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深圳市欧科传动有限公司
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    欧科变频器在空压机设备上节能改造的解决方案

    更新时间:2016-07-16点击次数:3568次字号:T|T
    一.前言 空气压缩机是利用电能将空气压缩使之作为一种动力源的设备,在工矿企业、工业自动化中应用十分普遍,配备电动机的容量一般较大,且大多是常年连续运行的,故节能的潜力很大。目前常见的压缩机有活塞式、螺杆式、离心式,不论哪种工作方式,压缩机单位时间内产气量是一定的,目前空压机都采用上下限控制或启停式控制,也就是说,当气缸内压力达到设定上限时,空压机通过本身的压力或油压开关关闭进气阀,这种工作方式频繁出...


    欧科变频器在空压机设备上节能改造的解决方案 780KB

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    一.前言

    空气压缩机是利用电能将空气压缩使之作为一种动力源的设备,在工矿企业、工业自动化中应用十分普遍,配备电动机的容量一般较大,且大多是常年连续运行的,故节能的潜力很大。目前常见的压缩机有活塞式、螺杆式、离心式,不论哪种工作方式,压缩机单位时间内产气量是一定的,目前空压机都采用上下限控制或启停式控制,也就是说,当气缸内压力达到设定上限时,空压机通过本身的压力或油压开关关闭进气阀,这种工作方式频繁出现加载卸载,主电机虽然星三角降压起动,但起动时的电流仍然很大,对电网、螺杆空压机本身都有极大的破坏性。

     

    二.空压机工艺要求:

     

    1. 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定,压力波动范围不能超过±0.02Mpa;

    2. 系统应具有变频和工频两套控制回路;

    3. 根据空压机的工况要求,系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一;

    4. 为了防止非正弦波干扰空压机控制器及其与变频器的通讯,变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施;

    5. 在用气量小的情况下变频器处在低频运行时,应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。

     

    三.变频改造前后的优缺点

    A、原系统工况存在的缺陷

    1、 主电机虽然星三角降压起动,但起动时的电流仍然很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全;

    2、 主电机时常空载运行,属非经济运行,电能浪费严重;

    3、 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大;

        4、 主电机工频起动设备的冲击大,电机轴承的磨损大,所以设备维护工作时对机械量大。

    B、螺杆空压机采用变频调速的好处

    空压机使用场合一般有如下特点:配置容量比实际气量大、气量消耗不稳定、气压要求稳定、噪音要尽可能低(尤其夜间)。变频螺杆空压机有如下几个好处: 

    1、气压稳定:由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点,通过控制器或变频器内部的PID调节器,能对压力实现快速调节控制;比工频运行的上下限开关控制相比,气压稳定性成指数级的提高;

    2、更节能:尽管各个厂家的螺杆空压机采取了不同的节能运行模式,但由于变频器是根据实际用气量实时调整电机转速的,用气量低的时候还可以让空压机自动休眠,这样就大大减少能源的损失。需要注意的是,系统控制方式的不同对节能效果有很大影响;

    3、启动无冲击:由于变频器本身是一个软启动装置,启动电流最大在额定电流的两倍左右,与工频启动一般在额定电流的6倍以上相比,启动冲击很小。 这种冲击不仅是对电网的,也有对真个机械系统的冲击,也大大减少;

    4、噪音低,由于稳定运行时运行频率小于工频,机械噪音下降,机械磨损小; 

    5、对储气罐容量要求小。

     

    四.改造方案

    由欧科变频器、压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速,使储气罐内空气压力稳定在设定范围内,进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算,实时控制欧科变频器的输出,从而调节电机转速,使储气罐内空气压力稳定在设定压力范围内。

     

    方案1

    欧科变频器PT200、PT300系列均内置PID 调节器,远程压力表根据压力变化输出号模拟量信,直接送入变频器模拟量输入口,变频器内置PID运算后控制输出频率。系统参数可在实际运行中调整,使系统控制响应趋于完整,保持压力恒定,控制简单方便。

     

     

    参数设置如下表

    相关参数

    参数设置

    说明

    P01.01

    1

    端子控制

    P01.03

    5

    PID控制

    P01.09

    15

    下线频率

    P10.01

    50

    压力设定

    P10.02

    1

    反馈信号选择AI2

    P10.05

    0.2

    积分时间

    P10.06

    0.5

    微分时间

    P10.08

    0

    压力偏差

    P14.00

    1

    停机运算

    P14.01

    25

               唤醒频率

    P14.02

    10

    唤醒延时时间

    P14.03

    20

    休眠频率

    P14.04

    10

    休眠延时时间

      P01.11

    30

    加速时间

    P01.12

    30

    减速时间

     

    方案2

       用欧科空压机控制器和欧科变频器配合改造,更加节能。

    1. LCD 文字显示。

    2.支持异步变频、永磁变频空压机控制

    3.支持变频器减速停机、自由停机选择。

    4.一路继电器输出功能可设置。

    5.二路开关量输入功能可设置。

    6.空压机联控时,变频、变频联动、变频、工频联动运行选择。

    7.二路 RS-485 通讯接口。一路读取变频器数据, 一路联控或与外部通信。

    8.控制器根据供气压力,经过PID 运算,通过4-20mA控制变频器运行频率,实现恒压供气。

     

     

    变频器参数设置:P01.02=1  端子启停

              P01.03=5  AI2电流模拟量调速调速

              P01.11=   启动加速时间

              P01.12=   停止减速时间

              P05.01=1  DI1端子正转

              P05.18=2  AI2下限值

              P06.02=3  继电器故障输出

              P14.00=6005  通讯波特率设置

              P14.01=3  数据位效验设置

    控制器参数设置:1.基础参数-变频器参数-变频器1

        2.基础参数-硬件功能设置-3功能-开/关

        3.用户参数-压力变频参数根据客户设备及压力需求设定

        4.基础参数-硬件功能设置-12号功能-故障

     

    方案3

        用控制器与欧科变频器配合做工变频切换

    1.LCD 中英文显示.

    2.远程、机旁选择控制.

    3.联动、独立、上位机控制选择运行.

    4.对温度与压力进行检测与控制保护.

    5. RS-485 通讯功能,支持 MODBUS RTU 协议.

    6. 带定时启、停功能选择、带断电重启功能选择.

    7.带不同时段,自动切换加、卸载压力值功能选择.

    8.对空压机进行相序错保护、相序缺相保护或电压过高过低保护.

    9.对电机具有缺相、过载、不平衡、电压过高、电压过低保护功能.

    10.变频器运行通过 RS485 通讯与控制器连接.

    11.可支持主机独立工频星三角启动,主机风机同时变频运行。

    12.高度集成,高可靠性,高性价比.

     

     

    PT300变频器参数设置:

              P01.02=2  通讯启停

              P01.03=11  通讯调频

              P01.11=   启动加速时间 

              P01.12=   停止减速时间

              P06.02=3  继电器故障输出

              P14.00=6005  通讯波特率设置

              P14.01=0  数据位效验设置8-N-1

    控制器参数设置:

        1.用户参数-压力温度预置-主机额定功率、主机额定转速、风机额定功率、风机额定转速

        2.用户参数-操作方式预设-启动方式远程、运行方式主机变频

        3.厂家参数-硬件功能设置-17远程开、18远程关、31主机变频运行、23主机变频器故障常开

        4.厂家参数-变频器属性设置

    5.厂家参数-主机变频器参数-主机变频1POWTEC、主机写频功能开启

    五.改造后变频器的日常保养和维护、注意事项等:

    1.注意电磁干扰开,使动作迟缓,必须采取措施,所有控制线路最好采用屏蔽线,屏蔽线到变频器“GND”, 变频器,电机良好接地;

     2.注意环境温度,周围空气要流通,确保变频器散热要良好;

     3.防止灰尘、粉尘的进入,腐蚀变频器里面的元件;

     4.注意雨天防水漏入、流入设备内部,造成变频器短路。

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