管路。所述变频器位于电控柜内。

所述冷却风机包括油冷却风机、变频电机冷却风机和电控柜散热风机。

所述智能控制器的内核为下列中的一种：单片机、ARM(AdvancedRISCMachine)、DSP(数字信号处理)、FPGA(现场可编程门阵列)、PLC(可编程逻辑控制器)。

本实用新型的优点是：

1、节约能源。变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。

2、运行成本降低。传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77％。通过能源成本降低44.3％，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。

3、提高压力控制精度。变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电动机转速的改变而改变。由于变频控制电动机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在5pisg变化范围，也就是0.2bar(1bar＝0.1MPa)范围内，有效地提高了工况的质量。

4、延长压缩机的使用寿命。变频器从0HZ(赫兹)起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。

5、降低了空压机的噪音。根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电动机运转速度明显减慢，因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。

总之，本实用新型可以达到软启动、恒压供气、降低噪音、节能等作用。

附图说明

图1是本实用新型原理框图。

图2是本实用新型电气图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：电源和变频器通过35mm²耐压为600V的BVR(聚氯乙烯)绝缘电线连接；变频器和电动机采用35mm²耐压为600V的BVR绝缘电线连接：电动机和压缩机采用皮带传动连接；压缩机和储气罐采用无缝钢管连接；无缝钢管和压力变送器采用螺纹连接；压力变送器和智能控制器采用4-20mA电流信号连接；智能控制器和变频器采用RS485通讯连接。

压缩机由螺杆主机、油气冷却器、油气分离器、空气过滤器、油过滤器、冷却风扇、机架及管路组成。

如图2所示，电源由以下几部分组成：380V三相五线制交流电源、220V-50VA控制变压器、2A/380V无熔丝断路器CB、空气开关、开关电源SMPS；智能控制器由ACCF V2.2汇川智能控制器组成。

所述智能控制器的功能设定如下：

03、04 脚接电控箱风扇；

+V、103 脚接压力变送器；

201、203 脚接温度传感器；

82、04 脚接加卸载电磁阀；

07、13 脚接水流量信号；

07、15 脚接空滤阻塞信号；

07、17 脚接油分阻塞信号；

07、19 脚接油滤阻塞信号；

01、03 脚接急停按钮；

02、04 脚接急停按钮；

16 脚接风机过载信号；

45 脚接电机过载信号；

21 脚接相序信号；

53、79 脚分别接风机接触器；

A0、B0 脚接变频器RS485通讯口。

电源为整个系统提供了动力能源；变频器FC主要用来控制电动机的转速；电动机用来驱动压缩机主机；压力变送器用来采集系统的压力信号变换成4-20mA电流信号；智能控制器用来将压力变送器采集的信号转换成相应的频率信号传输给变频器并起到了整个压缩机系统的控制、维护、保养、预警等功能。

按下启动控制按钮，变频器拖动变频电动机M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，压力到达控制器设定的供气压力，压力变送器将压力信号转换成电信号，经控制器内部进行PID转换后由RS485通讯传送到变频器，最终输出适合的频率来驱动电动机，调整电动机的转速，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，变频器输出频率降低，电动机转速降低，当压力又低于设定的供气压力时，变频器输出频率又升高，电动机转速增加(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，控制器会令变频器停止运行，当压力又低于设定压力时，变频器又驱动电动机运行，压缩机开始加载。

所述智能控制器为一体化变频控制器，与变频器实现了单点连接，仅需一根RS485通讯线就可以直接将变频器的参数配置成控制器的参数，无需人工在设定变频器的参数；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。

所述变频器位于电控柜内。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；变频器自带的软启动功能，有效的将启动电流抑制在1.2倍以内，稳定了电网电压；变频器的过调制技术，在电网有较大的波动范围内也能保证电动机的正常运行；独立的散热小风扇有效的降低了电控柜内的温度，延长了电器元件的寿命。

所述电动机采用先进的全变频调速电动机，使电动机可在5～50HZ任意频率下运行，避免了普通异步电动机在低频运行时温升高的问题，达到了最大限度的节能。

本实用新型具有多个起散热、冷却功能的风机(FAN1为变频电机冷却风机，FAN2为压缩机冷却风机)。独特的风冷却系统，油温的控制由风扇的启停来控制，省去了繁琐的温控阀控制系统；风机可单独与MD320变频器相连，实现了风机的变频控制，这样可更加精确的控制压缩机的排气温度，防止空压机内的结水，更加有效的保护了主机，延长了润滑油的使用寿命。

变频启动达到了真正的缓缓加速启动，这比俗称的软启动更加平稳。在启动运行至额定压力后变频运行，通过压力检测进行无极变速跟踪产气，在保持压力不变的状况下满足需要的气量，杜绝了固定转速空压机空重车切换控制所多消耗的浪费现象。

本实用新型具有恒压力省电的优点。普通空压机无论是活塞机还是螺杆机，都会存在至少1公斤左右的压力差，对于大多数用户会因此而降低生产效率，所以变频空压机始终以恒压变频产气。

Claims

1、一种使用智能控制器控制运行状态的压缩机，包括电源、电动机、压缩机主机及储气罐，电源连接所有用电设备的供电线路，电动机的输出端利用皮带与压缩机主机上的传动轮相互连接，压缩机主机的压缩空气出口利用管道和储气罐相互连接，其特征是：所述压缩机还包括变频器、智能控制器、压力变送器和温度传感器；所述智能控制器的输出端通过变频器连接电动机，并通过接触器或变频器连接冷却风机，还通过加卸载电磁阀连接压缩机主机；所述压力变送器安装于压缩机主机的压缩空气出口，压力变送器的输出端连接智能控制器的输入端；所述温度传感器安装于压缩机主机的压缩空气出口，温度传感器的输出端连接智能控制器的输入端；所述电动机为变频电动机。

2、如权利要求1所述的使用智能控制器控制运行状态的压缩机，其特征是：所述压缩机主机包括机架和安装于机架上的螺杆主机、油气冷却器、油气分离器、空气过滤器、油过滤器、冷却风扇和管路。

3、如权利要求1所述的使用智能控制器控制运行状态的压缩机，其特征是：所述变频器位于电控柜内。

4、如权利要求1所述的使用智能控制器控制运行状态的压缩机，其特征是：所述冷却风机包括油冷却风机、变频电机冷却风机和电控柜散热风机。

5、如权利要求1所述的使用智能控制器控制运行状态的压缩机，其特征是：所述智能控制器的内核为下列中的一种：单片机、ARM、DSP、FPGA、PLC。