CN204493191U - 一种永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，包括人机交互单元，所述人机交互单元的输入输出端连接中央处理器处理单元，所述人机交互单元与中央处理器处理单元之间接有无线通信交互单元，所述中央处理器处理单元的输出端连接有温度检测处理单元，所述中央处理器处理单元的输入输出端还接有第一永磁同步电机驱动单元和第二永磁同步电机驱动单元，所述第一永磁同步电机驱动单元的输出端接一空气压缩系统，所述空气压缩系统的输出端接一压缩空气存储系统。本实用新型可以满足系统复杂的控制要求，又能够较大幅度地降低控制部件的成本，提高控制系统的集成度，设计合理、实时性强、性能稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统。
背景技术
目前螺杆式空气压缩机行业都采用普通三项异步电机控制加变频器控制，远程控制是接了两条线的开关单元。
目前普通空压机调速范围小，机器恒压范围小，常常压缩气体使用量变化范围很大，很多时候不能恒压供气。
三相异步电机的功率因数和效率相对较低，电能浪费多。电机体积大占用空间大。
远程控制是仅仅用两条导线的开关量控制，距离短，范围小，没有真正意义的远程控制。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以满足系统复杂的控制要求，又能够较大幅度地降低控制部件的成本，提高控制系统的集成度，设计合理、实时性强、性能稳定的永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，包括人机交互单元，所述人机交互单元的输入输出端连接中央处理器处理单元，所述人机交互单元与中央处理器处理单元之间接有无线通信交互单元，所述人机交互单元与无线通信交互单元、中央处理器处理单元之间通过串行总线通信连接，所述无线通信交互单元为一物联网系统，所述中央处理器处理单元的输出端连接有温度检测处理单元，所述中央处理器处理单元的输入输出端还接有第一永磁同步电机驱动单元和第二永磁同步电机驱动单元，所述第一永磁同步电机驱动单元的输出端接一空气压缩系统，所述空气压缩系统的输出端接一压缩空气存储系统，所述压缩空气存储系统与中央处理器处理单元之间安装一压力检测处理单元，压缩空气存储系统的输出端与压力检测处理单元的输入端相接，压力检测处理单元的输出端与中央处理器处理单元的输入端相接。
作为优选的技术方案，所述第二永磁同步电机驱动单元的输出端接一散热系统，所述散热系统的输出端与温度检测处理单元的输入端相接，温度检测处理单元的输出端连接中央处理器处理单元的输入端。
作为优选的技术方案，所述压缩空气存储系统的输出端与一供气系统连接。
作为优选的技术方案，所述中央处理器处理单元为PLC控制器。
作为优选的技术方案，所述人机交互单元上设置有一用于控制与显示各参数用的触摸屏控制面板。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用永磁同步电机驱动螺杆主机，驱动性能好，调速范围宽，效率和功率因数高，从而使产气恒压的范围更大，对电网影响几乎为零，有效的节约能源。永磁同步电机的体积小，这样设计出的整机体积更小，同功率的永磁同步螺杆式空气压缩机比普通的螺杆式空气压缩机，使用材料少，占用使用场地空间少，噪音降低，性能稳定，更节约、更环保。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的系统方框图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，本实用新型的一种永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，包括人机交互单元，所述人机交互单元的输入输出端连接中央处理器处理单元，所述人机交互单元与中央处理器处理单元之间接有无线通信交互单元，所述人机交互单元与无线通信交互单元、中央处理器处理单元之间通过串行总线通信连接，所述无线通信交互单元为一物联网系统，所述中央处理器处理单元的输出端连接有温度检测处理单元，所述中央处理器处理单元的输入输出端还接有第一永磁同步电机驱动单元和第二永磁同步电机驱动单元，所述第一永磁同步电机驱动单元的输出端接一空气压缩系统，所述空气压缩系统的输出端接一压缩空气存储系统，所述压缩空气存储系统与中央处理器处理单元之间安装一压力检测处理单元，压缩空气存储系统的输出端与压力检测处理单元的输入端相接，压力检测处理单元的输出端与中央处理器处理单元的输入端相接。
其中，第二永磁同步电机驱动单元的输出端接一散热系统，所述散热系统的输出端与温度检测处理单元的输入端相接，温度检测处理单元的输出端连接中央处理器处理单元的输入端。
本实施例中，压缩空气存储系统的输出端与一供气系统连接。中央处理器处理单元为PLC控制器。
人机交互单元上设置有一用于控制与显示各参数用的触摸屏控制面板。操作人员可在人机交互单元上进行全程控制，并获取相应的系统参数。
其中，无线通信交互单元就是采用物联网的工作原理，其作用就是为了实现收发功能，可以与手机通信交互，可以用网络物联网功能记录设备状态，使远程控制更简洁明了、方便。
远程控制方面：本实用新型采用无线和以太网通讯相结合，控制系统可以预置多组电话号码，每组电话号码都可以实时接收机器的异常信息，方便用户及时处理，减少不必要的损失，拥有该权限的手机号码可以实时的查询、启动、关闭机器。手机号码实时，网络功能可以把机器的状态形成数据库，方便的了解机器的目前状态，对有预见性的故障异常，尽早处理。
永磁同步电机效率和功率因数高，所以永磁同步电机比普通异步电机更节能，对电路的影响更小，且永磁同步电机在启动转矩、温升、对电网的影响等性能都比普通异步电机优越的多
本控制系统采用永磁同步变频驱动方案，使得油温恒定，这样系统内即可用蒸发油气里面的水，而又不至油温升高而影响油的寿命，这样的系统可以使得机器润滑油延长一倍的使用寿命。
工作原理：首先人机交互单元或者无线通信交互单元发送指令给中央处理器处理单元，中央处理器处理单元几乎同时接收压力检测处理单元的信号和温度检测处理单元的信号进行处理判断，并反馈指令信号给人机交互单元或者无线通信交互单元。后继过程分我们分两部分进行说明，一部分是中央处理器处理单元处理完信号后发送指令给第一永磁同步电机驱动单元，第一永磁同步电机驱动单元按照中央处理器处理单元的指令运行，第一永磁同步电机驱动单元驱动空气压缩系统运行，空气压缩系统产生的压缩空气给压缩空气存储系统，压缩空气存储系统给压力检测处理单元提供检测条件，压力检测处理单元检测到的信号再发送给中央处理器处理单元。中央处理器处理单元经过PID处理再发送命令给第一永磁同步电机驱动单元，以上过程循环进行处理，这样构成一个半闭环处理的恒压系统。另一部分是中央处理器处理单元处理完信号后发送指令给第二永磁同步电机驱动单元，第二永磁同步电机驱动单元按照中央处理器处理单元的指令运行，第二永磁同步电机驱动单元驱动散热系统运行，散热系统给温度检测处理单元提供检测条件，温度检测处理单元检测到的信号再发送给中央处理器处理单元。中央处理器处理单元经过PID处理再发送命令给第二永磁同步电机驱动单元，以上过程循环进行处理，这样构成另一个半闭环处理的恒温系统。
本实用新型的有益效果是：
1)宽范围恒压方面：排气压力与产气量成正比、与用气量成反比例关系，产气量与螺杆转速有关，螺杆转速越高产气量越高，螺杆转速与永磁同步电机转速1∶1关系，当通过PID调节程序检测压力值来给永磁同步电机驱动单元-1信号，让产气量跟随压力值变化，起到恒压的目的，通常的螺杆式空气压缩机的速度变化恒压速度范围是1200r/min-2980r/min，而永磁同步螺杆式空气压缩机的速度变化恒压速度范围是300r/min-4500r/min，所以永磁同步螺杆式空气压缩机可以恒压范围更宽。
2)减小体积、增加性能方面：永磁同步电机与普通异步电机比较，永磁同步电机，
a)体积小
b)效率及功率因素高
c)起动转矩大
d)工作温升小
e)对电网运行的影响小
3)提高温度控制性能：由于采用永磁同步电机驱动散热系统，达到了恒温的过程，即蒸发了油路的水气，又使得油温保持一个相对低温，从而延长润滑油寿命。
4)整机更容易操作控制性能方面：增加4组自动开关机功能，可以无人情况下按照工厂上班下班时间安排机器自动启动停止。无线和以太网的远程控制功能，可以通过移动通讯网络与手机实时通讯交互，以太网可以远程检测实时数据，记录数据，对联网的永磁同步螺杆式空气压缩机形成数据库，方便我们更好的监控我们的永磁同步螺杆式空气压缩机，减少故障，使其健康运行，使对用户的影响降到最低。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，其特征在于：包括人机交互单元，所述人机交互单元的输入输出端连接中央处理器处理单元，所述人机交互单元与中央处理器处理单元之间接有无线通信交互单元，所述人机交互单元与无线通信交互单元、中央处理器处理单元之间通过串行总线通信连接，所述无线通信交互单元为一物联网系统，所述中央处理器处理单元的输出端连接有温度检测处理单元，所述中央处理器处理单元的输入输出端还接有第一永磁同步电机驱动单元和第二永磁同步电机驱动单元，所述第一永磁同步电机驱动单元的输出端接一空气压缩系统，所述空气压缩系统的输出端接一压缩空气存储系统，所述压缩空气存储系统与中央处理器处理单元之间安装一压力检测处理单元，压缩空气存储系统的输出端与压力检测处理单元的输入端相接，压力检测处理单元的输出端与中央处理器处理单元的输入端相接。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，其特征在于：所述第二永磁同步电机驱动单元的输出端接一散热系统，所述散热系统的输出端与温度检测处理单元的输入端相接，温度检测处理单元的输出端连接中央处理器处理单元的输入端。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，其特征在于：所述压缩空气存储系统的输出端与一供气系统连接。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，其特征在于：所述中央处理器处理单元为PLC控制器。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统，其特征在于：所述人机交互单元上设置有一用于控制与显示各参数用的触摸屏控制面板。
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| CN201520164343.1U CN204493191U (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 一种永磁同步电机驱动的螺杆式空气压缩机控制系统 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106321439A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-11 | 上海优耐特斯压缩机有限公司 | 一种高压力喷油螺杆空压机的控制系统 |
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