CN207539008U - 一种空压机变频控制系统 - Google Patents

Abstract

一种空压机变频控制系统，包括空压机、驱动空压机运行的电机、与空压机相连的储气罐，其特征在于：还包括压力传感器、空压机控制器和变频节电器，所述压力传感器安装于储气罐内，压力传感器与空压机控制器电性连接，所述空压机控制器与变频节电器电性连接以用于控制变频节电器输出频率，所述变频节电器与电机电性连接以用于控制电机转速。进一步的，所述变频节电器包括依次电性连接的整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路和逆变电路，逆变电路中的开关管上安装有温度传感器，通过检测温度来控制开关管的开关频率。采用本系统实现空压机的变频工作，既节省电能，又能够保持出气的恒定，还能够避免开关管频繁开关导致的效率低。

Description

一种空压机变频控制系统

技术领域

本实用新型涉及空压机领域，具体的涉及空压机变频控制系统。

背景技术

市场上常见的空压机包括活塞式以及螺杆式压缩机，传统的工频空压机存在以下几个问题：

1、为了保持供气和用气的平衡，频繁的启停空压机机组，然而发电机在启动时启动电流大，带来的电流冲击和机械冲击大，电动机的轴承容易磨损并耗能高。

2、输出压力调节是靠进气阀的开闭完成的，然而这种调节方式波动大、不精确、稳定系数低。

3、部分空压机为了避免频繁启停带来的冲击，采取当输出压力大于设定压力时，泄压阀自动打开泄压，电机处于空载运行状态；这种方式虽然能够避免频繁启停带来的电流冲击和机械冲击，但是造成了电能的极大浪费，并且电机始终全速运行也带来极大的噪音污染,空压机一直运行导致机器内温度过高也容易造成安全事故。

4、变频节电器内的开关管的开关会导致发热，因此开关频率高则变频节电器的发热量就大，影响变频效率。

5、空压机长时间运行产生很大的噪音污染，损害附近人员的身心健康，常规的采用隔音板或者隔音棉来阻挡噪音的方式又会影响空压机的散热。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种避免频繁启听造成空压机磨损、供气平稳恒定且耗能低、噪音小的空压机变频控制系统。

本实用新型采用的技术方案是：

一种空压机变频控制系统，包括空压机、驱动空压机运行的的电机、与空压机相连的储气罐，其特征在于：还包括压力传感器、空压机控制器、变频节电器和多个温度传感器，所述压力传感器安装于储气罐内，压力传感器与空压机控制器电性连接，所述空压机控制器与变频节电器电性连接以用于控制变频节电器输出频率，所述变频节电器与电机电性连接以用于控制电机转速，所述变频节电器包括依次电性连接的整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路和逆变电路；

所述逆变电路包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6，续流二极管D8和开关管Q1并联，续流二极管D9和开关管Q2并联，续流二极管D10和开关管Q3并联，续流二极管D11和开关管Q4并联，续流二极管D12和开关管Q5并联，续流二极管D13和开关管Q6并联，开关管Q1的发射极与开关管Q2的集电极电性连接，开关管Q2的发射极与开关管Q4的发射极、开关管Q6的发射极电性连接，开关管Q4的集电极与开关管Q3的发射极电性连接，开关管Q1的集电极与开关管Q3的集电极、开关管Q5的集电极电性连接，开关管Q5的发射极与开关管Q6的集电极电性连接，所述温度传感器安装于开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6和空压机上，温度传感器与空压机控制器电性连接。

进一步的，所述整流电路包括由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6电性连接组成的整流桥。

进一步的，所述限流电路包括并联的电阻R、开关MC和二极管D。

进一步的，所述滤波电路包括电容CP、电容CN、电阻RP和电阻RN，电容CP的一端与限流电路的第一输出端和电阻RP的一端电性连接，电容CP的另一端与电容CN的一端、电阻RN的另一端、电阻RP的另一端电性连接，电容CN的另一端与电阻RN的另一端电性连接。

进一步的，所述制动电路包括电阻RB、二极管D7和开关管Q7，电阻RB与二极管D7并联后接开关管Q7的集电极，二级管D7的负极与滤波电路的第一输出端电性连接，开关管Q7的发射极与滤波电路的第二输出端电性连接。

优选的，所述空压机还设置有降噪装置，所述降噪装置包括依次电性连接的噪声采集单元、分析单元和降噪发射单元。

其中，所述噪声采集单元采用多个麦克风，所述分析单元采用SOC芯片，所述降噪发射单元采用扬声器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过压力传感器将压力信号转化为电信号传输给空压机控制器，空压机控制器通过变频节电器控制空压机的电机运行频率，使空压机的出气压力保恒定，本系统具有的优点是：

1、空压机采用变频控制，减少了空压机磨损、降低了维护费用、延长了空压机使用寿命。

2、停止供气时，空压机处于休眠状态，电机低频运行，当开始供气时，空压机返回工作状态，电机高频运行，采用本变频节电器控制电机转速，能够极大地节省电能消耗，同时又能够避免频繁启停对空压机造成的电流冲击和机械冲击。

3、能够保持出气压力恒定、波动小、稳定系数高，真正实现“恒压供气”。

4、变频节电器通过温度传感器感应开关管的温度，将该温度传至空压机控制器，空压机控制器根据温度控制开关管的开和关的频率，就可减少开关管的发热量，进而提高变频节电器的效率。

5、降噪装置上的麦克风采集噪音发送给SOC芯片，SOC芯片分析采集的噪音，并通过反向电路生成与采集噪音频率相同、方向相反的反向声波发射至扬声器发出，使反向声波与噪音相互叠加抵消或减弱，实现压制噪音，主动消除噪音，提高了噪音消除效果，进而降低了噪音污染。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明；

图1为本实用新型空压机变频控制系统的示意图；

图2为本实用新型变频节电器的电路图；

图3为本实用新型降噪装置的示意图。

具体实施方式

如图1-图2所示为本实用新型的一种空压机变频控制系统，包括空压机1、驱动空压机运行的的电机11、与空压机1相连的储气罐2、压力传感器3、空压机控制器4、变频节电器5和多个温度传感器6以及降噪装置，压力传感器3安装于储气罐2内，压力传感器3与空压机控制器4电性连接，空压机控制器4与变频节电器5电性连接以用于控制变频节电器5输出频率，变频节电器5与电机11电性连接以用于控制电机11转速。

如图2所示，为了达到更好的节能效果，本实施例采用的变频节电器5包括依次电性连接的整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路和逆变电路。

首先,整流电路包括由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6组成的整流桥。

接下来，限流电路包括并联的电阻R、开关MC和二极管D。

其中，滤波电路包括电容CP、电容CN、电阻RP和电阻RN，电容CP的一端与限流电路的第一输出端和电阻RP的一端电性连接，电容CP的另一端与电容CN的一端、电阻RN的另一端、电阻RP的另一端电性连接，电容CN的另一端与电阻RN的另一端电性连接。

然后，制动电路包括电阻RB、二极管D7和开关管Q7，电阻RB与二极管D7并联后接开关管Q7的集电极，二级管D7的负极与滤波电路的第一输出端电性连接，开关管Q7的发射极与滤波电路的第二输出端电性连接。

最后，逆变电路包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6，续流二极管D8和开关管Q1并联，续流二极管D9和开关管Q2并联，续流二极管D10和开关管Q3并联，续流二极管D11和开关管Q4并联，续流二极管D12和开关管Q5并联，续流二极管D13和开关管Q6并联，开关管Q1的发射极与开关管Q2的集电极电性连接，开关管Q2的发射极与开关管Q4的发射极、开关管Q6的发射极电性连接，开关管Q4的集电极与开关管Q3的发射极电性连接，开关管Q1的集电极与开关管Q3的集电极、开关管Q5的集电极电性连接，开关管Q5的发射极与开关管Q6的集电极电性连接，温度传感器6安装于开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6和空压机上，温度传感器6与空压机控制器4电性连接。

其中，整流电路的作用是把交流电源转换成直流电源，三相电压为380V时，整流后峰值为电压537V，平均电压为515V，最高不能超过760V。

整流电路与滤波电路之间的限流电路的作用是：当变频节电器刚拉入电源的瞬间，将有一个很大的冲击电流经整流电路流向滤波电路，使整流电路可能因此而受损坏，如果电容量很大，不会使电源电压瞬间下降而形成对电网的干扰；MC为短路开关，与充电电阻R并联，如果充电电阻R长期接在电路中，会影响母线电压和变频节电器输出电压的大小，所以，当母线电压增大到一定程度时，短路开关MC接通把充电电阻短接，就可以避免以上的情况发生，提高变频节电器的节电能力。

续流二极管的作用是为电机11绕组的无功电流提供返回通道，为再生电能反馈提供通道；为寄生电感在逆变过程中释放能量提供通道。

本实施例中变频节电器通过温度传感器6感应开关管的温度，将该温度传至空压机控制器，空压机控制器根据温度控制开关管的开和关的频率，就可减少开关管的发热量，进而提高变频节电器的效率。

为了更好的消除噪音，并且避免传统的通过隔音板或者隔音棉阻挡噪音造成空压机散热不佳的问题，空压机1上设置的降噪装置的麦克风采集噪音发送给SOC芯片，SOC芯片分析采集的噪音，并通过反向电路生成与采集噪音频率相同、方向相反的反向声波发射至扬声器发出，使反向声波与噪音相互叠加抵消或减弱，实现压制噪音，主动消除噪音，提高了噪音消除效果，进而降低了噪音污染。

其中，本实施例通过压力传感器3将压力信号转化为电信号，反馈给空压机控制器4，空压机控制器4通过变频节电器5控制空压机1的电机11运行频率，当用气量大时，压力传感器3检测到储气罐2压力低于设定压力，空压机控制器4输出一个正反馈信号给变频节电器5，使变平节电器5输出频率升高控制电机11高速运行；当用气量少，储气罐2压力高于设定压力，空压机控制器4通过变频节电器5控制电机11低速运行。

采用本系统控制空压机1的变频工作，减少了空压机1磨损、降低了维护费用、延长了空压机1使用寿命；不但能够极大地节省电能消耗，同时又能够避免频繁启停对空压机造成的电流冲击和机械冲击，还能够能够保持出气压力恒定、波动小、稳定系数高，真正实现“恒压供气”，并且变频节电器5控制电机11变频工作，进一步降低了噪音污染，同时空压机上也设置有温度传感器6，空压机控制器4根据空压机1温度通过变频节电器5控制控制电机11变频工作，避免了空压机1温度过高造成的安全隐患。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种空压机变频控制系统，其特征在于，包括：空压机(1)、驱动空压机(1)运行的的电机(11)、与空压机(1)相连的储气罐(2)，其特征在于：还包括压力传感器(3)、空压机控制器(4)、变频节电器(5)和多个温度传感器(6)，所述压力传感器(3)安装于储气罐(2)内，压力传感器(3)与空压机控制器(4)电性连接，所述空压机控制器(4)与变频节电器(5)电性连接以用于控制变频节电器(5)输出频率，所述变频节电器(5)与电机(11)电性连接以用于控制电机(11)转速，所述变频节电器(5)包括依次电性连接的整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路和逆变电路；

所述逆变电路包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6，续流二极管D8和开关管Q1并联，续流二极管D9和开关管Q2并联，续流二极管D10和开关管Q3并联，续流二极管D11和开关管Q4并联，续流二极管D12和开关管Q5并联，续流二极管D13和开关管Q6并联，开关管Q1的发射极与开关管Q2的集电极电性连接，开关管Q2的发射极与开关管Q4的发射极、开关管Q6的发射极电性连接，开关管Q4的集电极与开关管Q3的发射极电性连接，开关管Q1的集电极与开关管Q3的集电极、开关管Q5的集电极电性连接，开关管Q5的发射极与开关管Q6的集电极电性连接，所述温度传感器(6)安装于开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6和空压机(1)上，温度传感器(6)与空压机控制器(4)电性连接。

2.根据权利要求1所述的空压机变频控制系统，其特征在于：所述整流电路包括由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6电性连接组成的整流桥。

3.根据权利要求1所述的空压机变频控制系统，其特征在于：所述限流电路包括并联的电阻R、开关MC和二极管D。

4.根据权利要求1所述的空压机变频控制系统，其特征在于：所述滤波电路包括电容CP、电容CN、电阻RP和电阻RN，电容CP的一端与限流电路的第一输出端和电阻RP的一端电性连接，电容CP的另一端与电容CN的一端、电阻RN的另一端、电阻RP的另一端电性连接，电容CN的另一端与电阻RN的另一端电性连接。

5.根据权利要求1所述的空压机变频控制系统，其特征在于：所述制动电路包括电阻RB、二极管D7和开关管Q7，电阻RB与二极管D7并联后接开关管Q7的集电极，二级管D7的负极与滤波电路的第一输出端电性连接，开关管Q7的发射极与滤波电路的第二输出端电性连接。

6.根据权利要求1所述的空压机变频控制系统，其特征在于：所述空压机(1)上设置有降噪装置，所述降噪装置包括依次电性连接的噪声采集单元、分析单元和降噪发射单元。

7.根据权利要求6所述的空压机变频控制系统，其特征在于：所述噪声采集单元采用多个麦克风，所述分析单元采用SOC芯片，所述降噪发射单元采用扬声器。