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MR500系列變頻器在空壓機(jī)應(yīng)用

2019-05-16 武漢邁信電氣技術(shù)有限公司

一、應(yīng)用介紹


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,空壓機(jī)主電機(jī)運(yùn)行方式為星型到三角降壓起動(dòng)后再全壓運(yùn)行。加、卸載供氣控制方式為進(jìn)氣閥開(kāi)關(guān)控制方式,即壓力達(dá)到上限時(shí)關(guān)閥,壓縮機(jī)空載運(yùn)行;壓力抵達(dá)下限時(shí)開(kāi)閥,壓縮機(jī)加載運(yùn)行。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力上限值,控制器使進(jìn)氣閥關(guān)閉,壓縮機(jī)空載運(yùn)行,直到系統(tǒng)壓力降到壓力下限值后,控制器使進(jìn)氣閥重新打開(kāi),排氣閥關(guān)閉,壓縮機(jī)打開(kāi),壓縮機(jī)滿載運(yùn)行,不斷重復(fù)上述過(guò)程??諝鈮嚎s機(jī)的排氣量和壓力,在運(yùn)轉(zhuǎn)中也不是不變的,常因工況變化導(dǎo)致用氣量變化,所以空氣壓縮機(jī)工作時(shí)總是在重復(fù)滿載-卸荷工作方式。滿載時(shí)的工作電流接近電動(dòng)機(jī)的額定電流,卸荷時(shí)的空轉(zhuǎn)電流約為30-50%電動(dòng)機(jī)額定電流,這部分電流不是做有用功,而是機(jī)械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗。


1、浪費(fèi)大量的能源,導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。
2、起動(dòng)瞬間電流很大,對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的產(chǎn)生巨大的沖擊,嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致同一電網(wǎng)設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。
3、起動(dòng)時(shí)對(duì)設(shè)備機(jī)械同樣存在巨大的沖擊,后續(xù)維護(hù)工作量大,維護(hù)成本高,制約生產(chǎn)效率。
4、經(jīng)常卸載和加載的方法來(lái)調(diào)節(jié),這樣使整個(gè)氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化,不能保持恒定的供氣壓力,另外也影響壓縮機(jī)的使用壽命。
5、由于氣壓無(wú)法恒定,波動(dòng)范圍大,因此在一定程度上間接的影響了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量,在某些對(duì)氣源氣壓要求苛刻的場(chǎng)合尤為明顯。
6、自動(dòng)化程度低,系統(tǒng)穩(wěn)定性差,不利于維護(hù), 需要專人操作停止或者啟動(dòng)機(jī)組來(lái)調(diào)節(jié)需求氣量,但仍然無(wú)法有效的調(diào)節(jié)到合理范圍,由于沒(méi)有故障報(bào)警系統(tǒng),不能快速有效的找到故障源以及排除故障。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)



邁信MR500系列變頻器采用領(lǐng)先的開(kāi)環(huán)矢量控制算法,極強(qiáng)的過(guò)載輸出能力,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。


空壓機(jī)采用邁信MR500變頻器及PLC控制器組成空壓機(jī)控制系統(tǒng)。壓力值由PLC控制器設(shè)定,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PLC控制器反饋,通過(guò)PLC控制器運(yùn)算后給出4-20mA的信號(hào)到變頻器的模擬量輸入控制頻率。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。變頻器故障信號(hào)通過(guò)繼電器輸出送至系統(tǒng)控制器;系統(tǒng)控制器采用RS485總線通過(guò)MODBUS-RTU方式讀取變頻器的狀態(tài)值(輸出頻率、輸出電壓、輸出電流、輸出功率及故障代碼等)。

下圖為空壓機(jī)系統(tǒng)流程圖:



恒壓供氣原理:


如果供氣流量>用氣流量則變頻器頻率降低,電機(jī)轉(zhuǎn)速下降;
如果供氣流量<用氣流量則變頻器頻率上升,電機(jī)加速運(yùn)行;
如果供氣流量=用氣流量則變頻器頻率不變,電機(jī)轉(zhuǎn)速不變。


接線圖:


2.1 項(xiàng)目實(shí)施后優(yōu)點(diǎn)


1、節(jié)省電能:
恒壓供氣系統(tǒng)投入運(yùn)行后,可使貯氣罐的氣壓保持在設(shè)定值的2.5%范圍內(nèi),將自動(dòng)排空損失和空載時(shí)電機(jī)頻率降到25HZ的電節(jié)省下來(lái)。


2、降低噪音,減少環(huán)境污染:

恒壓供氣系統(tǒng)由于實(shí)現(xiàn)了變頻控制,基本上消除排空放氣的情況,從而改善了噪音對(duì)環(huán)境的污染。


3、延長(zhǎng)機(jī)械部件使用壽命:

使用空壓機(jī)節(jié)電系統(tǒng)后,空壓機(jī)大多數(shù)時(shí)間運(yùn)行在工頻之下,能明顯減少機(jī)械部件的磨損,延長(zhǎng)機(jī)器壽命,減少維修費(fèi)用和縮短維修時(shí)間。


4、實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng):

減少機(jī)組起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊,同時(shí)可靈活地重復(fù)多次起動(dòng),避免了自藕降壓起動(dòng)在這方面的不足。


5、實(shí)現(xiàn)恒壓供氣:

系統(tǒng)投入運(yùn)行后,提高了供氣可靠性和負(fù)載變化的調(diào)節(jié)能力,保證了恒定的供氣壓力,進(jìn)一步保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。


6、運(yùn)行可靠,故障率幾乎為零:

系統(tǒng)設(shè)有過(guò)載、失壓、欠壓、過(guò)流、缺相等保護(hù)功能,運(yùn)行可靠。

三、應(yīng)用效果



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