[发明专利]空气压缩机的运行控制系统及空气压缩机的运行控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气压缩机的运行控制系统，以及涉及一种利用所述运行控制系统控制空气压缩机运行的方法。

背景技术

空气压缩机广泛应用于工业、农业、建筑业等诸多行业中，是气源装置中的主体，它是一种将原动机（通常是电机）的机械能转换成气体压力能的装置。

传统的空气压缩机运行方式，一般采用星三角减压启动，启动后全压或全速（工频）运行。此方式启动电流大，对电网电压冲击大，在用气量少或空载运行时，电能浪费严重。

通过采用变频器控制空气压缩机的电机运行，可以有效地解决上述问题。特别是同时采用空气压缩机专用控制器和变频器的系统，对加载和卸载时间点的控制更加灵活和精确，使空气压缩机的运行稳定性和可靠性更高。但是，现有的采用变频器技术的空气压缩机，还存在以下至少一个以上的缺点：

1.采用独立外置的PID调节器，增加了设备成本；

2.变频器在供电电网欠压或负载过流或负载过载时跳保护，造成空气压缩机意外停机；

3.必须装有空气压缩机专用控制器，这限制了变频器在传统空气压缩机上的最佳应用；

4.空气压缩机专用控制器拥有对空气压缩机的绝对控制权，无法发挥变频器所具有的各种故障保护功能的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述至少一种缺点的空气压缩机的运行控制系统以及一种利用所述运行控制系统控制空气压缩机运行的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种空气压缩机的运行控制系统，包括：电机，其用于为空气压缩机提供动力；压力传感器，其用于检测空气压缩机的供气压力；进气阀，其用于通过控制空气压缩机的进气口来控制空气压缩机的加载和卸载；以及变频器，其具有与电机连接的用于控制电机运行的第一控制端口、与进气阀连接的用于控制进气阀的第二控制端口以及与压力传感器连接的用于获取供气压力的反馈压力输入端口。

优选地，所述变频器具有内置的PID调节器，所述PID调节器根据检测到的供气压力控制电机运行，以使供气压力达到设定值。通过内置的PID调节器，可以方便地对供气压力进行恒压控制。

优选地，所述运行控制系统还包括用于启动或停止变频器的运行的启停装置。通过该启停装置，可以对变频器的启动和停止进行控制。

优选地，所述进气阀设置在通到空气压缩机的进气口的进气管路上。这样，提供了一种空气压缩机加载和卸载的控制方式。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用上述运行控制系统控制空气压缩机运行的方法，所述方法包括以下步骤：在进气阀关闭状态下，当控制电机运行的变频器检测到供气压力低于设定的下限压力时，变频器打开进气阀，使空气压缩机加载；和/或在进气阀打开状态下，当控制电机运行的变频器检测到供气压力高于设定的上限压力时，变频器关闭进气阀，使空气压缩机卸载。

优选地，当在进气阀关闭状态下检测到供气压力低于设定的下限压力时，首先使电机运行至设定的加载频率，然后延迟地打开进气阀，以使空气压缩机在所述加载频率下加载。所述延迟可以确保在打开进气阀时电机的转速达到稳定。这使得变频器和电机在最佳运行状态下进行加载，既利于提高加载成功率，又利于提高节能率。

优选地，变频器通过其内置的PID调节器根据检测到的供气压力控制电机的运行速度，以使供气压力达到预定的供气压力。通过内置的PID调节器，可以方便地对供气压力进行恒压控制。

优选地，使电机在进气阀打开的带载状态下的运行频率不低于设定的下限带载频率。这可防止电机因低转速带载运行而损坏。

优选地，当电机以所述下限带载频率运行超过预定时间时，关闭进气阀，防止电机在下限带载频率下长时间带载运行。

优选地，当在进气阀打开状态下检测到以下至少一种故障：供电电网欠压、变频器和/或电机过流、变频器和/或电机过载时，变频器关闭进气阀，给电机卸载。这样，既达到了对电机和变频器实施保护的目的，又可降低空气压缩机意外停机的概率。

优选地，在进气阀打开状态下检测到变频器和/或电机过载故障时，变频器首先降频运行，降低电机的运行速度，如果继续过载，则关闭进气阀。这提供了另外一种应对变频器和/或电机过载故障的方式，这种方式降低了空气压缩机卸载的频度，进一步提高了节能率。

优选地，当进气阀关闭后，电机延时地运行至设定的休眠频率（休眠频率等于零时，等效于停机）。让电机保持一定的转速有利于在加载时快速地提升电机转速，合理的休眠频率可以在节能率和加载速度之间达到平衡点。所述延时用于确保卸载顺利完成。