三晶變頻器在空壓機的應(yīng)用

1、三晶S350變頻器在空壓機節(jié)能改造的應(yīng)用空壓機工作原理 空氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內(nèi)進行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中有著及其廣泛的應(yīng)用，在各種行業(yè)中它擔(dān)負(fù)著為工廠中所有氣動元件，各種氣動閥門提供氣源的職責(zé)。因此，空壓機運行狀況的好壞直接影響工廠的生產(chǎn)工藝?？諌簷C的的種類很多（主要分為螺桿式，活塞式，其中螺桿式應(yīng)用最廣），但其供氣的控制方式都是采用加、卸載的方式。活塞式空壓機工作原理活塞式空壓機是由電動機帶動皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動曲軸，帶動連桿與活塞桿，使活塞在壓縮機氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，完成吸入、壓縮、排出等過程,將無壓或低壓氣體升壓，并輸出到儲壓罐內(nèi)。其中，

2、活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動以實現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。         螺桿式空壓機工作原理螺桿式空壓機是由一對相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程?？諌簷C的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽和陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。 二、空壓機節(jié)能改造的必然性 由于空壓機不排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長時間運行的可

3、能性，所以，選型時只能按最大需求來確定電機容量，造成空壓機系統(tǒng)余量一般偏大。傳統(tǒng)空壓機都采用星三角降壓啟動，但工頻啟動時電流仍然能達到額定電流的23倍，沖擊大，會影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定性。且大多數(shù)空壓機是連續(xù)運行，由于一般空壓機的電機本身不能根據(jù)壓力需求的變動來實現(xiàn)降速，使電機輸出功率與現(xiàn)場實際壓力需求量相匹配，導(dǎo)致在用氣量少的時候仍然要空載運行，造成巨大的電能浪費。據(jù)統(tǒng)計，空壓機占大型工業(yè)設(shè)備(風(fēng)機、水泵、鍋爐等)幾乎所有的耗電量的15%。空壓機的節(jié)能改造勢在必行 。           

4、                                              另外，空壓機還存在以下幾個問題：1、氣壓超過上限壓力時空壓

5、機卸載及卸載后電機空轉(zhuǎn)浪費大量的電能。2、頻繁加卸載造成對電網(wǎng)的沖擊，同時也造成機械的磨損加大，縮短機械壽命。3、氣量無法保持恒壓。當(dāng)用氣量不斷變化時，供氣壓力不可避免產(chǎn)生波動，使用氣精度達不到工藝要求，影響生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì)。綜上所述：若能采用變頻調(diào)速技術(shù)，當(dāng)流量需要量減少時，就可以降低電動機的轉(zhuǎn)速，從而較大幅度減小電動機的運行功率，實現(xiàn)節(jié)能的目的。三、S350變頻恒壓控制系統(tǒng)1、系統(tǒng)特點 S350變頻調(diào)速系統(tǒng)將管網(wǎng)壓力作為控制對象。壓力值由變頻器面板給定（S350有多種給定通道），可根據(jù)用氣設(shè)備的實際需要，在空壓機的最高允許工作壓力內(nèi)自由設(shè)定。裝在儲氣罐出氣口的壓力變送器將儲氣罐的壓力轉(zhuǎn)變

6、為420mA電流信號送給S350內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，與壓力給定值進行比較，并根據(jù)差值的大小控制變頻器的輸出頻率，調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速，從而使實際壓力始終維持在給定壓力。S350內(nèi)置PID具有穩(wěn)定性高、調(diào)試簡單的特點。 2、節(jié)能效果 采用該系統(tǒng)改造后，壓縮機組的供氣量與系統(tǒng)所需量動態(tài)匹配，壓縮機電機轉(zhuǎn)速會隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進行調(diào)節(jié)，避免了電機空轉(zhuǎn)以及頻繁的加卸載所帶來的能量損耗，電機的輸入功率大大降低，節(jié)電效果顯著。對于對空氣機來說，供氣量Q 與轉(zhuǎn)速N 成正比，氣壓F與轉(zhuǎn)速N的二次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速N 的三次方成正比，見下表：頻率值Hz504540353025供氣量Q%100908

7、0706050氣壓F%1008164493625軸功率P%1007351342213理論節(jié)電率N%02749667887 一般來說，對于連續(xù)用氣的空壓機系統(tǒng)，隨用氣量的變化，電動機運行頻率在25-50Hz 之間動態(tài)調(diào)節(jié)，除去電機及其它損耗，系統(tǒng)的節(jié)電率可達18%35%。3、綜合效益  運行成本降低：空壓機的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的70%。通過降低能源成本30%，再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。  提高壓力控制精度：變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。通

8、過使空壓機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配，可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力保持恒定，有效地提高了供氣的質(zhì)量。  延長壓縮機的使用壽命：變頻器有軟啟動功能，可減少起動時對壓縮機和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)可靠性，延長壓縮機使用壽命。同時減少空壓機啟動對電網(wǎng)的沖擊。四、變頻系統(tǒng)設(shè)計中注意事項1、空壓機是大轉(zhuǎn)動慣量負(fù)載，很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動時出現(xiàn)過電流，因此應(yīng)選用大啟動轉(zhuǎn)矩、過載能力強的矢量變頻器。S350系列的過載能力達到180%，啟動轉(zhuǎn)矩0.5HZ可輸出150%，可保證設(shè)備可靠穩(wěn)定地運行及恒壓供氣的連續(xù)性。   以江門某廠實例：該廠使用凱撤牌

9、空壓機、電機22KW，配S350  22KW通用矢量型變頻器。設(shè)定加速時間為15S、減速時間為6S，在0.7Mpa時仍然能正常啟動運行（上限0.8Mpa）。 啟動壓力啟動電流A運行電流A0Mpa36330.6Mpa42380.7Mpa60552、空壓機不允許長時間低頻運行，若空壓機轉(zhuǎn)速過低，一方面會使空壓機的工作穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體的潤滑條件變差、磨損加大，進而導(dǎo)致噴油現(xiàn)像。所以，空壓機工作的下限頻率應(yīng)不低于20HZ，且減速時間應(yīng)盡量短。S350電壓波動范圍±15%、耐壓高、減速時間短，可避免因減速時間過長而產(chǎn)生的噴油現(xiàn)象。3、在滿足生產(chǎn)工藝的要求下，壓力

10、設(shè)定越低越好。因為空壓機的壓力越高，所需電動機軸功率就越大，耗電量就越多。4、出氣口釋放閥全部關(guān)閉，取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量的方式，以避免由此導(dǎo)致的電能浪費。五、S350空壓機改造功能參數(shù)表：功能碼功能說明設(shè)定值功能備注F0.00控制模式選擇0矢量控制F0.01啟停信號選擇1端子啟停F0.03主頻率源選擇8PIDF0.11上限頻率設(shè)定50HZF0.14下限頻率設(shè)定20HZF0.15下限頻率作用1根據(jù)實際需要設(shè)定F0.18加速時間依機型設(shè)定F0.19減速時間依機型設(shè)定F2.01電機額定功率保留根據(jù)電機銘牌設(shè)定F2.02電機額定頻率保留F2.03電機額定轉(zhuǎn)速保留F2.04電機額定電壓保留F2.05電機額定電流保留F2.11電機參數(shù)辨識1完整調(diào)諧F4.10節(jié)能運行1自動節(jié)能運行F5.00MI1端子功能選擇1正轉(zhuǎn)運行（FWD)F5.18CI下限對值0.0-20ma根據(jù)實際需要設(shè)定F5.19CI下限對應(yīng)設(shè)定0.0-100%F5.20CI上限值0.0-20maF5.21CI上限對應(yīng)設(shè)定0.0-100%F5.22CI輸入