一种变频式螺杆空气压缩机控制系统的制作方法

专利2022-11-15  67


本实用新型涉及空气压缩机技术领域,特别是涉及一种变频式螺杆空气压缩机控制系统。



背景技术:

变频螺杆式空气压缩机是大排气量的一种压缩机,为了保证气罐的压力在稳定范围内,其控制中采用加载-卸载阀来控制空气压缩机的供气;空气压缩机卸载后永磁变频电机仍然工频运转,既浪费电能又增加设备的机械磨损;而且加载过程是突然加载,会对设备和电网造成较大的冲击,因此在变频式螺杆空气压缩机的工作过程中需要对永磁变频电机进行实时监控,从而保证空气压缩机的稳定运行。现有的压缩机控制系统通常采用速度传感器来检测永磁变频电机的转速,而速度检测信号通常会因空气压缩机内部的干扰(例如工频、温度噪声等)而产生失调,从而影响速度检测的准确度,导致控制效果不精确。

所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。



技术实现要素:

针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本实用新型之目的在于提供一种变频式螺杆空气压缩机控制系统。

其解决的技术方案是:一种变频式螺杆空气压缩机控制系统,包括永磁变频电机和控制器,所述永磁变频电机的转轴上设置有速度传感器,所述速度传感器的检测信号依次送入放大调节电路和滤波跟随电路中进行处理,放大调节电路包括运放器ar1、ar2,运放器ar1、ar2形成复合运放器对所述速度传感器的输出信号进行放大,并在放大过程中加入反馈调节;所述滤波跟随电路运用lc滤波对所述放大调节电路的输出信号进行处理,然后通过运放器u3隔离输出到所述控制器中,所述控制器根据接收到的速度检测信号值来对所述永磁变频电机进行调节。

优选的,所述放大调节电路还包括电容c1,电容c1的一端连接所述速度传感器的信号输出端,电容c1的另一端连接运放器u1的反相输入端,并通过并联的电容c2、电阻r1接地,运放器ar1的反相输入端连接电阻r4、电容c3的一端,运放器u1的输出端连接电容c3的另一端,并通过可调电阻rp1连接电阻r2、r3的一端和运放器u2的反相输入端,电阻r2的另一端接地,运放器u2的输出端连接电阻r3、r4的另一端,运放器u1、u2的同相输入端通过电容c4接地。

优选的,所述滤波跟随电路包括电感l1,电感l1的一端连接运放器u2的输出端,电感l1的另一端连接运放器u3的同相输入端,并通过电容c5接地,运放器u3的反相输入端、输出端连接所述控制器。

优选的,所述控制器选用plc控制器。

通过以上技术方案,本实用新型的有益效果为:

1.本实用新型采用速度传感器来检测永磁变频电机的实时转速,放大调节电路利用rc滤波对速度传感器的输出信号进行降噪,消除外界尖峰杂波干扰,然后运用复合运放器中进行快速放大,并在放大过程中加入反馈调节,很好的降低外界噪声干扰,改善放大器输出信号质量,降低系统误差;

2.滤波跟随电路采用lc滤波对放大调节电路的输出信号进行精确滤波,很好地消除外界杂频干扰,提高系统检测的抗干扰性。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容,均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

一种变频式螺杆空气压缩机控制系统,包括永磁变频电机和控制器,永磁变频电机的转轴上设置有速度传感器,速度传感器的检测信号依次送入放大调节电路和滤波跟随电路中进行处理,放大调节电路包括运放器ar1、ar2,运放器ar1、ar2形成复合运放器对速度传感器的输出信号进行放大,并在放大过程中加入反馈调节;滤波跟随电路运用lc滤波对放大调节电路的输出信号进行处理,然后通过运放器u3隔离输出到控制器中,控制器根据接收到的速度检测信号值来对永磁变频电机进行调节。

速度传感器采用霍尼韦尔gtn系列速度传感器,其检测信号频率与永磁变频电机的转轴齿轮转速成正比。为了防止检测信号出现失调,首先采用放大调节电路对速度传感器的输出信号进行处理。如图1所示,放大调节电路还包括电容c1,电容c1的一端连接速度传感器的信号输出端,电容c1的另一端连接运放器u1的反相输入端,并通过并联的电容c2、电阻r1接地,运放器ar1的反相输入端连接电阻r4、电容c3的一端,运放器u1的输出端连接电容c3的另一端,并通过可调电阻rp1连接电阻r2、r3的一端和运放器u2的反相输入端,电阻r2的另一端接地,运放器u2的输出端连接电阻r3、r4的另一端,运放器u1、u2的同相输入端通过电容c4接地。

速度传感器的输出信号经电容c1耦合后,由电容c2、电阻r1形成的rc滤波进行降噪,消除外界尖峰杂波干扰,然后送入复合运放器中进行快速放大。其中,运放器u1对rc滤波后的信号进行初级放大,电容c3在运放过程中起到信号补偿作用,防止永磁变频电机工作过程中机械振动产生的噪声干扰信号的稳定性,运放器u1的输出信号经电阻分流后送入运放器u2中进行次级放大,可调电阻rp1用于调节检测信号放大输出量,从而方便适应控制器的信号接收范围。运放器u2的输出信号经电阻r4进行闭环反馈调节,可以很好的改善放大器输出信号质量,降低系统误差。

滤波跟随电路包括电感l1,电感l1的一端连接运放器u2的输出端,电感l1的另一端连接运放器u3的同相输入端,并通过电容c5接地,运放器u3的反相输入端、输出端连接控制器。其中,电感l1与电容c5形成lc滤波对运放器u2的输出信号进行精确滤波,很好地消除外界杂频干扰,提高系统检测的抗干扰性。然后运放器u3运用电压跟随器原理将lc滤波后的信号进行隔离输出,保证控制器可以稳定的接收检测信号。

本适应新型在具体使用时,采用速度传感器来检测永磁变频电机的实时转速,放大调节电路利用rc滤波对速度传感器的输出信号进行降噪,消除外界尖峰杂波干扰,然后运用复合运放器中进行快速放大,并在放大过程中加入反馈调节,很好的降低外界噪声干扰,改善放大器输出信号质量,降低系统误差。滤波跟随电路采用lc滤波对放大调节电路的输出信号进行精确滤波,很好地消除外界杂频干扰,提高系统检测的抗干扰性,最后经运放器u3隔离输出到控制器中。控制器选用plc控制器,plc控制器对接收到的检测信号进行a/d转换成数字量后,计算出永磁变频电机的实时转速值,从而对永磁变频电机进行实时监控。本实用新型很好地消除了外界干扰引起的检测信号失调,速度检测精确有效,控制空气压缩机稳定运行。

以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型具体实施仅局限于此;对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说,在基于本实用新型技术方案思路前提下,所作的拓展以及操作方法、数据的替换,都应当落在本实用新型保护范围之内。


技术特征:

1.一种变频式螺杆空气压缩机控制系统,包括永磁变频电机和控制器,其特征在于:所述永磁变频电机的转轴上设置有速度传感器,所述速度传感器的检测信号依次送入放大调节电路和滤波跟随电路中进行处理,放大调节电路包括运放器ar1、ar2,运放器ar1、ar2形成复合运放器对所述速度传感器的输出信号进行放大,并在放大过程中加入反馈调节;所述滤波跟随电路运用lc滤波对所述放大调节电路的输出信号进行处理,然后通过运放器u3隔离输出到所述控制器中,所述控制器根据接收到的速度检测信号值来对所述永磁变频电机进行调节。

2.根据权利要求1所述的变频式螺杆空气压缩机控制系统,其特征在于:所述放大调节电路还包括电容c1,电容c1的一端连接所述速度传感器的信号输出端,电容c1的另一端连接运放器u1的反相输入端,并通过并联的电容c2、电阻r1接地,运放器ar1的反相输入端连接电阻r4、电容c3的一端,运放器u1的输出端连接电容c3的另一端,并通过可调电阻rp1连接电阻r2、r3的一端和运放器u2的反相输入端,电阻r2的另一端接地,运放器u2的输出端连接电阻r3、r4的另一端,运放器u1、u2的同相输入端通过电容c4接地。

3.根据权利要求2所述的变频式螺杆空气压缩机控制系统,其特征在于:所述滤波跟随电路包括电感l1,电感l1的一端连接运放器u2的输出端,电感l1的另一端连接运放器u3的同相输入端,并通过电容c5接地,运放器u3的反相输入端、输出端连接所述控制器。

4.根据权利要求1所述的变频式螺杆空气压缩机控制系统,其特征在于:所述控制器选用plc控制器。

技术总结
本实用新型公开了一种变频式螺杆空气压缩机控制系统,包括永磁变频电机和控制器,永磁变频电机的转轴上设置有速度传感器,速度传感器的检测信号依次送入放大调节电路和滤波跟随电路中进行处理,放大调节电路利用RC滤波对速度传感器的输出信号进行降噪,消除外界尖峰杂波干扰,然后运用复合运放器中进行快速放大,并在放大过程中加入反馈调节,很好的降低外界噪声干扰,改善放大器输出信号质量,降低系统误差;滤波跟随电路采用LC滤波对放大调节电路的输出信号进行精确滤波,很好地消除外界杂频干扰,提高系统检测的抗干扰性,本实用新型很好地消除了外界干扰引起的检测信号失调,速度检测精确有效,控制空气压缩机稳定运行。

技术研发人员:杜军
受保护的技术使用者:开封市金牛工业装备有限公司
技术研发日:2020.06.30
技术公布日:2021.04.06

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