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洪博创展H380变频器对空压机的改造工程 减小字体 增大字体 前言 一、空压机工作原理简述： 工作原理是由一对互相平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气那么沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。 原空压机的主电机运行方式为星-角或自藕减压起动重于后全压运行。详细操作程序为：按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并翻开断油阀，空压机在卸载形式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀翻开以排放油气别离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行，系统压力开始上升。假设系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气别离器放气，压缩机空载运行，直到系统压力跌到压力开关下限值后，即回跳压力下，控制器使进气阀翻开，油气别离器放气阀关闭，压缩机翻开，油气别离器放气阀关闭，压缩机满载运行。 二、原系统工况存在的问题 1、 主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用 电设备的运行平安。 2、 主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。 3、 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。 4、 主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。 变频改造方案： 一、 节能原理及效果 我们知道，用调整电机转速的方法同样可以调整供气量。由于空压机根本上属于恒转矩负载，用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率根本与转速〔供气量〕成正比关系，到达很好的节电效果。两种调节方法用电情况如图1所示。 我们采用具有矢量控制功能的H380变频器，可使电机在低速时也能提供满足负载需要的转矩。同时，H380变频器的自动节能形式，可使电机在满足负载转矩要求下以最小电流运行，到达更好的节电效果。 采用恒压供气变频控制系统所带来的效果如下： 〔1〕、出气口释放阀全部关闭，取消用出气口释放阀调节供气量方式，以防止由此导致的电能浪费。代之以变频器调整电机的转速来调整气体流量，使电机输出的功率与流量需求根本上成正比关系〔如图1所示〕，始终使电机高效率工作，以到达明显的节电效果。例如当用气量是额定供气量的50%时，节电率可达40%以上； 〔2〕、利用变频器的节能形式，可使电机在轻载时以最高效率运行，减少不必要的电能损耗； 〔3〕、根据严格的EMS标准，高效的H380变频器使用高速低耗的IGBT，降低谐波失真和电机的电能损失。 〔4〕、可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击；可使电机实现软停，防止反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命；防止因电流峰值带来的电力公司的罚款； 〔5〕、采用变频控制系统后，可以实时监测供气管路中气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持恒定，进步消费效率和产品质量； 〔6〕、由于电机在高效率状态下运行，功率因数较高，降低了无功损耗，节约了大量电能〔如图2所示〕。 〔7〕、保存原释放阀系统，在必要时可参加调节，增强系统的可靠性。 总之，采用恒压供气智能控制系统后，不但可节约30～40%的电力费用，延长压缩机的使用寿命，并可实现"恒压供气"的目的，进步消费效率和产品质量。 三、变频改造方案设计原那么 如下列图： 根据原工况存在的问题并结合消费工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求： 1、 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02Mpa。 2、 系统应具有变频和工频两套控制回路。 3、 系统具有开环和闭环两套控制回路。 4、 一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换。 5、 根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。 6、 为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。 7、 在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。 8、 考虑到系统以后扩展问题，变频器应满足将来工况扩展的要求。 四、变频器的选型 根据上述原那么，经过多方调研、比较，最后我们选择洪博创展自动化消费的H380系列通用型变频器，使该系统可以满足上述工况要求。 1、洪博创展H380变频器的频率精度：数字设定为±0.01%；模拟设定为±0.2%。可使压力波动范围满足设计要求。 2、系统设计了变频和工频两套主回路。 3、系统设计了闭环与开环两套控制回路。 4、使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。 5、 H380型变频器适用恒转矩特性负载，该变频器还具有转矩补偿和提升的功能。 6、 在该变频器上端加装输入电抗器，有效的抑制了变频器对电网的干扰。 7、 在该变频器下端加装输出电抗器，保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。 五、改造方案原理 由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机 转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进展恒压控制。 反响压力与设定压力进展比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使 储气罐内空气压力稳定在设定压力上。 六、空压机变频改造后的效益 1、节约能源 变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。 2、运行本钱降低 传统压缩机的运行本钱由三项组成：初始采购本钱、维护本钱和能源本钱。其中能源本钱大约占压缩机运行本钱的77%。通过能源本钱降低44.3%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行本钱将大大降低。 3、进步压力控制精度 变频控制系统具有准确的压力控制才能。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度进步，所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，有效地进步了工况的质量。 4、延长压缩机的使用寿命 变频器从0HZ起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电 器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制可以减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器可以有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。 5、低了空压机的噪音 根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降了空 压机运行时的噪音。现场测定说明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。 投资分析 1、工程费用 空压机节电改造费用为：XXXXXX元 2、投资回报分析 制瓶车间单台空压机改造前每月用电约为： 160KW×24小时/天×30天/月×0.8=XXXXKWH 空压机机节电率可达:20-30%之间波动，月均值在：25%；电费价格为0.52元XXX/KWH 那么: 空压机每月节电电费：XXXXWH×25%×XX元/KWH=XXX元 投资回报期=投资总额/每月节约金额=XXXX≈21个月 节电改造投资在XXXX个月内收回全部收回。 完毕语 随着变频器应用普及时代的降临，将变频器的应用扩展到传统空压机改造的领域，不仅扩大了变频器的应用市场，而且为空压机的制造业也提出了新的课题。预计在不远的将来，由于变频调速技术的介入，空压机将真正地进入经济运行时代。 本文来源：https://www.dywdw.cn/8a0c2e35cf7931b765ce0508763231126edb77c8.html
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2022-03-21
