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空壓機變頻改造

產(chǎn) 品 說 明

空壓機節(jié)電改造原理:
一、 節(jié)能原理及效果
我們知道,用調(diào)整電機轉(zhuǎn)速的方法同樣可以調(diào)整供氣量。由于空壓機基本上屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,用變頻調(diào)速的方法調(diào)整供氣量能使電機的輸出功率基本與轉(zhuǎn)速(供氣量)成正比關(guān)系,達(dá)到很好的節(jié)電效果。兩種調(diào)節(jié)方法用電情況如圖1所示。 
我們采用具有矢量控制功能的RB2000變頻器,可使電機在低速時也能提供滿足負(fù)載需要的轉(zhuǎn)矩。同時,RB2000變頻器的自動節(jié)能模式,可使電機在滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求下以最小電流運行,達(dá)到更好的節(jié)電效果。 
采用恒壓供氣變頻控制系統(tǒng)所帶來的效果如下: 
1 功率-流量曲線圖 
1)、出氣口釋放閥全部關(guān)閉,取消用出氣口釋放閥調(diào)節(jié)供氣量方式,以避免由此導(dǎo)致的電能浪費。代之以變頻器調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)整氣體流量,使電機輸出的功率與流量需求基本上成正比關(guān)系(如圖1所示),始終使電機高效率工作,以達(dá)到明顯的節(jié)電效果。例如當(dāng)用氣量是額定供氣量的50%時,節(jié)電率可達(dá)40%以上;
2)、利用變頻器的節(jié)能模式,可使電機在輕載時以最高效率運行,減少不必要的電能損耗;
3)、根據(jù)嚴(yán)格的EMS標(biāo)準(zhǔn),高效的PWM變頻器使用高速低耗的IGBT,降低諧波失真和電機的電能損失。
4)、可使電機起動、加載時的電流平緩上升,沒有任何沖擊;可使電機實現(xiàn)軟停,避免反生電流造成的危害,有利于延長設(shè)備的使用壽命;避免因電流峰值帶來的電力公司的罰款;
5)、采用變頻控制系統(tǒng)后,可以實時監(jiān)測供氣管路中氣體的壓力,使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量;
6)、由于電機在高效率狀態(tài)下運行,功率因數(shù)較高,降低了無功損耗,節(jié)約了大量電能(如圖2所示)。
7)、保存原釋放閥系統(tǒng),在必要時可參加調(diào)節(jié),增強系統(tǒng)的可靠性。
總之,采用恒壓供氣智能控制系統(tǒng)后,不但可節(jié)約3040%的電力費用,延長壓縮機的使用壽命,并可實現(xiàn)"恒壓供氣"的目的,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
二、 空壓機變頻控制系統(tǒng)說明
(一)、概述
空氣壓縮機恒壓供氣智能控制系統(tǒng)是由變頻器、壓力傳感器、可編程控制器(PLC)控制單元、軟件控制單元等組成。此控制系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器檢測到的空壓機出口的壓力值,通過可編程控制器(PLC)調(diào)節(jié)計算和變頻器調(diào)整壓縮機電機的工作狀態(tài),在精確地控制空壓機出口的壓力的同時,延長壓縮機系統(tǒng)的使用壽命,并大幅度地節(jié)約電能。
(
)、產(chǎn)品特點
1
、 實現(xiàn)壓縮機的軟啟動,無峰值電流,啟動平穩(wěn);
2
、 大幅度降低壓縮機系統(tǒng)的噪聲; 
3
、 自動控制,簡便高效,可靠和自保護,無需專人看護;
4
 運轉(zhuǎn)平穩(wěn),延長壓縮機系統(tǒng)壽命,減少維護量;
5
、 保證供氣壓力恒定,提高供氣質(zhì)量;
6
、 大量節(jié)約電能:
7
 保存原軟啟動系統(tǒng),本控制系統(tǒng)的變頻-工頻切換功能可以使變頻控制系統(tǒng)發(fā)生故障時將壓縮機電機切換到原軟啟動系統(tǒng)工頻工作,以確保壓縮機組可以正常工作。
三、改造方案
空壓機在啟動時,內(nèi)部有少量的滯留氣壓,啟動和加減速運行時要求變頻器反應(yīng)快速,因此,我們選用RB2000變頻器。調(diào)節(jié)方式采用閉環(huán)自動調(diào)節(jié),控制系統(tǒng)根據(jù)壓力傳感器檢測到空壓機出口的壓力信號值,經(jīng)過A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元的信號轉(zhuǎn)換后,通過可編程控制器(PLC)和變頻器調(diào)整單臺壓縮機電機的轉(zhuǎn)速,保證電機以最小的功率輸出。在精確控制壓力的同時,實現(xiàn)電機的軟啟動以及延長壓縮機的使用壽命。當(dāng)變頻器及PLC發(fā)生故障時,自動切換到原軟啟動柜工頻電源運行,以保證壓縮機的正常工作。改造方案如圖所示。系統(tǒng)框圖如圖6所示。 
四、案例分析
1
、配置的選型
空氣壓縮機是廠里的重要設(shè)備,必須保證每天24小時能夠正常運轉(zhuǎn)??諌簷C臺數(shù):11備,功率:55KW。為了使改造后的控制系統(tǒng)和壓縮機組的可靠性都得到有效的保證,供氣壓力可根據(jù)需求方便設(shè)定,配備人機界面,電動機的頻率、電流、電壓、功率等參數(shù)直觀顯示,節(jié)能效果一目了然,并使原機組的性能和節(jié)電率得到大幅度的提高。


以上為供水或供氣的壓力設(shè)定界面

我們選用RB 2000變頻器,三菱PLC及其它進(jìn)口配件。RB2000變頻器的主要性能特點:
1)、運用轉(zhuǎn)矩計算軟件控制,能保證在整個頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)矩控制;
2)、采用高速微處理器并裝備DSP,大大提高響應(yīng)速度;
3)、當(dāng)線電壓下降時,有自動電壓調(diào)節(jié)功能(AVR),可維持高起動轉(zhuǎn)矩;
4)、它的自動調(diào)節(jié)方式使變頻器與電機參數(shù)調(diào)整的步驟自動進(jìn)行; 
5)、可根據(jù)電機負(fù)載和制動要求自動計算******的加/減速時間;
6)、節(jié)能模式:它會自動選擇參數(shù),使電機在滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求下,自動節(jié)能,以最小電流運行,以達(dá)到節(jié)能目的;
7)、PM智能功率模塊降低電機運行時的噪音。

2、投資回報分析
貴公司單臺空壓機改造前每月用電約為:

55KW×24小時/×30/×0.8(平均負(fù)載率)=31680KWH

空壓機機節(jié)電率可達(dá):20-30%之間波動,月均值在:25%;電費價格為0.75/KWH :

空壓機每月節(jié)電電費:31680KWH×25%×0.75/KWH=5940