变频器在CNG天然气压缩机中的应用

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1、第22卷第1期江汉石油科技V01．22No．12012年3月JMNGHANPETROLEUMSCIENCEANDTECHNOLOGYMar．2012变频器在CNG天然气压缩机中的应用何亮(江汉石油管理局第三机械厂，湖北武汉430040)摘要：针对天然气压缩机工作过程中，由于进气压力的改变，引起主电机电流的波动。提出用PLC的PID调节、变频器。实践结果表明，变频器的使用根治了天然气压缩机工作方式的缺陷，同时还能精准控制压缩机的输出排量，是一种具有发展前途的控制方式。关键词：变频器；天然气压缩机；PID．

2、F~-$t]；PLC在控制领域中，变频调速系统不仅节能而且可(2)可提高功率因素：变频器是把交流电整流以提高生产设备的运行精度等优点，被公认为最理为直流电，通过滤波后，再逆变为交流电，相对电想、最有发展前途的一种调速方式。由于受资金及网的阻抗特性为阻性；技术难度等原因，普及的面还是较小。我厂在八坦(3)可改变转速(无级调速)：转速可从0～路加气站的天然气压缩机采用的是软启动装置来控额定转速，可取代减速箱，滑差电机；制电机，它只是对电机的启动起到了保护作用。由(4)节约电能；于该站的进气压力波动很大，当进

3、气压力突然变大(5)带有各种(过流、过压、欠压、接地、后，电机的负载也随着增大，使电机电流变大，导短路等)保护功能：使设备运行更可靠；致电机的温度升高，严重影响电机的使用寿命。所(6)可多段速运行，更加贴近生产机械运行以我厂提出将变频器用于天然气压缩机中，对整个要求。任意设定加减速时间，使设备启停更平稳；系统进行改造。(7)带有通讯接口，适全自动化控制(PC卡、PLC)，能方便实现电子网络控制和监测。1变频器的工作原理及其特点2变频器的选型及参数设定1．1变频器的工作原理由式(1)可以看出：转速n与频率

4、嘁正比，针对原系统工况存在的问题，本厂采用施耐德只要改变频率f即可改变电动机的转速。当频率的节能型变频器Altivar71，由于该系列的变频器采0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围用硬件和软件的电流限制进行过热保护，具有断电非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现安全功能，报警管理，外部故障管理，可定制显示速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速图形画面，可实现菜单间的轻易转换，可以快速起手段。动ATV71，并立即实现其全部性能，持续显示电机的运行参数等特点，易于控制。：(1一)(1)

5、P变频器的参数设定十分重要，设定不好，既不其中n一异步电动机的转速；f__异步电动机的能满足生产的需要，导致起动、制动的失败，或工频率；s一电动机转差率；p一_电动机极对数。作时常跳闸，严重时还会烧毁功率模块等器件。出1_2变频器特点在实际应用中，变频器具有以下优点：作者简介：何亮，男，2008年毕业于湖北工业大学机(1)变频器可软启动：减小启动时对设备的械设计制造及其自动化专业，电气设计员，主要从事机械冲击，减少设备的磨损；CNG控制开发方面的研究。第1期何亮：变频器在CNG7~_然气压缩机中的应用·

6、47·厂时，参数都有一个默认值，这些参数值大多数可信息【3】。不变动，只需根据控制需要把不合适的予以重新设变频控制系统原理图如图1所示。通过压力变定即可。在本方案中，变频器的参数：电机的功率送器测得的管网压力值与压力的设定值相比较，得220kw、电流397A、电压380V、转速980r／rain、最到偏差，经PID调节器计算出变频器作用于异步电大频率50Hz，正确设置以上参数之后，变频器基本动机的频率值。由变频器输出的相应频率和幅值的上能正常工作。交流电，在电动机上得到相应的转速。那么天然气压缩机输出对

7、应的压缩空气输出至储气罐，使之压3天然气压缩机变频控制系统力变化，直到管网压力与给定压力值相同。变频器，压力变送器、电机、压缩机组成压力闭环控制3．1天然气压缩机变频控制系统原理系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定天然气压缩机变频控制系统选用西门子S7—在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压200系~'OPLC和施耐德系列节能型变频器Altivar71。力进行比较运算，实时控制变频器的输出频率，从利用必备的信号采集设备和传感设备，将所需的气而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压、气

8、温、油温、油压、电机电流等参数送入压力匕PLC进行处理，同时实现对压缩机的操作控制、运行显示和故障诊断及显示、提供变频器需要的频率设定值图1天然气压缩机变频系统原理图系统改造时保留原工频系统不变，增加变频系号，变频器再根据此信号输出频率，调节电动机的统，当压缩机控制系统运行，变频系统自动进人运转速，使天然气压力保持稳定，这样空压机始终保行状态。本系统采用压力闭环调节方式，通过变频持在节电运行状态。器的控制面板设定空气压力定值，在储气罐上安装