专利名称：适用于空压机的无谐波节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节电装置，具体涉及一种适用于空压机的无谐波节电装置。
背景技术：
随着社会经济的飞速发展，资源匮乏已经是众所周知的世界难题。其中，电力资源的不充分利用造成了电力的巨大浪费，而动力负载占整个用电量的60%以上，但其利用效率较低，比如空压机，其启动后无论用气量多少，马达一直处于全速运行状态，当用气量不足时，空压机加载运行，全载打气；当用气量过剩时，空压机虽然卸载运行，处于不打气状态，但空压机的马达依然全速运行，造成了大量电能的浪费。目前，不少空压机也有使用变频器进行调速运行，但由于变频器变频工作时会产生大量的谐波电流，该谐波电流会污染原来的供电网络，使电网品质下降、线路和变压器的损耗增加，同时，对一些精密设备造成干扰使其不能正常工作，严重时还会烧坏这些设备。因此，如何在减少空压机的卸载耗电量的同时又能保证电网品质，是急需解决的问题。
实用新型内容为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种既能减少空压机的不必要的有功输出、控制电能消耗，又能有效消除谐波电流和浪涌电流、改善供电品质、提高功率因数的无谐波节电装置。为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:适用于空压机的无谐波节电装置，其特征在于，包括:依次串联的谐波滤波器、变频器、第一接触器及空压机，上述谐波滤波器的输入端与三相电源连接；上述空压机内设有马达主启动电路和储气罐，上述储气罐上安装一远传压力表；上述远传压力表的压力信号反馈至变频器的模拟控制信号端子上。前述谐波滤波器包括:滤波主机、调谐电抗器、第二接触器和电容器，上述电容器的通断由第二接触器控制，上述第二接触器的控制线圈与上述变频器的多功能输出信号连接。前述述变频器为具有PID功能的矢量变频器。进一步的，本实用新型还包括第三接触器，其输入端与三相电源连接，输出端与第一接触器的输出端连接。本实用新型的有益之处在于:本实用新型的适用于空压机的无谐波节电装置，能够有效控制空压机供气量的稳定性，避免空压机卸载、电机空转的电能浪费；同时，谐波滤波器能够对变频器产生的谐波电流进行消除，满足国家对设备产生谐波的标准的要求(满载电流谐波畸变率THD-F小于8%，任意负载小于12%)，保证供电品质，消除浪涌电流，提高功率因数，尽量避免谐波产生的附加电能损耗，减少不必要的有功输出；通过设置第三接触器，当节电装置需要维护或发生故障时，方便及时地切换到旁路系统，使空压机正常地不停机运转。
图1是本实用新型的适用于空压机的无谐波节电装置的一个优选实施例的电路结构示意图；图2是未使用谐波滤波器时的电路波形图；图3是使用了谐波滤波器时的电路波形图；图4是未使用谐波滤波器时电路的谐波含量数值采集图；图5是使用了谐波滤波器时电路的谐波含量数值采集图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。参见图1，本实用新型的适用于空压机的无谐波节电装置，包括:谐波滤波器、变频器、第一接触器及空压机，彼此依次串联。其中，空压机内设有马达主启动电路和储气罐，储气罐上安装一个远程压力表。具体的连接方式为:谐波滤波器的输入端输入端R\S\T与三相电源的A\B\C连接，输出端U\V\W与变频器的输入端R\S\T连接；变频器的输出端U\V\W通过第一接触器连接到空压机的马达主启动电路L1\L2\L3上；远传压力表的压力信号接在变频器的模拟信号端子上从而将压力信号反馈至变频器。具体地，谐波滤波器包括:滤波主机、调谐电抗器、第二接触器和电容器，电容器的通断由第二接触器控制，第二接触器的控制线圈与变频器的多功能输出信号连接。所以，电容器的工作由变频器的多功能输出信号控制，当变频器运行时，多功能输出信号控制第二接触器动作，电容器投入运行。这样一来，本实用新型的无谐波节电装置不但能够避免空压机卸载、电机空转的电能浪费；同时，还能够对变频器产生的谐波电流进行消除，满足国家对设备产生谐波的标准的要求(满载电流谐波畸变率THD-F小于8%，任意负载小于12%)，保证供电品质，消除浪涌电流，提高功率因数，尽量避免谐波产生的附加电能损耗，减少不必要的有功输出。作为一种优选，变频器为具有PID功能的矢量变频器。进一步的，本实用新型还包括作为旁路接触器的第三接触器，其输入端与三相电源的A\B\C连接，输出端与第一接触器的输出端连接。当本实用新型的无谐波节电装置需要维护或发生故障时，能够方便地切换到旁路系统，使空压机工作在非节能模式，但是仍然能够保证正常的不停机运行，不影响空压机的正常使用。为了更好地理解本实用新型，下面我们对本实用新型的原理作简单阐述:空压机的马达转速采用变频器进行控制，通过自动控制马达的转速从而控制空压机的供气量，压力监测由远传压力表完成。实际工作过程中，该远传压力表将压力信号转换为0-10V的电压信号，传送到变频器的模拟控制信号端子上，变频器根据该压力信号，对输出频率进行PID控制。当压力信号等于设定压力时，变频器控制马达在低于正常转速的速度，节省电能；当压力信号高于设定压力时，变频器降低输出频率，控制马达减速运行；当压力信号低于设定压力时，变频器 控制马达加速运行，提高供气压力到设定压力，从而满足生产，稳定供气压力，节约电能。[0023]同时，由于变频器在进行频率变化时，在整流逆变过程中会产生大量的谐波电流，该谐波电流会明显造成电网品质下降、功率因数降低、电网利用率下降、增加额外的线路损耗和变压器的铜损铁损。虽然变频节省了空压机的电能，但是却被谐波增加的损耗给消耗了，使变频节电率大大降低。而且，大量的谐波又会干扰其他设备的正常工作，因此，为了有效地消除谐波带来的不良后果，本实用新型包括一个谐波滤波器，将变频器产生的谐波有效滤除，使电流波形和电压波形接近正弦波，具体效果比较参见图2和图3。而且能够将电流谐波畸变率THD-F控制在标准值(满载8%以下，任意负载12%以下)，具体结果参见图4和图5，可见达到良好的节能效果和消除谐波干扰的问题。本实用新型的无谐波空压机节电装置可以应用在各种螺杆式空压机和活塞式空压机的电机上，将该节电装置串联接入在空压机电机的启动回路前段，电源接原有的电机电源，节电装置的输出直接接在空压机电机的原有星三角启动电路上即可，反馈信号用的远传压力表直接安装在空压机储气罐上的远传压力表的接口位置上，实践证明，根据不同的用气量大小，能够节能15%-40%。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所 获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.适用于空压机的无谐波节电装置，其特征在于，包括:依次串联的谐波滤波器、变频器、第一接触器及空压机，上述谐波滤波器的输入端与三相电源连接；上述空压机内设有马达主启动电路和储气罐，上述储气罐上安装一远传压力表；上述远传压力表的压力信号反馈至变频器的模拟控制信号端子上。
2.根据权利要求1所述的适用于空压机的无谐波节电装置，其特征在于，上述谐波滤波器包括:滤波主机、调谐电抗器、第二接触器和电容器，上述电容器的通断由第二接触器控制，上述第二接触器的控制线圈与上述变频器的多功能输出信号连接。
3.根据权利要求1所述的适用于空压机的无谐波节电装置，其特征在于，上述变频器为具有PID功能的矢量变频器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的适用于空压机的无谐波节电装置，其特征在于，还包括第三接触器，其输入端与三相电源连接，输出端与第一接触器的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的适用 于空压机的无谐波节电装置，其特征在于，本实用新型的满载电流谐波畸变率小于8%。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于空压机的无谐波节电装置，包括依次串联的谐波滤波器、变频器、第一接触器及空压机，谐波滤波器的输入端与三相电源连接；空压机内设有马达主启动电路和储气罐，储气罐上安装一远传压力表；远传压力表的压力信号反馈至变频器的模拟控制信号端子上。有益之处在于能够有效控制空压机供气量的稳定性，避免空压机卸载、电机空转的电能浪费；同时，谐波滤波器能够对变频器产生的谐波电流进行消除，满足国家对设备产生谐波的标准的要求，保证供电品质，消除浪涌电流，提高功率因数，减少不必要的有功输出；通过设置第三接触器，当节电装置需要维护或发生故障时，方便及时地切换到旁路系统，使空压机正常地不停机运转。
文档编号F04B49/06GK203130460SQ20132010181
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者刘洪军, 彭镇权 申请人:昆山协稳环保节能有限公司