各类型空压机专用变频改造方案

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1、专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司空压机变频恒压供气在节能改造中的应用1引言空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备。作为基础工业装备，空压机在冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等几乎所有的工业行业都有广泛的应用。空压机占大型工业设备(风机、水泵、锅炉、空压机等)耗电量的15%。由于结构原理的原因，大部分空压机自身存在着明显的技术弱点。当输出压力大于一定值时，自动打开泄载阀，使异步电动机空转，严重浪费能源;异步电动机易频繁的启动、停止，影响电机的使用寿

2、命，压机工频启动电流大，对电网冲击大，电机轴承磨损大，设备维护量大;工作条件恶劣，噪音大;自动化程度低，输出压力的调节是靠人为调节阀的开度来实现的，调节速度慢，波动大，不稳定，精度低针对以上存在的问题，设计采用PLC和变频器实现对螺杆式空气压缩机的节能改造方案，经分析，该方案自动化程度高，节能效果显著，实用性好。2电机原理及空压机加、卸载供气控制方式存在的电能浪费2（1）交流异步电动机的转速公式为:n=60f(1-s)/p其中n—电机转速f—运行电频率;p—电机极对数s—转差率;2（2）空压机加、卸载供气控制方式存在的问题

3、2.1能耗分析加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示:Pmax＝(1＋δ)Pminδ是一个百分数，其数值大致在15%～30%之间。在加、卸载供气控制方式下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分:(1)加载时的电能消耗在压力达到最小值后，原控制方式决定其压力会继续上升直到最大压力值。在加压过程中,一定要向外界释放更多的热量，从而导致电能损失。另一方面，高于压力最大值的气体在进入气动元件前，

4、其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样是一个耗能过程。(2)卸载时电能的消耗当压力达到压力最大值时，空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。据我们测算，空压机卸载时的能耗约占第1页共7页PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.com.cn专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司空压机满载运行时的10%～25%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。换言之，该空压机20

5、%的时间处于空载状态，在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下，空压机电机存在很大的节能空间。2.2其它不足之处(1)靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。(2)频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。3空压机变频节能原理螺杆式空压机基本运行方式是加载、减载方式。减载时电机空转,能源白白的浪费，如果利用变频器通过改变电机频率来调节转速，变频控制即通过改变电动机的

6、转速来控制空压机单位时间的出风量，从而达到控制管路的压力，具有明显的节能效果。空压机变频节能系统原理如下:通过压力变送器测得的管网压力值与压力的设定值相比较，得到偏差，经PID调节器计算出变频器作用于异步电动机的频率值。由变频器输出的相应频率和幅值的交流电，在电动机上得到相应的转速。那么空压机输出对应的压缩空气输出至储气罐，使之压力变化，直到管网压力与给定压力值相同。3.3变频改造注意事项(1)空压机是大转动惯量负载，这种启动特点很容易引起变频器在启动时出现跳过流保护的情况，建议采用具有高启动转矩的无速度矢量变频器，保证既

7、能实现恒压供气的连续性，有可保证设备可靠稳定的运行。(2)空压机不允许长时间在低频下运行，工作下限应不低于25Hz。(3)建议功率选用比空压机功率大一等级的变频器，以免空压机启动出现频繁跳闸的情况。(4)为了有效的滤除变频器输出电流中的高次谐波分量，减少因高次谐波引起的电磁干扰，建议选用输出交流电抗器，还可以减少电机运行的噪音。(5)设计的系统应具备变频和工频两套控制回路，确保变频出现异常跳保护时，不影响生产。4基于PLC的空压机变频控制系统4.1系统原理设计控制系统由以下部分组成:变频器、可编程控制器、变频柜、电抗器、压

8、力变送器、震荡传感器等。基于PLC的变频控制系统原理系统改造时，在保留原工频系统情况下，增加变频系统，做到了工频/变频互锁切换。通过外部控制电路，使空压机起停操作步骤仍然如前，操作简单，安全可靠。本系统采用第2页共7页PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.c