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變頻器在空壓機節(jié)能改造方案

    壓縮機在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的很多部分中應(yīng)用極廣,特別是在紡織、化工、動力等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備,是很多產(chǎn)業(yè)部分工藝流程中的核心設(shè)備。提供自動化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力,是生產(chǎn)流程順暢之要素,瞬間的壓降,即會影響產(chǎn)品品質(zhì)。隨著變頻技術(shù)的成熟,變頻器在電氣傳動領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛。其控制方式的多樣性、完善的電機保護(hù)功能以及其特有的優(yōu)點是目前在工控領(lǐng)域其它無可相比的。 

一﹑螺桿式空壓機的工作原理
    螺桿式空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個過程。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時,螺桿與殼體的齒溝相互嚙合,空氣由進(jìn)氣口吸進(jìn),同時也吸進(jìn)機油,由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動將吸進(jìn)的油氣密封并向排氣口輸送;在輸送過程中齒溝嚙合間隙逐漸變小,油氣受到壓縮;當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時,較高壓力的油氣混合氣體排出機體。 

二﹑壓縮氣供氣系統(tǒng)組成及空壓機控制原理
壓縮氣供氣系統(tǒng)組成:
    工廠空氣壓縮氣供氣系同一般由空氣壓縮機、冷干機、過濾器、儲氣罐、管路、閥門和用氣設(shè)備組成。

空氣壓縮機的控制原理:
    在工廠的空氣壓縮機控制系統(tǒng)中, 普遍采用后端管道上安裝的壓力繼電器來控制空氣壓縮機的運
行??諌簷C啟動時,加載閥處于不工作態(tài),加載氣缸不動作,空壓機頭進(jìn)氣口封閉,電機空載啟動。當(dāng)空氣壓縮機啟動運行后, 假如后端設(shè)備用氣量較大, 儲氣罐和后端管路中壓縮氣壓力未達(dá)到壓力上限
值,則控制器動作加載閥,打開進(jìn)氣口,電機負(fù)載運行,不斷地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣。假如后端用氣設(shè)備停止用氣,后端管路和儲氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高,當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時,壓力控制器發(fā)出卸載信號,加載閥停止工作,進(jìn)氣口封閉,電機空載運行。

三﹑螺桿式空氣壓縮機變頻改造
空壓機工頻運行和變頻運行的比較:
    空壓機電機功率一般較大,啟動方式多采用空載(卸載)星-三角啟動,加載和卸載方式都為瞬時。這使得空壓機在啟動時會有較大的啟動電流,加載和卸載時對設(shè)備機械沖擊較大;不光引起電源電壓波動,也會使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動;同時這種運行方式還會加速設(shè)備的磨損,降低設(shè)備的使用年限。由于一般空氣壓縮機的拖動電機本身不能調(diào)速,因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配,電機不答應(yīng)頻繁啟動,導(dǎo)致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行,電能浪費巨大。
對空壓機進(jìn)行變頻改造,能夠使電機實現(xiàn)軟起軟停,減小啟動沖擊,延長設(shè)備使用年限;同時由于電機運行頻率可變,實現(xiàn)了空壓機根據(jù)用氣量的大小自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速,減少了電機頻繁的加載和卸載,從而較大幅度減小電動機的運行功率,使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定,便可以實現(xiàn)節(jié)能的目的。

四﹑變頻改造方案設(shè)計原則
根據(jù)原工況存在的題目并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求,空壓機變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:
·電機變頻運行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定,壓力波動范圍不能超過±0.02Mpa。
·系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路。
·根據(jù)空壓機的工況要求,系統(tǒng)應(yīng)保障電動機具有恒轉(zhuǎn)矩運行特性一。
·為了防止非正弦波干擾空壓機控制器,變頻器輸進(jìn)端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。
·在用電氣量小的情況下,變頻器處在低頻運行時,應(yīng)保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過答應(yīng)的范
  圍。
·生產(chǎn)工藝要求,變頻改造后,適當(dāng)降低壓縮氣供氣系統(tǒng)的供氣壓力,將原來的高壓變流量供氣改變?yōu)?
  變頻恒壓變流量供氣方式。

五﹑變頻器的選型
    根據(jù)上述原則,選擇廣州三晶電氣SAJ系列通用型變頻器,裝有工變頻切換裝置,只需加一只壓力變送器即可組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器反饋的氣壓信號直接送進(jìn)變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸進(jìn)口,而壓力設(shè)定可以使用變頻器的鍵盤設(shè)定,使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。

SAJ變頻器特點:
·采用32位電機控制專用微處理器,高精度頻率輸出
·新奇的功率累計功能,觀察節(jié)能效果更直觀方便。
·內(nèi)置RS-485接口,可計算機聯(lián)網(wǎng)控制。多信號輸進(jìn),內(nèi)置簡易PLC, 自動化控制更方便。 
·載波頻率可調(diào),靜音運行。
·控制方式多樣化,通用性強。
·內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能,閉環(huán)控制簡單低速額定轉(zhuǎn)矩輸出,運行穩(wěn)定。
·鍵盤操縱方便,可在運行時在線調(diào)整和設(shè)定有關(guān)參數(shù)。
·低頻轉(zhuǎn)矩輸出180% .低頻運行特性良好.
·輸出頻率最大600HZ,可控制高速電機
·全方位的偵測保護(hù)功能(過壓、欠壓、過載)瞬間停電再起 動, 
·加速、減速、動轉(zhuǎn)中失速防止等保護(hù)功能
·減速停止成自然停止,自動復(fù)回,直流制動

    多樣的變頻器運行狀態(tài)參數(shù)顯示,對控制信號和負(fù)載運行狀況一目了然。在進(jìn)行變頻改造時我們將盡量保持原有設(shè)備主電路和控制電路的完整性,對其電路不作改動;這有利于在變頻器發(fā)生故障或是檢驗時,空壓機可以很方便地改動回到原有的控制方式上往,這保證了空壓機在變頻和工頻狀態(tài)下都可以運行。

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本文標(biāo)簽:變頻器在空壓機節(jié)能改造方案
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