CN201802606U

CN201802606U - 空气压缩机用电控装置

Info

Publication number: CN201802606U
Application number: CN2010205542437U
Authority: CN
Inventors: 尹明; 王世春
Original assignee: TIANJIN ENPHOLIN AIR COMPRESSOR CO Ltd
Current assignee: TIANJIN ENPHOLIN AIR COMPRESSOR CO Ltd
Priority date: 2010-10-09
Filing date: 2010-10-09
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2020-10-09

Abstract

本实用新型涉及一种空气压缩机用电控装置，包括壳体，在壳体内安装控制电路单元和电源单元，控制电路单元连接壳体上嵌装的运行状态指示灯模块、启停按钮模块和多个接线端子，其特征在于：所述控制电路单元包括双向模拟开关模块、与非门逻辑模块、三极管开关模块、振荡延时模块A、振荡延时模块B和继电器模块。本实用新型结构简单、成本低廉，控制过程自动化程度高，节省了全部的时间继电器和中间继电器，线缆减少了百分之九十，使电控箱的体积大大的缩小，方便了维修以及故障点的判断，是一种运行可靠性高、低功耗、节能环保的空气压缩机用电控装置。

Description

空气压缩机用电控装置

技术领域

本实用新型属于空气压缩机控制技术领域，尤其是一种空气压缩机用电控装置。

背景技术

空气压缩机被广泛应用于吹塑、食品包装、船舶机械、设备检测、石油钻井资源开采等领域，其作用是将空气吸入后进行压缩，然后将压缩空气储存在气罐内，再由气罐将压缩空气供给其它设备使用。空气压缩机的控制由电控箱完成，比如：启动时的减压运行阶段、全压运行阶段、减荷运行阶段等操作中进行控制，完全启动后的运行过程中对气罐内压力平衡的控制，停机时对电动机安全停转的控制等，目前，电控箱内所使用的控制元件包括时间继电器和中间继电器等多种继电器，这些继电器与三个交流接触器、压力开关和电磁阀的协同工作完成了空气压缩机正常工作及气缸压力平衡的控制，但由于继电器通过触点的开合实现，长时间使用后易出现故障，而且继电器之间的接线较多，电控箱内比较凌乱，同时也导致电控箱的体积也较大，后期的维护工作比较繁琐。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低廉且维护方便、可靠性高的空气压缩机用电控装置。

本实用新型采取的技术方案是：

一种空气压缩机用电控装置，包括壳体，在壳体内安装控制电路单元和电源单元，控制电路单元连接壳体上嵌装的运行状态指示灯模块、启停按钮模块和多个接线端子，其特征在于：所述控制电路单元包括双向模拟开关模块、与非门逻辑模块、三极管开关模块、振荡延时模块A、振荡延时模块B和继电器模块，振荡延时模块A的第一路连接三极管开关模块的第一端口，振荡延时模块A的第二端口连接与非门逻辑模块的第一端口，振荡延时模块A的第三端口连接振荡延时模块B的第一端口，振荡延时模块B的第二路连接与非门逻辑模块的第二端口，与非门逻辑模块的第三端口连接双向模拟开关模块的第一端口，双向模拟开关模块的第二端口连接启停按钮模块，与非门逻辑模块的第四端口连接三极管开关模块的第二端口，三极管开关模块的第三端口连接双向模拟开关模块的第三端口，三极管开关模块的第四端口连接运行状态指示灯模块，三极管开关模块的第六端口通过接线端子连接压力开关，三极管开关模块的第五端口连接继电器模块的一端，继电器模块的另一端通过接线端子分别连接三个交流接触器和电磁阀。

而且，所述电源单元包括降压模块、桥式整流模块和稳压模块，降压模块的一端连接市电，降压模块的另一端连接桥式整流模块的一端，桥式整流模块的另一端连接稳压模块，稳压模块的另一端连接控制电路单元。

而且，所述振荡延时模块A和振荡延时模块B所使用的芯片是CD4060。

而且，所述与非门逻辑模块所使用的芯片是CD4011。

而且，所述双向模拟开关模块所使用的芯片是CD4066。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型结构简单、成本低廉，利用CMOS控制电路单元进行逻辑控制，只需要四个继电器既可以实现电动机的自动启停及电磁阀的自动开合，整个控制过程自动化程度高。同现有技术相比，节省了全部的时间继电器和中间继电器，线缆减少了百分之九十，使电控箱的体积大大的缩小，方便了维修以及故障点的判断，是一种运行可靠性高、低功耗、节能环保的空气压缩机用电控装置。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是电源单元与电动机的连接结构示意图。

图3是控制电路单元与电源单元的连接关系示意图。

图4是控制电路单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。

一种空气压缩机用电控装置，如图1所示，包括壳体1，在壳体内安装控制电路单元和电源单元，控制电路单元连接壳体上嵌装的运行状态指示灯模块2、启停按钮模块3和多个接线端子4，本实用新型的创新在于：控制电路单元如图3所示，包括双向模拟开关模块、与非门逻辑模块、三极管开关模块、振荡延时模块A、振荡延时模块B和继电器模块，振荡延时模块A的第一路连接三极管开关模块的第一端口，振荡延时模块A的第二端口连接与非门逻辑模块的第一端口，振荡延时模块A的第三端口连接振荡延时模块B的第一端口，振荡延时模块B的第二路连接与非门逻辑模块的第二端口，与非门逻辑模块的第三端口连接双向模拟开关模块的第一端口，双向模拟开关模块的第二端口连接启停按钮模块，与非门逻辑模块的第四端口连接三极管开关模块的第二端口，三极管开关模块的第三端口连接双向模拟开关模块的第三端口，三极管开关模块的第四端口连接运行状态指示灯模块，三极管开关模块的第六端口通过接线端子连接压力开关，三极管开关模块的第五端口连接继电器模块的一端，继电器模块的另一端通过接线端子分别连接交流接触器1C、交流接触器2C、交流接触器3C、和电磁阀DF。

电源单元如图2、3所示，包括降压模块TB、桥式整流模块D和稳压模块W，降压模块TB的一端通过熔断器RD1和RD2连接市电，降压模块TB的另一端连接桥式整流模块D的一端，桥式整流模块D的另一端连接稳压模块W，稳压模块W的另一端输出电压VDD为控制电路单元供电。在电源单元中，继电器J1的一个常开触点与交流接触器1C的线圈串联，继电器J2的一个常开触点与交流接触器2C的线圈串联，继电器J2的一个常闭触点、继电器J3的一个常开触点与交流接触器3C的线圈串联，继电器J4的一个常开触点与电磁阀DF串联。

本实施例中，振荡延时模块A（见图4中的IC₁）和振荡延时模块B（见图4中的IC₂）所使用的芯片是CD4060，IC₁和IC₂的9脚. 10脚. 11.脚是由RC构成的振荡电路，改变振荡频率需调整W1或W2。与非门逻辑模块所使用的芯片是CD4011，起到转换逻辑电平和逻辑状态的关键作用。双向模拟开关模块所使用的芯片是CD4066，用作模拟或数字信号的多路传输。启停按钮模块包括停止按钮A2、启动按钮A1和卸荷开关A3。三极管开关模块包括Q₁、Q₂、Q₃、Q₄、Q₅、Q₆和Q₇。运行状态指示灯模块包括电源指示ED1、开机指示ED2、加载指示ED3、运转指示ED4、Y型运转指示ED5、△型运转指示ED6和表示空载运行时间过长的空久指示ED7。继电器模块包括开机电源控制继电器J、控制主交流接触器1C的继电器J1、控制电动机△型运转交流接触器2C的继电器J2、控制电动机Y型运转交流接触器3C的继电器J3和控制电磁阀DF的继电器J4。

本实用新型的工作原理如图4所示：

一．启动空气压缩机

1.按下A1启动按钮，芯片IC₄-1的5脚和IC₄-2的6（原文中为5脚，是否应为6脚？）脚分别得电，IC₄-1和IC₄-2的模拟开关3，9（图中显示为6脚，是否应为9脚？）脚和4，8脚接通。导通路径一路是由电源端V_DD→IC₄的3， 9 脚→IC₄的4，8脚→R5→IC₄的5，6脚锁住当前状态；其另一路由IC₄的4脚，8脚→R1→Q₆基极→Q₆导通→继电器J 线圈得电，J 常开触点闭合，V_DD电压送入控制电路单元。

2. 控制电路单元得电后，当空气压缩机工作压力低于压力开关的上限设定值时，其压力开关常闭触点是闭合的，于是，由V_DD→J→压力开关常闭触点→D₁₂→1R₁和1R₃分别得电，一路由1R₁→Q₁基极，另一路由1R₃→Q₂基极，从而Q₁和Ｑ₂同时导通→继电器Ｊ１和Ｊ３同时闭合，使主交流接触器1C和Y型交流接触器3C同时闭合，空气压缩机进入减压运行状态并延时８～１０秒。

3.延时时间是由ＩＣ₁担任的，在Ｑ₁没有导通时，Ｑ₁的集电极(A)点电压≈VDD电压，这一电压通过D4送至IC₁的12脚使芯片IC₁复位，处于待命状态。当Ｑ₁导通→继电器J₁吸合→Ｑ₁的集电极（A）点电压趋近于０Ｖ。则ＩＣ₁的第１２脚电压随之下降为０Ｖ，ＩＣ１开始振荡。

4. IC₁开始振荡时的１脚、２脚和３脚的工作状态分别是：

（１）　（２）　（３）　（４）　（５）　（６）　（７）

０００→１００→０１０→１１０→００１→１０１→０１１

为了便于分析电路以上标明了ＩＣ₁的３个管脚的七种状态。

5.当ＩＣ₁振荡电路工作后运行到第（3）种状态时，即IC₁的2脚输出高电平，通过→D₁→3R₅→Q_4b→Q₄导通→Q₂截止，Q₂截止后继电器J₃释放→Y型交流接触器3C释放，另外通过D₁→1R₅→Q_3B→继电器J₂导通→△型交流接触器2C吸合，电动机进入正常运转，该电路也通过IC₁的2脚→D₁→D₂→1R₁锁存当前的状态，为下一步停机延时过程做好准备。

6.此时的IC₁振荡器依然工作，这一阶段是加载延时阶段当IC₁运行到第（4）种状态时：ＩＣ₁的1脚(高电平)→D₁→ＩＣ_3-1的1脚与ＩＣ_3-1的2脚均为高电平→ＩＣ_3-1的3脚输出低电平→D₆→ＩＣ_3-2的输入端（5脚与6脚）→ＩＣ_3-2的4脚（输出高电平）→D₈→ＩＣ₁的9脚,与此同时另一路也通过ＩＣ_3-2的4脚（高电平）→ＩＣ_3-3的9脚也是高电平。IＣ_3-3的8脚是高电平,它的路径是：压力开关高电平状态→D₁₃→IＣ_3-3的8脚,这时ＩＣ_3-3的8脚与9脚均为高电平→ＩＣ_3-3的10脚（低电平）→ＩＣ_3-4的12与13脚→ＩＣ_3-4的11脚（高电平）,此时一路通过1R₇进入Q₅的基极Q₅导通,继电器J₄吸合，这时电磁阀DF得电导通,压缩机进入加载状态,由ＩＣ_3-4的11脚引出的另一路通过D₁₀进入ＩＣ₂的12脚，这时的ＩＣ₂处于清零的状态待命计时。

6.上述状态是从空气压缩机的启动开始至进入加载运行状态，随着压力的升高,当压力上升到与压力开关的整定值相等时，压力信号为零。此时由于ＩＣ_3-2的4脚仍维持在高电平状态之下，ＩＣ₁的9脚也为高电平，所以ＩＣ₁的输出状态不变，从而Q₁和Q₂的状态不变，继电器J1和J2仍在闭合状态，空压机主机还在运转。

7.由于压力开关的信号为零，经D₁₃至ＩＣ_3-3的8脚点位也为零电位，ＩＣ_3-3的第10脚输出高电位→D₉→ＩＣ_3-4的12脚与13脚→ＩＣ_3-4的11脚输出为低电平，该低电平一路经D₁₀至ＩＣ₂的12脚，使其12脚的电位为零，ＩＣ₂的振荡电路开始起振，ＩＣ₂计时开始，由ＩＣ_3-4的11脚输出的另一路是经1R₇→Q₅的b结，因ＩＣ_3-4的11脚输出为零，所以Q₅截至。继电器J4的线圈失电释放，电磁阀DF动作，空气压缩机进入卸荷状态。随着用气量的使用消耗，压力在不断的下降，当压力开关下降到等于下限整定值时，停止卸荷，空气压缩机进入加载状态。

8.在空气压缩机进入卸荷状态的同时，由于ＩＣ₂的12脚的电位为零，ＩＣ₂振荡电路工作，ＩＣ₂开始计时，当计时的时间接近于设置时间时，ＩＣ₂的2脚输出高电位，发光管ED7点亮提示空车时间过久，如果在此期间没有加载信号的到来，ＩＣ₂的3脚出现高电平，该高电平将通过二极管D₅→ＩＣ_3-2的 5、6 脚→ＩＣ_3-2的4脚（低电平），由此破坏了ＩＣ₁的锁存状态，ＩＣ₁在原状态下开始振荡，当ＩＣ₁运行到上述第4条ＩＣ₁的管脚输出状态的第（5）种状态时，继电器J₁和 J₂同时释放，导致交流接触器1C和2C也同时释放，电动机停止运转，空气压缩机处于待机状态。在待机状态下，供气系统一旦压力下降，需要补充气体时电动机立即启动并投入到加载状态。

二．空气压缩机的停机

1.按下停止按钮A2，ＩＣ_4-3的13脚高电位→ＩＣ_4-3的1脚→ＩＣ_4-3的2脚，同时ＩＣ_4-3的10脚和11脚也被接通，以下有两种状态发生:

⑴空气压缩机正在卸荷状态，如卸荷状态B点电位为高电位并通过D₁₁→R₃→Q₇的B结→Q₇导通→Q₆截止→继电器J释放→J₁和J₂同时释放，空气压缩机停止运转。

⑵空气压缩机正在加载状态，ＩＣ_4-4的11脚经→D₇（高电位）→ＩＣ_3-2的5、 6脚→ＩＣ_3-2的4脚（低电位）→ＩＣ_3-3的10脚（高电位）→经D₉→ＩＣ_3-4的12和13脚→ＩＣ_3-4的11脚（低电位）→1R₇→Q₅截止→J₄（释放）→卸荷。

另外由于ＩＣ_3-2的4脚（低电位）经二极管D₈后使ＩＣ₁的9脚锁存电压被解除，ＩＣ₁开始启动计时，当ＩＣ₁运行到上述第4条ＩＣ₁的管脚输出状态的第（5）种状态时，继电器J₁和 J₂同时释放，导致交流接触器1C和2C也同时释放，电动机停止运转。

本实用新型结构简单、成本低廉，利用CMOS控制电路单元进行逻辑控制，只需要四个继电器既可以实现电动机的自动启停及电磁阀的自动开合，整个控制过程自动化程度高。同现有技术相比，节省了全部的时间继电器和中间继电器，线缆减少了百分之九十，使电控箱的体积大大的缩小，方便了维修以及故障点的判断。

Claims

1.一种空气压缩机用电控装置，包括壳体，在壳体内安装控制电路单元和电源单元，控制电路单元连接壳体上嵌装的运行状态指示灯模块、启停按钮模块和多个接线端子，其特征在于：所述控制电路单元包括双向模拟开关模块、与非门逻辑模块、三极管开关模块、振荡延时模块A、振荡延时模块B和继电器模块，振荡延时模块A的第一路连接三极管开关模块的第一端口，振荡延时模块A的第二端口连接与非门逻辑模块的第一端口，振荡延时模块A的第三端口连接振荡延时模块B的第一端口，振荡延时模块B的第二路连接与非门逻辑模块的第二端口，与非门逻辑模块的第三端口连接双向模拟开关模块的第一端口，双向模拟开关模块的第二端口连接启停按钮模块，与非门逻辑模块的第四端口连接三极管开关模块的第二端口，三极管开关模块的第三端口连接双向模拟开关模块的第三端口，三极管开关模块的第四端口连接运行状态指示灯模块，三极管开关模块的第六端口通过接线端子连接压力开关，三极管开关模块的第五端口连接继电器模块的一端，继电器模块的另一端通过接线端子分别连接三个交流接触器和电磁阀。

2.根据权利要求1所述的空气压缩机用电控装置，其特征在于：所述电源单元包括降压模块、桥式整流模块和稳压模块，降压模块的一端连接市电，降压模块的另一端连接桥式整流模块的一端，桥式整流模块的另一端连接稳压模块，稳压模块的另一端连接控制电路单元。

3.根据权利要求1所述的空气压缩机用电控装置，其特征在于：所述振荡延时模块A和振荡延时模块B所使用的芯片是CD4060。

4.根据权利要求1所述的空气压缩机用电控装置，其特征在于：所述与非门逻辑模块所使用的芯片是CD4011。

5.根据权利要求1所述的空气压缩机用电控装置，其特征在于：所述双向模拟开关模块所使用的芯片是CD4066。