新时达-step AS180 在空压机中的解决方案_空压机_AS180变频器

新时达-step AS180 在空压机中的解决方案

2012/11/2 13:13:09

负载介绍
随着国民经济的发展，对电气自动化的要求更高，而节能降耗、降低单耗、降低成本也更迫切，因此变频器的市场前景是十分乐观的。空压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，广泛应用于喷涂、电子、纺织、机械、化工、动力等领域，是许多工艺流程中的核心设备。随着企业的发展，对空压机自动化控制需求也逐步增强，但如何设计出既节能又安全的控制思路，是企业改造项目中的首要问题，因此将变频技术应用于空压机调速中是实现节能积极而有效的方法。

传统控制系统工艺缺陷
       1. 采用空载（卸载）星-三角启动，加载和卸载方式都为瞬时。这使得空压机在启动时会有较大的启动电流，加载和卸载时对设备机械冲击较大；不光引起电源电压波动，也会使压缩气源产生较大的波动；同时这种运行方式还会加速设备的磨损，降低设备的使用年限；
       2. 空气压缩机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大
       3. 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，精度低等诸多不足。

解决方案
空压机采用变频调速技术进行恒压供气控制时，系统原理框图如图所示。

       变频调速系统将管网压力作为控制对象，压力变送器将储气罐的压力转变为变为电信号送给变频器内部的PID 调节器，与压力给定值进行比较，并根据差值的大小按既定的PID 控制模式进行运算，产生控制信号去控制变频器的输出。
       电压和逆变频率，调整电动机的转速，从而使实际压力始终维持在给定压力。另外，在采用该方案后，空压机电动机从静止到稳定转速可由变频器实现软启动，避免了启动时的大电流和启动给空气压缩机带来的机械冲击。
       正常情况下，空气压缩机在变频器调速控制方式下工作。考虑到一旦变频器出现故障时，生产工艺过程不允许空压机停机，因此系统设置了工频和变频切换功能，这样当变频器出现故障时，可由工频电源通过接触器直接供电，使空压机照常工作。

行业应用特点
1. 节约能源试运行成本降低
       空压机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占空压机运行成本的80%。应用变频装置后，空压机是通过变频装置改变电源频率来调整电动机的转速，继而改变空压机排气量，提供稳定压力的，不存在电动机空运转问题。经测算，通过变频技术改造后节约了电能，能源成本降低20%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟着降低，所以运行成本将大大降低。通过测算，运行一年节约的成本费用就可以收回改造的投资。
2. 压力控制精度
       变频控制系统具有精确的压力控制能力，能使空压机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制空压机的输出气量随着电动机转速的改变而改变。由于变频控制使电动机的转速精度提高，所以他可以使管网的系统压力保持恒定，有效地提高了产品的质量。
3. 全面改善空压机的运行性能
       变频器从0Hz 起动空压机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对空压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，使空压机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时的电流波动（这一波动电流会影响电网和其他设备的用电，变频器能够有效地将起动电流的峰值减少到最低程度）。根据空压机的工作状况要求，变频调速改造后，电动机转速明显减慢，因此有效地降低了空压机运行时的噪音。
4. 延长了机器的使用寿命
       由于调速后设备的转速下降，磨损减少，起动时转速缓慢提升，也减少了对设备的冲击。
5. 提高了自动化控制程度
       变频器可按工艺要求灵活控制，反应时间一般可达0.2s，调速精度可达到0.5%，调速范围广，机械特性硬，能满足严格的生产、工艺要求。通过闭环可实现自动控制，控制简单、灵活、精度高、反应快速、非常简便，可实现异地控制。