專利名稱：空氣壓縮機用電控裝置的制作方法
技術領域：
空氣壓縮機用電控裝置技術領域[0001]本實用新型屬于空氣壓縮機控制技術領域，尤其是一種空氣壓縮機用電控裝置。
背景技術：
[0002]空氣壓縮機被廣泛應用于吹塑、食品包裝、船舶機械、設備檢測、石油鉆井資 源開采等領域，其作用是將空氣吸入后進行壓縮，然后將壓縮空氣儲存在氣罐內(nèi)，再由 氣罐將壓縮空氣供給其它設備使用?？諝鈮嚎s機的控制由電控箱完成，比如啟動時 的減壓運行階段、全壓運行階段、減荷運行階段等操作中進行控制，完全啟動后的運行 過程中對氣罐內(nèi)壓力平衡的控制，停機時對電動機安全停轉(zhuǎn)的控制等，目前，電控箱內(nèi) 所使用的控制元件包括時間繼電器和中間繼電器等多種繼電器，這些繼電器與三個交流 接觸器、壓力開關和電磁閥的協(xié)同工作完成了空氣壓縮機正常工作及氣缸壓力平衡的控 制，但由于繼電器通過觸點的開合實現(xiàn)，長時間使用后易出現(xiàn)故障，而且繼電器之間的 接線較多，電控箱內(nèi)比較凌亂，同時也導致電控箱的體積也較大，后期的維護工作比較 繁瑣。[0003]發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且 維護方便、可靠性高的空氣壓縮機用電控裝置。[0005]本實用新型采取的技術方案是[0006]一種空氣壓縮機用電控裝置，包括殼體，在殼體內(nèi)安裝控制電路單元和電源單 元，控制電路單元連接殼體上嵌裝的運行狀態(tài)指示燈模塊、啟停按鈕模塊和多個接線端 子，其特征在于所述控制電路單元包括雙向模擬開關模塊、與非門邏輯模塊、三極管 開關模塊、振蕩延時模塊A、振蕩延時模塊B和繼電器模塊，振蕩延時模塊A的第一路連 接三極管開關模塊的第一端口，振蕩延時模塊A的第二端口連接與非門邏輯模塊的第一 端口，振蕩延時模塊A的第三端口連接振蕩延時模塊B的第一端口，振蕩延時模塊B的 第二路連接與非門邏輯模塊的第二端口，與非門邏輯模塊的第三端口連接雙向模擬開關 模塊的第一端口，雙向模擬開關模塊的第二端口連接啟停按鈕模塊，與非門邏輯模塊的 第四端口連接三極管開關模塊的第二端口，三極管開關模塊的第三端口連接雙向模擬開 關模塊的第三端口，三極管開關模塊的第四端口連接運行狀態(tài)指示燈模塊，三極管開關 模塊的第六端口通過接線端子連接壓力開關，三極管開關模塊的第五端口連接繼電器模 塊的一端，繼電器模塊的另一端通過接線端子分別連接三個交流接觸器和電磁閥。[0007]而且，所述電源單元包括降壓模塊、橋式整流模塊和穩(wěn)壓模塊，降壓模塊的一 端連接市電，降壓模塊的另一端連接橋式整流模塊的一端，橋式整流模塊的另一端連接 穩(wěn)壓模塊，穩(wěn)壓模塊的另一端連接控制電路單元。[0008]而且，所述振蕩延時模塊A和振蕩延時模塊B所使用的芯片是CD4060。[0009]而且，所述與非門邏輯模塊所使用的芯片是CD4011。[0010]而且，所述雙向模擬開關模塊所使用的芯片是CD4066。[0011]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是[0012]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，利用CMOS控制電路單元進行邏輯控制，只 需要四個繼電器既可以實現(xiàn)電動機的自動啟停及電磁閥的自動開合，整個控制過程自動 化程度高。同現(xiàn)有技術相比，節(jié)省了全部的時間繼電器和中間繼電器，線纜減少了百分 之九十，使電控箱的體積大大的縮小，方便了維修以及故障點的判斷，是一種運行可靠 性高、低功耗、節(jié)能環(huán)保的空氣壓縮機用電控裝置。


[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]圖2是電源單元與電動機的連接結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖3是控制電路單元與電源單元的連接關系示意圖。[0016]圖4是控制電路單元的電路原理圖。
具體實施方式
[0017]下面結(jié)合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限 定性的，不能以下述實施例來限定本實用新型的保護范圍。[0018]一種空氣壓縮機用電控裝置，如圖1所示，包括殼體1，在殼體內(nèi)安裝控制電路 單元和電源單元，控制電路單元連接殼體上嵌裝的運行狀態(tài)指示燈模塊2、啟停按鈕模塊 3和多個接線端子4，本實用新型的創(chuàng)新在于控制電路單元如圖3所示，包括雙向模擬 開關模塊、與非門邏輯模塊、三極管開關模塊、振蕩延時模塊A、振蕩延時模塊B和繼 電器模塊，振蕩延時模塊A的第一路連接三極管開關模塊的第一端口，振蕩延時模塊A 的第二端口連接與非門邏輯模塊的第一端口，振蕩延時模塊A的第三端口連接振蕩延時 模塊B的第一端口，振蕩延時模塊B的第二路連接與非門邏輯模塊的第二端口，與非門 邏輯模塊的第三端口連接雙向模擬開關模塊的第一端口，雙向模擬開關模塊的第二端口 連接啟停按鈕模塊，與非門邏輯模塊的第四端口連接三極管開關模塊的第二端口，三極 管開關模塊的第三端口連接雙向模擬開關模塊的第三端口，三極管開關模塊的第四端口 連接運行狀態(tài)指示燈模塊，三極管開關模塊的第六端口通過接線端子連接壓力開關，三 極管開關模塊的第五端口連接繼電器模塊的一端，繼電器模塊的另一端通過接線端子分 別連接交流接觸器1C、交流接觸器2C、交流接觸器3C、和電磁閥DF。[0019]電源單元如圖2、3所示，包括降壓模塊TB、橋式整流模塊D和穩(wěn)壓模塊W， 降壓模塊TB的一端通過熔斷器RDl和RD2連接市電，降壓模塊TB的另一端連接橋式 整流模塊D的一端，橋式整流模塊D的另一端連接穩(wěn)壓模塊W，穩(wěn)壓模塊W的另一端輸 出電壓VDD為控制電路單元供電。在電源單元中，繼電器Jl的一個常開觸點與交流接 觸器IC的線圈串聯(lián)，繼電器J2的一個常開觸點與交流接觸器2C的線圈串聯(lián)，繼電器J2 的一個常閉觸點、繼電器J3的一個常開觸點與交流接觸器3C的線圈串聯(lián)，繼電器J4的 一個常開觸點與電磁閥DF串聯(lián)。[0020]本實施例中，振蕩延時模塊A (見圖4中的IC1)和振蕩延時模塊B (見圖4 中的IC2)所使用的芯片是CD4060，IC1和IC2的9腳.10腳.11.腳是由RC構(gòu)成的振蕩電路，改變振蕩頻率需調(diào)整Wl或W2。與非門邏輯模塊所使用的芯片是CD4011，起到 轉(zhuǎn)換邏輯電平和邏輯狀態(tài)的關鍵作用。雙向模擬開關模塊所使用的芯片是CD4066，用作 模擬或數(shù)字信號的多路傳輸。啟停按鈕模塊包括停止按鈕A2、啟動按鈕Al和卸荷開關 A3。三極管開關模塊包括Qp Q2> Q3> Q4、Q5> (^和仏。運行狀態(tài)指示燈模塊包括 電源指示ED1、開機指示ED2、加載指示ED3、運轉(zhuǎn)指示ED4、Y型運轉(zhuǎn)指示ED5、Δ 型運轉(zhuǎn)指示ED6和表示空載運行時間過長的空久指示ED7。繼電器模塊包括開機電源控 制繼電器J、控制主交流接觸器IC的繼電器Jl、控制電動機Δ型運轉(zhuǎn)交流接觸器2C的繼 電器J2、控制電動機Y型運轉(zhuǎn)交流接觸器3C的繼電器J3和控制電磁閥DF的繼電器J4。[0021]本實用新型的工作原理如圖4所示[0022]一.啟動空氣壓縮機[0023]1.按下Al啟動按鈕，芯片IC4-I的5腳和IC4_2的6 (原文中為5腳，是否應 為6腳？)腳分別得電，IC4-I和IC4_2的模擬開關3，9 (圖中顯示為6腳，是否應為9 腳？)腳和4，8腳接通。導通路徑一路是由電源端VDD —IC4的3，9腳一IC4的4，8腳一R5 — IC4的5，6腳鎖住當前狀態(tài)；其另一路由IC4的4腳，8腳一Rl — Q6基極 —Q6導通一繼電器J線圈得電，J常開觸點閉合，Vdd電壓送入控制電路單元。[0024]2.控制電路單元得電后，當空氣壓縮機工作壓力低于壓力開關的上限設定值 時，其壓力開關常閉觸點是閉合的，于是，由VDD —J—壓力開關常閉觸點一D12 —IR1 和IR3分別得電，一路由—C^1基極，另一路由1R3 —Q2基極，從而(^和<32同時導 通一繼電器J 1和J 3同時閉合，使主交流接觸器IC和Y型交流接觸器3C同時閉合， 空氣壓縮機進入減壓運行狀態(tài)并延時8 1 O秒。[0025]3.延時時間是由I C ！擔任的，在Q ！沒有導通時，Q ！的集電極(A)點電壓 = VDD電壓，這一電壓通過D4送至IC1W 12腳使芯片IC1復位，處于待命狀態(tài)。當Q i導通一繼電器J1吸合一Q 集電極(A)點電壓趨近于O V。則I C1的第1 2腳電 壓隨之下降為O V，ICl開始振蕩。[0026]4. IC1開始振蕩時的1腳、2腳和3腳的工作狀態(tài)分別是[0027](1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)[0028]O O 0 — 1 O 0 — 0 1 0 — 1 1 0 — 0 O 1 — 1 O 1 — 0 1 1[0029]為了便于分析電路以上標明了 I C工的3個管腳的七種狀態(tài)。[0030]5.當I C工振蕩電路工作后運行到第(3)種狀態(tài)時，即1(:^9 2腳輸出高電平， 通過一D1 — 3R5 — Q4b — Q4導通一Q2截止，Q2截止后繼電器J3釋放一Y型交流接觸器 3C釋放，另外通過0工一1R5 —Q3B—繼電器J2導通一Δ型交流接觸器2C吸合，電動機 進入正常運轉(zhuǎn)，該電路也通過IC1W 2腳一Di —D2^lR1鎖存當前的狀態(tài)，為下一步停 機延時過程做好準備。[0031]6.此時的IC1振蕩器依然工作，這一階段是加載延時階段當IC1運行到第(4) 種狀態(tài)時I C i的1腳(高電平)一D1 — I C 的1腳與I C 的2腳均為高電平 —I C η的3腳輸出低電平一D6 - I C 3_2的輸入端(5腳與6腳)一I C 3_2的4腳(輸出高電平)一D8—I C工的9腳，與此同時另一路也通過I C 3_2的4腳(高電平) —I C 3_3的9腳也是高電平。I C 3-3的8腳是高電平，它的路徑是壓力開關高電平狀 態(tài)一D13 — I C 3-3的8腳，這時I C 3-3的8腳與9腳均為高電平一I C 3_3的10腳(低電平)一I C 3-4的12與13腳一I C 3_4的11腳(高電平)，此時一路通過IR7進入Q5的 基極Q5導通，繼電器J4吸合，這時電磁閥DF得電導通，壓縮機進入加載狀態(tài)，由I C 3_4 的11腳引出的另一路通過Dltl進入I 02的12腳，這時的I 02處于清零的狀態(tài)待命計 時。[0032]6.上述狀態(tài)是從空氣壓縮機的啟動開始至進入加載運行狀態(tài)，隨著壓力的升高, 當壓力上升到與壓力開關的整定值相等時，壓力信號為零。此時由于I C 3_2的4腳仍維 持在高電平狀態(tài)之下，I C工的9腳也為高電平，所以I C工的輸出狀態(tài)不變，從而(^1和 Q2的狀態(tài)不變，繼電器Jl和J2仍在閉合狀態(tài)，空壓機主機還在運轉(zhuǎn)。[0033]7.由于壓力開關的信號為零，經(jīng)D13至I C 3_3的8腳點位也為零電位，I C 3_3 的第10腳輸出高電位一D9 — I C 3-4的12腳與13腳一I C 3_4的11腳輸出為低電平， 該低電平一路經(jīng)Dltl至I C 2的12腳，使其12腳的電位為零，I C 2的振蕩電路開始起 振，IC2計時開始，由I C 3_4的11腳輸出的另一路是經(jīng)IR7 — Q5的b結(jié)，因I C 3-4 的11腳輸出為零，所以Q5截至。繼電器J4的線圈失電釋放，電磁閥DF動作，空氣壓 縮機進入卸荷狀態(tài)。隨著用氣量的使用消耗，壓力在不斷的下降，當壓力開關下降到等 于下限整定值時，停止卸荷，空氣壓縮機進入加載狀態(tài)。[0034]8.在空氣壓縮機進入卸荷狀態(tài)的同時，由于I C 2的12腳的電位為零，I C 2振 蕩電路工作，I c 2開始計時，當計時的時間接近于設置時間時，102的2腳輸出高電 位，發(fā)光管ED7點亮提示空車時間過久，如果在此期間沒有加載信號的到來，102的 3腳出現(xiàn)高電平，該高電平將通過二極管D5 — I C 3_2的5、6腳一I C 3_2的4腳(低電 平)，由此破壞了 I C i的鎖存狀態(tài)，I C工在原狀態(tài)下開始振蕩，當I C i運行到上述第 4條I C i的管腳輸出狀態(tài)的第(5)種狀態(tài)時，繼電器^和·^同時釋放，導致交流接觸 器IC和2C也同時釋放，電動機停止運轉(zhuǎn)，空氣壓縮機處于待機狀態(tài)。在待機狀態(tài)下， 供氣系統(tǒng)一旦壓力下降，需要補充氣體時電動機立即啟動并投入到加載狀態(tài)。[0035]二.空氣壓縮機的停機[0036]1.按下停止按鈕A2，I C 4_3的13腳高電位一I C 4_3的1腳一I C 4_3的2腳， 同時I C 4_3的10腳和11腳也被接通，以下有兩種狀態(tài)發(fā)生[0037]⑴空氣壓縮機正在卸荷狀態(tài)，如卸荷狀態(tài)B點電位為高電位并通過 D11 — R3 — Q7的B結(jié)一Q7導通一Q6截止一繼電器J釋放一J1和J2同時釋放，空氣壓縮 機停止運轉(zhuǎn)。[0038]⑵空氣壓縮機正在加載狀態(tài)，I C 4_4的11腳經(jīng)一D7 (高電位)一I C 3_2的 5、6腳一I C 3-2的4腳(低電位)一I C 3_3的10腳(高電位)一經(jīng)D9 — I C 3_4的12 和13腳一I C 3_4的11腳(低電位)一IR7 — Q5截止一J4 (釋放)一卸荷。[0039]另外由于I C 3_2的4腳(低電位)經(jīng)二極管D8后使I C工的9腳鎖存電壓被解 除，101開始啟動計時，當I C1運行到上述第4條I C1的管腳輸出狀態(tài)的第(5)種 狀態(tài)時，繼電器J1和J2同時釋放，導致交流接觸器IC和2C也同時釋放，電動機停止運 轉(zhuǎn)。[0040]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，利用CMOS控制電路單元進行邏輯控制，只 需要四個繼電器既可以實現(xiàn)電動機的自動啟停及電磁閥的自動開合，整個控制過程自動 化程度高。同現(xiàn)有技術相比，節(jié)省了全部的時間繼電器和中間繼電器，線纜減少了百分之九十，使電控箱的體積大大的縮小，方便了維修以及故障點的判斷。
權利要求1.一種空氣壓縮機用電控裝置，包括殼體，在殼體內(nèi)安裝控制電路單元和電源單 元，控制電路單元連接殼體上嵌裝的運行狀態(tài)指示燈模塊、啟停按鈕模塊和多個接線端 子，其特征在于所述控制電路單元包括雙向模擬開關模塊、與非門邏輯模塊、三極管 開關模塊、振蕩延時模塊A、振蕩延時模塊B和繼電器模塊，振蕩延時模塊A的第一路連 接三極管開關模塊的第一端口，振蕩延時模塊A的第二端口連接與非門邏輯模塊的第一 端口，振蕩延時模塊A的第三端口連接振蕩延時模塊B的第一端口，振蕩延時模塊B的 第二路連接與非門邏輯模塊的第二端口，與非門邏輯模塊的第三端口連接雙向模擬開關 模塊的第一端口，雙向模擬開關模塊的第二端口連接啟停按鈕模塊，與非門邏輯模塊的 第四端口連接三極管開關模塊的第二端口，三極管開關模塊的第三端口連接雙向模擬開 關模塊的第三端口，三極管開關模塊的第四端口連接運行狀態(tài)指示燈模塊，三極管開關 模塊的第六端口通過接線端子連接壓力開關，三極管開關模塊的第五端口連接繼電器模 塊的一端，繼電器模塊的另一端通過接線端子分別連接三個交流接觸器和電磁閥。
2.根據(jù)權利要求1所述的空氣壓縮機用電控裝置，其特征在于所述電源單元包括 降壓模塊、橋式整流模塊和穩(wěn)壓模塊，降壓模塊的一端連接市電，降壓模塊的另一端連 接橋式整流模塊的一端，橋式整流模塊的另一端連接穩(wěn)壓模塊，穩(wěn)壓模塊的另一端連接 控制電路單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的空氣壓縮機用電控裝置，其特征在于所述振蕩延時模塊A 和振蕩延時模塊B所使用的芯片是CD4060。
4.根據(jù)權利要求1所述的空氣壓縮機用電控裝置，其特征在于所述與非門邏輯模 塊所使用的芯片是CD4011。
5.根據(jù)權利要求1所述的空氣壓縮機用電控裝置，其特征在于所述雙向模擬開關 模塊所使用的芯片是CD4066。
專利摘要本實用新型涉及一種空氣壓縮機用電控裝置，包括殼體，在殼體內(nèi)安裝控制電路單元和電源單元，控制電路單元連接殼體上嵌裝的運行狀態(tài)指示燈模塊、啟停按鈕模塊和多個接線端子，其特征在于所述控制電路單元包括雙向模擬開關模塊、與非門邏輯模塊、三極管開關模塊、振蕩延時模塊A、振蕩延時模塊B和繼電器模塊。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，控制過程自動化程度高，節(jié)省了全部的時間繼電器和中間繼電器，線纜減少了百分之九十，使電控箱的體積大大的縮小，方便了維修以及故障點的判斷，是一種運行可靠性高、低功耗、節(jié)能環(huán)保的空氣壓縮機用電控裝置。
文檔編號F04B49/06GK201802606SQ20102055424
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權日2010年10月9日
發(fā)明者尹明, 王世春 申請人:天津埃斯福林空壓機有限公司