技術(shù)文章
ALPHA6000G型變頻器在空壓機(jī)上的應(yīng)用案例
概述:
常見(jiàn)大中型空壓機(jī)為螺桿式或活塞式壓縮機(jī)。工作時(shí)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺桿或活塞向氣罐充氣,當(dāng)氣罐壓力升至設(shè)定的最高壓力時(shí)離合片動(dòng)作,電機(jī)自動(dòng)卸載,電機(jī)空轉(zhuǎn),螺桿或活塞停止壓縮空氣。壓縮機(jī)的這種工作方式帶來(lái)了下列問(wèn)題:
A、氣壓最高時(shí)電機(jī)自動(dòng)卸載空轉(zhuǎn)造成電能的大量的浪費(fèi)。
B、出口壓力隨著用氣量的大小而出現(xiàn)正弦波式的變化,影響氣動(dòng)設(shè)備的性能及工作效率。
C、工作時(shí),壓縮機(jī)頻繁的加卸載使設(shè)備的檢修時(shí)間加長(zhǎng),使用壽命縮短。
D、大功率壓縮機(jī)電機(jī)的頻繁加卸載造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
根據(jù)以上空壓機(jī)的工作特點(diǎn),我們可用空壓機(jī)恒壓變頻拖動(dòng)系統(tǒng)對(duì)改造。
系統(tǒng)配置及性能:
本系統(tǒng)可選用ALPHA6000-3037G型變頻器,該型變頻器性能優(yōu)良,可靠性高,內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器,各項(xiàng)參數(shù)可靈活設(shè)置,能很好地滿足控制要求。壓力傳感器可選用國(guó)產(chǎn)HDP503-1M-MA-C-G1/2型,該型傳感器安裝簡(jiǎn)便,線性好,信號(hào)變送精度高。
系統(tǒng)功能描述:
該系統(tǒng)以壓力為控制對(duì)象,壓力值由變頻器鍵盤(pán)電位器設(shè)定,可根據(jù)用氣設(shè)備的實(shí)際需要,在空壓機(jī)的最高允許工作壓力內(nèi)自由設(shè)定,調(diào)整便捷。壓力傳感器對(duì)供氣管網(wǎng)壓力實(shí)時(shí)檢測(cè),并通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換,輸出標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA的信號(hào),送至變頻器反饋,在變頻器內(nèi)進(jìn)行PID閉環(huán)控制,根據(jù)系統(tǒng)用氣量的要求實(shí)時(shí)調(diào)整變頻器的輸出,從而實(shí)時(shí)調(diào)整壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,保證管網(wǎng)壓力的恒定。
用戶受益:
采用該系統(tǒng)改造后,壓縮機(jī)組的供氣量與系統(tǒng)所需量動(dòng)態(tài)匹配,壓縮機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié),避免了電機(jī)空轉(zhuǎn)以及頻繁的加卸載所帶來(lái)的能量損耗,電機(jī)的輸入功率大大降低,節(jié)電效果顯著。對(duì)于對(duì)空氣機(jī)來(lái)說(shuō),供氣量Q與轉(zhuǎn)速N成正比,氣壓F與轉(zhuǎn)速N的二次方成正比,而軸功率與轉(zhuǎn)速N的三次方成正比,見(jiàn)下表:
頻率值HZ 50 45 40 35 30 25
供氣量Q% 100 90 80 70 60 50
氣壓F% 100 81 64 49 36 25
軸功率P% 100 73 51 34 22 13
節(jié)電率N% 0 23 49 66 78 87
一般來(lái)說(shuō),對(duì)于連續(xù)用氣的空壓機(jī)系統(tǒng),隨用氣量的變化,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率在25-50HZ之間動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),系統(tǒng)的節(jié)電率可達(dá)20%左右。
另外系統(tǒng)改造所帶來(lái)的間接效益也不可低估。首先,壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟停,軟加減速,對(duì)電網(wǎng)的沖擊大大減少;其次壓縮機(jī)氣缸內(nèi)氣閥片不再反復(fù)地開(kāi)啟和關(guān)閉,增加了設(shè)備的壽命,減少了系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間;再次系統(tǒng)管網(wǎng)氣壓穩(wěn)定,提高了氣動(dòng)設(shè)備的效率。
變頻器主要參數(shù)設(shè)定:
功能代碼 設(shè)定參數(shù)值 功能說(shuō)明
P0.04 1 端子控制,上電自動(dòng)運(yùn)行
P0.01 9 頻率由PI調(diào)節(jié)器給定
P0.09 25 設(shè)定壓縮機(jī)的下限頻率
P2.06 3.0 改善電機(jī)噪聲,但設(shè)定太高電容漏電增大
P1.05 1 電機(jī)的加速模式
P7.09 0.2 PI調(diào)節(jié)器偏差設(shè)定
P7.05 1 PI調(diào)節(jié)器比例
P7.06 10 PI調(diào)節(jié)器積分
P7.01 0 PI調(diào)節(jié)器反饋選擇
注意事項(xiàng):
各品牌的空壓機(jī)潤(rùn)滑及冷卻方式的不盡相同,故空壓機(jī)工作的下限頻率應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。
由于空壓機(jī)連續(xù)工作時(shí)本身會(huì)散發(fā)大量的熱量,因此應(yīng)注意變頻器箱體的溫度不要超限,確保變頻器工作場(chǎng)所的通風(fēng)。
當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣壓較高時(shí),啟動(dòng)變頻器時(shí)會(huì)引起堵轉(zhuǎn)過(guò)流,因此不要在儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力較高時(shí)啟動(dòng)變頻器,應(yīng)卸放儲(chǔ)氣罐內(nèi)的空氣后啟動(dòng)。也可在空壓機(jī)出氣口加裝單向閥。
效益分析
直接節(jié)能分析
以壓縮機(jī)每年12個(gè)月,每月24天,每天20個(gè)小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),節(jié)電率按20%計(jì)算。
110KW空壓機(jī)變頻器改造前和改造后的用電量以及電費(fèi)對(duì)比。電費(fèi)(0.85元/度)
每天:110KW*20小時(shí)*0.8(電機(jī)工作效率)=1760度
電費(fèi):1760度*0.85=1496元
每月:24*1760=42240度 電費(fèi) 42240度*0.85=35904元
每年:42240*12=506880度 電費(fèi) 506880度*0.85=430848元
ALPHA變頻改造后按20%節(jié)電率計(jì)算:
每天節(jié)約電費(fèi):1496元*20%=299.2元
每月節(jié)約電費(fèi):35904元*20%=7180.8元
每年節(jié)約電費(fèi):430848元*20%=86169.6元
時(shí)間 改造前運(yùn)行電費(fèi) 變頻改造后運(yùn)行電費(fèi) 效益
天 1496 1196.8 299.2
月 35904 28723.2 7180.8
年 430848 344678.4 86169.6
以上是按20%節(jié)電率計(jì)算,具體的節(jié)電率可按實(shí)際測(cè)出結(jié)果為準(zhǔn)。