科陸高壓變頻器在空壓機上的應用

空壓機加、卸載供氣控制方式存在的電能浪費

2（1）交流異步電動(dòng)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(wèn)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(lái)回變化。Pmin是最低壓力值，即能夠保證用戶(hù)正常工作的最低壓力。一般情況下，Pmax、Pmin之間關(guān)系可以用下式來(lái)表示:

Pmax＝(1＋δ)Pmin

δ是一個(gè)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(gè)部分:

(1) 加載時(shí)的電能消耗

　　在壓力達到最小值后，原控制方式?jīng)Q定其壓力會(huì )繼續上升直到最大壓力值。在加壓過(guò)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，高于壓力最大值的氣體在進(jìn)入氣動(dòng)元件前，其壓力需要經(jīng)過(guò)減壓閥減壓,這一過(guò)程同樣是一個(gè)耗能過(guò)程。另外，空壓機本身通過(guò)檢測壓力，自動(dòng)調節進(jìn)氣門(mén)，一部分能量消耗在進(jìn)氣門(mén)上。

(2) 卸載時(shí)電能的消耗

　　當壓力達到壓力最大值時(shí)，空壓機通過(guò)如下方法來(lái)降壓卸載:關(guān)閉進(jìn)氣閥使電機處于空轉狀態(tài)，同時(shí)將分離罐中多余的壓縮空氣通過(guò)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(shí)的能耗約占空壓機滿(mǎn)載運行時(shí)的10%～25%(這還是在卸載時(shí)間所占比例不大的情況下)。換言之，該空壓機20%的時(shí)間處于空載狀態(tài)，在作無(wú)用功。很明顯在自動(dòng)調節進(jìn)氣門(mén)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(jìn)氣閥，使供氣量無(wú)法連續調節，當用氣量不斷變化時(shí)，供氣壓力不可避免地產(chǎn)生較大幅度的波動(dòng)。用氣精度達不到工藝要求。再加上頻繁調節進(jìn)氣閥，會(huì )加速進(jìn)氣閥的磨損，增加維修量和維修成本。

　　(2) 頻繁采用打開(kāi)和關(guān)閉放氣閥，放氣閥的耐用性得不到保障。

三、 恒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恒壓控制

　　針對原有供氣控制方式存在的諸多問(wèn)題，采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(jìn)行恒壓供氣控制。采用這一方案時(shí)，我們可以把管網(wǎng)壓力作為控制對象，壓力變送器將儲氣罐的壓力P轉變?yōu)殡娦盘査徒oPID智能調節器，與壓力設定值P0作比較，并根據差值的大小按既定的PID控制模式進(jìn)行運算，產(chǎn)生控制信號送變頻調速器VVVF，通過(guò)變頻器控制電機的工作頻率與轉速，從而使實(shí)際壓力P始終接近設定壓力P0。同時(shí)，該方案可增加工頻與變頻切換功能，并保留原有的控制和保護系統，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(lái)啟動(dòng)，實(shí)現了軟啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)沖擊電流和啟動(dòng)給空壓機帶來(lái)的機械沖擊。