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变频调速技术在空气压缩机系统中的应用
更新时间:2020-11-12 发布:unitedhydraulics.cn

1、概述

交流调速技术是电力电子技术、微电子技术、自动控制技术等多门学科相连系成长的产物,基来源根基理是经由过程年夜功率电子开关器件及智能控制技术将电网的工频交流电经过整流、逆变等进程,将固定频率的交流电变为频率可调的交流电,用来拖动电念头等负荷,从而可以实现对电念头的无级调速。现在上许多进步前辈国家年夜多采用此技术。此技术已成型,成长也比力快。交流调速技术有以下显著的点:1、输出功率可以接连调理,可以实现电念头无级调速。2、功率因数高,哄骗率高,节能果显著。⑴有发无功功率的能力,不用耗电网上的无功。⑵稳压性能好。如装备在额定功率下运行,能电念头在额定电压下运行,从而避免了因电压高(低)对机电所酿成的风险。⑶在电念头的负荷低于额定功率时,它可以凭据给定值来调整电念头的输出功率。3、对电网电压波动有很年夜的顺应能力,并能年夜年夜削减系统对电网的污染。(经过尽一年来的运行,我单元的两台ME工控制计较机从没有由于变频系统而影响自己的正常运行)。4、可调范围(频率可在0Hz~400Hz之间进行调理)宽,可以实现年夜范围调速,并能很硬的输出特征,而且动态响应特征好,调速精度高。适用于各类压力、温度、速度、流量的控制。5、采用智能化控制,有完善的庇护性能,使用平安靠得住,操作简利便。而且具有机电启动运行所需要的电气庇护。6、启动、遏制平稳,极年夜地缓和了对电念头的冲击,使电念头能够平稳地加速或减速,从而避免了骤然启动或骤然遏制所酿成的损害,年夜年夜延长了电念头及整套机组的使用寿命。除此之外,更兼其体积小、重量轻、通用性强的特点,是以,变频调速技术越来越普遍的运用于工生产领域。这将极年夜地工生产领域的自动化水平,从而可以实现增产节能的目的。

2、变频技术的运用范围

现今,许多进步前辈国家都在年夜范围地运用变频技术,它们生产的交流接触器自己具有变频能力。低压电念头从0.75KW~800KW都能运用变频技术,从而到达合理控制电念头的负荷输出,到达节能的目的。在高压装备上变频技术的运用比力少,一是由于高压装备功率年夜、电压高,需要用的变压器和变频器,而且变频器的耐压品级的要合适高压装备的要求,成本很高,晦气于普遍地推行运用。二是高压装备年夜多采用无功抵偿的方式来装备的功率因数,所以国外的高压装备基本不采用变频技术。

3、国内变频技术的运用状态

我们国内的变频技术起步较晚,运用的很不普遍。国内生产变频装备的技术能力有限,达不到正常生产要求,现在我们所用的变频装备年夜多从美、日、德等国引进,成本比力高,加上人们对变频技术的运用其实不十分领会,所以造成了我国变频技术运用不普遍的现象。我国今朝的变频技术正处于推行运用阶段。在不远的未来,我们的变频运用技术将会在工生产中年夜显身手,到达增收节能的目的。

4、空压机变频技术的提出

我们单元的装备用气系统在九七年11月份之前一直采用四台柳州第二空压机厂生产的空气压缩机,其电念头划分为37KW的两台、22KW的两台。以工场自动控制用的压缩空气。该装配自投产以来,正常以两台空压机运行,(一台电念头为37KW,一台电念头为221KW),空压机的加、减载进程由机械加、减载阀控制,两台机加、减载控制压力不能相差太年夜,当有一台略欠好用(减载失灵)的情况下,将造成压缩机持久加载运行,因一台压缩机达不到生产的需要,两台压缩机同时加载运行,将会造成储罐压力升高。为避免这类情况的发生,需要经常对仪表风储罐进行放空,这对机械与电气运行都很晦气,即浪费了电能,又增加了装备检修的周期。当压缩机的加载失灵时,将会造成压力下降,直接影响整个装配的正常运行,同时又增加了岗位工人的劳动强度。凭据上述情况,在参考有关技术资料的条件下,我们提出了在空压站安装一套变频调速装配的设想,对两台22KW的机电进行调频控制,以知足节能降耗的要求,此设想获得了分公司向导的年夜力支持,很快付诸于实施。

5、空压机工艺系统流程图

6、系统控制方案的选择

该系统有三种控制方案,它们划分为强手动、手动和自动。强手动主要是为了在发闹事故时,变频器、编程控制器等自动装备泛起故障或检修时,为了生产的正常运行而接纳的一种预防措施。手动调频方式是在现场调试或压力传感器泛起故障闭环控制回路被断开而接纳的一种调理方式,是一种开环控制系统。其控制框图如图一所示,这类控制方式使机电在一个定常频率下工作(其频率设定值是一个经验值)当装配的用风量基本不变时,这类工作方式仍是可以的,但泛起用风量波动较年夜时,这类工作方式显得无能为力了,在正常的情况是自动调频方式。这是一种闭环控制环节。其控制框图如图二所示。
图二

7、系统操作说明


图三强手动运行的操作方式图三为变频控制柜盘面示意图。在三种控制方式中,强手动的先级别高。当进行强手动操作时,应首先打开柜门将K1开关合上(正常情况下该开关是打开的,只有选择强手动运行方式时才合上此开关),然落后行面板操作(如图三所示),强手动的操作按钮为黑框内的按钮,此时其他按钮操作无。具体的操作方式以下:按下强手动按钮,这时候强手动指示灯亮。1、选摘要起动的机电,按下响应的按钮(此按钮为自保按钮,按下后凹下)机电起动,响应的运行指示灯亮。2、若是将该机电停运,只需要再次按动此按钮,使按钮弹起,机电即可遏制运行。自动调频工作方式自动调频方式是正常的工作方式,这时候整个系统组成一个闭环自动调理系统(见图二),能自动调理空压机的工作情况,连结仪表风储罐内的压力连结在设定值上。其具体的操作方式以下:1、按下自动操作方式按钮,响应的指示灯亮,此时系统处于自开工作方式。2、选摘要起动的机电,按下响应的按钮(此按钮是点动式)机电起动,响应的指示灯亮。3、若是将该机电停运,按下响应的遏制按钮,机电即可遏制运行,响应的指示灯熄灭。注重事项:由于三号、四号机是受统一变频器控制的,这两台机电不能同时工作,两者之间是互锁的关系,即当一台机运行时,另外一台机将没法起动。在运行中切换时,机电遏制要有一按时间的延时(约12秒),要等到该机电运行指示灯熄灭后,才能起动另外一台机电。手动调频工作方式手动调频时,系统处于开环工作方式(如图一所示),空压机的工作情况是工钱设定的。其具体的操作方式以下:1、按下手动操作方式按钮,响应的指示灯亮,此时系统处于手开工作方式。2、选摘要起动的机电,按下响应的按钮(按钮是点动式)机电起动,响应的指示灯亮。3、若是将该机电停运,按下响应的遏制按钮,机电即可遏制运行,响应的指示灯熄灭。注重事项:手动调频时,频率不能低于30Hz,否则将由于机电的转速太低、电流过年夜而烧毁电念头。在自动调频控制时,我们设定的低频率也是不低于30Hz的。系统在正常运行时(自动或手动),当泛起故障时,系统会自动停机,以庇护电念头,同时报警灯闪灼报警,只有按下故障复位按钮后,机电才能重新起动。

8、变频前耗能情况与变频后耗能情况的比力

变频前耗电计较:(37 22)KW×24小时×0.75率=1062KW/日全年按330天计较:1062KW×330=350460KW.h350460×0.39=1,36679.40元安装变频器以后数据统计表时间频率Hz电压V电流A04年11月3日1时34.620039.504年11月3日2时36.923539.504年11月3日3时39.1526039.504年11月3日4时40.1527139.504年11月3日5时4027039.504年11月3日6时42.229439.504年11月3日7时45.53304004年11月3日8时35.72223804年11月3日9时33.752223804年11月3日10时33.652003704年11月3日11时33.41973904年11月3日12时33.72003904年11月3日13时33.61993704年11月3日14时34.82123904年11月3日15时35.722238时间频率Hz电压V电流A04年11月3日16时37.72443704年11月3日17时37.62433904年11月3日18时37.62433804年11月3日19时382483804年11月3日20时37.62433704年11月3日21时37.62433704年11月3日22时37.62433904年11月3日23时37.62433904年11月4日0时42.12933804年11月4日1时42.42963804年11月4日2时41.62873904年11月4日3时42.152933904年11月4日4时422923704年11月4日5时412813804年11月4日6时41.22833804年11月4日7时42.42963804年11月4日8时46.53413704年11月4日9时433033904年11月4日10时41.42853904年11月4日11时39.226138时间频率Hz电压V电流A04年11月4日12时39.52643904年11月4日13时392603904年11月4日14时39.52643904年11月4日15时41.72883704年11月4日16时44.23163804年11月4日17时44.53193904年11月4日18时37.52423804年11月4日19时39.252613804年11月4日20时40.12713704年11月4日21时42.62983904年11月4日22时45.63313804年11月4日23时46.233838说明:1、统计表的数值为一小时的平均值(每小时抄表四次)。2、调频频率在50Hz~36Hz时,频率每下降1Hz电压将下降11V。3、调频电流基本不变。4、经过计较这两天的平均频率为37.88Hz;平均电压为254V。l投进变频前与投进变频后相比,22KW机电每小时可节电1.732×U1×I1-1.732×U2×I2=1.732×380×39-1.732×254×39=8.51KW.h每一年按330天计较,可结余电量:330×24×8.51=67399KW.h勤俭费用67399×0.39=26285.60元式中:U1—变频前电压I1—变频前电流U2—变频后电压I2—变频后电流照此计较,在两年内即可收回变频器投资。经由过程上述论证,该变频器投进运行以后,到达了生产装配所需的供风量和供风压力,基本取消了因机械引发的加减载工作,削减了岗位工人的劳动强度,并勤俭了一定的能源。

9、今朝存在的待解决的问题

变频技术在我国尚处于推行运用阶段,需要解决的问题有:1、增强对变频技术的熟悉,以便在更年夜的领域内运用此技术。2、增强维修人员的培训工作,改变那种变频器泛起故障缺少维修人员的状态。3、加速变频器国产化的速度,以勤俭性投资过年夜的问题。

10、变频技术在本站的运用前景

变频调速技术做为现代技术,它适用于集中控制、涣散控制的仪表风供风系统和输出以压力旌旗灯号为基准的气体或液体控制。在我们公司的生产装配中,它可以运用到钎焊装备用气上,较好地解决钎焊1、2、3、4、5、6号炉的用气控制问题和车间内用气控制问题,使之即能到达解决生产中气压控制的问题,又勤俭了一定的电能,同时也下降了装备的维修费用。是以说变频调速技术是具有广漠成长前景的现代技术。附:空压机变频调速控制系统电路图
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