空压机在机械制造、全自动生产线、玻璃、陶瓷、制衣、玩具、塑料、等多个行业中应用普遍。工厂一般在设计时都有对空压机留有10-30%余量,另外工厂实际需求存在季节性及时间性波动,也导致用气量波动较大,所以空压机多数时间并非满载运行,节能空间很大。
传统空压机也存在不少问题,主要如下:
1. 工频启动冲击电流大;主电机虽然采用Y-△减压起动或降压起动,但起动电流仍然很大,对电网冲击大,易造成电网不稳以及威胁其它用电设备的运行安全。对于自发电工厂,数倍的额定电流冲击,还可能导致其他设备异常;
2. 加载和卸载时电能的消耗;在压力达到所需工作压力后,传统控制方式决定其压力会继续上升直到卸载压力。在加压过程中,一定会产生更多的热量和噪音,从而导致电能损失。另一方面,高压气体在进入气动元件前,其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样耗能。当达到卸载压力时,空压机自动打开卸载阀,使电机空转,造成严重的能量浪费。空压机卸载时的功耗约占满载时的30%~50%,可见传统空压机有明显的节能空间。
3. 压力不稳,自动化程度底;传统空压机自动化程度低,输出压力的调节是靠对加卸载阀、调节阀的控制来实现的,调节速度慢,波动大,精度低,输出压力不稳定。
4. 设备维护量大;空压机工频启动电流大,高达5~8倍额定电流,工作方式决定了加卸载阀必然反复动作,部件易老化,工频高速运行,轴承磨损大,设备维护量大。
利用变频器对空压机进行改造,优势明显,改造方便。空压机变频控制系统由变频器、压力传感器、控制指示线路组成
工作流程是采用压力传感器装置检测管网的压力,由检测显示仪表将反应输出压力的模拟信号传送到变频器,变频器根据反馈信号和设定信号进行比较利用变频器内部的PID进行自动输出频率调节以实现自动调节压缩电机的转速和输出功率,形成一个闭环反馈系统维持管网的压力恒定和自动控制。利用变频器改造主要有以下优点:
1. 启动电流小,对电网无冲击;变频器起动电机时电流上升平缓,对电网冲击小;
2. 输出压力稳定;采用变频控制系统后,可以实时监测供气管路中气体的压力,使供气管路中的气体的压力保持恒定,提高生产效率和产品质量;
3. 设备维护量小;因变频器对空压机软启动,对设备冲击小。因可以自动降频,加卸载阀无须反复动作,轴承磨损小,设备使用寿命延长,维护工作量变小;
4. 节能;空压机基本属于恒转矩负载,用变频调速的方法根据供气量大小来调节电机转速,能使电机的输出功率基本与转速(供气量)成正比关系。当用气量减小时,排气口压力上升,通过闭环反馈给变频器,使电机转速降低,减小了轴输出功率;当用气量增加时,排气口压力下降,通过闭环反馈给变频器,使电机转速升高,增加了轴输出功率。因此,变频空压机系统通过压力闭环,可实时跟踪供气系统负载变化,调整空气压缩机电机的转速,保证排气口压力恒定,使压缩机电机工作在最经济的运行状态下。避免了原控制方式空压机频繁的加载与卸载,频繁地起动与停机,使得从电网吸收的电能大大下降。
5. 提供强大灵敏的软/硬件的限流保护、过流和过压保护、对地短路保护、过载保护、IGBT的短路保护、电流检测异常、继电器吸合异常等保护功能,保证空压机系统的稳定性和可靠性。
参数设定 | 具体说明(按实际需求设定) |
F0.02=1 | 外部端子起停 |
F0.03=8 | PID闭环有效 |
F0.17=XX | 加速时间(按实际需求设定) |
F0.18=XX | 减速时间(按实际需求设定) |
F4.00=1 | X1定义为闭合正转运行 |
(F4.13=2) | 在AI1信号为4~20mA时对应4mA值,如果是0~10V时不需设此参数 |
F A.00=0 | PID给定源为F A.01,大小由F A.04设定 |
F A.01=XX | 设定需求压力大小,单位为0.01Mpa。也可以通过键盘上下键修改 |
F A.02=0 | PID反馈通道为AI1 |
F A.04=1.0 | 远传压力表量程,单位为Mpa;1Mpa=10ba(公斤) |
总之,采用变频恒压控制系统后,不但可节约一笔数目可观的电力费用,延长压缩机的使用寿命,还可实现恒压供气的目的,提高生产效率和产品质量。