• 南京歐陸電氣股份有限公司
    公司郵箱  |  中文  |  EN

     EV100在空壓機上的應用

    空壓機概況

       空壓機,全名為空氣壓縮機,是一種工礦企業(yè)中最常用的空氣動(dòng)力提供設備。通常,空壓機分為螺桿式空壓機、活塞式空壓機等。

    螺桿式空壓機工作原理

    螺桿式空壓機是由一對相互平行合的陰陽(yáng)轉子(或稱(chēng)螺桿)在氣缸內轉動(dòng),使轉子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化,空氣則沿著(zhù)轉子軸線(xiàn)由吸入側輸送至輸出側,實(shí)現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過(guò)程??諌簷C的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉子的槽陽(yáng)轉子齒被主電機驅動(dòng)而旋轉。

    活塞式空壓機工作原理

    活塞式空壓機是由電動(dòng)機帶動(dòng)皮帶輪通過(guò)聯(lián)軸器直接驅動(dòng)曲軸,帶動(dòng)連桿與活塞桿,使活塞在壓縮機氣缸內作往復運動(dòng),完成吸入、壓縮、排出等過(guò)程,將無(wú)壓或低壓氣體升壓,并輸出到儲壓罐內。其中,活塞組件,活塞與汽缸內壁及汽缸蓋構成容積可變的工作腔,在曲柄連桿帶動(dòng)下,在汽缸內作往復運動(dòng)以實(shí)現汽缸內氣體的壓縮。

    空壓機系統控制

    空壓機主電機運行方式為星-壓起動(dòng)后全壓運行,供氣系統具體工作流程為:當按下啟動(dòng)按鈕,控制系統接通啟動(dòng)器線(xiàn)圈并打開(kāi)斷油閥,空壓機在卸載模式下啟動(dòng),這時(shí)進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置,而放氣閥打開(kāi)以排放油氣分離器內的壓力。等降壓n(由時(shí)間繼電器控制)后空壓機開(kāi)始加載運行,系統壓力開(kāi)始上升。如果系統壓力上升到壓力開(kāi)關(guān)上限值,即起跳壓力,控制器使進(jìn)氣閥關(guān)閉,油氣分離器放氣,壓縮機空載運行,直到系統壓力到壓力開(kāi)關(guān)下限值后,即回跳壓力下,控制器使進(jìn)氣閥打開(kāi),油氣分離器放氣閥關(guān)閉,壓縮機打開(kāi),油氣分離器放氣閥關(guān)閉,壓縮機滿(mǎn)載運行。  

    空壓機系統節能分析

    在管道供氣系統中,最基本的控制對象是流量,供氣系統的基本任務(wù)就是要滿(mǎn)足用戶(hù)對流量的需求。目前,常見(jiàn)的氣體流量控制方式有加、卸載供氣控制方式和轉速控制方式兩種。

     加、卸載供氣控制

    加、卸載供氣控制方式即為進(jìn)氣閥開(kāi)關(guān)控制方式,即壓力達到上限時(shí)關(guān)閥,壓縮機進(jìn)人輕載運行;壓力抵達下限時(shí)開(kāi)閥,壓縮機進(jìn)入滿(mǎn)載運行。

    由于空壓機不能排除在滿(mǎn)負荷狀態(tài)下長(cháng)時(shí)間運行的可能性,所以只能按最大需要來(lái)決定電動(dòng)機的容量,設計余量一般偏大。工頻起動(dòng)設備時(shí)的沖擊大,電機軸承的磨損大,所以設備維護量大。雖然都是降壓?jiǎn)?dòng),但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大,會(huì )影響電網(wǎng)的穩定及其它用電設備的運行安全,而且大多數是連續運行,由于一般空氣壓縮機的拖動(dòng)電機本身不能調速,因此就不能直接使用壓力或流量的變動(dòng)來(lái)實(shí)現降速調節輸出功率的匹配,電機不允許頻繁啟動(dòng),導致在用氣量少的時(shí)候電機仍然要空載運行,電能浪費巨大。
      經(jīng)常卸載和加載導致整個(gè)氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化,不能保持恒定的工作壓力延長(cháng)壓縮機的使用壽命??諌簷C的有些調節方式(如調節閥門(mén)或調節卸載等方式)即使在需要流量較小的情況下,由于電機轉速不變,電機功率下降幅度比較小?!?/font>

    轉速控制

    即通過(guò)改變空壓機的轉速來(lái)調節流量,而閥門(mén)的開(kāi)度保持不變(一般保持最大開(kāi)度)。當空壓機轉速改變時(shí),供氣系統的揚程特性隨之改變,而管阻特性不變。

    在這種控制方式下,通過(guò)變頻調速技術(shù)改變空壓機電機的轉速,空壓機的供氣流量可隨著(zhù)用氣流量的改變而改變,達到真正的供需平衡,在節能的同時(shí),也可使整個(gè)系統達到最佳工作效率。變頻器基于交一直一交電源變換原理,可根據控制對象的需要輸出頻率連續可調的交流電壓。電動(dòng)機轉速與電源頻率成正比,因此,用變頻器輸出頻率可調的交流電壓作為空壓機電動(dòng)機的電源電壓,可方便地改變空壓機的轉速。

    空壓機系統節能原理

    采用變頻器控制空壓機的轉速以達到節能是一種較為科學(xué)的控制方法。根據空壓機運行特性知:

    Q1 / Q2 = n1 / n2

    H1 / H2 = n1 / n22

    P1 / P2 = n1 / n23

    式中 Q———空壓機供給管網(wǎng)風(fēng)量;

    H———管網(wǎng)壓力;

    P———電機消耗功率;

    n———空壓機轉速。

    由上式可知,當電機轉速降至額定轉速的80%,則空壓機供給管網(wǎng)風(fēng)量降為80%,管網(wǎng)壓力降為(80%2,電機消耗功率則降為(80%3,即51.2%,去除電機機械損耗和電機銅、鐵損耗等影響,節能效率也接近40%,這就是調速節能的原理所在。

    長(cháng)期實(shí)踐證明,在供氣系統中接入變頻節能系統,利用變頻技術(shù)改變空壓機轉速來(lái)調節管道中的流量,以取代閥門(mén)調節方式,能取得明顯的節能效果,一般節電率都在30%以上。另外,變頻器的軟啟動(dòng)功能及平滑調速的特點(diǎn)可實(shí)現對流量的平穩調節,同時(shí)減少啟動(dòng)沖擊并延長(cháng)機組及管組的使用壽命。

    █  空壓機變頻改造方案

    空壓機變頻改造注意事項

      1)空壓機是大轉動(dòng)慣量負載,這種啟動(dòng)特點(diǎn)就很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動(dòng)時(shí)出現跳過(guò)流保護的情況,建議選用具有高啟動(dòng)轉矩的無(wú)速度傳感器矢量變頻器,保證即能實(shí)現恒壓供氣連續性,又保證設備可靠穩定的運行;

      2)空壓機不允許長(cháng)時(shí)間在低頻下運行,當空壓機的轉速過(guò)低,一方面將使空壓機的工作穩定性變差,另一方面也使缸體的潤滑變差,會(huì )加快磨損。所以工作的下限頻率應不低于20Hz;

      3)為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分量,減小因高次諧波引起的電磁干擾,建議選用輸出交流電抗器,還可以減小電機運行噪音和溫升,提高電動(dòng)機的穩定性。

    恒壓供氣節能原理

    如上所述,流量是供氣系統的基本控制對象,供氣流量需要隨時(shí)滿(mǎn)足用氣流量。在供氣系統中,儲氣管中的氣壓能夠充分反映供氣能力與用氣需求之間的關(guān)系:

      供氣流量 > 用氣流量   →   儲氣管氣壓上升

      供氣流量 < 用氣流量   →   儲氣管氣壓下降

      供氣流量 = 用氣流量   →   儲氣管氣壓不變

    所以,保持管道中的氣壓恒定,就可保證該處供氣能力恰好滿(mǎn)足用氣需求,這就是恒壓供氣系統所要達到的目的。

    空氣壓縮機采用變頻調速技術(shù)進(jìn)行恒壓供氣控制時(shí),系統原理框圖如圖1所示。

    kyj1.png 

    變頻調速系統將管網(wǎng)壓力作為控制對象,裝在儲氣管出氣口的壓力變送器將儲氣罐的壓力轉變?yōu)殡娦盘査徒o變頻器內部的PID調節器,與壓力給定值進(jìn)行比較,并根據差值的大小按既定的PID控制模式進(jìn)行運算,產(chǎn)生控制信號去控制變頻器的輸出電壓和逆變頻率,調整電動(dòng)機的轉速,從而使實(shí)際壓力始終維持在給定壓力。另外,采用該方案后,空氣壓縮機電動(dòng)機從靜止到穩定轉速可由變頻器實(shí)現軟啟動(dòng),避免了啟動(dòng)時(shí)的大電流和啟動(dòng)給空氣壓縮機帶來(lái)的機械沖擊。正常情況下,空氣壓縮機在變頻器調速控制方式下工作。變頻器一旦出現故障,生產(chǎn)工藝不允許空氣壓縮機停機,因此,系統設置了工頻與變頻切換功能,這樣當變頻器出現故障時(shí),可由工頻電源通過(guò)接觸器直接供電,使空氣壓縮機照常工作。

    整個(gè)控制過(guò)程如下:

    用氣需求↑ —— 管路氣壓↓—— 壓力設定值與返饋值的差值↑ —— PID輸出↑ —— 變頻器輸出頻率↑ —— 空壓機電機轉速↑ —— 供氣流量↑—— 管路氣壓趨于穩定

    kyj2.png

    2   壓力頻率PID曲線(xiàn)圖

    特別注意,在壓力容差范圍內,變頻器的PID不調節,即保持輸出頻率不變。

    kyj3.png 

    3   空壓機變頻電氣控制圖

    如圖3,空壓機電機的電路上安裝了“市電”、“節電”接觸器,這樣可以有“市電運行”與“節電運行”兩種工作模式選擇:市電運行模式下,變頻器不工作,整套系統按原有方式手動(dòng)起停、工頻運行;節電運行模式下,空壓機由變頻器直接拖動(dòng),系統根據用氣量的變化,自動(dòng)調節空壓機的電機轉速,使得儲氣罐始終保持恒定壓力的氣壓輸出。

    █  總結

    將變頻調速技術(shù)引入空氣壓縮機領(lǐng)域,是近幾年來(lái)各空壓機廠(chǎng)家研究的重要課題。各大牌專(zhuān)業(yè)空壓機供應商都推出了自己變頻空壓機產(chǎn)品,并迅速在其高端市場(chǎng)具有很不錯的表現。但目前,大量的工頻空壓機的應用非常普遍,因此,空壓機的改造市場(chǎng)非常巨大。衷心希望此空壓機變頻改造方案能給廣大系統集成商、空壓機最終用戶(hù)、電氣自動(dòng)化愛(ài)好者以幫助,或者是為其提供一種新的思路。

    成人毛片无码一区二区_免费黄色电影观看_国产日产久久高清欧美一区WW_亚洲欧美日韩在线一区