[发明专利]一种空压机控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械控制领域，更具体地说，涉及一种空压机控制装置及方法。

背景技术

空压机作为一种广泛应用于矿山、冶金、电力、纺织、石化、造纸、塑胶、烟草等各种行业的重要机械，其工作原理是，利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩，使气体的压强增大，再经冷却和缓冲以后向外输送压力。

目前，现有技术中对于空压机的控制，包括有采用PID控制技术，虽然在采用PID控制技术后，在空压机压缩空气时，电机的转速有所下降，降低了空压机在压缩空气过程中的功耗，但是却加长了电机的加载时间，在用气量较小时，为了控制输出气压的稳定性，PID控制技术会控制电机以较低的转速运行，且很少停机；如果这种低速运行的时间过长，则会因为电机低速运行时存在铜损、铁损以及运动部件的摩擦占用额定功率的比率过高，从而造成能源的浪费。

由于现有技术中的空压机控制装置的节能效果较差，所以，目前急需一种可以有效地节约能源的空压机控制装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种空压机控制装置，以解决现有技术存在的空压机的控制装置节能效果较差的问题。

本发明实施例是这样实现的：

一种空压机控制装置，包括：

信号采集模块，用于采集包括空压机的加载信号、功率信号和转速信号的运行状态信息；

参数生成模块，用于将为模拟信号的运行状态信息生成数字格式的运行状态参数；

参数处理模块，用于根据运行状态参数按预设程序计算生成最优转速；

转速输出模块，用于根据所述最优转速生成转速给定指令控制变频器的转速；

变频器，用于控制空压机电机的启停和转速。

优选的，在本发明实施例中，所述信号采集模块为传感器组。

优选的，在本发明实施例中，所述传感器组包括：电压传感器和电流传感器。

优选的，在本发明实施例中，所述电压传感器用于测量空压机内部加载信号；

所述电流传感器通过测量驱动空压机的变频器的电流信号来测得功率信号；

所述电流传感器通过测量驱动空压机的变频器的电流信号来测得空压机转速信号。

优选的，在本发明实施例中，所述参数生成模块包括：

模数转换器。

优选的，在本发明实施例中，所述运行状态参数包括：

由所述加载信号生成的加载参数和卸载参数；

由所述功率信号生成的功率参数；

由所述转速信号生成的转速参数。

优选的，在本发明实施例中，所述参数处理模块包括：

转速与耗电功率对应表存储子模块用于预先记录空压机电机的多个采样转速值与每个采样转速值下的空压机电机耗电功率的转速与耗电功率对应关系表；多个采样转速值为从空压机电机的最小转速到空压机电机的最大转速之间采集的多个等差的转速值；所述采样转速值可以通过转速参数得出；所述空压机电机耗电功率通过所述功率参数得出。

平均转速计算子模块，用于通过功率参数获取当前转速值ω、通过加载参数和卸载参数获取当前的单次加载时间t₁和当前的单次卸载时间t₂；通过公式计算得出平均转速

最优转速选择子模块，用于在不小于所述平均转速且不大于空压机电机的最大转速中选择耗电量最低的转速值为最优转速。

优选的，在本发明实施例中，还包括变频器启停指令模块，用于根据所述加载参数和卸载参数向控制变频器启动或停止运转的启停指令。

本发明实施例还提供了一种空压机控制方法，包括步骤：

采集包括空压机的加载信号、功率信号和转速信号的运行状态信息；

将为模拟信号的运行状态信息生成数字格式的运行状态参数；

根据运行状态参数按预设程序计算生成最优转速；

根据所述最优转速生成转速给定指令控制变频器的转速；

通过变频器控制空压机电机的启停和转速。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中通过信号采集模块采集空压机的运行状态信息，从而得知包括空压机的转速、功耗即加载卸载的信息；然后，通过参数生成模块通过采集的运行状态信息生成运行状态参数；这样，通过参数处理模块计算生成最优转速，然后使空压机电机运行在最优转速下；由于最优转速为在可用的转速中平均功耗最小的转速，所以，本发明实施中的空压机控制装置，使空压机在可以满足当下工作的供气量需要的前提下，最大限度的减少了对能源的消耗，从而有效地起到了节能的效果。

附图说明