空压机性能测试系统的制作方法

本实用新型涉及空压机技术领域，具体涉及一种空压机性能测试系统。

背景技术：

空压机作为一种动力能源的消耗产品，其应用的范围及行业非常广泛，空压机作为工业产品类重要的能源，可称之为工业产品生产的“生命气源”。压缩机是一种输送气体和提高气体压力的机器，应用极广，作为气动系统的核心设备，压缩机是必不可少的。空压机是一种压缩气体体积并提高气体压力和输送气体的机械设备，能将气体体积缩小、压力增高、具有一定的动能，可作为机械动力或其他用途。因此，空压机所提供的高压空气这项性能指标是否满足要求至关重要，但目前对于空压机快速压缩空气储能这一性能的测试系统比较少，本实用新型所涉及的就是关于空压机这一重要性能的测试系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种空压机性能测试系统，用于测试出空压机是否能在技术指标要求规定的时间范围内完成对空气压缩并储存在一定容量的气罐内，为系统提供高压空气的性能指标，以检验其在工业生产和制造中效率和动力问题。

本实用新型采集的技术方案是：

空压机性能测试系统，空压机通过曲轴与电机的输出轴连接，空压机的进气端连接气风箱，空压机的出气端连接气罐，曲轴处通过管道与滑油箱相连；其特征在于，所述测试系统包括：

安装于电机控制线路上的电机调速控制器，用于控制电机的运行速度；

安装于电机运行处的监控装置，用于监控电机实际运行速度；

两组分别安装在气风箱和滑油箱处的防爆加热器和温度计，用于测试进气温度和供给电机的润滑油的温度；

安装在滑油箱一侧的滑油齿轮泵，用于给高速运行的空压机提供润滑，防止高速运行摩擦造成的器件磨损和温升过高问题；

两组分别安装在空压机的进气侧和出气侧的真空压力表和调压阀，用于测试空压机运行时的压缩气体的情况；

通过空速管安装在空压机转轴处的送风机，用于冷却空压机温度，解决空压机高速运行而引起的温升问题；

安装于送风机进气侧的空速管，用于监控送风机进气侧吹气口的气体流速；

安装于气罐侧的安全阀，用于保证压力安全；

信号处理反馈控制器，用于处理采集的电机转速监控情况、防爆加热器的加热温度、真空压力表的压强、空速管进给空气的流速等信息量，并通过采集的信号反馈控制电机转速、防爆加热器的启停、空压机进出气侧的压力、送风机冷却空压机的送风量，防止电机转速、温升、进给空气的流速和温度以及真空压力表等仪表的示数超出系统正常运行所允许的范围；同时还控制油齿轮泵提供给空压机的润滑油量和气罐侧的压力安全。

所述监控装置、温度计、真空压力表、空速管的输出信号接入信号反馈控制器，所述信号反馈控制器的信号输出端与变频器、防爆加热器的断电器、调压阀、送风机的进气阀、滑油齿轮泵、安全阀的信号输入端控制连接，变频器的信号输出端与电机调速控制器的信号输入端连接。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述温度计采用的是热电偶。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述监控装置采用的是电机转速传感器。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述热电偶、真空压力表、电机转速传感器的信号输出端与信号反馈控制器的信号输入端之间分别连接有A/D转换器和信号调理电路。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述信号反馈控制器的信号输出端与电机调速控制器的信号输出端之间连接有光电隔离电路和D/A转换器。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述滑油齿轮泵规格为100L/min，2kW。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述空速管规格为20～200mL/s。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述安全阀规格为16MP。

所述的空压机性能测试系统，其特征在于：所述信号处理反馈控制器采用低功耗、高性能的CMOS8位单片机AT89S51。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以测试空压机在规定时间内快速压缩气体至指定容量的气罐储能提供的动力是否能够达到技术规范的要求。

附图说明

图1为本实用新型的现场采集示意图。

图2为供电与控制系统接线图。

图3为信号处理反馈控制器原理图。

图4为控制实现流程图。

具体实施方式

如图1-4所示，空压机性能测试系统，空压机1通过曲轴3与电机2的输出轴连接，空压机1的进气端连接气风箱，空压机1的出气端连接气罐4，曲轴3处通过管道与滑油箱相连；所述测试系统包括：

安装于电机控制线路上的电机调速控制器5，用于控制电机的运行速度；

安装于电机运行处的监控装置6，用于监控电机实际运行速度；

两组分别安装在气风箱和滑油箱处的防爆加热器和温度计7和8、9和10，用于测试进气温度和供给电机的润滑油的温度；

安装在滑油箱一侧的滑油齿轮泵11，用于给高速运行的空压机提供润滑，防止高速运行摩擦造成的器件磨损和温升过高问题；

两组分别安装在空压机的进气侧和出气侧的真空压力表和调压阀12和13、14和15，用于测试空压机运行时的压缩气体的情况；

通过空速管安装在空压机转轴处的送风机16，用于冷却空压机温度，解决空压机高速运行而引起的温升问题；

安装于送风机进气侧的空速管17，用于监控送风机进气侧吹气口的气体流速；

安装于气罐侧的安全阀18，用于保证压力安全；

信号处理反馈控制器19，用于处理采集的电机转速监控情况、防爆加热器的加热温度、真空压力表的压强、空速管进给空气的流速等信息量，并通过采集的信号反馈控制电机转速、防爆加热器的启停、空压机进出气侧的压力、送风机冷却空压机的送风量，防止电机转速、温升、进给空气的流速和温度以及真空压力表等仪表的示数超出系统正常运行所允许的范围；同时还控制油齿轮泵提供给空压机的润滑油量和气罐侧的压力安全。

所述监控装置6、温度计8和10、真空压力表12和14、空速管17的输出信号接入信号反馈控制器19，所述信号反馈控制器19的信号输出端与变频器27、防爆加热器20和21的断电器28和29、调压阀13和15、送风机16的进气阀22、滑油齿轮泵11、安全阀18的信号输入端控制连接，变频器27的信号输出端与电机调速控制器5的信号输入端连接。

温度计8、10采用的是热电偶。

监控装置6采用的是电机转速传感器。

热电偶、真空压力表12和14、电机转速传感器的信号输出端与信号反馈控制器19的信号输入端之间分别连接有A/D转换器23和信号调理电路24。

信号反馈控制器19的信号输出端与电机调速控制器5的信号输出端之间连接有光电隔离电路25和D/A转换器26。

滑油齿轮泵11规格为100L/min，2kW。

空速管17规格为20～200mL/s。

安全阀18规格为16MP。

信号处理反馈控制器19采用低功耗、高性能的CMOS8位单片机AT89S51。

具体使用流程：

[1]系统初始启动之前，检查各球阀、蝶阀、释压阀、调压阀、截止阀是否关闭，安全阀是否开启，各路管线的安装。

[2]检查各球阀和蝶阀的开启和关闭状态是否正确，确定无误后，将电机三相U、V、W与电机调速控制器的R、S、T分别一一对应接线，最后将引出的接线接在空气开关的U、V、W三相，电机启动方式采用Y-△启动。

[3]初步检查电机转轴和空压机转轴之间的曲轴是否匹配连接，以及转轴之间的连接是否良好，避免连接不紧密造成漏气漏油现象。

[4]检查各路管线和接头的连接是否紧密，各仪器仪表安装是否良好。

[5]上述检查无误后，控制系统上电，预先给电机调速控制器设置参数，参数设置模式变频器对电机的自学习过程，自学习电机的参数，然后对控制器参数自整定。

[6]完成对电机参数自学习和参数自整定后，主电路上电，电机调速控制器设置电机参数包括：控制方式、电机参数、正反转、速度、电压和频率范围，本系统采用矢量控制方式、正转、后三种参数需要在后续测试中给出。

[7]启动变频器，设定频率为5Hz，根据公式n＝60f/p，此时电机转速为150rad/s，运行5～10min后检查此时各管路气密性和温度计、压力表等仪器仪表是否正常。

[8]步骤[7]完成后，继续上调频率，提高电机转速，同时观察温度计、压力表示数以及油漏、油液分离器是否正常，电机和空压机曲轴连接处是否漏油。

[9]运行5min后，可观察给空压机提供润滑油的滑油箱、滑油泵以及滤油器的情况，滑油箱的温度变化、滑油泵、油漏侧压力表示数。

[10]通过电机转速监控装置对比电机实际转速和电机调速器控制电机转速，如果电机转速差值比较大，需要重新设置电机调速器控制电机的参数，直到实际转速和控制转速误差在实际工况所允许范围之内。

[11]在测试系统试运行时，要注意观察空速管所监控的吹气口气体流速。

[12]空压机运行一段时间后，在保证空压机管线接口没有漏油的情况下，还要通过测试运行前后油滤滤油器的重量，然后进行换算，以保证滑油箱给空压机所打润滑油的油量是正常的。

[13]结合空速管监控吹气口气体的流速，在运行一段时间后，通过空速管的吹气，是否将空压机运转产生的温升降低至电机正常运行所允许的温升范围。

[14]在空压机和电机运转时，滑油箱给油量不仅要满足要求，而且给油时输入滑油压力和输入滑油温度都需要满足要求，输入滑油压力：0.20～0.54Mpa，输入滑油温度：40～90°，输入润滑油温度允许在短时间温升至100°。

[15]在电机调速控制器中更改频率参数，继续增大电机转速至2000rad/s，此时检查各路管线气敏性以及仪器仪表读数是否正常。

[16]在步骤[15]完成无误后，保持电机速度，在电机运行时，时刻观察各仪表示数，以防止有管路和接头气密性不好，导致空压机在规定时间内无法压缩气体至一定容量的气罐储能，无法提供高压空气。

[17]完成步骤[16]后，测试记录空压机是否能在规定时间内完成对气罐的空气压缩储能以提供系统动力。

[18]在进行步骤[17]时，测试记录气罐侧压力表和温度表示数的变化，安全阀侧压力表的示数，气罐充满时空压机的温度，示数满足设计要求。

[19]本实用新型真空压力表用耐震压力表YN-40系列，通过该系统能检测空压机压缩气体储能的性能，保证空压机提供系统高压空气的可靠性。

[20]控制器实现原理如图3，热电阻加热气体，温度传感器通过A/D采样电路和调理电路，将信号传给AT89S51单片机控制断电器，分别控制热电阻对气、油的加热，AT89S51单片机经过光电隔离电路，将信号传送给变频器，控制电机转速，再对电机转速采样，经过A/D电路和调理电路将信号反馈至AT89S51单片机，单片机通过输出信号控制气、油的加热、送风机送风量和润滑油进给量。控制实现的流程如图4。

[21]上述步骤完毕后，根据图3，各反馈控制量的对应关系，温度计示数上升达到一定温度时，测试防爆加热器是否正常加热，真空管流速是否变大，提供电动机冷却的送风量是否增加，齿轮泵给油量是否增加，真空压力表示数即将达到限定值时，变频器控制电机转速是否减小，同时观察压力安全阀和各管路压力表示数有无异常。

[22]若步骤[21]的执行正常，则信号处理反馈控制器能够控制系统执行，完成一整套执行方案。