空压机的制作方法

本发明涉及了一种空气处理装置，尤其涉及了一种空压机。

背景技术：

空气压缩机(英文为：air compressor，简称空压机)是气源装置中的主体，它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空压机作为主要工业产品之一，是各个工厂必不可少的设备。

空压机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机、往复式压缩机、离心式压缩机。其中容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；离心式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力；往复式压缩机(也称活塞式压缩机)的工作原理是直接压缩气体，当气体达到一定压力后排出。

随着永磁变频空压机的市场份额不断提高，用户对更加乐意选择永磁变频空压机。但是相对与传统工频空压机来说，用户和售后维修人员对变频器的认识水平参差不齐，导致当变频器或者控制系统出现故障后，维修人员解决故障时间有所延长，加上传统空压机控制系统上电气原件多，有主控器，变压器，开关电源，接触器，保险箱，互感器。这些电气原件相互接线，形成空压机控制电路系统。故障出现后需要逐一排查，消除故障，费时费力。

图1示出了传统空压机的控制图。空压机包括两个变频器(12、24)，两个变频器(12、24)分别与风机电机25和主电机13相对应，两个变频器都分别受控于控制器11，控制器11可以受电磁阀14控制。两个变频器(12、24)可以与市电连接接收三相电。

传统变频空压机电气系统在厂家生产时，需要先安装电气底板，安装电气原件，在安装变频，电气原件安装好后在对整机进行接线，整个过程熟练的话至少需要1.5个小时才能整台空压机的电气安装，效率提高难。传统变频空压机电气系统由于电气原件多，整个电气系统成本较高。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了一种空压机，整合了空压机的主机控制，空压机系统的控制，解决双变频器共直流母线系统融合问题，解决了双变频器整合在一台变频器外壳的问题。

本发明的具体技术方案是：

空压机，它包括：

包括风机电机的风机装置；

主电机；

控制器；

一体式变频器，所述一体式变频器的输入端与所述控制器的输出端电性连接，所述一体式变频器的输出端分别与所述风机电机的输入端和所述主电机的输入端电性连接。

优选地，所述一体式变频器包括：

与所述控制器的输出端电性连接的整流单元；

与所述整流单元电性连接的控制单元；

与所述整流单元电性连接的滤波单元；

与所述滤波单元的输出端电性连接的第一逆变单元，所述第一逆变单元的输出端与所述风机电机的输入端电性连接；

与所述滤波单元的输出端电性连接的第二逆变单元，所述第二逆变单元的输出端与所述主电机的输入端电性连接。

优选地，所述整流单元包括整流器、整流桥、整流电路中的一种或几种。

优选地，所述整流单元包括二极管或晶闸管。

优选地，所述控制单元包括控制开关。

优选地，所述第一逆变单元和所述第二逆变单元并联设置。

优选地，所述空压机包括电路板，所述一体式变频器和所述控制器集成设置在所述电路板上。

优选地，所述控制器与设置在所述空压机出口的温度传感器、压力传感器、电量采集模块中的至少一个电性连接。

优选地，所述控制器分别与所述人机交互界面和所述物联网服务器交互连接，所述物联网服务器用于与用户端交互连接。

优选地，所述物联网服务器接收到用户端向物联网服务器发出的控制指令，其中，控制指令包括空压机的标识信息和空压机在预定时长内的预设参数；

所述物联网服务器根据所述空压机的标识信息，获取对应于该标识信息的空压机的运行参数；

物联网服务器根据空压机的运行参数和空压机在预定时长内的预设参数生成对应于标识信息的空压机在预定时长内的控制信息，物联网服务器将控制信息向驱动控制器无线传输；

与标识信息对应的空压机的驱动控制器在接收到控制信息后控制该空压机进行控制。

本发明采用以上结构以及方法，具有以下优点：

1、解决双变频器共直流母线系统融合问题，解决了双变频器整合在一台变频器外壳的问题。

2、一台一体变频器完成整台空压机双变频控制，使空压机电气系统体积减小1/3。

3、本发明能够节省空压机电气安装时间2/3时间。

4、本发明能够使空压机电气综合成本降低1/4。

5、本发明有效的提高空压机电气系统的稳定性。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为现有技术中的空压机的结构原理示意图。

图2为本申请中空压机的原理图。

图3为本申请中一体式变频器的原理图。

图4为本申请中空压机的结构原理示意图。

以下附图的附图标记：21、控制器；22、一体式变频器；23、主电机；24、风机装置；25、整流单元；26、控制开关；27、滤波单元；28、第一逆变单元；29、第二逆变单元；101、驱动控制器；102、物联网服务器；103、用户端；104、人机交互界面。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

参照图2所示，空压机包括风机装置、主电机、控制器以及一体式变频器。风机装置包括风机电机。一体式变频器的输入端与所述控制器的输出端电性连接，所述一体式变频器的输出端分别与所述风机电机的输入端和所示主电机的输入端电性连接。

一体式变频器包括：

与所述控制器的输出端电性连接的整流单元；

与所述整流单元电性连接的控制单元；

与所述整流单元电性连接的滤波单元；

与所述滤波单元的输出端电性连接的第一逆变单元，所述第一逆变单元的输出端与所述风机电机的输入端电性连接；

与所述滤波单元的输出端电性连接的第二逆变单元，所述第二逆变单元的输出端与所述主电机的输入端电性连接。

一体式变频器整合了空压机的控制功能，主机变频器驱动、风机变频驱动功能，把这些空压机要用到的功能整合到了一个一体式变频器里，形成了空压机一体式变频器。一体式变频器整合了空压机的主机控制，空压机系统的控制，解决双变频器共直流母线系统融合问题，解决了双变频器整合在一台变频器外壳的问题。

其中，所述整流单元包括整流器、整流桥、整流电路中的一种或几种。所述整流单元包括二极管或晶闸管。所述控制单元包括控制开关。所述第一逆变单元和所述第二逆变单元并联设置。

参照图3所示，所述空压机包括电路板，所述一体式变频器和所述控制器集成设置在所述电路板上。所述控制器与设置在所述空压机出口的温度传感器、压力传感器、电量采集模块中的至少一个电性连接。所述控制器分别与所述人机交互界面和所述物联网服务器交互连接，所述物联网服务器用于与用户端交互连接。

具体的，在本实施方式中，整流单元为整流桥。整流桥的输入端与三相市电连接。整流桥的第一输出端与控制开关的一端连接，第二输出端与电感的一端串联。滤波单元包括电感和电容。控制开关的另一端与第一逆变器的第一输入端连接。控制开关的另一端与第二逆变器的第一输入端连接。电感的另一端与第一逆变器的第二输入端连接。电感的另一端与第二逆变器的第二输入端连接。电容的一端与控制开关的另一端连接。电容的一端与电感的另一端连接。第一逆变器的输出端与风机电机的三个接口电性连接。第二逆变器的输出端与主电机的三个接口电性连接。

本发明具有的技术效果为一台一体变频器完成整台空压机双变频控制，使空压机电气系统体积减小1/3。本发明能够节省空压机电气安装时间2/3时间。本发明能够使空压机电气综合成本降低1/4。本发明有效的提高空压机电气系统的稳定性。

所述物联网服务器接收到用户端向物联网服务器发出的控制指令，其中，控制指令包括空压机的标识信息和空压机在预定时长内的预设参数；

所述物联网服务器根据所述空压机的标识信息，获取对应于该标识信息的空压机的运行参数；

物联网服务器根据空压机的运行参数和空压机在预定时长内的预设参数生成对应于标识信息的空压机在预定时长内的控制信息，物联网服务器将控制信息向驱动控制器无线传输；

与标识信息对应的空压机的驱动控制器在接收到控制信息后控制该空压机进行控制。

图3示出了本申请中采用物联网的空压机远程控制系统的结构原理示意图。采用物联网的空压机远程控制系统包括驱动控制器101、物联网服务器102、用户端103、以及人机交互界面104。

驱动控制器101与空压机交互连接。驱动控制器101可以向空压机发出控制信号，从而控制空压机，例如，可以对空压机的风机和主电机进行控制。驱动控制器101可以接收空压机的采集装置输出的电信号，例如，可以接收设置在空压机出口的压力传感器和温度传感器输出的电信号。压力传感器可以对空压机输出的气体的气压进行检测。温度传感器可以对空压机输出的气体的温度进行检测。驱动控制器101可以接收空压机的压力和温度信号，并依据压力和温度信号控制空压机。驱动控制器101用于控制空压机的主电机和风机，用于控制空压机的压力和温度，用于控制空压机的进气的负载和卸载，通过压力传感器和温度传感器与空压机连接，接收空压机的压力和温度信号，并依据信号控制空压机的逻辑动作。

驱动控制器101分别与物联网服务器102和人机交换界面交互连接。本申请中的控制系统，如果用户端103需要获取空压机变频参数，只需要服务器给物联网模块发送命令，物联网模块接收到命令后与一体驱动器通信，就能够获取所要的信息并发送，这个通信过程响应迅速，高效。通信稳定性大大提高，减轻的人机界面负担，提高通信响应。

本发明提供的空压机物联网控制系统，可通过登陆服务器地址远程监控空压机的运行状态，使在客户终端的每台空压机通过互联网与生产厂家进行实时通讯，在互联网环境下，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、远程协助、远程控制、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、等管理和服务功能。

为了解决用户远程修改参数的通信时间和正确率，提高整个空压机系统的稳定性，开发了空压机的驱动控制器101，让驱动控制器101直接控制空压机，并且把数据直接传输给物联网模块，物联网模块在发送到服务器，让人机界面不参与数据传输过称，减少通信传输环节，提高响应。为了解决传统物联网控制系统的接线繁杂，采用一体驱动器，减少了系统的电气元件数量，减少故障点，提高稳定性。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“INTERNET OF THINGS(IOT)”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币。构成物联网产业五个层级的支撑层、感知层、传输层、平台层，以及应用层分别占物联网产业规模的2.7％、22.0％、33.1％、37.5％和4.7％。而物联网感知层、传输层参与厂商众多，成为产业中竞争最为激烈的领域。

对于传统的空压机物联网系统，如果用户端需要获取空压机变频器参数，需要服务器获取物联网模块信息，物联网模块需要获取人机交互界面信息，人机交互界面收到命令后需要发送命令给PLC控制板，PLC控制板收到命令后在发指令给变频器，这样一个流程相对复杂，并且这个过称中触摸屏工作量会加大，通信时间长，通信不稳定。

但是在本实施例中，用户端103向物联网服务器102发出控制指令，其中，控制指令包括空压机的标识信息和空压机在预定时长内的预设参数；物联网服务器102根据所述空压机的标识信息，获取对应于该标识信息的空压机的运行参数；物联网服务器102根据空压机的运行参数和空压机在预定时长内的预设参数生成对应于标识信息的空压机在预定时长内的控制信息；与标识信息对应的空压机的驱动控制器101在接收到控制信息后控制该空压机进行控制。

用户可以通过用户端103对空压机进行精确控制。具体的，用户通过用户端103向物联网服务器102发出控制指令。其中，控制指令包括待调节空压机的标识信息和对应于该空压机在预定时长内的预设参数。用户可以对通过空压机的品牌、机型、配件型号、使用时间、产地中的一种或几种标识信息来选取空压机。用户可以对空压机在预定时长内进行控制，例如，可以对空压机进行5分钟、或者10分钟、或者1小时进行控制。当然，用户可以基于需要对预定时长内空压机的输出参数进行调节，例如，空压机出口的压力和温度。在一个具体的实施方式中，用户需要对空压机5分钟内的压力和温度进行调整，其中前2分钟空压机的压力和温度保持恒定，后3分钟空压机的压力和温度处于线性上升。

物联网服务器102可以根据用户的控制指令，从而根据所述空压机的标识信息，获取对应于该标识信息的空压机的运行参数。物联网服务器102可以通过大数据来获得对应于空压机的标识信息的参数设定表格。例如，当用户设定空压机的压力和温度后，可以通过参数设定表格来确定空压机的运行参数。

物联网服务器102根据空压机的运行参数和空压机在预定时长内的预设参数生成对应于标识信息的空压机在预定时长内的控制信息，物联网服务器102将控制信息向驱动控制器101无线传输；与标识信息对应的空压机的驱动控制器101在接收到控制信息后控制该空压机进行控制。

例如，所述空压机在预定时长内的预设参数包括空压机在预定时长内的进气量、压力和温度中的一种或几种。所述空压机在预定时长内的控制信息包括用于在预定时长内对风机的第一控制信号和用于在预定时长内对主电机控制的第二控制信号。其中，所述第一控制信号用于在预定时长内对风机变频器进行控制，所述第二控制信号用于在预定时长内对主电机变频器进行控制。

在另一个可选的实施方式中，用户可以快速获取空压机的运行状态。例如，用户端103通过无线信号向物联网服务器102发出信息需求指令，其中，信息需求指令包括空压机的标识信息和对应于该标识信息的空压机的运行参数；物联网服务器102根据所述空压机的标识信息，向对应于所述空压机的标识信息的驱动控制器101发出指令；驱动控制器101接收到指令后，采集运行参数通过物联网服务器102反馈至用户端103。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。该计算机软件产品可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。该计算机软件产品可以存储在内存中，内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括短暂电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。