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理論節(jié)電率N%

三晶S350變頻器在空壓機(jī)節(jié)能改造的應(yīng)用

--三晶S350變頻器在空壓機(jī)節(jié)能改造的應(yīng)用

一、空壓機(jī)工作原理
空氣壓縮機(jī)是一種利用電動機(jī)將氣體在壓縮腔內(nèi)進(jìn)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(jī)運行狀況的好壞直接影響工廠的生產(chǎn)工藝。空壓機(jī)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。
三晶變頻器

◎活塞式空壓機(jī)工作原理
活塞式空壓機(jī)是由電動機(jī)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(jī)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，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(jī)工作原理
螺桿式空壓機(jī)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(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機(jī)的進(jìn)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(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。

二、空壓機(jī)節(jié)能改造的必然性
由于空壓機(jī)不排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，選型時只能按最大需求來確定電機(jī)容量，造成空壓機(jī)系統(tǒng)余量一般偏大。傳統(tǒng)空壓機(jī)都采用星三角降壓啟動，但工頻啟動時電流仍然能達(dá)到額定電流的2~3倍，沖擊大，會影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定性。且大多數(shù)空壓機(jī)是連續(xù)運行，由于一般空壓機(jī)的電機(jī)本身不能根據(jù)壓力需求的變動來實現(xiàn)降速，使電機(jī)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(jī)占大型工業(yè)設(shè)備(風(fēng)機(jī)、水泵、鍋爐等)幾乎所有的耗電量的15%。空壓機(jī)的節(jié)能改造勢在必行。
另外，空壓機(jī)還存在以下幾個問題：
1、氣壓超過上限壓力時空壓機(jī)卸載及卸載后電機(jī)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(jī)械的磨損加大，縮短機(jī)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(dá)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(jī)的轉(zhuǎn)速，從而較大幅度減小電動機(jī)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(jī)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?yōu)?~20mA電流信號送給S350內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，與壓力給定值進(jìn)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(jī)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。
三晶S350變頻器

2、節(jié)能效果
采用該系統(tǒng)改造后，壓縮機(jī)組的供氣量與系統(tǒng)所需量動態(tài)匹配，壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速會隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免了電機(jī)空轉(zhuǎn)以及頻繁的加卸載所帶來的能量損耗，電機(jī)的輸入功率大大降低，節(jié)電效果顯著。對于對空氣機(jī)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：

一般來說，對于連續(xù)用氣的空壓機(jī)系統(tǒng)，隨用氣量的變化，電動機(jī)運行頻率在25-50Hz 之間動態(tài)調(diào)節(jié)，除去電機(jī)及其它損耗，系統(tǒng)的節(jié)電率可達(dá)18%～35%。
3、綜合效益
　 ①運行成本降低：空壓機(jī)的運行成本由三項組成：初始采購成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機(jī)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(hù)和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
　 ②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。通過使空壓機(jī)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。
　 ③延長壓縮機(jī)的使用壽命：變頻器有軟啟動功能，可減少起動時對壓縮機(jī)和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，延長壓縮機(jī)使用壽命。同時減少空壓機(jī)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(jī)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(qiáng)的矢量變頻器。S350系列的過載能力達(dá)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：該廠使用凱撤牌空壓機(jī)、電機(jī)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A
0Mpa	36	33
0.6Mpa	42	38
0.7Mpa	60	55

2、空壓機(jī)不允許長時間低頻運行，若空壓機(jī)轉(zhuǎn)速過低，一方面會使空壓機(jī)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(jìn)而導(dǎo)致噴油現(xiàn)像。所以，空壓機(jī)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，壓力設(shè)定越低越好。因為空壓機(jī)的壓力越高，所需電動機(jī)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(jī)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	8	PID
F0.11	上限頻率設(shè)定	50	HZ
F0.14	下限頻率設(shè)定	20	HZ
F0.15	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(jī)型設(shè)定
F0.19	減速時間		依機(jī)型設(shè)定
F2.01	電機(jī)額定功率	保留	根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)定
F2.02	電機(jī)額定頻率	保留
F2.03	電機(jī)額定轉(zhuǎn)速	保留
F2.04	電機(jī)額定電壓	保留
F2.05	電機(jī)額定電流	保留
F2.11	電機(jī)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
F5.00	MI1端子功能選擇	1	正轉(zhuǎn)運行（FWD)
F5.18	CI下限對值	0.0-20ma	根據(jù)實際需要設(shè)定
F5.19	CI下限對應(yīng)設(shè)定	0.0-100%
F5.20	CI上限值	0.0-20ma
F5.21	CI上限對應(yīng)設(shè)定	0.0-100%
F5.22	CI輸入濾波時間	0.00s-10.00s
F9.00	PID給定源選擇	0	鍵盤給定
F9.01	鍵盤預(yù)置PID給定	0.0-100%	根據(jù)實際需要設(shè)定
F9.02	PID反饋源選擇	1	模擬通道CI反饋
F9.03	PID輸出特性	0	根據(jù)實際需要設(shè)定
F9.04	比例增益	0.0-100
F9.05	積分時間	0.01s-10.00s
F9.06	微分時間	0.00s-10.00s
F9.07	采樣周期	0.01s-10.00s
F9.08	PID控制偏差極限	0.00s-10.00s

狀　態(tài)：離線

公司簡介
 產(chǎn)品目錄
 供應(yīng)信息

公司名稱：	廣州三晶電氣有限公司
聯(lián) 系人：	龔朋林
電　　話：	020-22321788
傳　　真：	020-22321789
地　　址：	廣州科學(xué)城香山路17號優(yōu)寶科技園辦公樓201(辦公)
郵　　編：	510000
主　　頁：	http://www.sajbp.com

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