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1、一、空壓機在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用??諌簷C的種類有很多,有活塞式空壓機、螺桿式空壓機、離心式空壓機,但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。該供氣控制方式雖然原理簡單、操作簡便,但存在能耗高,進氣閥易損壞、供氣壓力不穩(wěn)定等諸多問題。隨著社會的發(fā)展和進步,高效低耗的技術已愈來愈受到人們的關注。在空壓機供氣領域能否應用變頻調(diào)速技術,節(jié)省電能同時改善空壓機性能,提高供氣品質(zhì)就成為我們關心的一個話題。2、空壓機工作原理目前空壓機上都采用兩點式控制(上、下限控制或啟停式控制(小型空氣壓縮機,也就是當壓縮氣體氣缸內(nèi)壓力達到設定值上限時,空壓機通過本身氣壓或油壓關閉進氣閥,小型空氣壓縮機則停機。當壓

2、力下降到設定值下限時,空壓機打開進氣閥,小型空壓機則又啟動。傳統(tǒng)的控制方式容易對電網(wǎng)造成沖擊,對空壓機本身也有一定的損害,當用氣量頻繁波動時,尤其明顯。正常工作情況下,空氣被壓縮到儲氣罐??諌簷C各點的檢測(包括壓縮空氣溫度、壓力,鏍桿溫度、冷卻水壓力、溫度和油壓、油溫等等和整體控制由主控制單板機控制。當空壓機出口壓力達到設定值上限時,通過油壓分路閥關閉進氣口,同時打開內(nèi)循環(huán)管路,作自循環(huán)運行。此時用氣單位繼續(xù)用氣。當壓力下降到設定值下限時,油壓分路閥關閉循環(huán)管路,打開空氣進口,空氣又由過濾器經(jīng)壓縮到儲氣罐中。在靜態(tài),原起動方式(Y-,及加載、卸載時對電網(wǎng)供配電設備及鏍桿都會造成極大的沖擊。尤其

3、是能源的嚴重浪費。主電機轉速下降,軸功率將下降很多。節(jié)能潛力相當大。變頻節(jié)能的效果是十分顯著的,特別是調(diào)節(jié)范圍大的系統(tǒng)及設備,通過實際應用可以直觀的看出在流量變化時只要對轉速(頻率稍作改變就會使軸功率有更大程度上的改變,就因有此特點使得變頻調(diào)速(節(jié)能方式成為一種趨勢并且不斷深入的應用于各行業(yè)及其各種調(diào)整領域。3、加、卸載供氣控制方式存在的問題3.1耗能分析我們知道,加、載控制方式使得壓縮氣體的壓力在PminPmax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,Pmin、Pmax之間關系可以用下式來表示:CPmax=(1+Pmin 是一個百分數(shù),其數(shù)值大致在1

4、0% 25%之間。而若采用變頻調(diào)速技術可連續(xù)調(diào)節(jié)供氣量的話,則可將管網(wǎng)壓力始終維持在能滿足供氣壓力上,即Pmin附近。由此可知,在加、卸載供氣控制方式下的空壓機較之變頻系統(tǒng)控制下的空壓機,所浪費的能量主要在2個部分:(1壓縮空氣壓力超過Pmin所消耗的能量在壓力達到Pmin后,原控制方式?jīng)Q定其壓力會繼續(xù)上升(直到Pmax。這一過程同樣是一個耗能過程。(2卸載時調(diào)節(jié)方法不合理所消耗的能量通常情況下,當壓力達到Pmax時,空壓機通過如下方法來降壓卸載:關閉進氣閥使電機處于空轉狀態(tài),同時將分離罐中多余的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調(diào)節(jié)方法要造成很大的能量浪費。3.2其它不足之處(1靠機械方式調(diào)節(jié)進氣

5、閥,使供氣量無法連續(xù)調(diào)節(jié),當用氣量不斷變化時,供氣壓力不可避免地產(chǎn)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(diào)節(jié)進氣閥,會加速進氣閥的磨損,增加維修量和維修成本。(2頻繁采用打開和關閉放氣閥,放氣閥的耐用性得不到保障。4、恒壓供氣控制方案的設計針對原有供氣控制方式存在的諸多問題,經(jīng)過上述分析,應用變頻調(diào)速技術進行恒壓供氣。通過壓力變送器采集實際壓力P送給PID智能調(diào)速器,與壓力設定值P0作比較,并根據(jù)差值的大小按既定的PID控制模式進行運算,產(chǎn)生控制信號送變頻調(diào)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

6、,并保留原有的控制和保護系統(tǒng),另外,采用該方案后,空壓機電機從靜止到旋轉工作可由變頻器來啟動,實現(xiàn)了軟啟動,避免了啟動沖擊電流和啟動給空壓機帶來的機械沖擊。5、技術指標和配置磁場定向矢量控制,電機變量完全解耦,電流閉環(huán)。采用美國TI公司最新款高性能32位電機控制專用DSP,高速完成復雜準確的控制算法,國內(nèi)首家產(chǎn)品化應用。調(diào)速精度:0.01HZ調(diào)速范圍:0.5-600.00HZ沖擊負載:180%電機額定轉矩,2秒內(nèi)不跳脫。低頻轉矩:0.5Hz,150%額定轉矩輸出。150%額定轉矩加速和減速。內(nèi)置多功能組合數(shù)字PID調(diào)節(jié)器。內(nèi)置標準485數(shù)據(jù)接口??删幊涕_關量輸入端口:8位,輸出端口:2位,???/p>

7、編程繼電器輸出端口:1路,常開/常閉可選??删幊棠M量輸入端口:4通道,輸出端口:1通道。電壓可設定電源:1路。端子控制電源:1路。獨立風道、無觸點軟啟動開關、低電感直流母線排高可靠性設計。6、改造效果(1整套改造裝置并不改變空壓機原有控制原理,也就是說原空壓機系統(tǒng)保護裝置依然有效。并且工頻/變頻切換采用了電氣及機械雙重聯(lián)鎖,從而大大的提高了系統(tǒng)的安全、可靠性。(2空壓機改造工程安裝完畢后,一次試車成功,運行穩(wěn)定,空壓機振動和噪聲大減低。(3除緩沖缸壓力在部分頻率時增大0.2公斤外,油壓、油溫及各點的檢測數(shù)據(jù)均在安全數(shù)值內(nèi)被優(yōu)化。(4變頻改造后,起動為軟起動,運行時無卸載和加載沖擊電流現(xiàn)象,空壓機本身的機械性沖擊大大減小。(5在保證管網(wǎng)供氣的情況下,電流大大降低,基本不出現(xiàn)滿載現(xiàn)象,一般在40Hz 左右

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