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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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賽普信變頻器在空壓機(jī)改造中的應(yīng)用

賽普信變頻器在空壓機(jī)改造中的應(yīng)用

原系統(tǒng)工況 一、空壓機(jī)工作原理簡(jiǎn)述: 工作原理是由一對(duì)相互平行齒合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),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(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過(guò)程??諌簷C(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉(zhuǎn)子的槽也陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。 原空壓機(jī)的主電機(jī)功率為75KW,運(yùn)行方式為星-角減壓起動(dòng)重于后全壓運(yùn)行。具體操作程序?yàn)椋喊聪聠?dòng)按鈕,控制系統(tǒng)接通啟動(dòng)器線圈并打開斷油閥,空壓機(jī)在卸載模式下啟動(dòng),這時(shí)進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置,而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓2秒后空壓機(jī)開始加載運(yùn)行,系統(tǒng)壓力開始上升。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開關(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(jī)空載運(yùn)行,直到系統(tǒng)壓力跌到壓力開關(guān)下限值后,即回跳壓力下,控制器使進(jìn)氣閥打開,油氣分離器放氣閥關(guān)閉,壓縮機(jī)打開,油氣分離器放氣閥關(guān)閉,壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。
二、原系統(tǒng)工況存在的問(wèn)題 1、 主電機(jī)雖然星-角減壓起動(dòng),但起動(dòng)時(shí)的電流仍然很大,會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用 電設(shè)備的運(yùn)行安全。 2、 主電機(jī)時(shí)??蛰d運(yùn)行,屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,電能浪費(fèi)嚴(yán)重。 3、 主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音很大。 4、 主電機(jī)工頻起動(dòng)設(shè)備的沖擊大,電機(jī)軸承的磨損大,所以設(shè)備維護(hù)工作時(shí)對(duì)機(jī)械量大。 變頻改造方案: 一、變頻改造方案設(shè)計(jì)原則 根據(jù)原工況存在的問(wèn)題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求,空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求: 1、 電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐出口壓力穩(wěn)定,壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)±0.02Mpa。 2、 系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路。 3、 系統(tǒng)具有開環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。 4、 一臺(tái)變頻器能控制兩臺(tái)空壓機(jī)組,可用轉(zhuǎn)換開關(guān)切換。 5、 根據(jù)空壓機(jī)的工況要求,系統(tǒng)應(yīng)保障電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。 6、 為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器,變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。 7、 在用電氣量小的情況下,變頻器處在低頻運(yùn)行時(shí),應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過(guò)允許的范圍。 8、 考慮到系統(tǒng)以后擴(kuò)展問(wèn)題,變頻器應(yīng)滿足將來(lái)工況擴(kuò)展的要求。 二、變頻器的選型 根據(jù)上述原則,經(jīng)過(guò)多方調(diào)研、比較,最后我們選擇賽普信公司生的SP500-G系列通用型變頻器,使該系統(tǒng)能夠滿足上述工況要求。 1、SP500-G變頻器的頻率精度:數(shù)字設(shè)定為±0.01%;模擬設(shè)定為±0.2%??墒箟毫Σ▌?dòng)范圍滿足設(shè)計(jì)要求。 2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)了變頻和工頻兩套主回路。 3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)了閉環(huán)與開環(huán)兩套控制回路。 4、使用轉(zhuǎn)換開關(guān)可使變頻器任意控制兩臺(tái)空壓機(jī)組中的一臺(tái)。 5、 SP500-G型變頻器適用恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載,該變頻器還具有轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和提升的功能。 6、 在該變頻器上端加裝輸入電抗器,有效的抑制了變頻器對(duì)電網(wǎng)的干擾。 7、 在該變頻器下端加裝輸出電抗器,保障了低頻運(yùn)行時(shí)電機(jī)溫度噪音不超過(guò)允許范圍。 8、 選用90KW的變頻器控制75KW的電動(dòng)機(jī),在一定程度上滿足了將來(lái)工況擴(kuò)展要求。 三、改造方案原理 由變頻器,壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī) 轉(zhuǎn)速,使儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi),進(jìn)行恒壓控制。 反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運(yùn)算,實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出步,從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,使 儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力上。 四、系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試工作分成兩部分: 第一, 先根據(jù)工藝要求、電機(jī)參數(shù)、負(fù)載特性預(yù)調(diào)變頻器參數(shù)。 第二, 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試。 在完成變頻器設(shè)定參數(shù)調(diào)整及空載運(yùn)行后,進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試。調(diào)試的主要步驟: 1、 將變頻器接入系統(tǒng)。 2、 進(jìn)行工頻旁路的運(yùn)行。 3、 進(jìn)行變頻回路的運(yùn)行,其中包括開環(huán)與閉環(huán)控制兩部分調(diào)試: 開環(huán):此時(shí)主要觀察變頻器頻率上升的情況,設(shè)備的運(yùn)行聲音是否正常,空 壓機(jī)的壓力上升是否穩(wěn)定,壓力變送器顯示是否正常,設(shè)備停機(jī)是否正常等。如一切正常,則可進(jìn)行閉環(huán)的調(diào)試。        閉環(huán):主要依據(jù)變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機(jī)壓力的升降相匹配,不要產(chǎn)生壓力振蕩,還要注意觀察機(jī)械共振點(diǎn),將共振點(diǎn)附近的頻率跳過(guò)去。 空壓機(jī)變頻改造后的效益 1、節(jié)約能源 變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)控制的壓縮機(jī)比較,能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的,根據(jù)空氣量需求來(lái)供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀。 2、運(yùn)行成本降低 傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成:初始采購(gòu)成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占?jí)嚎s機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過(guò)能源成本降低44.3%,再加上變頻起動(dòng)后對(duì)設(shè)備的沖擊減少,維護(hù)和維修量也跟隨降低,所以運(yùn)行成本將大大降低。 3、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(jī)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(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制電機(jī)速度的精度提高,所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在3pisg變化范圍,也就是0.2bar范圍內(nèi),有效地提高了工況的質(zhì)量。 4、延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命 變頻器從0HZ起動(dòng)壓縮機(jī),它的起動(dòng)加速時(shí)間可以調(diào)整,從而減少起動(dòng)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的電 器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊,增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,使壓縮機(jī)的使用壽命延長(zhǎng)。此外,變頻控制能夠減少機(jī)組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng),這一波動(dòng)電流會(huì)影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電,變頻器能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到最低程度。 5、低了空壓機(jī)的噪音 根據(jù)壓縮機(jī)的工況要求,變頻調(diào)速改造后,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢,因此有效地降了空 壓機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定表明,噪音與原系統(tǒng)比較下降約3至7分貝。  綜上所述,隨著變頻器應(yīng)用普及時(shí)代的來(lái)臨,我公司已將變頻器的應(yīng)用擴(kuò)展到傳統(tǒng)空壓機(jī)改造的領(lǐng)域,不僅擴(kuò)大了變頻器的應(yīng)用市場(chǎng),而且為空壓機(jī)的制造業(yè)也提出了新的課題。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái),由于變頻調(diào)速技術(shù)的介入,空壓機(jī)將真正地進(jìn)入經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)代,我們希望上述工作對(duì)于同仁們的傳統(tǒng)的電氣傳動(dòng)設(shè)備技術(shù)改造和推進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)品有普及應(yīng)用工作中能有所啟示和借鑒。
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