源信YX3000系列變頻器在空壓機上的應用
一、概述:
空氣壓縮機在企業(yè)生產中有著廣泛的應用。它擔負著為各種氣動元件和氣動設備提供氣源的重任。因此空氣壓縮機運行的好壞直接影響生產工藝和產品質量。空氣壓縮機是一種把空氣壓入儲氣罐中,使之保持一定壓力的機械設備,屬于恒轉矩負載,其運行功率與轉速成正比:
所以就運行功率而言,采用變頻調速控制的節(jié)能效果遠不如風機泵類二次方負載顯著,但空氣壓縮機大都處于長時間連續(xù)運行狀態(tài),傳統(tǒng)的工作方式為進氣閥開、關控制方式,即壓力達到上限時關閥,使壓縮機進入輕載運行;壓力達到下限時開閥,使壓縮機進入滿載運行。這種頻繁地加減負荷過程,不僅使供氣壓力波動,而且還會使空氣壓縮機的負荷狀態(tài)頻繁地變換。又由于設計時壓縮機不能排除在滿負荷狀態(tài)下長時間運行的可能性,所以只能按最大需求來選擇電動機的容量,故選擇的電動機容量一般都較大。而在實際運行中,輕載運行的時間所占的比例卻非常高,這就造成巨大的能源浪費。
空氣壓縮機在企業(yè)生產中有著廣泛的應用。它擔負著為各種氣動元件和氣動設備提供氣源的重任。因此空氣壓縮機運行的好壞直接影響生產工藝和產品質量。空氣壓縮機是一種把空氣壓入儲氣罐中,使之保持一定壓力的機械設備,屬于恒轉矩負載,其運行功率與轉速成正比:
所以就運行功率而言,采用變頻調速控制的節(jié)能效果遠不如風機泵類二次方負載顯著,但空氣壓縮機大都處于長時間連續(xù)運行狀態(tài),傳統(tǒng)的工作方式為進氣閥開、關控制方式,即壓力達到上限時關閥,使壓縮機進入輕載運行;壓力達到下限時開閥,使壓縮機進入滿載運行。這種頻繁地加減負荷過程,不僅使供氣壓力波動,而且還會使空氣壓縮機的負荷狀態(tài)頻繁地變換。又由于設計時壓縮機不能排除在滿負荷狀態(tài)下長時間運行的可能性,所以只能按最大需求來選擇電動機的容量,故選擇的電動機容量一般都較大。而在實際運行中,輕載運行的時間所占的比例卻非常高,這就造成巨大的能源浪費。
值得指出的是,供氣壓力的穩(wěn)定性對產品質量的影響很大,通常生產工藝對供氣壓力有一定要求,若供氣壓力偏低,就不能滿足工藝要求,而且可能出現(xiàn)廢品,所以為了避免氣壓不足,一般供氣壓力較要求值要高些,從而造成供氣成本高,能耗大,同時也存在著一定的不安全因素。
隨著變頻調速技術的發(fā)展,使設備具有易操作、免維護、控制精度高等優(yōu)點。普通電動機采用變頻調速后,在其拖動負載無須任何改動的情況下,便可按照生產工藝要求來調整轉速輸出以滿足工況要求。因此完全可以用變頻器驅動的方案取代加、卸載供氣控制方式的方案,從而電機可根據(jù)用氣量的大小來自動調整轉速以保證供氣壓力恒定,使電機低于額定轉速連續(xù)運轉,可有效地克服電機頻繁改變運行狀態(tài)所帶來的諸多弊端,達到系統(tǒng)高效節(jié)能運行的目的。
二、控制原理:
變頻調速系統(tǒng)將管網壓力作為控制對象,壓力變送器將儲氣罐的壓力轉變?yōu)樽優(yōu)殡娦盘査徒o變頻器內部的PID調節(jié)器,與壓力給定值進行比較,并根據(jù)差值的大小按既定的PID控制模式進行運算,產生控制信號去控制變頻器的輸出電壓和逆變頻率,調整電動機的轉速,從而使實際壓力始終維持在給定壓力。
三、源信YX3000變頻器參數(shù)設定:
隨著變頻調速技術的發(fā)展,使設備具有易操作、免維護、控制精度高等優(yōu)點。普通電動機采用變頻調速后,在其拖動負載無須任何改動的情況下,便可按照生產工藝要求來調整轉速輸出以滿足工況要求。因此完全可以用變頻器驅動的方案取代加、卸載供氣控制方式的方案,從而電機可根據(jù)用氣量的大小來自動調整轉速以保證供氣壓力恒定,使電機低于額定轉速連續(xù)運轉,可有效地克服電機頻繁改變運行狀態(tài)所帶來的諸多弊端,達到系統(tǒng)高效節(jié)能運行的目的。
二、控制原理:
變頻調速系統(tǒng)將管網壓力作為控制對象,壓力變送器將儲氣罐的壓力轉變?yōu)樽優(yōu)殡娦盘査徒o變頻器內部的PID調節(jié)器,與壓力給定值進行比較,并根據(jù)差值的大小按既定的PID控制模式進行運算,產生控制信號去控制變頻器的輸出電壓和逆變頻率,調整電動機的轉速,從而使實際壓力始終維持在給定壓力。
三、源信YX3000變頻器參數(shù)設定:
空壓機變頻器參數(shù)設定 | |||
功能碼 | 名稱 | 設定值 | 備注 |
P0.03 | 運行命令通道 | 1 | 端子運行 |
P0.17 | 加速時間1 | 15 | 根據(jù)現(xiàn)場情況設定 |
P0.18 | 減速時間1 | 15 | |
P2.05 | 停機方式 | 1 | 自由停機 |
P7.00 | 閉環(huán)運行控制選擇 | 1 | 閉環(huán)運行控制有效 |
P7.02 | 反饋通道選擇 | 1 | CI模擬量輸入 |
P7.05 | 給定量數(shù)字設定 | 0.6 | 根據(jù)現(xiàn)場情況設定 |
P0.20 | 下限頻率 | 20 | |
P0.21 | 下限頻率運行模式 | 0 | 以下限頻率運行 |
四、空壓機變頻改造后的效益:
1、節(jié)約能源使運行成本降低:
空氣壓縮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80%。通過變頻技術改造后能源成本降低20%,再加上變頻起動后對設備的沖擊減少,維護和維修量也跟隨降低,所以運行成本將大大降低。
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。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高,所以它可以使管網的系統(tǒng)壓力保持恒定,有效地提高了產品的質量。
3、全面改善壓縮機的運行性能:
變頻器從0Hz啟動壓縮機,它的啟動加速時間可以調整,從而減少啟動時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊,增強系統(tǒng)的可靠性,使壓縮機的使用壽命延長。此外,變頻控制能夠減少機組啟動時的電流波動,這一波動電流會影響電網和其它設備的用電,變頻器能夠有效的將啟動電流的峰值減少到最低程度。根據(jù)壓縮機的工況要求,變頻調速改造后,電機運轉速度明顯減慢,從而有效地降了空壓機運行時的噪聲?,F(xiàn)場測定表明,噪聲與原系統(tǒng)比較下降約3~7dB。
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