空压机驱动设备的制作方法

1.本实用新型涉及空压机技术领域，具体涉及一种空压机驱动设备。


背景技术：

2.随着国民经济的发展，工业水平的不断提升。空气压缩机，越来越多的使用变频技术驱动电动机。传统的空压机通常采用三相异步电动机作为驱动电动机，但是三相异步电动机工作效率较低，且能源消耗较大。因此，目前大多数空压机将三相异步电动机替换为永磁同步电动机，采用永磁同步电动机，相比传统的三相异步电动机，工作效率较高，且更为节约电能，为节能、环保事业做出了诸多贡献。
3.但是，采用永磁同步电动机驱动空压机也有所欠缺，存在高温退磁的风险，而且稀土作为转子必不可少的原材料，也有价格昂贵、供应不稳定的问题。
4.因此，如何降低空压机的驱动电动机的成本消耗，减少驱动电动机弱磁、失磁的情况。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供一种空压机驱动设备，目的在于克服现有技术中永磁同步电动机驱动空压机存在高温退磁的风险，而且稀土作为转子必不可少的原材料，也有价格昂贵、供应不稳定的问题。
6.为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种空压机驱动设备，包括：启停组件、控制器、变频器、主电机、通讯组件和供气压力传感器；
8.所述供气压力传感器设置在供气管道上；
9.所述控制器和所述变频器分别通过所述启停组件与三相电源相连；
10.所述变频器与所述主电机相连；
11.所述变频器通过所述通讯组件与所述控制器相连；
12.所述控制器与所述供气压力传感器相连；
13.所述启停组件用于直接导通或断开与所述三相电源的连接；
14.所述供气压力传感器用于采集所述供气管道上的当前压力值，并将所述当前压力值发送给所述控制器；
15.所述控制器用于对所述当前压力值和预先设置的目标压力值进行对比，利用pid算法确定目标转速值，并将所述目标转速值通过所述通讯组件发送给所述变频器；
16.所述变频器用于根据所述目标转速值控制所述主电机工作，以使所述主电机驱动空压机；
17.所述主电机为同步磁阻电动机。
18.进一步地，上述空压机驱动设备，还包括：排气温度传感器、自动开关组件、变压器、第一冷却风机和第一风机控制组件；
19.所述排气温度传感器和所述自动开关组件分别与所述控制器相连；
20.所述主控器和所述变压器均通过所述自动开关组件分别与所述启停组件相连；
21.所述主控器通过所述第一风机控制组件与所述变压器相连；
22.所述第一风机控制组件还分别与所述启停组件和所述第一冷却风机相连；
23.所述排气温度传感器用于采集排气管道上的当前排气温度，并将所述当前排气温度发送给所述控制器；
24.所述控制器用于根据所述当前排气温度、预设启动温度和预设停机温度，通过所述第一风机控制组件控制所述第一冷却风机启动或停机；
25.所述第一冷却风机用于冷却所述空压机压缩后的压缩空气和所述空压机应用的润滑油。
26.进一步地，上述空压机驱动设备中，所述第一风机控制组件包括：第一接触器、第一rc振荡电路、电流互感器和保护组件；
27.所述第一接触器包括：第一接触器开关和第一接触器线圈；
28.所述控制器通过所述第一接触器线圈与所述变压器相连；
29.所述第一rc振荡电路与所述第一接触器线圈并联；
30.所述第一接触器开关分别与所述启停组件和所述电流互感器相连；
31.所述电流互感器还与所述第一冷却风机相连；
32.所述控制器通过所述保护组件与所述变压器相连；
33.所述控制器用于根据所述当前排气温度、预设启动温度和预设停机温度，控制所述第一接触器线圈导通或断开，以使所述第一接触器线圈对所述第一接触器开关吸合或断开。
34.进一步地，上述空压机驱动设备中，所述保护组件包括：第一急停按钮和第一熔断器；
35.所述控制器通过所述第一急停按钮和所述第一熔断器与所述变压器相连。
36.进一步地，上述空压机驱动设备，还包括：电磁阀和第二rc振荡电路；
37.所述电磁阀分别与所述控制器和所述变压器相连；
38.所述第二rc振荡电路与所述电磁阀并联；
39.所述控制器用于根据所述当前压力值和预设卸载压力，控制所述电磁阀的开关；
40.所述电磁阀用于作为进气阀设置在所述供气管道上，以控制所述空压机进入卸载状态。
41.进一步地，上述空压机驱动设备，还包括：第二冷却风机和第二风机控制组件；
42.所述控制器通过所述第二风机控制组件与所述变压器相连；
43.所述第二风机控制组件分别与所述第二冷却风机和所述启停组件相连；
44.所述控制器用于通过所述第二风机控制组件控制所述第二冷却风机的开启和关闭；
45.所述第二冷却风机用于对所述主电机进行冷却。
46.进一步地，上述空压机驱动设备中，所述第二风机控制组件包括：第二接触器、第三rc振荡电路和热继电器；
47.所述第二接触器包括：第二接触器开关和第二接触器线圈；
48.所述控制器通过所述第二接触器线圈与所述变压器相连；
49.所述第三振荡电路与所述第二接触器线圈并联；
50.所述第二接触器开关分别与所述启停组件和所述热继电器相连；
51.所述热继电器还与所述第二冷却风机相连；
52.所述控制器用于控制所述第二接触器线圈导通或断开，以使所述第二接触器线圈对所述第二接触器开关吸合或断开。
53.进一步地，上述空压机驱动设备，还包括：电控箱、电控箱风机、第三接触器开关和电容；
54.所述控制器设置在所述电控箱内；
55.所述控制器通过所述第三接触器开关与所述电控箱风机相连；
56.所述电控箱风机还分别与所述电容和所述变压器相连；
57.所述控制器用于控制所述第二接触器线圈导通或断开，以使所述第二接触器线圈对所述第三接触器开关吸合或断开。
58.进一步地，上述空压机驱动设备，还包括：远程开关；
59.所述远程开关与所述控制器相连；
60.所述远程开关用于向所述控制器发送启停信号，以使所述控制器控制所述主电机的启动和停机。
61.进一步地，上述空压机驱动设备中，所述通讯组件采用的通讯协议为modbus rtu协议；
62.所述变频器和所述控制器上均设置有rs485通讯接口；
63.所述变频器和所述控制器通过所述rs485通讯接口相连。
64.本实用新型的空压机驱动设备，包括启停组件、控制器、变频器、主电机、通讯组件和供气压力传感器；其中，主电机为同步磁阻电动机。供气压力传感器设置在供气管道上；控制器和变频器分别通过启停组件与三相电源相连；变频器与主电机相连；变频器通过通讯组件与控制器相连；控制器与供气压力传感器相连；启停组件用于直接导通或断开与三相电源的连接；供气压力传感器用于采集供气管道上的当前压力值；控制器对当前压力值和预先设置的目标压力值进行对比，利用pid算法确定目标转速值；变频器根据目标转速值控制主电机工作，以使主电机驱动空压机。采用本实用新型的技术方案，同步磁阻电动机为无稀土电机，不使用永磁体，只由铜和铁组成，利用同步磁阻电动机驱动空压机，相比于永磁同步电动机，成本低，容易回收，长期使用不会出现弱磁、失磁的问题；相比于三相异步电动机，同步磁阻电动机运转时，没有转子铜耗，工作效率更高。
65.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
66.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
67.图1是本实用新型空压机驱动设备实施例的电路框图；
68.图2是本实用新型空压机驱动设备实施例的电气原理图。
具体实施方式
69.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
70.图1是本实用新型空压机驱动设备实施例的电路框图，如图1所示，本实施例的空压机驱动设备包括：启停组件101、控制器102、变频器103、主电机104、通讯组件106和供气压力传感器105。其中，主电机104为同步磁阻电动机，供气压力传感器105设置在供气管道上。控制器102和变频器103分别通过启停组件101与三相电源20相连；变频器103与主电机104相连；变频器103通过通讯组件106与控制器102相连；控制器102与供气压力传感器105相连。
71.具体地，本实施例中，用户可以通过启停组件101直接导通或者断开与三相电源20的连接。在正常工况下，当用户通过启停组件101导通与三相电源20直接的连接后，空压机启动，变频器103以固定的开关频率输出，逐渐提高输出电压、频率，斜坡加速到空载频率。待主电机104运行一段时间后，空压机进入加载状态。供气压力传感器105可以实时采集供气管道上的当前压力值，并将该当前压力值发送给控制器102，控制器102可以对实时采集的当前压力值和预先设置的目标压力值进行对比，并利用pid算法根据对比结果确定主电机104的目标转速值，并将该目标转速值通过通讯组件106发送给变频器103，以使变频器103根据该目标转速值对主电机104进行调速。主电机104可以驱动空压机工作，从而完成空气压缩。
72.本实施例的空压机驱动设备中，主电机104采用的是同步磁阻电动机，同步磁阻电动机为无稀土电机，不使用永磁体，只由铜和铁组成，利用同步磁阻电动机驱动空压机，相比于永磁同步电动机，成本低，容易回收，长期使用不会出现弱磁、失磁的问题；相比于三相异步电动机，同步磁阻电动机运转时，没有转子铜耗，工作效率更高。
73.进一步地，本实施例的空压机驱动设备，还包括：排气温度传感器107、自动开关组件108、变压器109、第一冷却风机111和第一风机控制组件110。其中，排气温度传感器107和自动开关组件108分别与控制器102相连；主控器102和变压器109均通过自动开关组件108与启停组件101相连；主控器102通过第一风机控制组件110与变压器109相连；第一风机控制组件110还分别与启停组件101和第一冷却风机111相连。
74.排气温度传感器107用于实时采集排气管道上的当前排气温度，并将该当前排气温度发送给控制器102，控制器102可以对当前排气温度与预设启动温度和预设停机温度进行对比，并根据对比结果通过对第一风机控制组件110的控制来控制第一冷却风机111的启动或停机。其中，当控制器102判断出当前排气温度大于预设启动温度时，控制器102通过第一风机控制组件110控制第一冷却风机111启动，当控制器102判断出当前排气温度小于预设停机温度时，控制器102通过第一风机控制组件110控制第一冷却风机111停止工作。本实施例中，第一冷却风机111用于利用热交换的方式，冷却空压机压缩后的压缩空气以及空压
机应用的润滑油。
75.另外，本实施例中，用户还可以预先设置温度上限值和压力上限值，如果控制器102判断出当前排气温度大于温度上限值或者当前压力值大于压力上限值，那么控制器102便通过通讯组件106向变频器103发送停机信号，以使变频器103控制主电机104停止工作，从而实现对空压机的停机保护。
76.具体地，图2是本实用新型空压机驱动设备实施例的电气原理图，如图2所示，控制器102为plc，变压器109为tc，变频器103为gf，主电机104为m1，第一冷却风机111为m2，自动开关组件108为qf2，供气压力传感器105为bp1，排气温度传感器105为rt1。
77.上述第一风机控制组件110具体包括：第一接触器、第一rc振荡电路rc1、电流互感器ct和保护组件。其中，第一接触器包括：第一接触器开关km1
‑
1和第一接触器线圈km1
‑
2；保护组件包括：第一急停按钮sb1和第一熔断器fu1。变压器tc的输入端分别与自动开关组件qf2和控制器102相连。控制器102通过第一接触器线圈km1
‑
2与变压器tc的第一输出端相连；第一rc振荡电路rc1与第一接触线圈km1
‑
2并联。第一接触器开关km1
‑
1的第一端与启停组件101相连，第一接触器开关km1
‑
1的第二端通过电流互感器ct与第一冷却风机m2相连。控制器102还可以通过第一急停按钮sb1和第一熔断器fu1与变压器tc的第二输出端相连；变压器tc的第三输出端与控制器102相连，变压器tc的第四输出端通过第二熔断器fu2与控制器102相连。
78.当控制器102判断出当前排气温度大于预设启动温度时，控制器102控制第一接触器线圈km1
‑
2导通，以使第一接触器线圈km1
‑
2对第一接触器开关km1
‑
1吸合，使得第一接触器开关km1
‑
1所处电路导通，从而实现第一冷却风机m2的启动。当控制器102判断出当前排气温度小于预设停机温度时，控制器102控制第一接触器线圈km1
‑
2断开，以使第一接触器线圈km1
‑
2断开对第一接触器开关km1
‑
1的吸合，使得第一接触器开关km1
‑
1所处电路断开，从而实现第一冷却风机m2的停机。
79.进一步地，本实施例的空压机驱动设备还包括：电磁阀yv和第二rc振荡电路rc2。控制器102通过电磁阀yv与变压器tc的第一输出端相连；第二rc振荡电路rc2与电磁阀tv并联。本实施例中，用户可以预先设置预设卸载压力，控制器102对供气压力传感器bp1采集到的当前压力值与预设卸载压力进行对比，当当前压力值大于预设卸载压力时，控制电磁阀yv关闭，其中，该电磁阀yv作为进气阀，电磁阀yv关闭后，空压机进入卸载状态。
80.进一步地，本实施例的空压机驱动设备还包括：第二冷却风机113和第二风机控制组件112。控制器102通过第二风机控制组件112与第二冷却风机113相连；第二风机控制组件112还分别与第二冷却风机113和启停组件101相连。控制器102可以通过第二风机控制组件112控制第二冷却风机113的开启和关闭。第二冷却风机113用于对主电机104进行冷却。
81.图2中，第二冷却风机113为m3。第二风机控制组件112包括：第二接触器、第三rc振荡电路rc3和热继电器fr1。第二接触器包括：第二接触器开关km2
‑
1和第二接触器线圈km2
‑
2。控制器102通过第二接触器线圈km2
‑
2与变压器tc的第一输出端相连；第三rc振荡电路rc3与第二接触器线圈km2
‑
2并联。第二接触器开关km2
‑
1的第一端与启停组件101相连，第二接触器开关km2
‑
1的第二端通过热继电器fr1与第二冷却风机m3相连。控制器102可以控制第二接触器线圈km2
‑
2的导通和断开，当第二接触器线圈km2
‑
2导通时，第二接触器线圈km2
‑
2可以对第二接触器开关km2
‑
1吸合，以使第二接触器开关km2
‑
1所在的电路导通，从而
实现第二冷却风机m3的启动；当第二接触器线圈km2
‑
2断开时，第二接触器线圈km2
‑
2停止对第二接触器开关km2
‑
1的吸合，以使第二接触器开关km2
‑
1所在的电路断开，从而实现第二冷却风机m3的停机。其中，热继电器fr1主要起到过载保护的功能。
82.进一步地，本实施例的空压机驱动设备还包括：电控箱、电控箱风机m4、第三接触器开关km2
‑
3和电容c。控制器102设置在电控箱内。电控箱风机m4的第一端与变压器tc的第一输出端相连；控制器102通过第三接触器开关km2
‑
3分别与电容c的第一端和电控箱风机m4的第三端相连；电容c的第二端与电控箱风机m4的第二端相连。第二接触器线圈km2
‑
2也可以控制第三接触器开关km2
‑
3的导通与断开，当第二接触器线圈km2
‑
2导通时，第二接触器线圈km2
‑
2可以对第三接触器开关km2
‑
3吸合，以使第三接触器开关km2
‑
3所在的电路导通，从而实现电控箱风机m4的启动；当第二接触器线圈km2
‑
2断开时，第二接触器线圈km2
‑
2停止对第三接触器开关km2
‑
3的吸合，以使第三接触器开关km2
‑
3所在的电路断开，从而实现电控箱风机m4的停机。其中，电控箱风机m4可以对电控箱进行冷却降温。
83.进一步地，本实施例的空压机驱动设备还包括：远程开关fr2，远程开关fr2与控制器102相连。用户可以通过远程开关fr2向控制器102发送启停信号，以使控制器102通过通讯组件106对变频器103进行控制，从而实现控制主电机104的启动和停机。这样，用户不仅可以对空压机进行本地控制，还可以在距离空压机较远的地方，实现对空压机启停的远程控制。
84.进一步地，本实施例的空压机驱动设备中，启停组件101包括开关按钮和过流保护组件qf1，开关按钮分别与过流保护组件qf1和三相电源20相连。过流保护组件qf1中包括熔断器和低压断路器。
85.进一步地，本实施例的空压机驱动设备中，控制器102还可以连接急停开关，用于紧急控制控制器102的开启和关闭。
86.进一步地，本实施例的空压机驱动设备中，控制器102上设置有“运行”“故障”“预警”三个干接点，用于连接终端，从而实现对空压机驱动设备和空压机的运行状态监控。
87.进一步地，本实施例的空压机驱动设备中，通讯组件106采用的通讯协议为modbus rtu协议，设置的通讯参数包括：波特率、校验方式和从站地址；变频器103和控制器102上均设置有rs485通讯接口rs485
‑
1；变频器103和控制器102通过rs485通讯接口rs485
‑
1相连。
88.另外，控制器102上还设置有预留通讯接口rs485
‑
2，用于与控制器102对应的从属控制器进行主从通讯控制。
89.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
90.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
91.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
92.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。