科陸高壓變頻器在空壓機上的應用

2021-01-08 電子產品世界

空壓機加、卸載供氣控制方式存在的電能浪費

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/162824.htm

2（1）交流異步電動機的轉速公式為:

n=60f(1-s)/p

其中 n—電機轉速 f—運行頻率;

p—電機極對數 s—轉差率;

2（2） 空壓機加、卸載供氣控制方式存在的問題

2.1 能耗分析

加、卸載控制方式使得壓縮氣體的壓力在Pmin～Pmax之間來回變化。Pmin是最低壓力值，即能夠保證用戶正常工作的最低壓力。一般情況下，Pmax、Pmin之間關係可以用下式來表示:

Pmax＝(1＋δ)Pmin

δ是一個百分數，其數值大致在15%～30%之間。

　　在加、卸載供氣控制方式下的空壓機，所浪費的能量主要在2個部分:

(1) 加載時的電能消耗

　　在壓力達到最小值後，原控制方式決定其壓力會繼續上升直到最大壓力值。在加壓過程中,一定要向外界釋放更多的熱量，從而導致電能損失。另一方面，高於壓力最大值的氣體在進入氣動元件前，其壓力需要經過減壓閥減壓,這一過程同樣是一個耗能過程。另外，空壓機本身通過檢測壓力，自動調節進氣門，一部分能量消耗在進氣門上。

(2) 卸載時電能的消耗

　　當壓力達到壓力最大值時，空壓機通過如下方法來降壓卸載:關閉進氣閥使電機處於空轉狀態，同時將分離罐中多餘的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調節方法要造成很大的能量浪費。據我們測算，空壓機卸載時的能耗約佔空壓機滿載運行時的10%～25%(這還是在卸載時間所佔比例不大的情況下)。換言之，該空壓機20%的時間處於空載狀態，在作無用功。很明顯在自動調節進氣門與加卸載供氣控制方式下，空壓機電機存在很大的節能空間。

2.2 其它不足之處

　　(1)靠機械方式調節進氣閥，使供氣量無法連續調節，當用氣量不斷變化時，供氣壓力不可避免地產生較大幅度的波動。用氣精度達不到工藝要求。再加上頻繁調節進氣閥，會加速進氣閥的磨損，增加維修量和維修成本。

　　(2) 頻繁採用打開和關閉放氣閥，放氣閥的耐用性得不到保障。

三、 恆壓供氣控制方案的設計

電機型號:Y450-2

功率因數:0.87

額定電壓:10KV

額定電流:35.1A

額定功率:500KW

額定轉速:2975rpm

空氣壓縮機

額定流量:120 m3/min

額定壓力:0.3MPa

變頻器: 深圳市科陸變頻器有限公司CL2700-10-0630-9QY高壓變頻器

控制模式：PID恆壓控制

　　針對原有供氣控制方式存在的諸多問題，採用深圳科陸變頻器有限公司CL2700系列高壓變頻調速器對上述空壓機進行恆壓供氣控制。採用這一方案時，我們可以把管網壓力作為控制對象，壓力變送器將儲氣罐的壓力P轉變為電信號送給PID智能調節器，與壓力設定值P0作比較，並根據差值的大小按既定的PID控制模式進行運算，產生控制信號送變頻調速器VVVF，通過變頻器控制電機的工作頻率與轉速，從而使實際壓力P始終接近設定壓力P0。同時，該方案可增加工頻與變頻切換功能，並保留原有的控制和保護系統，另外，採用該方案後，空壓機電機從靜止到旋轉工作可由變頻器來啟動，實現了軟啟動，避免了啟動衝擊電流和啟動給空壓機帶來的機械衝擊。


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