專利名稱：螺桿空壓機變頻節能控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種螺桿空壓機控制系統，尤其是一種能夠實現變頻節能功能的 螺桿空壓機控制系統。
背景技術：
螺桿空壓機的工作原理是由螺桿在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產 生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的 吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子的槽與 陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。傳統螺桿空壓機的主電機運行方式為星角(Y-Δ)降壓起 動，具體操作程序為輸入起動信號，控制系統接通起動器線圈并打開斷油閥，空壓機在卸 載模式下Y型降壓起動，這時進氣閥處于關閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內的 壓力；等降壓若干秒后空壓機開始Δ型全壓加載運行，系統壓力開始上升；如果系統壓力 上升到壓力開關上限值(即卸載壓力)時，控制器使進氣閥關閉，油氣分離器放氣，壓縮機空 載運行，直到系統壓力跌到壓力開關下限值(即加載壓力)后，控制器使進氣閥打開，油氣分 離器放氣閥關閉，壓縮機滿載運行。實際運行過程中，用氣設備存在工作周期或是生產工藝 的差別，使實際用氣量波動很大，會造成空壓機頻繁加載、卸載，空壓機卸載后電機仍然工 頻高速運轉，浪費很大的電能，同時增加了空壓機設備的機械磨損，另外空壓機加載過程是 突然加載，也會對傳動設備和電網造成較大沖擊，因此需要對現有螺桿空壓機進行變頻節 能方面的改造，以節約電能、改善電機起動和運行方式、減少設備機械磨損。現有的螺桿空壓機控制系統包括壓縮控制總管、空壓機電機和一個星三角工頻降 壓控制柜，該工頻降壓控制柜的電氣原理圖如圖1所示，工頻降壓柜中設有降壓柜斷路器、 降壓柜PLC、星三角轉換開關電路，該星三角轉換開關電路包括電源接觸器M、Y型接觸器S 和Δ型接觸器D這三個三相接觸器，其中電源接觸器M和Δ型接觸器D的進線端并接在所 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，當電源接觸器M和Y型接觸器S這 兩個接觸器都接通時構成星型連接，當Y型接觸器S和Δ型接觸器D這兩個接觸器接通，且 電源接觸器M時，構成三角型連接。由于螺桿空壓機都是完整的設備裝備，自動化程度高，一般都采用PLC控制，甚至 配有觸摸屏，控制系統對空壓機主機、電機等配套設備的保護措施較為完善，因此在進行變 頻改造時需注意以下兩點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 頻器發生故障或是檢修時，空壓機可以很方便切換到原有工頻控制回路上去；同時還要盡 量保持原有設備主電路和控制電路的完整性，對其電路改動越少越好，尤其是原有的保護 系統對改造后的變頻運行模式仍然有效，否則會存在安全隱患。對于第一點很容易實現，但 對于第二點，由于不同廠家配置的PLC可能都不相同，PLC的程序設計也都差別很大，同時
3PLC程序可能涉及知識產權保護或者軟件加密，因此對原降壓柜的PLC線路程序進行更改 或調整的可行性不強，該難題還有待解決。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種螺桿空壓機變頻節能控制系統，以解決以上所述螺 桿空壓機在變頻改造過程中，系統不穩定、存在安全隱患的問題。本實用新型的螺桿空壓機變頻節能控制系統，包括壓縮控制總管、空壓機電機和 星三角工頻降壓控制柜，該星三角工頻降壓控制柜內電源接觸器、Y型接觸器和Δ型接觸器 的出線端分別與空壓機電機三相繞組的對應接線端子相連，還包括變頻起動柜，該變頻起 動柜內變頻器的輸出端連有并聯的第一變頻接觸器和第二變頻接觸器，該兩個變頻接觸器 的出線端分別連入空壓機電機三相繞組的對應接線端子。進一步的，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 信號輸入端相連。進一步的，所述壓力傳感器為耐震型的遠傳壓力表。進一步的，所述變頻起動柜設有變頻柜PLC，該變頻柜PLC包括主機模塊和開關量 擴展模塊，主機模塊的輸入端接有變頻工頻選擇開關、工頻降壓控制柜內控制電源接觸器、 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，主機模塊 的輸出端接有第一、第二變頻接觸器和工頻降壓控制柜內電源接觸器、Y型接觸器、Δ型接 觸器的線圈。進一步的，所述變頻起動柜內還設有軸流風扇，該軸流風扇與風扇接觸器的輸出 端相連，風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 柜的進線端子。本實用新型的螺桿空壓機變頻節能控制系統增設變頻起動柜，變頻起動柜內兩個 變頻接觸器的出線端分別連入空壓機電機三相繞組的對應接線端子，同時將工頻柜內電源 接觸器、Y型接觸器和Δ型接觸器的出線端分別與空壓機電機三相繞組的對應接線端子相 連，這樣可以按照設定的功率范圍來選擇變頻或工頻運行空壓機，達到最大的節能化。另 外，由于不改動原有控制系統的PLC線路及程序，因此無論空壓機采用哪種模式運行，原有 控制系統對空壓機主機、電機等的多種保護、報警功能均有效，確保空壓機設備的安全可靠 運行。
圖1是現有螺桿空壓機控制系統電氣原理圖；圖2是實施例的變頻節能控制系統電氣原理圖；圖3是實施例的變頻柜一次電氣原理圖；圖4是實施例的變頻柜PLC電氣原理圖。
具體實施方式
為了進一步對本實用新型的技術方案進行描述，以32立方螺桿空壓機為例進行 詳細說明。[0017]如圖2、圖3、圖4所示的螺桿空壓機變頻節能控制系統中，包括變頻起動柜、星三 角工頻降壓控制柜、空壓機電機、壓縮控制總管、主電源和壓力傳感器，空壓機電機功率為 185KW，壓力傳感器選用耐震型的遠傳壓力表，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輸入端相連。工頻降壓控制柜內設有電源接觸器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 觸點控制。變頻起動柜內設有變頻器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通過動力電纜與工頻柜的電源接 觸器M并聯，并通過電機電纜與空壓機電機三相繞組的接線端子(U、V、W)相連，第二變頻接 觸器KM2通過動力電纜與工頻柜的Δ型接觸器D并聯，并通過電機電纜與空壓機電機三相 繞組的接線端子(X、Y、Ζ)相連，變頻起動柜內還設有軸流風扇，該軸流風扇與風扇接觸器的輸出端相連，風扇接 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柜的進線端子。 如圖3、4所示，變頻起動柜設有變頻柜PLC，該變頻柜PLC包括主機模塊LOGO和開 關量擴展模塊IDI，主機模塊LOGO的輸入端接有變頻工頻選擇開關SAl、風扇運行開關SA2、 工頻柜繼電器JI、J2、J3的常開觸點，主機模塊的輸出端接有第一、第二變頻接觸器和工頻 柜內電源接觸器M、Y型接觸器S、Δ型接觸器D的線圈，開關量擴展模塊IDI的輸出端接有 第三接觸器ΚΜ3的線圈。 本控制系統在原有的工頻降壓控制柜的基礎上進行改造時，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繼電器的常開觸點分別接入變頻柜 PLC的15、16、17輸入端口，同時分別將電源接觸器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。
權利要求1.一種螺桿空壓機變頻節能控制系統，包括壓縮控制總管、空壓機電機和星三角工頻 降壓控制柜，該星三角工頻降壓控制柜內電源接觸器、Y型接觸器和Δ型接觸器的出線端分 別與空壓機電機三相繞組的對應接線端子相連，其特征在于還包括變頻起動柜，該變頻起 動柜內變頻器的輸出端連有并聯的第一變頻接觸器和第二變頻接觸器，該兩個變頻接觸器 的出線端分別連入空壓機電機三相繞組的對應接線端子。
2.根據權利要求1所述的螺桿空壓機變頻節能控制系統，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輸入端相連。
3.根據權利要求2所述的螺桿空壓機變頻節能控制系統，其特征在于所述壓力傳 感器為耐震型的遠傳壓力表。
4.根據權利要求1所述的螺桿空壓機變頻節能控制系統，其特征在于所述變頻起動 柜設有變頻柜PLC，該變頻柜PLC包括主機模塊和開關量擴展模塊，主機模塊的輸入端接有 變頻工頻選擇開關、工頻降壓控制柜內控制電源接觸器、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，主機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電源接觸器、Y型接觸器、Δ型接觸器的線圈。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的螺桿空壓機變頻節能控制系統，其特征在于所 述變頻起動柜內還設有軸流風扇，該軸流風扇與風扇接觸器的輸出端相連，風扇接觸器的 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柜的進線端子。
專利摘要本實用新型涉及螺桿空壓機變頻節能控制系統，包括壓縮控制總管、空壓機電機和星三角工頻柜，該工頻柜內電源接觸器、Y型接觸器和△型接觸器的出線端分別與空壓機電機三相繞組的對應接線端子相連，還包括變頻起動柜，該變頻起動柜內變頻器的輸出端連有并聯的第一、第二變頻接觸器，該兩個變頻接觸器的出線端分別連入空壓機電機三相繞組的對應接線端子；使用時通過變頻柜上變頻工頻模式選擇開關或者按照設定，選擇變頻或工頻運行空壓機，達到最大的節能化，另外，由于不改動原有控制系統的PLC線路及程序，因此無論空壓機采用哪種模式運行，原有控制系統對空壓機主機、電機等的多種保護、報警功能均有效，確保空壓機設備的安全可靠運行。
文檔編號F04C28/00GK201858152SQ20102060439
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月12日 優先權日2010年11月12日
發明者李永剛, 薛守立, 郭麗麗 申請人:漯河瑞來信節能科技有限公司