专利名称：螺杆空压机变频节能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺杆空压机控制系统，尤其是一种能够实现变频节能功能的 螺杆空压机控制系统。
背景技术：
螺杆空压机的工作原理是由螺杆在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产 生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的 吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽与 阳转子齿被主电机驱动而旋转。传统螺杆空压机的主电机运行方式为星角(Y-Δ)降压起 动，具体操作程序为输入起动信号，控制系统接通起动器线圈并打开断油阀，空压机在卸 载模式下Y型降压起动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的 压力；等降压若干秒后空压机开始Δ型全压加载运行，系统压力开始上升；如果系统压力 上升到压力开关上限值(即卸载压力)时，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空 载运行，直到系统压力跌到压力开关下限值(即加载压力)后，控制器使进气阀打开，油气分 离器放气阀关闭，压缩机满载运行。实际运行过程中，用气设备存在工作周期或是生产工艺 的差别，使实际用气量波动很大，会造成空压机频繁加载、卸载，空压机卸载后电机仍然工 频高速运转，浪费很大的电能，同时增加了空压机设备的机械磨损，另外空压机加载过程是 突然加载，也会对传动设备和电网造成较大冲击，因此需要对现有螺杆空压机进行变频节 能方面的改造，以节约电能、改善电机起动和运行方式、减少设备机械磨损。现有的螺杆空压机控制系统包括压缩控制总管、空压机电机和一个星三角工频降 压控制柜，该工频降压控制柜的电气原理图如图1所示，工频降压柜中设有降压柜断路器、 降压柜PLC、星三角转换开关电路，该星三角转换开关电路包括电源接触器M、Y型接触器S 和Δ型接触器D这三个三相接触器，其中电源接触器M和Δ型接触器D的进线端并接在所 述星三角工频降压控制柜断路器的输出端，电源接触器M的出线端依次连接A相绕组第一 端U，B相绕组第一端V、C相绕组第一端W，Y型接触器S的进线端短接，出线端依次连接A 相绕组第二端X，B相绕组第二端Y、C相绕组第二端Ζ，Δ型接触器D的出线端依次连接B 相绕组第二端Y，A相绕组第二端X，C相绕组第二端Y，当电源接触器M和Y型接触器S这 两个接触器都接通时构成星型连接，当Y型接触器S和Δ型接触器D这两个接触器接通，且 电源接触器M时，构成三角型连接。由于螺杆空压机都是完整的设备装备，自动化程度高，一般都采用PLC控制，甚至 配有触摸屏，控制系统对空压机主机、电机等配套设备的保护措施较为完善，因此在进行变 频改造时需注意以下两点一是要确保新的变频回路与原有工频回路要方便切换，以便变 频器发生故障或是检修时，空压机可以很方便切换到原有工频控制回路上去；同时还要尽 量保持原有设备主电路和控制电路的完整性，对其电路改动越少越好，尤其是原有的保护 系统对改造后的变频运行模式仍然有效，否则会存在安全隐患。对于第一点很容易实现，但 对于第二点，由于不同厂家配置的PLC可能都不相同，PLC的程序设计也都差别很大，同时
3PLC程序可能涉及知识产权保护或者软件加密，因此对原降压柜的PLC线路程序进行更改 或调整的可行性不强，该难题还有待解决。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种螺杆空压机变频节能控制系统，以解决以上所述螺 杆空压机在变频改造过程中，系统不稳定、存在安全隐患的问题。本实用新型的螺杆空压机变频节能控制系统，包括压缩控制总管、空压机电机和 星三角工频降压控制柜，该星三角工频降压控制柜内电源接触器、Y型接触器和Δ型接触器 的出线端分别与空压机电机三相绕组的对应接线端子相连，还包括变频起动柜，该变频起 动柜内变频器的输出端连有并联的第一变频接触器和第二变频接触器，该两个变频接触器 的出线端分别连入空压机电机三相绕组的对应接线端子。进一步的，所述压缩控制总管上安装有压力传感器，通过屏蔽电缆与变频器反馈 信号输入端相连。进一步的，所述压力传感器为耐震型的远传压力表。进一步的，所述变频起动柜设有变频柜PLC，该变频柜PLC包括主机模块和开关量 扩展模块，主机模块的输入端接有变频工频选择开关、工频降压控制柜内控制电源接触器、 Y型接触器和Δ型接触器的线圈的Jl继电器、J2继电器、J3继电器的常开触点，主机模块 的输出端接有第一、第二变频接触器和工频降压控制柜内电源接触器、Y型接触器、Δ型接 触器的线圈。进一步的，所述变频起动柜内还设有轴流风扇，该轴流风扇与风扇接触器的输出 端相连，风扇接触器的输入端与二极微断的输出端相连，二极微断的输入端连入变频起动 柜的进线端子。本实用新型的螺杆空压机变频节能控制系统增设变频起动柜，变频起动柜内两个 变频接触器的出线端分别连入空压机电机三相绕组的对应接线端子，同时将工频柜内电源 接触器、Y型接触器和Δ型接触器的出线端分别与空压机电机三相绕组的对应接线端子相 连，这样可以按照设定的功率范围来选择变频或工频运行空压机，达到最大的节能化。另 外，由于不改动原有控制系统的PLC线路及程序，因此无论空压机采用哪种模式运行，原有 控制系统对空压机主机、电机等的多种保护、报警功能均有效，确保空压机设备的安全可靠 运行。
图1是现有螺杆空压机控制系统电气原理图；图2是实施例的变频节能控制系统电气原理图；图3是实施例的变频柜一次电气原理图；图4是实施例的变频柜PLC电气原理图。
具体实施方式
为了进一步对本实用新型的技术方案进行描述，以32立方螺杆空压机为例进行 详细说明。[0017]如图2、图3、图4所示的螺杆空压机变频节能控制系统中，包括变频起动柜、星三 角工频降压控制柜、空压机电机、压缩控制总管、主电源和压力传感器，空压机电机功率为 185KW，压力传感器选用耐震型的远传压力表，安装在压缩控制总管即图中的压缩空气总管 上，通过RVVP屏蔽电缆与变频器反馈信号输入端相连。工频降压控制柜内设有电源接触器M、Y型接触器S和Δ型接触器D，且电源接触 器Μ、Y型接触器S和Δ型接触器D的线圈分别由Jl继电器、J2继电器、J3继电器的常开 触点控制。变频起动柜内设有变频器VVVF、变频柜PLC、主断路器QF、第一变频接触器KMl和 第二变频接触器KM2，变频器的控制输入端与主断路器输出端相连，该主断路器QF输入端 和变频柜PLC的输入端分别连入主电源，变频器VVVF的输出端并接有第一变频接触器KMl 和第二变频接触器KM2的常开触头，第一变频接触器KMl通过动力电缆与工频柜的电源接 触器M并联，并通过电机电缆与空压机电机三相绕组的接线端子(U、V、W)相连，第二变频接 触器KM2通过动力电缆与工频柜的Δ型接触器D并联，并通过电机电缆与空压机电机三相 绕组的接线端子(X、Y、Ζ)相连，变频起动柜内还设有轴流风扇，该轴流风扇与风扇接触器的输出端相连，风扇接 触器的输入端与二极微断的输出端相连，二极微断的输入端连入变频起动柜的进线端子。 如图3、4所示，变频起动柜设有变频柜PLC，该变频柜PLC包括主机模块LOGO和开 关量扩展模块IDI，主机模块LOGO的输入端接有变频工频选择开关SAl、风扇运行开关SA2、 工频柜继电器JI、J2、J3的常开触点，主机模块的输出端接有第一、第二变频接触器和工频 柜内电源接触器M、Y型接触器S、Δ型接触器D的线圈，开关量扩展模块IDI的输出端接有 第三接触器ΚΜ3的线圈。 本控制系统在原有的工频降压控制柜的基础上进行改造时，只要将图1中与电源 接触器Μ、Y型接触器S和Δ型接触器D相关的XI、Χ2、Χ3、Yl、Υ2、Υ3、Dl、D2、D3处从原二 次控制回路中断开，并分别将Jl继电器、J2继电器、J3继电器的常开触点分别接入变频柜 PLC的15、16、17输入端口，同时分别将电源接触器M、Y型接触器S和Δ型接触器D的控制 线圈接入变频柜PLC的LOGO模块的Q2、Q3、Q4输出端口即可。
权利要求1.一种螺杆空压机变频节能控制系统，包括压缩控制总管、空压机电机和星三角工频 降压控制柜，该星三角工频降压控制柜内电源接触器、Y型接触器和Δ型接触器的出线端分 别与空压机电机三相绕组的对应接线端子相连，其特征在于还包括变频起动柜，该变频起 动柜内变频器的输出端连有并联的第一变频接触器和第二变频接触器，该两个变频接触器 的出线端分别连入空压机电机三相绕组的对应接线端子。
2.根据权利要求1所述的螺杆空压机变频节能控制系统，其特征在于所述压缩控制 总管上安装有压力传感器，通过屏蔽电缆与变频器反馈信号输入端相连。
3.根据权利要求2所述的螺杆空压机变频节能控制系统，其特征在于所述压力传 感器为耐震型的远传压力表。
4.根据权利要求1所述的螺杆空压机变频节能控制系统，其特征在于所述变频起动 柜设有变频柜PLC，该变频柜PLC包括主机模块和开关量扩展模块，主机模块的输入端接有 变频工频选择开关、工频降压控制柜内控制电源接触器、Y型接触器和Δ型接触器的线圈的 Jl继电器、J2继电器、J3继电器的常开触点，主机模块的输出端接有第一、第二变频接触器 和工频降压控制柜内电源接触器、Y型接触器、Δ型接触器的线圈。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的螺杆空压机变频节能控制系统，其特征在于所 述变频起动柜内还设有轴流风扇，该轴流风扇与风扇接触器的输出端相连，风扇接触器的 输入端与二极微断的输出端相连，二极微断的输入端连入变频起动柜的进线端子。
专利摘要本实用新型涉及螺杆空压机变频节能控制系统，包括压缩控制总管、空压机电机和星三角工频柜，该工频柜内电源接触器、Y型接触器和△型接触器的出线端分别与空压机电机三相绕组的对应接线端子相连，还包括变频起动柜，该变频起动柜内变频器的输出端连有并联的第一、第二变频接触器，该两个变频接触器的出线端分别连入空压机电机三相绕组的对应接线端子；使用时通过变频柜上变频工频模式选择开关或者按照设定，选择变频或工频运行空压机，达到最大的节能化，另外，由于不改动原有控制系统的PLC线路及程序，因此无论空压机采用哪种模式运行，原有控制系统对空压机主机、电机等的多种保护、报警功能均有效，确保空压机设备的安全可靠运行。
文档编号F04C28/00GK201858152SQ20102060439
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者李永刚, 薛守立, 郭丽丽 申请人:漯河瑞来信节能科技有限公司