变频技术在空压机设备上的运用

denaier2015

       首先我们对空压机的工作原理做一个简单的描述：
　　空压机是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。
　　
　　空压机变频改造方案：
　　一、变频改造方案设计原则
! i3 B$ m( y/ M5 z$ s$ `　　根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：
/ Q$ }1 w/ U* g+ K) V  g! e　　1、 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定。
　　2、 系统应具有变频和工频两套控制回路。
  }4 X9 I. Z" }6 G1 }, ~7 |　　3、 系统具有开环和闭环两套控制回路。
0 ~& t' w2 k. z' o' q: h　　4、 一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换。
% y9 s* |. g0 l8 N, m& L  {　　5、 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。
　　6、 为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。
　　7、 在用电气量小的情况下，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。
　　8、 考虑到系统以后扩展问题，空压机变频器应满足将来工况扩展的要求。
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0 r9 ^5 g" e4 X. {    二、空压机变频器的选型
　　我们以BT12S系列风机水泵专用型变频器为例作讲解：
　　1、BT12S变频器的频率精度：数字设定为±0.01%；模拟设定为±0.2%。可使压力波动范围满足设计要求。
　　2、系统设计了变频和工频两套主回路。
7 m3 s; e; v- W' z. Q9 j6 `9 v: C" V　　3、系统设计了闭环与开环两套控制回路。
; B6 U* O) {6 a7 I　　4、使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。
2 \3 @& s7 O0 I6 |/ N  I　　5、BT12S型变频器适用恒转矩特性负载，该变频器还具有转矩补偿和提升的功能。
, h1 ^# s6 L$ Z; X　　6、 在该变频器上端加装输入电抗器，有效的抑制了变频器对电网的干扰。
　　7、 在该变频器下端加装输出电抗器，保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。
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9 J) x) [0 T; }" t. h) F　　三、改造方案原理
　　由变频器，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，对空压机的工作过程进行恒压控制。
& P+ ]/ r$ U. F6 ^- Q　　反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
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0 i. |, m, |) K* G% o. j  ^    四、空压机变频系统调试
　　调试的主要步骤：
　　1、 将变频器接入系统。
　　2、 进行工频旁路的运行。
　　3、 进行变频回路的运行，其中包括开环与闭环控制两部分调试：
$ }& |3 ]: [+ H9 j( b) w$ {+ F4 S开环：此时主要观察变频器频率上升的情况，设备的运行声音是否正常，空压机的压力上升是否稳定，压力变送器显示是否正常，设备停机是否正常等。如一切正常，则可进行闭环的调试。
$ b  Q" H: `" C/ Q. G　　闭环：主要依据变频器频率上升与下降的速度和空压机压力的升降相匹配，不要产生压力振荡，还要注意观察机械共振点，将共振点附近的频率跳过去。
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    五、空压机变频改造后的效益
　　1、节约能源
. \7 |# ^5 M0 t; D# E& e　　2、运行成本降低
' \% M, `4 h7 j7 l　　3、提高压力控制精度
　　4、延长压缩机的使用寿命
　　5、降低了空压机的噪音
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6 C% t" }. u# |5 T5 y# U　  随着变频技术的不断进步与成熟，已经可以逐步的将它纳入到传统空压机的改造中来，使得空压机在不久的将来进入到真正的经济运行时代，成为企业高效率的设备，同时通过本文也希望为那些有志于改造改进传统空压设备的同仁提供一点借鉴和帮助，为我们空压机设备的不断进步作出贡献。