專利名稱：螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺桿空壓機(jī)控制系統(tǒng)，尤其是一種能夠?qū)崿F(xiàn)變頻節(jié)能功能的 螺桿空壓機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
螺桿空壓機(jī)的工作原理是由螺桿在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn) 生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的 吸氣、壓縮和排氣的全過程?？諌簷C(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽與 陽轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)螺桿空壓機(jī)的主電機(jī)運(yùn)行方式為星角(Y-Δ)降壓起 動(dòng)，具體操作程序?yàn)檩斎肫饎?dòng)信號(hào)，控制系統(tǒng)接通起動(dòng)器線圈并打開斷油閥，空壓機(jī)在卸 載模式下Y型降壓起動(dòng)，這時(shí)進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的 壓力；等降壓若干秒后空壓機(jī)開始Δ型全壓加載運(yùn)行，系統(tǒng)壓力開始上升；如果系統(tǒng)壓力 上升到壓力開關(guān)上限值(即卸載壓力)時(shí)，控制器使進(jìn)氣閥關(guān)閉，油氣分離器放氣，壓縮機(jī)空 載運(yùn)行，直到系統(tǒng)壓力跌到壓力開關(guān)下限值(即加載壓力)后，控制器使進(jìn)氣閥打開，油氣分 離器放氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行過程中，用氣設(shè)備存在工作周期或是生產(chǎn)工藝 的差別，使實(shí)際用氣量波動(dòng)很大，會(huì)造成空壓機(jī)頻繁加載、卸載，空壓機(jī)卸載后電機(jī)仍然工 頻高速運(yùn)轉(zhuǎn)，浪費(fèi)很大的電能，同時(shí)增加了空壓機(jī)設(shè)備的機(jī)械磨損，另外空壓機(jī)加載過程是 突然加載，也會(huì)對(duì)傳動(dòng)設(shè)備和電網(wǎng)造成較大沖擊，因此需要對(duì)現(xiàn)有螺桿空壓機(jī)進(jìn)行變頻節(jié) 能方面的改造，以節(jié)約電能、改善電機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行方式、減少設(shè)備機(jī)械磨損。現(xiàn)有的螺桿空壓機(jī)控制系統(tǒng)包括壓縮控制總管、空壓機(jī)電機(jī)和一個(gè)星三角工頻降 壓控制柜，該工頻降壓控制柜的電氣原理圖如圖1所示，工頻降壓柜中設(shè)有降壓柜斷路器、 降壓柜PLC、星三角轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，該星三角轉(zhuǎn)換開關(guān)電路包括電源接觸器M、Y型接觸器S 和Δ型接觸器D這三個(gè)三相接觸器，其中電源接觸器M和Δ型接觸器D的進(jìn)線端并接在所 述星三角工頻降壓控制柜斷路器的輸出端，電源接觸器M的出線端依次連接A相繞組第一 端U，B相繞組第一端V、C相繞組第一端W，Y型接觸器S的進(jìn)線端短接，出線端依次連接A 相繞組第二端X，B相繞組第二端Y、C相繞組第二端Ζ，Δ型接觸器D的出線端依次連接B 相繞組第二端Y，A相繞組第二端X，C相繞組第二端Y，當(dāng)電源接觸器M和Y型接觸器S這 兩個(gè)接觸器都接通時(shí)構(gòu)成星型連接，當(dāng)Y型接觸器S和Δ型接觸器D這兩個(gè)接觸器接通，且 電源接觸器M時(shí)，構(gòu)成三角型連接。由于螺桿空壓機(jī)都是完整的設(shè)備裝備，自動(dòng)化程度高，一般都采用PLC控制，甚至 配有觸摸屏，控制系統(tǒng)對(duì)空壓機(jī)主機(jī)、電機(jī)等配套設(shè)備的保護(hù)措施較為完善，因此在進(jìn)行變 頻改造時(shí)需注意以下兩點(diǎn)一是要確保新的變頻回路與原有工頻回路要方便切換，以便變 頻器發(fā)生故障或是檢修時(shí)，空壓機(jī)可以很方便切換到原有工頻控制回路上去；同時(shí)還要盡 量保持原有設(shè)備主電路和控制電路的完整性，對(duì)其電路改動(dòng)越少越好，尤其是原有的保護(hù) 系統(tǒng)對(duì)改造后的變頻運(yùn)行模式仍然有效，否則會(huì)存在安全隱患。對(duì)于第一點(diǎn)很容易實(shí)現(xiàn)，但 對(duì)于第二點(diǎn)，由于不同廠家配置的PLC可能都不相同，PLC的程序設(shè)計(jì)也都差別很大，同時(shí)
3PLC程序可能涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)或者軟件加密，因此對(duì)原降壓柜的PLC線路程序進(jìn)行更改 或調(diào)整的可行性不強(qiáng)，該難題還有待解決。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，以解決以上所述螺 桿空壓機(jī)在變頻改造過程中，系統(tǒng)不穩(wěn)定、存在安全隱患的問題。本實(shí)用新型的螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，包括壓縮控制總管、空壓機(jī)電機(jī)和 星三角工頻降壓控制柜，該星三角工頻降壓控制柜內(nèi)電源接觸器、Y型接觸器和Δ型接觸器 的出線端分別與空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子相連，還包括變頻起動(dòng)柜，該變頻起 動(dòng)柜內(nèi)變頻器的輸出端連有并聯(lián)的第一變頻接觸器和第二變頻接觸器，該兩個(gè)變頻接觸器 的出線端分別連入空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子。進(jìn)一步的，所述壓縮控制總管上安裝有壓力傳感器，通過屏蔽電纜與變頻器反饋 信號(hào)輸入端相連。進(jìn)一步的，所述壓力傳感器為耐震型的遠(yuǎn)傳壓力表。進(jìn)一步的，所述變頻起動(dòng)柜設(shè)有變頻柜PLC，該變頻柜PLC包括主機(jī)模塊和開關(guān)量 擴(kuò)展模塊，主機(jī)模塊的輸入端接有變頻工頻選擇開關(guān)、工頻降壓控制柜內(nèi)控制電源接觸器、 Y型接觸器和Δ型接觸器的線圈的Jl繼電器、J2繼電器、J3繼電器的常開觸點(diǎn)，主機(jī)模塊 的輸出端接有第一、第二變頻接觸器和工頻降壓控制柜內(nèi)電源接觸器、Y型接觸器、Δ型接 觸器的線圈。進(jìn)一步的，所述變頻起動(dòng)柜內(nèi)還設(shè)有軸流風(fēng)扇，該軸流風(fēng)扇與風(fēng)扇接觸器的輸出 端相連，風(fēng)扇接觸器的輸入端與二極微斷的輸出端相連，二極微斷的輸入端連入變頻起動(dòng) 柜的進(jìn)線端子。本實(shí)用新型的螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)增設(shè)變頻起動(dòng)柜，變頻起動(dòng)柜內(nèi)兩個(gè) 變頻接觸器的出線端分別連入空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子，同時(shí)將工頻柜內(nèi)電源 接觸器、Y型接觸器和Δ型接觸器的出線端分別與空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子相 連，這樣可以按照設(shè)定的功率范圍來選擇變頻或工頻運(yùn)行空壓機(jī)，達(dá)到最大的節(jié)能化。另 外，由于不改動(dòng)原有控制系統(tǒng)的PLC線路及程序，因此無論空壓機(jī)采用哪種模式運(yùn)行，原有 控制系統(tǒng)對(duì)空壓機(jī)主機(jī)、電機(jī)等的多種保護(hù)、報(bào)警功能均有效，確?？諌簷C(jī)設(shè)備的安全可靠 運(yùn)行。

圖1是現(xiàn)有螺桿空壓機(jī)控制系統(tǒng)電氣原理圖；圖2是實(shí)施例的變頻節(jié)能控制系統(tǒng)電氣原理圖；圖3是實(shí)施例的變頻柜一次電氣原理圖；圖4是實(shí)施例的變頻柜PLC電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行描述，以32立方螺桿空壓機(jī)為例進(jìn)行 詳細(xì)說明。[0017]如圖2、圖3、圖4所示的螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)中，包括變頻起動(dòng)柜、星三 角工頻降壓控制柜、空壓機(jī)電機(jī)、壓縮控制總管、主電源和壓力傳感器，空壓機(jī)電機(jī)功率為 185KW，壓力傳感器選用耐震型的遠(yuǎn)傳壓力表，安裝在壓縮控制總管即圖中的壓縮空氣總管 上，通過RVVP屏蔽電纜與變頻器反饋信號(hào)輸入端相連。工頻降壓控制柜內(nèi)設(shè)有電源接觸器M、Y型接觸器S和Δ型接觸器D，且電源接觸 器Μ、Y型接觸器S和Δ型接觸器D的線圈分別由Jl繼電器、J2繼電器、J3繼電器的常開 觸點(diǎn)控制。變頻起動(dòng)柜內(nèi)設(shè)有變頻器VVVF、變頻柜PLC、主斷路器QF、第一變頻接觸器KMl和 第二變頻接觸器KM2，變頻器的控制輸入端與主斷路器輸出端相連，該主斷路器QF輸入端 和變頻柜PLC的輸入端分別連入主電源，變頻器VVVF的輸出端并接有第一變頻接觸器KMl 和第二變頻接觸器KM2的常開觸頭，第一變頻接觸器KMl通過動(dòng)力電纜與工頻柜的電源接 觸器M并聯(lián)，并通過電機(jī)電纜與空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的接線端子(U、V、W)相連，第二變頻接 觸器KM2通過動(dòng)力電纜與工頻柜的Δ型接觸器D并聯(lián)，并通過電機(jī)電纜與空壓機(jī)電機(jī)三相 繞組的接線端子(X、Y、Ζ)相連，變頻起動(dòng)柜內(nèi)還設(shè)有軸流風(fēng)扇，該軸流風(fēng)扇與風(fēng)扇接觸器的輸出端相連，風(fēng)扇接 觸器的輸入端與二極微斷的輸出端相連，二極微斷的輸入端連入變頻起動(dòng)柜的進(jìn)線端子。 如圖3、4所示，變頻起動(dòng)柜設(shè)有變頻柜PLC，該變頻柜PLC包括主機(jī)模塊LOGO和開 關(guān)量擴(kuò)展模塊IDI，主機(jī)模塊LOGO的輸入端接有變頻工頻選擇開關(guān)SAl、風(fēng)扇運(yùn)行開關(guān)SA2、 工頻柜繼電器JI、J2、J3的常開觸點(diǎn)，主機(jī)模塊的輸出端接有第一、第二變頻接觸器和工頻 柜內(nèi)電源接觸器M、Y型接觸器S、Δ型接觸器D的線圈，開關(guān)量擴(kuò)展模塊IDI的輸出端接有 第三接觸器ΚΜ3的線圈。 本控制系統(tǒng)在原有的工頻降壓控制柜的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造時(shí)，只要將圖1中與電源 接觸器Μ、Y型接觸器S和Δ型接觸器D相關(guān)的XI、Χ2、Χ3、Yl、Υ2、Υ3、Dl、D2、D3處從原二 次控制回路中斷開，并分別將Jl繼電器、J2繼電器、J3繼電器的常開觸點(diǎn)分別接入變頻柜 PLC的15、16、17輸入端口，同時(shí)分別將電源接觸器M、Y型接觸器S和Δ型接觸器D的控制 線圈接入變頻柜PLC的LOGO模塊的Q2、Q3、Q4輸出端口即可。
權(quán)利要求1.一種螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，包括壓縮控制總管、空壓機(jī)電機(jī)和星三角工頻 降壓控制柜，該星三角工頻降壓控制柜內(nèi)電源接觸器、Y型接觸器和Δ型接觸器的出線端分 別與空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子相連，其特征在于還包括變頻起動(dòng)柜，該變頻起 動(dòng)柜內(nèi)變頻器的輸出端連有并聯(lián)的第一變頻接觸器和第二變頻接觸器，該兩個(gè)變頻接觸器 的出線端分別連入空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述壓縮控制 總管上安裝有壓力傳感器，通過屏蔽電纜與變頻器反饋信號(hào)輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述壓力傳 感器為耐震型的遠(yuǎn)傳壓力表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述變頻起動(dòng) 柜設(shè)有變頻柜PLC，該變頻柜PLC包括主機(jī)模塊和開關(guān)量擴(kuò)展模塊，主機(jī)模塊的輸入端接有 變頻工頻選擇開關(guān)、工頻降壓控制柜內(nèi)控制電源接觸器、Y型接觸器和Δ型接觸器的線圈的 Jl繼電器、J2繼電器、J3繼電器的常開觸點(diǎn)，主機(jī)模塊的輸出端接有第一、第二變頻接觸器 和工頻降壓控制柜內(nèi)電源接觸器、Y型接觸器、Δ型接觸器的線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所 述變頻起動(dòng)柜內(nèi)還設(shè)有軸流風(fēng)扇，該軸流風(fēng)扇與風(fēng)扇接觸器的輸出端相連，風(fēng)扇接觸器的 輸入端與二極微斷的輸出端相連，二極微斷的輸入端連入變頻起動(dòng)柜的進(jìn)線端子。
專利摘要本實(shí)用新型涉及螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，包括壓縮控制總管、空壓機(jī)電機(jī)和星三角工頻柜，該工頻柜內(nèi)電源接觸器、Y型接觸器和△型接觸器的出線端分別與空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子相連，還包括變頻起動(dòng)柜，該變頻起動(dòng)柜內(nèi)變頻器的輸出端連有并聯(lián)的第一、第二變頻接觸器，該兩個(gè)變頻接觸器的出線端分別連入空壓機(jī)電機(jī)三相繞組的對(duì)應(yīng)接線端子；使用時(shí)通過變頻柜上變頻工頻模式選擇開關(guān)或者按照設(shè)定，選擇變頻或工頻運(yùn)行空壓機(jī)，達(dá)到最大的節(jié)能化，另外，由于不改動(dòng)原有控制系統(tǒng)的PLC線路及程序，因此無論空壓機(jī)采用哪種模式運(yùn)行，原有控制系統(tǒng)對(duì)空壓機(jī)主機(jī)、電機(jī)等的多種保護(hù)、報(bào)警功能均有效，確?？諌簷C(jī)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。
文檔編號(hào)F04C28/00GK201858152SQ20102060439
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者李永剛, 薛守立, 郭麗麗 申請(qǐng)人:漯河瑞來信節(jié)能科技有限公司