空压机变频器节能系统

     常见大中型空压机为螺杆式或活塞式压缩机。工作时由一台电动机带动螺杆或活塞向气罐充气，当气罐压力升至设定的压力时离合片动作，电机自动卸载，电机空转，螺杆或活塞停止压缩空气。压缩机的这种工作方式带来了下列问题：
  一、现用空压机控制系统的缺陷
     空压机主电机运行方式为星型到三角降压起动后再全压运行.加、卸载供气控制方式为进气阀开关控制方式，即压力达到上限时关阀，压缩机空载运行；压力抵达下限时开阀，压缩机加载运行。如果系统压力上升到压力上限值，控制器使进气阀关闭，压缩机空载运行，直到系统压力降到压力下限值后，控制器使进气阀重新打开，排气阀关闭，压缩机打开，压缩机满载运行,不断重复上述过程。空气压缩机的排气量和压力，在运转中也不是不变的，常因工况变化导致用气量变化，所以空气压缩机工作时总是在重复满载－卸荷工作方式。满载时的工作电流接近电动机的额定电流，卸荷时的空转电流约为30-50％电动机额定电流，这部分电流不是做有用功，而是机械在额定转速下的空转损耗.
     1、浪费大量的能源,导致生产成本的增加.
     2、起动瞬间电流很大，对电网的稳定及其它用电设备的产生巨大的冲击,严重时甚至可能导致同一电网设备无法正常运行.
     3、起动时对设备机械同样存在巨大的冲击，后续维护工作量大,维护成本高.制约生产效率.
     4、经常卸载和加载的方法来调节.这样使整个气网压力经常变化,不能保持恒定的供气压力,另外也影响压缩机的使用寿命。
     5、由于气压无法恒定,波动范围大,因此在一定程度上间接的影响了产品生产质量.在某些对气源气压要求苛刻的场合尤为明显.
     6、自动化程度低,系统稳定性差,不利于维护, 需要专人操作停止或者启动机组来调节需求气量,但仍然无法有效的调节到合理范围.由于没有故障报警系统,不能快速有效的找到故障源以及排除故障
二、空压机变频器节能系统配置及性能
     1、配置
    空压机专用型变频器：该型变频器性能优良，可靠性高，内置PID调节器，各项参数可灵活设置，能很好地满足控制要求。
    压力检测：可选用相匹配的压力传感器，安装简便，线性好，信号变送精度高。
    工变频切换系统：组件选用施耐德，LG等知名品牌。保证系统可靠运行
    2、系统功能描述
     该系统以压力为控制对象，压力值由变频器键盘电位器设定，可根据用气设备的实际需要，在空压机的允许工作压力内自由设定，调整便捷。压力传感器对供气管网压力实时检测，并通过变送器转换，输出标准的4-20mA的信号，送至变频器反馈，在变频器内进行PID闭环控制，根据系统用气量的要求实时调整变频器的输出，从而实时调整压缩机电机的转速，保证管网压力的恒定。完善的工变频切换系统，以保证空压机长期可靠的正常运行。
    3、变频器主要参数设定：
功能代码 设定参数值 功能说明
P0100 1 端子控制，上电自动运行
P0101 1 频率由端子V2( I2)控制
P0108 25 设定压缩机的下限频率
P0500 1 PI闭环控制
P0503 50 PI数字给定值
P0105 50 加速时间
P0106 60 减速时间
P0216 1 自由停车
P0507 6 积分时间
注意事项：
  a、各品牌的空压机润滑及冷却方式的不尽相同，故空压机工作的下限频率应根据实际情况进行设定。
  b、由于空压机连续工作时本身会散发大量的热量，因此应注意变频器箱体的温度不要超限，确保变频器工作场所的通风。
  c、当储气罐内气压较高时，启动变频器时会引起堵转过流，因此不要在储气罐内压力较高时启动变频器，应卸放储气罐内的空气后启动。也可在空压机出气口加装单向阀。
三、空压机变频器节能系统对空压机进行控制的优点及综合效益分析
       采用该系统改造后，压缩机组的供气量与系统所需量动态匹配，压缩机电机转速会随着系统用气量的不同而进行调节，避免了电机空转以及频繁的加卸载所带来的能量损耗，电机的输入功率大大降低，节电效果显著。对于对空气机来说，供气量Q与转速N成正比，气压F与转速N的二次方成正比，而轴功率与转速N的三次方成正比，见下表：
频率值HZ 50 45  40  35 30 25
供气量Q% 100 90 80 70 60 50
气压F% 100 81 64 49 36 25
轴功率P% 100 73 51 34 22 13
节电率N% 0 23 49 66 78 87
一般来说，对于连续用气的空压机系统，随用气量的变化，电动机运行频率在25-50HZ之间动态调节，系统的节电率可达20%左右。
       另外系统改造所带来的间接效益也不可低估。首先，压缩机电动机实现了软启停，软加减速，对电网的冲击大大减少；其次压缩机气缸内气阀片不再反复地开启和关闭，增加了设备的寿命，减少了系统维护时间；再次系统管网气压稳定，提高了气动设备的效率。
空气压缩机组经改造后，经实测达到如下效果 
  1、节省电能：
      恒压供气系统投入运行后，可使贮气罐的气压保持在设定值的2.5%范围内，将自动排空而损失的电能节省下来，经实测，节电率达到40% 左右，同时功率因子提高至COSф>0.95,减少了无功损耗.
  2、降低噪音，减少环境污染：
      恒压供气系统由于实现了变频控制，基本上消除排空放气的情况，从而改善了噪音对环境的污染.
  3、延长机械部件使用寿命：
      使用空压机节电系统后，空压机大多数时间运行在工频之下，能明显减少机械部件的磨损，延长机器寿命，减少维修费用和缩短维修时间.

4、实现了软起动：
      减少机组起动电流对电网的冲击，同时可灵活地重复多次起动，避免了自藕降压起动在这方面的不足.
  5、实现恒压供气：
      系统投入运行后，提高了供气可靠性和负载变化的调节能力，保证了恒定的供气压力，进一步保证了产品质量的稳定性.
 6、运行可靠，故障率几乎为零：
     系统设有过载、失压、欠压、过流、缺相等保护功能，运行可靠.
  7、操作简易，发生故障不影响生产：
     节能器发生故障后，可自动停机并发出故障信号，同时，可转换到市电使空压
      

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